WO2023100512A1 - 照明光学系および投射型表示装置 - Google Patents

照明光学系および投射型表示装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2023100512A1
WO2023100512A1 PCT/JP2022/038797 JP2022038797W WO2023100512A1 WO 2023100512 A1 WO2023100512 A1 WO 2023100512A1 JP 2022038797 W JP2022038797 W JP 2022038797W WO 2023100512 A1 WO2023100512 A1 WO 2023100512A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens
fly
light
optical system
eye lens
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/038797
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
貴士 須藤
Original Assignee
ソニーグループ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニーグループ株式会社 filed Critical ソニーグループ株式会社
Priority to JP2023564791A priority Critical patent/JPWO2023100512A1/ja
Publication of WO2023100512A1 publication Critical patent/WO2023100512A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V5/00—Refractors for light sources
    • F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/74—Projection arrangements for image reproduction, e.g. using eidophor

Definitions

  • the present disclosure relates to an illumination optical system having a pair of fly-eye lenses and a projection display device including the same.
  • a first fly-eye lens that is arranged on the light source side and has surface sagging on one side of the vertical direction and the horizontal direction on the lens surface of at least a part of the lens cells, and a lens on the illumination area side and the optical axis of the lens cell corresponding to the lens cell of the first fly's eye lens having the surface droop is oriented in one of the longitudinal direction and the lateral direction in which the surface droop of the lens cell of the first fly's eye lens is formed.
  • a liquid crystal projector is disclosed in which illumination efficiency is improved by using a second fly-eye lens that is decentered toward the side opposite to this one side in a direction orthogonal to the direction.
  • projection display devices are required to improve illumination efficiency.
  • An illumination optical system is formed by arranging a plurality of first lens cells in a vertical and horizontal matrix that divides the light emitted from the light source unit into a plurality of light fluxes and expands and emits the emitted light.
  • a first fly-eye lens and a plurality of first lens cells disposed downstream of the first fly-eye lens and corresponding to one-to-one correspondence with a plurality of first lens cells constituting the first fly-eye lens; and a second fly-eye lens in which a plurality of second lens cells having a large lens pitch are arranged in a vertical and horizontal matrix.
  • a projection display device includes a light source unit, an illumination optical system, and image generation optics for generating image light by modulating light from the illumination optical system based on an input video signal. and a projection optical system for projecting image light generated in the image generation optical system, and has the illumination optical system of the embodiment of the present disclosure as an illumination optical system.
  • a pair of fly-eye lenses in which a plurality of lensless lenses are arranged in a vertical and horizontal matrix form emit light from the light source unit into a plurality of A pair of a first fly-eye lens that splits the beam into light beams and expands and emits the emitted light, and a plurality of first lens cells that are arranged behind the first fly-eye lens and constitute the first fly-eye lens. and a second fly-eye lens having a plurality of second lens cells with a larger lens pitch than the plurality of first lens cells. This reduces the F-number of the pair of fly-eye lenses.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a configuration of an illumination optical system according to an embodiment of the present disclosure and a projector including the same;
  • FIG. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a pair of fly-eye lenses shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the first fly-eye lens shown in FIG. 1;
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a second fly-eye lens shown in FIG. 1;
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a specific structure of the first fly's eye lens shown in FIG. 1;
  • 2 is a perspective view showing an example of a specific structure of the second fly's eye lens shown in FIG. 1;
  • FIG. 5C is a diagram showing a longitudinal lens surface shape of the second fly's eye lens shown in FIG. 5B;
  • FIG. 5B is a diagram showing the lateral lens surface shape of the second fly's eye lens shown in FIG. 5B;
  • FIG. 2 is a diagram for explaining optical paths of light incident on a pair of fly-eye lenses shown in FIG. 1; It is a cross-sectional schematic diagram explaining the design structure of a general fly-eye lens. It is a cross-sectional schematic diagram explaining the actual structure of a general fly-eye lens.
  • FIG. 5 is a diagram showing calculation results of steps at boundaries between adjacent lens cells in a fly-eye lens having spherical lens surfaces.
  • FIG. 5 is a diagram showing calculation results of steps at boundaries between adjacent lens cells in the fly's eye lens of the present disclosure
  • 13 is a diagram showing the positions of lens cells arranged in the vertical direction corresponding to the numbers on the horizontal axis shown in FIGS. 11 and 12
  • FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing an example of a configuration of a projector according to modification 1 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of a projector according to modification 2 of the present disclosure
  • Embodiment an example of an illumination optical system in which a first fly-eye lens that magnifies and emits incident light is arranged on the light source side of a pair of fly-eye lenses
  • Modification 1 another example of the configuration of the projector
  • Modified Example 2 Another Example of Projector Configuration
  • FIG. 1 illustrates an example of a schematic configuration of a projection display device (projector 1) according to an embodiment of the present disclosure.
  • the projector 1 is, for example, a reflective 3LCD type projector that modulates light using a reflective liquid crystal panel (LCD).
  • LCD liquid crystal panel
  • the projector 1 includes, for example, a light source unit 100, an illumination optical system 200, an image forming unit 300, and a projection optical system 400.
  • Illumination optical system 200 includes a pair of fly-eye lenses 211 .
  • a plurality of lens cells 211X are arranged in a vertical and horizontal matrix as the pair of fly-eye lenses 211.
  • a first fly-eye lens 211A that magnifies and emits L, and a plurality of lens cells 211Y that are arranged behind the first fly-eye lens 211A and have a larger lens pitch than the plurality of lens cells 211X of the first fly-eye lens 211A. are arranged in a vertical and horizontal matrix.
  • the pair of fly-eye lenses 211 as a whole has the function of dividing the emitted light L from the light source section 100 into a plurality of light beams and arranging them into a uniform luminance distribution.
  • the pair of fly-eye lenses 211 consists of a first fly-eye lens 211A and a second fly-eye lens 211B. It is arranged after the eye lens 211A.
  • the first fly-eye lens 211A is formed by arranging a plurality of lens cells 211X in a vertical and horizontal matrix, and corresponds to a specific example of the "first fly-eye lens" of the present disclosure.
  • the shape of each lens surface of the plurality of lens cells 211X is such that the emitted light L from each of the plurality of lens cells 211X is, for example, an illumination area of the liquid crystal panels 313R, 313G, and 313B (to be described later) (predetermined margin with respect to the effective pixel area). It has a substantially rectangular shape similar to this illumination area so that the light can be focused on the area with the .
  • the second fly's eye lens 211B is formed by arranging a plurality of lens cells 211Y in a vertical and horizontal matrix, and corresponds to a specific example of the "second fly's eye lens" of the present disclosure.
  • the second fly-eye lens 211B is arranged substantially at the focal position of the plurality of lens cells 211X forming the first fly-eye lens 211A.
  • the plurality of lens cells 211Y correspond one-to-one with the plurality of lens cells 211X of the first fly-eye lens 211A, and the shape of each lens surface of the plurality of lens cells 211Y is the same as the plurality of lens cells 211X It has a substantially rectangular shape similar to the lighting areas of the liquid crystal panels 313R, 313G, and 313B.
  • the first fly's eye lens 211A and the second fly's eye lens 211B are configured as follows.
  • the first fly-eye lens 211A has a negative refractive index that diverges the incident light (output light L) as a whole fly-eye. It is configured to expand to .
  • a plurality of lens cells 211X of the first fly-eye lens 211A are compared with, for example, the lens cells 1211X of the general fly-eye lens shown in FIG. direction, the optical axis is decentered outward from the center of the first fly-eye lens 211A.
  • the optical axes of the plurality of lens cells 211X are arranged in the longitudinal direction (eg, Y-axis direction) and lateral direction (eg, Z-axis direction) of the lens surface S1 of the first fly-eye lens 211A.
  • the center of the lens 211A is decentered by a predetermined amount toward the outside.
  • the second fly-eye lens 211B has a positive refractive index that converges the incident light (the emitted light L) as a whole fly-eye. It is configured to emit each light beam emitted at a predetermined angle as parallel light.
  • the size of the plurality of lens cells 211Y of the second fly's eye lens 211B is larger than the size of the plurality of lens cells 211X in accordance with the expansion of the emitted light L by the first fly's eye lens 211A.
  • the plurality of lens cells 211Y forming the second fly-eye lens 211B are arranged at a pitch Py larger than the pitch Px of the plurality of lens cells 211X forming the first fly-eye lens 211A in both the vertical and horizontal directions. (Py>Px).
  • the plurality of lens cells 211Y of the second fly-eye lens 211B are compared with the lens cell 1211Y of the general fly-eye lens shown in FIG. 4A, for example, as shown in FIG. 4B.
  • the optical axis is decentered inward from the center of the second fly's eye lens 211B in the direction of the arrow.
  • the optical axes of the plurality of lens cells 211X are arranged in the longitudinal direction (eg, Y-axis direction) and lateral direction (eg, Z-axis direction) of the lens surface S2 of the second fly-eye lens 211B.
  • the center of the lens 211B is decentered inward by a predetermined amount.
  • the sizes of the lens cells 211X and 211Y of the first fly-eye lens 211A and the second fly-eye lens 211B correspond to the aspect ratios of the illumination areas of the liquid crystal panels 313R, 313G and 313B.
  • the amounts of eccentricity of the lens cells 211X and 211Y in the vertical and horizontal directions differ depending on the vertical and horizontal F-numbers of the illumination system. In this embodiment, the F-number of the illumination system is smaller in the horizontal direction than in the vertical direction. Therefore, the amount of eccentricity in the horizontal direction is greater than the amount of eccentricity in the vertical direction.
  • FIG. 5A is a perspective view showing an example of a specific structure of the first fly's eye lens 211A.
  • FIG. 5B is a perspective view showing an example of a specific structure of the second fly's eye lens 211B.
  • the lens surface S1 of the first fly-eye lens 221A is a concave substantially parabolic surface, as shown in FIG. 5A, for example.
  • the lens surface S2 of the second fly's eye lens 221B is a convex, substantially parabolic surface, as shown in FIG. 5B, for example.
  • the substantially parabolic lens surface S1 of the first fly-eye lens 221A is formed at the center of the first fly-eye lens 211A so as not to create steps at the boundary positions of the plurality of lens cells 221X adjacent in the vertical and horizontal directions. It is formed by shifting a plurality of lens cells 221X toward the light source unit 100 side in order from the outside.
  • the substantially parabolic lens surface S2 of the second fly's eye lens 211B is formed at the center of the first fly's eye lens 211A so as not to create a step at the boundaries between the plurality of lens cells 221X adjacent in the vertical and horizontal directions. It is formed by shifting a plurality of lens cells 221X toward the light source unit 100 side in order from the outside.
  • FIG. 6 shows, for each row, the shape of the lens surface S2 in the vertical direction (Y-axis direction) when the second fly-eye lens 211B is viewed from the horizontal direction (Z-axis direction).
  • FIG. 7 shows, for each column, the shape of the lens surface S2 when the second fly's eye lens 211B is viewed from the vertical direction (Y-axis direction).
  • the emitted light L from the light source unit 100 is split into a plurality of light beams by the lens cell 211X of the first fly-eye lens 211A and emitted at a predetermined angle, as shown in FIG.
  • Each image is formed on the corresponding lens cell 211Y of the eye lens 211B.
  • a plurality of light source images are formed on the exit surface of the second fly-eye lens 211B, and a plurality of parallel lights are emitted.
  • the projector 1 shown in FIG. 1 is, as described above, a reflective 3LCD type projector that modulates light using a reflective LCD, and includes the pair of fly-eye lenses 211 described above.
  • the light source unit 100 emits white light Lw including, for example, red light Lr, green light Lg and blue light Lb.
  • the light source unit 100 has, for example, a plurality of light emitting elements that emit light in a predetermined wavelength band. Examples of the plurality of light-emitting elements include edge-emitting semiconductor lasers (LDs). Also, the light source unit 100 has, for example, a plurality of types of light-emitting elements that emit light in different wavelength bands.
  • LDs edge-emitting semiconductor lasers
  • the plurality of types of light emitting elements include a red light emitting element that emits light in a wavelength band corresponding to red (red light Lr), a green light emitting element that emits light in a wavelength band corresponding to green (green light Lg), and a light emitting element that corresponds to blue. It has a blue light-emitting element that emits light (blue light Lb) in a wavelength band corresponding to .
  • the light source unit 100 is not limited to an edge-emitting laser.
  • the plurality of light emitting elements in addition to edge emitting lasers, surface emitting lasers, lamps, light emitting diodes (LEDs), wavelength conversion elements, and the like can be used.
  • the illumination optical system 200 has, for example, the pair of fly-eye lenses 211, the polarization conversion element 212, and the condenser lens 213 described above.
  • the polarization conversion element 212 has a function of aligning the polarization state of the incident light that enters through the pair of fly-eye lenses 211 and the like.
  • the pair of fly-eye lenses 211 as a whole has a function of arranging the incident light emitted from the light source unit 100 to the liquid crystal panels 313R, 313G, and 313B into a uniform luminance distribution.
  • Light (white light Lw) incident on the pair of fly-eye lenses 211 from the light source unit 100 is split into a plurality of light beams by the lens cells 211X of the first fly-eye lens 211A, and the corresponding lens cells of the second fly-eye lens 211B 211Y are respectively imaged.
  • Each of the lens cells 211Y of the second fly-eye lens 211B functions as a secondary light source, and emits a plurality of parallel lights with uniform brightness toward the polarization conversion element 212.
  • the illumination optical system 200 further includes dichroic mirrors 214A, 214B, 217, reflecting mirrors 215A, 215B, polarizing plates 216A, 216B, and field lenses 218A, 218B, 218C.
  • the dichroic mirrors 214A and 214B have the property of selectively reflecting colored light in a predetermined wavelength range and transmitting light in other wavelength ranges. For example, dichroic mirror 214A selectively reflects red light Lr and green light Lb. Dichroic mirror 214B selectively reflects blue light Lb.
  • the reflecting mirror 215A reflects the red light Lr and the green light Lg reflected by the dichroic mirror 214A toward the polarizing plate 216A.
  • Reflecting mirror 215B reflects blue light Lb reflected by dichroic mirror 214B toward polarizing plate 216B.
  • the polarizing plates 216A and 216B include polarizers having polarizing axes in predetermined directions. For example, when the light is converted into P-polarized light by the polarization conversion element 212, the polarizing plate 216A transmits the P-polarized light of the red light Lr and the green light Lg and reflects the S-polarized light. Of the blue light Lb, 216B transmits P-polarized light and reflects S-polarized light.
  • the dichroic mirror 217 selectively reflects the green light Lg out of the red light Lr and the green light Lg emitted from the polarizing plate 216A, and the remaining red light Lr is transmitted through the dichroic mirror 217. Thereby, the white light Lw emitted from the light source unit 100 is separated into a plurality of different color lights (red light Lr, green light Lg, and blue light Lb).
  • the field lenses 218A, 218B, and 218C have the function of condensing the red light Lr, the green light Lg, and the blue light Lb, respectively, and illuminating the liquid crystal panels 313R, 313G, and 313B.
  • the image forming section 300 has reflective polarizing plates 311R, 311G, 311B, compensating plates 312R, 312G, 312B, liquid crystal panels 313R, 313G, 313B, polarizing plates 314R, 314G, 314B and a dichroic prism 315.
  • a wavelength selective retardation element 316 is arranged between the dichroic prism 315 and the projection optical system 400 .
  • the reflective polarizers 311R, 311G, and 311B transmit light with the same polarization axis as that of the polarizers 216A and 216B (for example, P-polarized light), and reflect light with other polarization axes (S-polarized light). It is a thing.
  • the reflective polarizing plate 311R transmits the P-polarized red light Lr toward the liquid crystal panel 313R.
  • the reflective polarizing plate 311G transmits the P-polarized green light Lg toward the liquid crystal panel 313G.
  • the reflective polarizing plate 311B transmits the P-polarized blue light Lb toward the liquid crystal panel 313B.
  • the reflective polarizing plate 311 R reflects the S-polarized red light Lr from the liquid crystal panel 313 R toward the dichroic prism 315 .
  • the reflective polarizing plate 311 G reflects the S-polarized green light Lg from the liquid crystal panel 313 G toward the dichroic prism 315 .
  • the reflective polarizing plate 311 B reflects the S-polarized blue light Lb from the liquid crystal panel 313 B toward the dichroic prism 315 .
  • the compensators 312R, 312G, 312B have a function of compensating phase difference components generated in the liquid crystal panels 313R, 313G, 313B during black display.
  • the liquid crystal panels 313R, 313G, and 313B are electrically connected to a signal source (eg, PC, etc.) not shown that supplies image signals containing image information.
  • the liquid crystal panels 313R, 313G, and 313B modulate incident light for each pixel based on the supplied image signals of the respective colors, and generate red, green, and blue images, respectively.
  • the modulated light of each color (formed image) enters the dichroic prism 315 via the compensating plates 312R, 312G, 312B, the reflective polarizing plates 311R, 311G, 311B, and the polarizing plates 314R, 314G, 314B. synthesized by
  • the dichroic prism 315 synthesizes the color light incident through the compensating plates 312R, 312G, 312B, the reflective polarizing plates 311R, 311G, 311B, and the polarizing plates 314R, 314G, 314B, respectively, and emits them toward the projection optical system 400. It is a thing. Specifically, the red light Lr enters the dichroic prism 315 via the compensation plate 312R, the reflective polarizing plate 311R, and the polarizing plate 314R, and is synthesized. Green light Lg is incident on dichroic prism 315 through compensation plate 312G, reflective polarizing plate 311G, polarizing plate 314G, and ⁇ /2 plate 316G and synthesized. The blue light Lb enters the dichroic prism 315 via the compensation plate 312B, the reflective polarizing plate 311B and the polarizing plate 314B, and is synthesized.
  • the polarizing plates 314R, 314G, and 314B are polarizers that further cut unnecessary polarized components that could not be cut by the reflective polarizing plates 311A, 311B, and 311C during black display.
  • the dichroic prism 315 has three entrance surfaces and one exit surface, and superimposes and synthesizes each color light (red light Lr, green light Lg, and blue light Lb) incident from the respective entrance surfaces, and emits them. have a function.
  • the dichroic prism 315 synthesizes the incident red light Lr, green light Lg and blue light Lb and emits them toward the projection optical system 400 .
  • the wavelength-selective retardation element 316 has such a characteristic that the polarization direction is rotated only in a selective wavelength band (for example, red band, green band or blue band).
  • the wavelength-selective retardation element 316 may be adhered to the exit surface of the dichroic prism 315, for example.
  • the wavelength selective phase difference element 316 may be mechanically connected to the incident side of the projection optical system 400 .
  • the polarization components of each color light incident on the dichroic prism 315 are, for example, red light Lr and blue light Lb are S-polarized components, and green light Lg is P-polarized components.
  • the wavelength-selective phase difference element 316 is configured, for example, to selectively polarization-convert light in the green band. converted to components. As a result, image light with uniform polarization components is emitted toward the projection optical system 400 .
  • the projection optical system 400 includes, for example, a plurality of lenses, etc., and magnifies the light emitted from the image forming section 300 and projects it onto the screen 500 .
  • a plurality of lens cells 211X are arranged in a vertical and horizontal matrix as the pair of fly-eye lenses 211, and the emitted light L from the light source section 100 is enlarged. and a plurality of lens cells 211Y arranged behind the first fly's eye lens 211A and having a larger lens pitch than the plurality of lens cells 211X of the first fly's eye lens 211A. It is arranged with the second fly-eye lens 211B arranged in a shape. This reduces the F value of the pair of fly-eye lenses 211 . This will be explained below.
  • the first fly-eye lens 211A that expands and emits the emitted light L from the light source unit 100 is arranged on the light source side, and the plurality of lens cells 211X of the first fly-eye lens 211A
  • the illumination optical system 200 of the present embodiment and the projector 1 including the same can improve the illumination efficiency.
  • the lens surfaces S1 and S2 of the first fly's eye lens 221A and the second fly's eye lens 221B are substantially parabolic.
  • a step occurs at the boundary between the lens cells 1211Y that are physically adjacent to each other.
  • the fly-eye lens having the shape shown in FIG. 9 is manufactured (for example, during molding with a mold), the cross-sectional shape of the peripheral edge portion of the lens cell 1211Y is changed from the original shape as shown in FIG. 10, for example.
  • a phenomenon in which the lens surface becomes a curved surface different from the lens shape may occur more remarkably on a specific side of the lens surface of the lens cell 1211Y than on the other side.
  • the light irradiated to the liquid crystal panel via that lens cell is directed to the specific side of the illumination area.
  • the amount of light decreases. This reduction in the amount of light is displayed as dark shadows on the screen, leading to image quality degradation.
  • FIG. 11 shows the calculation results of the step (sag_ ⁇ H) at the boundary between adjacent lens cells in a fly-eye lens having spherical lens surfaces.
  • FIG. 12 shows, for example, the calculation result of the step at the boundary between adjacent lens cells in the second fly's eye lens 211B.
  • FIG. 13 shows the correspondence between the numbers on the horizontal axis shown in FIGS. 11 and 12 and the positions of the lens cells arranged in the vertical direction using, for example, the second fly-eye lens 211B shown in FIG. 5B. It is a thing. 11 and 12 are calculated at the boundaries of lens cells having the same eccentricity.
  • the step (sag_ ⁇ H) at the boundary between adjacent lens cells varies depending on the position within each lens cell and the position of the boundary within the lens surface.
  • the second fly-eye lens 211B having a parabolic lens surface for example, the lens surface S2
  • the step (sag_ ⁇ H) at the boundary between adjacent lens cells was zero.
  • the illumination area can be enlarged as compared with a general fly-eye lens. becomes possible. Therefore, the lighting efficiency can be further improved, and the image quality can be improved.
  • FIG. 14 illustrates another example of the schematic configuration of the projection display device (projector 2) according to Modification 1 of the present disclosure.
  • the projector 2 is a transmissive 3LCD type projector that modulates light with a transmissive liquid crystal panel (LCD).
  • the projector 2 includes a pair of fly-eye lenses 211 described in the above embodiment, and, like the projector 1, includes, for example, a light source unit 100, an illumination optical system 200, an image forming unit 300, and a projection optical system 400 .
  • the illumination optical system 200 has, for example, a pair of fly-eye lenses 211, a polarization conversion element 212, and a condenser lens 213.
  • the illumination optical system 200 further includes dichroic mirrors 234A, 234B, relay lenses 235A, 235B, mirrors 236A, 236B, 236C, and field lenses 237A, 237B, 237C.
  • the dichroic mirrors 234A and 234B have the property of selectively reflecting colored light in a predetermined wavelength range and transmitting light in other wavelength ranges.
  • dichroic mirror 234A selectively reflects blue light Lb.
  • Dichroic mirror 234B selectively reflects green light Lg out of red light Lr and green light Lg transmitted through dichroic mirror 234A. The remaining red light Lr is transmitted through the dichroic mirror 234B.
  • the white light Lw emitted from the light source unit 100 is separated into a plurality of different color lights (red light Lr, green light Lg, and blue light Lb).
  • the red light Lr passes through the relay lens 235A and is reflected by the mirror 236A, and further passes through the relay lens 235B and is reflected by the mirror 236B.
  • the red light Lr reflected by the mirror 236B is collimated by passing through the field lens 237A and then enters the liquid crystal panel 322A for modulating the red light Lr.
  • the green light Lg enters the liquid crystal panel 322B for modulating the green light.
  • the separated blue light Lb is reflected by a mirror 236C, collimated by passing through a field lens 237C, and then enters a liquid crystal panel 322C for modulating the blue light Lb.
  • the incident-side polarizing plates 321A, 321B, and 321C have the function of further aligning the polarized light aligned by the polarization conversion element 212 (cutting unnecessary polarized light).
  • the liquid crystal panels 322A, 322B, and 322C correspond to one specific example of the "light modulation element" of the present disclosure.
  • the liquid crystal panels 322A, 322B, and 322C are electrically connected to a signal source (for example, PC or the like) not shown that supplies an image signal containing image information.
  • the liquid crystal panels 322A, 322B, and 322C modulate incident light for each pixel based on the supplied image signals of the respective colors, and generate a red image, a green image, and a blue image, respectively.
  • the red light Lr enters the dichroic prism 325 through the output side pre-polarizer 323A, the output side main polarizer 324A and the ⁇ /2 plate 326A.
  • the green light Lg enters the dichroic prism 325 through the output-side pre-polarizer 323B and the output-side main polarizer 324B.
  • the blue light Lb enters the dichroic prism 325 through the output side pre-polarizer 323C, the output side main polarizer 324C and the ⁇ /2 plate 326C.
  • the modulated light of each color (formed image) is combined in the dichroic prism 325 .
  • the exit-side pre-polarizers 323A, 323B, and 323C cut off unnecessary polarized light during black display on the corresponding liquid crystal panels 322A, 322B, and 322C, respectively.
  • the exit-side main polarizers 324A, 324B, and 324C further cut unnecessary polarized light that could not be cut off by the exit-side pre-polarizers 323A, 323B, and 323C, respectively.
  • the dichroic prism 325 has three entrance surfaces and one exit surface, and superimposes and synthesizes each color light (red light Lr, green light Lg, and blue light Lb) incident from the respective entrance surfaces and emits them. have a function.
  • a wavelength selective phase difference element 316 is arranged between the dichroic prism 325 and the projection optical system 400 .
  • the polarization components of each color light incident on the dichroic prism 325 are such that red light Lr and blue light Lb are S-polarized components, and green light Lg is P-polarized components.
  • the wavelength-selective phase difference element 316 is configured, for example, to selectively polarization-convert light in the green band. It is selectively converted to an S-polarized component. As a result, image light with uniform polarization components is emitted toward the projection optical system 400 .
  • the projection optical system 400 includes, for example, a plurality of lenses, etc., and magnifies the light emitted from the image forming section 300 and projects it onto the screen 500 .
  • FIG. 15 illustrates another example of the schematic configuration of the projection display device (projector 3) according to Modification 2 of the present disclosure.
  • the projector 4 is a reflective 2LCD type projector that modulates light using two reflective liquid crystal panels (LCDs).
  • the projector 3 includes a pair of fly-eye lenses 211 described in the above embodiment, and, like the projector 1, includes, for example, a light source unit 100, an illumination optical system 200, an image forming unit 300, and a projection optical system 400 .
  • the illumination optical system 200 has, for example, a pair of fly-eye lenses 211, a polarization conversion element 212, and a condenser lens 213.
  • the illumination optical system 200 further has a polarizing plate 264 , a mirror 265 and a field lens 266 .
  • the image forming section 300 has a PBS 351, quarter-wave plates 352A and 352B, and liquid crystal panels 353A and 353B.
  • the PBS 351 separates light in a predetermined wavelength band based on the polarization direction.
  • Wavelength-selective PBS 351 is configured, for example, to reflect the S-polarization component and transmit the P-polarization component.
  • the wavelength selection surface selectively reflects the S-polarized blue light Lb and the green light Lg, and transmits the P-polarized red light Lr.
  • Each of the liquid crystal panels 353A and 353B optically modulates incident light and emits it. For example, it modulates illumination light based on a video signal and emits it. Convert and output.
  • the wavelength selective phase difference element 316 is arranged between the PBS 351 and the projection optical system 400 and between the field lens 266 and the PBS 351.
  • the wavelength-selective retardation element 316 disposed between the PBS 351 and the projection optical system 400 is configured, for example, to selectively polarization-convert the light in the green band and the blue band, and the light emitted from the PBS 351 is Of the light, light in the green band and blue band is selectively converted into S-polarized components. As a result, image light with uniform polarization components is emitted toward the projection optical system 400 .
  • the wavelength-selective retardation element 316 disposed between the field lens 266 and the PBS 351 selectively rotates the polarization direction of the light in the green band and the blue band among the red band, the green band, and the blue band.
  • the light in the red band is configured to be transmitted while maintaining the polarization direction).
  • the projection optical system 400 includes, for example, a plurality of lenses, etc., and magnifies the light emitted from the image forming section 300 and projects it onto the screen 500 .
  • each of the projectors 1 to 3 may be configured using a plurality of light source units (red light source unit, green light source unit, and blue light source unit) that emit red light Lr, green light Lg, or blue light Lb.
  • a device other than the projectors 1 to 3 may be configured as a projection display device according to the present technology.
  • a projection display device for example, in the projectors 1 to 3 described above, an example of using a reflective liquid crystal panel or a transmissive liquid crystal panel as the light modulation element was shown, but the present technology is a digital micromirror device (DMD: Digital Micromirror Device). It can also be applied to a projector using a mirror device) or the like.
  • DMD Digital Micromirror Device
  • the present technology can also have the following configuration.
  • a first fly-eye lens that divides the emitted light from the light source unit into a plurality of light beams and expands and emits the emitted light, and is arranged after the first fly-eye lens.
  • a second fly-eye having a plurality of second lens cells corresponding one-to-one with the plurality of first lens cells constituting the first fly-eye lens and having a larger lens pitch than the plurality of first lens cells; Since a pair of fly-eye lenses are used, the F value of the pair of fly-eye lenses can be reduced. Therefore, it becomes possible to improve illumination efficiency.
  • a first fly-eye lens composed of a plurality of first lens cells arranged in a vertical and horizontal matrix for dividing light emitted from a light source into a plurality of light fluxes and for expanding and emitting the emitted light; arranged behind the first fly-eye lens, corresponding to the plurality of first lens cells constituting the first fly-eye lens one-to-one, and having a lens pitch greater than that of the plurality of first lens cells;
  • An illumination optical system comprising a second fly-eye lens in which a plurality of large second lens cells are arranged in a vertical and horizontal matrix.
  • each of the lens surfaces of the plurality of first lens cells has a substantially rectangular shape; The illumination optical system according to (2), wherein the amount of eccentricity in the vertical direction and the amount of eccentricity in the horizontal direction of each of the plurality of first lens cells are different.
  • each of the lens surfaces of the plurality of second lens cells has a substantially rectangular shape;
  • the illumination optical system according to any one of (1) to (6), wherein the second fly-eye lens has a substantially parabolic shape convex on the light exit side.
  • a light source an illumination optical system; an image generation optical system that modulates light from the illumination optical system based on an input video signal to generate image light; a projection optical system for projecting the image light generated in the image generation optical system,
  • the illumination optical system is a first fly-eye lens formed by arranging a plurality of first lens cells in a vertical and horizontal matrix, which divides the light emitted from the light source unit into a plurality of light fluxes and magnifies and emits the emitted light; arranged behind the first fly-eye lens, corresponding to the plurality of first lens cells constituting the first fly-eye lens one-to-one, and having a lens pitch greater than that of the plurality of first lens cells; and a second fly-eye lens in which a plurality of large second lens cells are arranged in a vertical and horizontal matrix.
  • An optical member in which a plurality of lens cells for splitting incident light into a plurality of light beams are arranged in a vertical and horizontal matrix, and a lens surface formed by the plurality of lens cells has a substantially paraboloid shape. (10) The optical member according to (9) above, which magnifies and emits the incident light.
  • a light source a light source
  • an illumination optical system including a pair of first optical member and second optical member
  • an image generation optical system that modulates light from the illumination optical system based on an input video signal to generate image light
  • a projection optical system for projecting the image light generated in the image generation optical system
  • Each of the first optical member and the second optical member is composed of a plurality of lens cells arranged in a vertical and horizontal matrix for dividing the light emitted from the light source unit into a plurality of light fluxes.
  • a projection display device having a substantially parabolic lens surface.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

本開示の一実施の形態の照明光学系は、光源部からの出射光を複数の光束に分割すると共に出射光を拡大して出射する、複数の第１レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第１のフライアイレンズと、第１のフライアイレンズの後段に配置され、第１のフライアイレンズを構成する複数の第１レンズセルと一対一に対応すると共に、複数の第１レンズセルよりもレンズピッチが大きな複数の第２レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第２のフライアイレンズとを備える。

Description

照明光学系および投射型表示装置
　本開示は、一対のフライアイレンズを有する照明光学系およびこれを備えた投射型表示装置に関する。
　例えば、特許文献１では、光源側に配置され、少なくとも一部のレンズセルのレンズ面に縦方向および横方向の内の一方方向の片側に面ダレを有する第１フライアイレンズと、照明エリア側に配置され、面ダレを有する第１フライアイレンズのレンズセルに対応するレンズセルの光軸が、縦方向および横方向のうち、第１フライアイレンズのレンズセルの面ダレが形成された一方方向とは直交する方向上で、この片側とは反対側寄りに偏心している第２フライアイレンズを用いることで、照明効率の向上を図った液晶プロジェクタが開示されている。
特開２００７－１２１４４７号公報
　このように、投射型表示装置では、照明効率の向上が求められている。
　よって、照明効率を向上させることが可能な照明光学系および投射型表示装置を提供することが望ましい。
　本開示の一実施形態の照明光学系は、光源部からの出射光を複数の光束に分割すると共に出射光を拡大して出射する、複数の第１レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第１のフライアイレンズと、第１のフライアイレンズの後段に配置され、第１のフライアイレンズを構成する複数の第１レンズセルと一対一に対応すると共に、複数の第１レンズセルよりもレンズピッチが大きな複数の第２レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第２のフライアイレンズとを備えたものである。
　本開示の一実施形態の投射型表示装置は、光源部と、照明光学系と、入力された映像信号に基づいて照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、画像生成光学系において生成された画像光を投射する投射光学系とを備えたものであり、照明光学系として、上記本開示の一実施形態の照明光学系を有する。
　本開示の一実施形態の照明光学系および一実施形態の投射型表示装置では、複数のレンズレスが縦横マトリクス状に配列されてなる一対のフライアイレンズとして、光源部からの出射光を複数の光束に分割すると共に出射光を拡大して出射する第１のフライアイレンズと、第１のフライアイレンズの後段に配置され、第１のフライアイレンズを構成する複数の第１レンズセルと一対一に対応すると共に、複数の第１レンズセルよりもレンズピッチが大きな複数の第２レンズセルを有する第２のフライアイレンズとを用いるようにした。これにより、一対のフライアイレンズのＦ値を小さくする。
本開示の実施の形態に係る照明光学系およびこれを備えたプロジェクタの構成の一例を表す概略図である。 図１に示した一対のフライアイレンズの構成を表す模式図である。 図１に示した第１フライアイレンズを説明する図である。 図１に示した第２フライアイレンズを説明する図である。 図１に示した第１フライアイレンズの具体的な構造の一例を表す斜視図である。 図１に示した第２フライアイレンズの具体的な構造の一例を表す斜視図である。 図５Ｂに示した第２フライアイレンズの縦方向のレンズ面形状を表す図である。 図５Ｂに示した第２フライアイレンズの横方向のレンズ面形状を表す図である。 図１に示した一対のフライアイレンズに入射した光の光路を説明する図である。 一般的なフライアイレンズの設計構造を説明する断面模式図である。 一般的なフライアイレンズの実際の構造を説明する断面模式図である。 レンズ面が球面形状を有するフライアイレンズにおいて隣接するレンズセルの境界部における段差の計算結果を表す図である。 本開示のフライアイレンズにおいて隣接するレンズセルの境界部における段差の計算結果を表す図である。 図１１および図１２に示した横軸の番号に対応する、縦方向に並ぶレンズセルの位置を示す図である。 本開示の変形例１に係るプロジェクタの構成の一例を表す概略図である。 本開示の変形例２に係るプロジェクタの構成の一例を表す概略図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比などについても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
　１．実施の形態（一対のフライアイレンズのうち、光源部側に、入射光を拡大して出射する第１フライアイレンズを配置した照明光学系の例）
　２．変形例１（プロジェクタの構成の他の例）
　３．変形例２（プロジェクタの構成の他の例）
＜１．実施の形態＞
　図１は、本開示の一実施の形態に係る投射型表示装置（プロジェクタ１）の概略構成の一例を表したものである。プロジェクタ１は、例えば、反射型の液晶パネル（ＬＣＤ）により光変調を行う反射型３ＬＣＤ方式のプロジェクタである。
　プロジェクタ１は、例えば、光源部１００と、照明光学系２００と、画像形成部３００と、投射光学系４００とを含んで構成されている。照明光学系２００は、一対のフライアイレンズ２１１を含んでいる。本実施の形態の照明光学系２００は、この一対のフライアイレンズ２１１として、複数のレンズセル２１１Ｘが縦横マトリクス状に配列され、例えば、図２に示したように、光源部１００からの出射光Ｌを拡大して出射する第１フライアイレンズ２１１Ａと、第１フライアイレンズ２１１Ａの後段に配置され、第１フライアイレンズ２１１Ａの複数のレンズセル２１１Ｘよりもレンズピッチが大きな複数のレンズセル２１１Ｙが縦横マトリクス状に配列されてなる第２フライアイレンズ２１１Ｂとを含むものである。
［フライアイレンズの構成］
　一対のフライアイレンズ２１１は、全体として、光源部１００からの出射光Ｌを複数の光束に分割し、均一な輝度分布に整える機能をするものである。一対のフライアイレンズ２１１は、第１フライアイレンズ２１１Ａと、第２フライアイレンズ２１１Ｂとからなり、第１フライアイレンズ２１１Ａは光源部１００側に、第２フライアイレンズ２１１Ｂは、第１フライアイレンズ２１１Ａの後段に配置される。
　第１フライアイレンズ２１１Ａは、複数のレンズセル２１１Ｘが縦横マトリクス状に配列されてなるものであり、本開示の「第１のフライアイレンズ」の一具体例に相当するものである。複数のレンズセル２１１Ｘの各レンズ面の形状は、複数のレンズセル２１１Ｘそれぞれからの出射光Ｌが、例えば、後述する液晶パネル３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂの照明エリア（有効画素領域に対して所定のマージンを持たせたエリア）に集光されるようにするために、この照明エリアと相似形の略長方形を有する。
　第２フライアイレンズ２１１Ｂは、複数のレンズセル２１１Ｙが縦横マトリクス状に配列されてなるものであり、本開示の「第２のフライアイレンズ」の一具体例に相当するものである。第２フライアイレンズ２１１Ｂは、第１フライアイレンズ２１１Ａを構成する複数のレンズセル２１１Ｘの略焦点位置に配置される。複数のレンズセル２１１Ｙは、第１フライアイレンズ２１１Ａの複数のレンズセル２１１Ｘと一対一に対応しており、複数のレンズセル２１１Ｙの各レンズ面の形状は、複数のレンズセル２１１Ｘと同様に、液晶パネル３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂの照明エリアと相似形の略長方形を有する。
　本実施の形態では、第１フライアイレンズ２１１Ａおよび第２フライアイレンズ２１１Ｂは、それぞれ、以下のように構成されている。
　第１フライアイレンズ２１１Ａは、図２に示したように、フライアイ全体として入射光（出射光Ｌ）を発散させる負の屈折率を有し、光源部１００からの出射光Ｌを所定の倍率に拡大して出射するように構成されている。第１フライアイレンズ２１１Ａの複数のレンズセル２１１Ｘは、例えば、図３の（Ａ）に示した一般的なフライアイレンズのレンズセル１２１１Ｘと比較して、図３の（Ｂ）に示した矢印方向に、その光軸が、第１フライアイレンズ２１１Ａの中心部から外側に向かって偏心している。
　詳細には、複数のレンズセル２１１Ｘの光軸は、第１フライアイレンズ２１１Ａのレンズ面Ｓ１の縦方向（例えば、Ｙ軸方向）および横方向（例えば、Ｚ軸方向）に、第１フライアイレンズ２１１Ａの中心部から外側に向かって所定の量、偏心している。
　第２フライアイレンズ２１１Ｂは、図２に示したように、フライアイ全体として入射光（出射光Ｌ）を収束させる正の屈折率を有し、第１フライアイレンズ２１１Ａの各レンズセル２１１Ｘから所定の角度で出射された光束それぞれを平行光として出射するように構成されている。例えば、第２フライアイレンズ２１１Ｂの複数のレンズセル２１１Ｙのサイズは、第１フライアイレンズ２１１Ａによる出射光Ｌの拡大に合わせて、複数のレンズセル２１１Ｘよりも大きい。換言すると、第２フライアイレンズ２１１Ｂを構成する複数のレンズセル２１１Ｙは、縦方向および横方向共に、第１フライアイレンズ２１１Ａを構成する複数のレンズセル２１１ＸのピッチＰｘよりも大きなピッチＰｙで配列されている（Ｐｙ＞Ｐｘ）。
　更に、第２フライアイレンズ２１１Ｂの複数のレンズセル２１１Ｙは、例えば、図４の（Ａ）に示した一般的なフライアイレンズのレンズセル１２１１Ｙと比較して、図４の（Ｂ）に示した矢印方向に、その光軸が、第２フライアイレンズ２１１Ｂの中心部から内側に向かって偏心している。
　詳細には、複数のレンズセル２１１Ｘの光軸は、第２フライアイレンズ２１１Ｂのレンズ面Ｓ２の縦方向（例えば、Ｙ軸方向）および横方向（例えば、Ｚ軸方向）に、第２フライアイレンズ２１１Ｂの中心部から内側に向かって所定の量、偏心している。
　なお、第１フライアイレンズ２１１Ａおよび第２フライアイレンズ２１１Ｂのそれぞれのレンズセル２１１Ｘ，２１１Ｙのサイズは、液晶パネル３１３Ｒ、３１３Ｇ，３１３Ｂの照明エリアの縦横比に対応する。レンズセル２１１Ｘ，２１１Ｙの縦方向および横方向の偏心量は、照明系の縦方向および横方向のＦ値で異なり、本実施の形態では、照明系Ｆ値が縦方向よりも横方向のほうが小さいため、横方向の偏心量が縦方向の偏心量よりも大きい。
　更に、本実施の形態の第１フライアイレンズ２２１Ａおよび第２フライアイレンズ２２１Ｂのそれぞれのレンズ面Ｓ１，Ｓ２は、略放物面形状を有している。図５Ａは、第１フライアイレンズ２１１Ａの具体的な構造の一例を表した斜視図である。図５Ｂは、第２フライアイレンズ２１１Ｂの具体的な構造の一例を表した斜視図である。第１フライアイレンズ２２１Ａのレンズ面Ｓ１は、例えば図５Ａに示したように、凹状の略放物面となっている。第２フライアイレンズ２２１Ｂのレンズ面Ｓ２は、例えば図５Ｂに示したように、凸状の略放物面となっている。
　第１フライアイレンズ２２１Ａの略放物状のレンズ面Ｓ１は、縦方向および横方向に隣接する複数のレンズセル２２１Ｘの境界位置に段差が生じないように、第１フライアイレンズ２１１Ａの中心部から外側に向かって順に光源部１００側に複数のレンズセル２２１Ｘをずらすことで形成されている。第２フライアイレンズ２１１Ｂの略放物状のレンズ面Ｓ２は、縦方向および横方向に隣接する複数のレンズセル２２１Ｘの境界位置に段差が生じないように、第１フライアイレンズ２１１Ａの中心部から外側に向かって順に光源部１００側に複数のレンズセル２２１Ｘをずらすことで形成されている。
　図６は、第２フライアイレンズ２１１Ｂを横方向（Ｚ軸方向）から見た際の縦方向（Ｙ軸方向）のレンズ面Ｓ２の形状を、横列毎に表したものである。図７は、第２フライアイレンズ２１１Ｂを縦方向（Ｙ軸方向）から見た際のレンズ面Ｓ２の形状を、縦列毎に表したものである。このように、第１フライアイレンズ２２１Ａおよび第２フライアイレンズ２２１Ｂのレンズ面Ｓ１，Ｓ２を放物面形状とすることで、縦方向および横方向に隣接する複数のレンズセル２２１Ｘ，２２１Ｙのどの境界位置においても段差が０になる（例えば、図１２参照）。
　以上により、光源部１００からの出射光Ｌは、図８に示したように、第１フライアイレンズ２１１Ａのレンズセル２１１Ｘによって複数の光束に分割されると共に所定の角度で出射され、第２フライアイレンズ２１１Ｂの対応するレンズセル２１１Ｙにそれぞれ結像される。第２フライアイレンズ２１１Ｂの出射面には複数の光源像が形成され、複数の平行光が出射される。
［プロジェクタの構成］
　図１に示したプロジェクタ１は、上記のように、反射型のＬＣＤにより光変調を行う反射型３ＬＣＤ方式のプロジェクタであり、上述した一対のフライアイレンズ２１１を備えたものである。
　光源部１００は、例えば、赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂを含む白色光Ｌｗを発するものである。光源部１００は、例えば、所定の波長帯域の光を出射する複数の発光素子を有する。複数の発光素子としては、例えば、端面発光型の半導体レーザ（ＬＤ）が挙げられる。また、光源部１００は、例えば、互いに異なる波長帯域の光を出射する複数種類の発光素子を有する。複数種類の発光素子として、赤色に対応する波長帯域の光（赤色光Ｌｒ）を出射する赤色発光素子、緑色に対応する波長帯域の光（緑色光Ｌｇ）を出射する緑色発光素子および青色に対応する波長帯域の光（青色光Ｌｂ）を出射する青色発光素子を有している。
　なお、光源部１００は、端面発光レーザに限定されるものではない。複数の発光素子としては、端面発光レーザの他に、面発光レーザやランプ、発光ダイオード（ＬＥＤ）および波長変換素子等も用いることができる。
　照明光学系２００は、例えば、上述した一対のフライアイレンズ２１１と、偏光変換素子２１２と、集光レンズ２１３とを有している。
　偏光変換素子２１２は、一対のフライアイレンズ２１１等を介して入射する入射光の偏光状態を揃える機能を有している。
　一対のフライアイレンズ２１１は、全体として、光源部１００から液晶パネル３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂに照射される入射光を、均一な輝度分布に整える機能を有している。
　光源部１００から一対のフライアイレンズ２１１に入射する光（白色光Ｌｗ）は、第１フライアイレンズ２１１Ａのレンズセル２１１Ｘによって複数の光束に分割され、第２フライアイレンズ２１１Ｂの対応するレンズセル２１１Ｙにそれぞれ結像される。第２フライアイレンズ２１１Ｂのレンズセル２１１Ｙのそれぞれが二次光源として機能し、輝度が揃った複数の平行光を偏光変換素子２１２に向けて出射する。
　照明光学系２００は、さらに、ダイクロイックミラー２１４Ａ，２１４Ｂ，２１７、反射ミラー２１５Ａ，２１５Ｂ、偏光板２１６Ａ，２１６Ｂおよびフィールドレンズ２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃを有している。
　ダイクロイックミラー２１４Ａ，２１４Ｂは、所定の波長域の色光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を透過させる性質を有している。例えば、ダイクロイックミラー２１４Ａは、赤色光Ｌｒおよび緑色光Ｌｂを選択的に反射する。ダイクロイックミラー２１４Ｂは、青色光Ｌｂを選択的に反射する。
　反射ミラー２１５Ａは、ダイクロイックミラー２１４Ａにより反射された赤色光Ｌｒおよび緑色光Ｌｇを偏光板２１６Ａに向けて反射する。反射ミラー２１５Ｂは、ダイクロイックミラー２１４Ｂにより反射された青色光Ｌｂを偏光板２１６Ｂに向けて反射する。
　偏光板２１６Ａ，２１６Ｂは、所定方向の偏光軸を有する偏光子を含んでいる。例えば、偏光変換素子２１２においてＰ偏光に変換されている場合、偏光板２１６Ａは、赤色光Ｌｒおよび緑色光Ｌｇのうち、Ｐ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する。２１６Ｂは、青色光Ｌｂのうち、Ｐ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射する。
　ダイクロイックミラー２１７は、偏光板２１６Ａから出射された赤色光Ｌｒおよび緑色光Ｌｇのうち、緑色光Ｌｇを選択的に反射し、残る赤色光Ｌｒはダイクロイックミラー２１７を透過する。これにより、光源部１００から出射された白色光Ｌｗが、互いに異なる複数の色光（赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂ）に分離される。
　フィールドレンズ２１８Ａ，２１８Ｂ，２１８Ｃは、それぞれ、赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇ，青色光Ｌｂを集光させ、液晶パネル３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂを照明する機能を有する。
　画像形成部３００は、反射型偏光板３１１Ｒ，３１１Ｇ，３１１Ｂ、補償板３１２Ｒ，３１２Ｇ，３１２Ｂ、液晶パネル３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂ、偏光板３１４Ｒ，３１４Ｇ，３１４Ｂおよびダイクロイックプリズム３１５を有している。ダイクロイックプリズム３１５と投射光学系４００との間には、波長選択性位相差素子３１６が配置されている。
　反射型偏光板３１１Ｒ，３１１Ｇ，３１１Ｂは、それぞれ、偏光板２１６Ａ，２１６Ｂの偏光軸と同じ偏光軸の光（例えばＰ偏光）を透過し、それ以外の偏光軸の光（Ｓ偏光）を反射するものである。例えば、反射型偏光板３１１Ｒは、Ｐ偏光の赤色光Ｌｒを液晶パネル３１３Ｒの方向へ透過させる。反射型偏光板３１１Ｇは、Ｐ偏光の緑色光Ｌｇを液晶パネル３１３Ｇの方向へ透過させる。反射型偏光板３１１Ｂは、Ｐ偏光の青色光Ｌｂを液晶パネル３１３Ｂの方向へ透過させる。更に、反射型偏光板３１１Ｒは、液晶パネル３１３ＲからのＳ偏光の赤色光Ｌｒをダイクロイックプリズム３１５に向けて反射する。反射型偏光板３１１Ｇは、液晶パネル３１３ＧからのＳ偏光の緑色光Ｌｇをダイクロイックプリズム３１５に向けて反射する。反射型偏光板３１１Ｂは、液晶パネル３１３ＢからのＳ偏光の青色光Ｌｂをダイクロイックプリズム３１５に向けて反射する。
　補償板３１２Ｒ，３１２Ｇ，３１２Ｂは、黒表示時に液晶パネル３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂで発生する位相差成分を補償する機能を有する。
　液晶パネル３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂは、画像情報を含んだ画像信号を供給する図示しない信号源（例えば、ＰＣ等）と電気的に接続されている。液晶パネル３１３Ｒ，３１３Ｇ，３１３Ｂは、供給される各色の画像信号に基づき、入射光を画素毎に変調し、それぞれ赤色画像、緑色画像および青色画像を生成する。変調された各色の光（形成された画像）は、それぞれ、補償板３１２Ｒ，３１２Ｇ，３１２Ｂ、反射型偏光板３１１Ｒ，３１１Ｇ，３１１Ｂおよび偏光板３１４Ｒ，３１４Ｇ，３１４Ｂを介してダイクロイックプリズム３１５に入射して合成される。
　ダイクロイックプリズム３１５は、補償板３１２Ｒ，３１２Ｇ，３１２Ｂ、反射型偏光板３１１Ｒ，３１１Ｇ，３１１Ｂおよび偏光板３１４Ｒ，３１４Ｇ，３１４Ｂをそれぞれ介して入射した色光を合成して投射光学系４００へ向けて出射するものである。具体的には、赤色光Ｌｒは、補償板３１２Ｒ、反射型偏光板３１１Ｒおよび偏光板３１４Ｒを介してダイクロイックプリズム３１５に入射して合成される。緑色光Ｌｇは、補償板３１２Ｇ、反射型偏光板３１１Ｇ、偏光板３１４Ｇおよびλ／２板３１６Ｇを介してダイクロイックプリズム３１５に入射して合成される。青色光Ｌｂは、補償板３１２Ｂ、反射型偏光板３１１Ｂおよび偏光板３１４Ｂを介してダイクロイックプリズム３１５に入射して合成される。
　偏光板３１４Ｒ，３１４Ｇ，３１４Ｂは、黒表示時に反射型偏光板３１１Ａ，３１１Ｂ，３１１Ｃでカットし切れなかった不要偏光成分をさらにカットする偏光子である。
　ダイクロイックプリズム３１５は、３つの入射面と１つの出射面とを有し、それぞれの入射面から入射した各色光（赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂ）を重ね合わせて合成して出射する機能を有している。ダイクロイックプリズム３１５は、入射した赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂを合成し、投射光学系４００へ向けて射出する。
　波長選択性位相差素子３１６は、選択的な波長帯域（例えば、赤色帯域、緑色帯域あるいは青色帯域）においてのみ偏光方向が回転するような特性を有するものである。波長選択性位相差素子３１６は、例えば、ダイクロイックプリズム３１５の出射面に接着されていてもよい。あるいは、波長選択性位相差素子３１６は、投射光学系４００の入射側に機械的に接続されていてもよい。
　プロジェクタ１では、ダイクロイックプリズム３１５に入射する各色光の偏光成分は、例えば、赤色光Ｌｒおよび青色光ＬｂはＳ偏光成分、緑色光ＬｇはＰ偏光成分となっている。波長選択性位相差素子３１６は、例えば、緑色帯域の光を選択的に偏光変換するように構成されており、ダイクロイックプリズム３１５から出射された光のうち、緑色帯域の光が選択的にＳ偏光成分に変換される。これにより、偏光成分の揃った画像光が投射光学系４００に向けて出射される。
　投射光学系４００は、例えば、複数のレンズ等を含んで構成され、画像形成部３００からの出射光を拡大してスクリーン５００へ投射する。
［作用・効果］
　本実施の形態の照明光学系２００およびプロジェクタ１では、上記のように、一対のフライアイレンズ２１１として、複数のレンズセル２１１Ｘが縦横マトリクス状に配列され、光源部１００からの出射光Ｌを拡大して出射する第１フライアイレンズ２１１Ａと、第１フライアイレンズ２１１Ａの後段に配置され、第１フライアイレンズ２１１Ａの複数のレンズセル２１１Ｘよりもレンズピッチが大きな複数のレンズセル２１１Ｙが縦横マトリクス状に配列されてなる第２フライアイレンズ２１１Ｂと配設するようにした。これにより、一対のフライアイレンズ２１１のＦ値を小さくする。以下、これについて説明する。
　近年、小型且つ高輝度なプロジェクタが求められている。小型且つ高輝度なプロジェクタを実現するためには、光源部と共に照明光学系の小型化が重要となる。一方で、光源部および照明光学系に対して液晶パネルのインチサイズが大きい場合には、幾何効率が低下するという課題が生じる。例えば、光源からの出射光を一般的なフライアイレンズで証明した場合、Ｆ値が大きくなり、照明効率が大幅に低下する。
　これに対して本実施の形態では、光源部１００からの出射光Ｌを拡大して出射する第１フライアイレンズ２１１Ａを光源側に配置し、第１フライアイレンズ２１１Ａの複数のレンズセル２１１Ｘよりもレンズピッチが大きな複数のレンズセル２１１Ｙが縦横マトリクス状に配列されてなる第２フライアイレンズ２１１Ｂを第１フライアイレンズ２１１Ａの後段に配置するようにした。これにより、一対のフライアイレンズ２１１のＦ値を小さくすることができる。
　以上により、本実施の形態の照明光学系２００およびこれを備えたプロジェクタ１では、照明効率を向上させることが可能となる。
　また、本実施の形態では、第１フライアイレンズ２２１Ａおよび第２フライアイレンズ２２１Ｂのそれぞれのレンズ面Ｓ１，Ｓ２を略放物面形状とした。
　一般に、複数のレンズセルが縦横マトリクス状に配列されたフライアイレンズにおいて、複数のレンズセルの光軸を偏心させてレンズ面を、例えば球面形状とした場合、図９に示したように、原理的に隣接するレンズセル１２１１Ｙの境界部に段差が生じる。
　しかしながら、図９に示した形状を有するフライアイレンズの製造時（例えば、金型での成型時）には、例えば図１０に示したように、レンズセル１２１１Ｙの周縁部分の断面形状が本来のレンズ形状とは異なる曲面状になってしまう現象（所謂、「面ダレ」）が、レンズセル１２１１Ｙのレンズ面の特定の側で、その反対側よりも顕著に起きることがある。
　例えば、光源側に配置されるフライアイレンズのレンズセルのレンズ面の特定の側に面ダレＸが存在すると、そのレンズセルを介して液晶パネルに照射される光は、照明エリアの特定の側で光量が減少してしまう。この光量の減少は、スクリーンにおいて暗い影として表示され、画質の低下に繋がる。
　図１１は、レンズ面が球面形状を有するフライアイレンズにおいて隣接するレンズセルの境界部における段差（ｓａｇ＿ΔＨ）の計算結果を表したものである。図１２は、例えば、第２フライアイレンズ２１１Ｂにおいて隣接するレンズセルの境界部における段差の計算結果を表したものである。図１３は、図１１および図１２に示した横軸の番号と、縦方向に並ぶレンズセルの位置との対応関係を、例えば、図５Ｂに示した第２フライアイレンズ２１１Ｂを用いて示したものである。なお、図１１および図１２の段差の計算結果は、それぞれ、同じ偏心量を有するレンズセルの境界部において計算している。
　レンズ面が球面形状のフライアイレンズでは、隣接するレンズセルの境界部の段差（ｓａｇ＿ΔＨ）は、各レンズセル内の位置によって変化し、また、レンズ面内における境界部の位置によっても異なる。これに対して、レンズ面（例えば、レンズ面Ｓ２）が放物面形状を有する第２フライアイレンズ２１１Ｂでは、各レンズセル２１１Ｙ内の位置およびレンズ面Ｓ２内における境界部の位置に寄らず、隣接するレンズセルの境界部の段差（ｓａｇ＿ΔＨ）が０であった。
　即ち、第１フライアイレンズ２２１Ａおよび第２フライアイレンズ２２１Ｂのそれぞれのレンズ面Ｓ１，Ｓ２を略放物面形状とすることにより、一般的なフライアイレンズと比較して照明エリアを拡大させることが可能となる。よって、照明効率をさらに向上させることができると共に、画質を向上させることが可能となる。
　次に、本開示の変形例１，２について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
＜２．変形例１＞
　図１４は、本開示の変形例１に係る投射型表示装置（プロジェクタ２）の概略構成の他の例を表したものである。このプロジェクタ２は、透過型の液晶パネル（ＬＣＤ）により光変調を行う透過型３ＬＣＤ方式のプロジェクタである。プロジェクタ２は、上記実施の形態において説明する一対のフライアイレンズ２１１を備えたものであり、上記プロジェクタ１と同様に、例えば、光源部１００と、照明光学系２００と、画像形成部３００と、投射光学系４００とを含んで構成されている。
　照明光学系２００は、例えば、一対のフライアイレンズ２１１と、偏光変換素子２１２と、集光レンズ２１３とを有している。照明光学系２００は、さらに、ダイクロイックミラー２３４Ａ，２３４Ｂ、リレーレンズ２３５Ａ，２３５Ｂ、ミラー２３６Ａ，２３６Ｂ，２３６Ｃ、フィールドレンズ２３７Ａ，２３７Ｂ，２３７Ｃを有している。
　ダイクロイックミラー２３４Ａ，２３４Ｂは、所定の波長域の色光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を透過させる性質を有している。例えば、ダイクロイックミラー２３４Ａは、青色光Ｌｂを選択的に反射する。ダイクロイックミラー２３４Ｂは、ダイクロイックミラー２３４Ａを透過した赤色光Ｌｒおよび緑色光Ｌｇのうち、緑色光Ｌｇを選択的に反射する。残る赤色光Ｌｒが、ダイクロイックミラー２３４Ｂを透過する。これにより、光源部１００から出射された白色光Ｌｗが、互いに異なる複数の色光（赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂ）に分離される。
　赤色光Ｌｒは、リレーレンズ２３５Ａを通ってミラー２３６Ａにより反射され、さらにリレーレンズ２３５Ｂを通ってミラー２３６Ｂにより反射される。ミラー２３６Ｂにより反射された赤色光Ｌｒは、フィールドレンズ２３７Ａを通ることによって平行化されたのち、赤色光Ｌｒの変調用の液晶パネル３２２Ａに入射する。緑色光Ｌｇは、フィールドレンズ２３７Ｂを通ることによって平行化されたのち、緑色光の変調用の液晶パネル３２２Ｂに入射する。分離された青色光Ｌｂは、ミラー２３６Ｃにより反射され、フィールドレンズ２３７Ｃを通ることによって平行化されたのち、青色光Ｌｂの変調用の液晶パネル３２２Ｃに入射する。
　入射側偏光板３２１Ａ，３２１Ｂ，３２１Ｃは、偏光変換素子２１２で揃えられた偏光をさらに揃える（不要な偏光をカットする）機能を有する。
　液晶パネル３２２Ａ，３２２Ｂ，３２２Ｃは、本開示の「光変調素子」の一具体例に相当するものである。液晶パネル３２２Ａ，３２２Ｂ，３２２Ｃは、画像情報を含んだ画像信号を供給する図示しない信号源（例えば、ＰＣ等）と電気的に接続されている。液晶パネル３２２Ａ，３２２Ｂ，３２２Ｃは、供給される各色の画像信号に基づき、入射光を画素毎に変調し、それぞれ赤色画像、緑色画像および青色画像を生成する。変調された各色の光（形成された画像）のうち、赤色光Ｌｒは、出射側プリ偏光板３２３Ａ、出射側メイン偏光板３２４Ａおよびλ／２板３２６Ａを通ってダイクロイックプリズム３２５に入射する。緑色光Ｌｇは、出射側プリ偏光板３２３Ｂ、出射側メイン偏光板３２４Ｂを通ってダイクロイックプリズム３２５に入射する。青色光Ｌｂは、出射側プリ偏光板３２３Ｃ、出射側メイン偏光板３２４Ｃおよびλ／２板３２６Ｃを通ってダイクロイックプリズム３２５に入射する。これにより、変調された各色の光（形成された画像）はダイクロイックプリズム３２５において合成される。
　出射側プリ偏光板３２３Ａ，３２３Ｂ，３２３Ｃは、それぞれ、対応する液晶パネル３２２Ａ，３２２Ｂ，３２２Ｃで黒表示時に不要な偏光をカットするものである。出射側メイン偏光板３２４Ａ，３２４Ｂ，３２４Ｃは、それぞれ、出射側プリ偏光板３２３Ａ，３２３Ｂ，３２３Ｃでカットしきれなかった不要な偏光を更にカットするものである。ダイクロイックプリズム３２５は、３つの入射面と１つの出射面とを有し、それぞれの入射面から入射した各色光（赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌｇおよび青色光Ｌｂ）を重ね合わせて合成して出射する機能を有している。
　ダイクロイックプリズム３２５と投射光学系４００との間には、波長選択性位相差素子３１６が配置されている。
　プロジェクタ２では、ダイクロイックプリズム３２５に入射する各色光の偏光成分は、赤色光Ｌｒおよび青色光ＬｂはＳ偏光成分、緑色光ＬｇはＰ偏光成分となっている。本適用例では、波長選択性位相差素子３１６は、例えば、緑色帯域の光を選択的に偏光変換するように構成されており、ダイクロイックプリズム３２５から出射された光のうち、緑色帯域の光が選択的にＳ偏光成分に変換される。これにより、偏光成分の揃った画像光が投射光学系４００に向けて出射される。
　投射光学系４００は、例えば、複数のレンズ等を含んで構成され、画像形成部３００からの出射光を拡大してスクリーン５００へ投射する。
＜３．変形例２＞
　図１５は、本開示の変形例２に係る投射型表示装置（プロジェクタ３）の概略構成の他の例を表したものである。このプロジェクタ４は、２つの反射型の液晶パネル（ＬＣＤ）により光変調を行う反射型２ＬＣＤ方式のプロジェクタである。プロジェクタ３は、上記実施の形態において説明する一対のフライアイレンズ２１１を備えたものであり、上記プロジェクタ１と同様に、例えば、光源部１００と、照明光学系２００と、画像形成部３００と、投射光学系４００とを含んで構成されている。
　照明光学系２００は、例えば、一対のフライアイレンズ２１１と、偏光変換素子２１２と、集光レンズ２１３とを有している。照明光学系２００は、さらに、偏光板２６４、ミラー２６５およびフィールドレンズ２６６を有している。
　画像形成部３００は、ＰＢＳ３５１、１／４波長板３５２Ａ，３５２Ｂおよび液晶パネル３５３Ａ，３５３Ｂを有している。
　ＰＢＳ３５１は、所定の波長帯域の光を偏光方向に基づいて分離するものである。波長選択性ＰＢＳ３５１は、例えば、Ｓ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過するように構成されている。プロジェクタ３では、波長選択面においてＳ偏光の青色光Ｌｂおよび緑色光Ｌｇが選択的に反射され、Ｐ偏光の赤色光Ｌｒが透過される。
　液晶パネル３５３Ａ，３５３Ｂは、それぞれ、入射光を光変調して出射するものであり、例えば、照明光を映像信号に基づいて変調して出射するものであり、入射偏光と直交状態の偏光へと変換して出射する。
　プロジェクタ３では、ＰＢＳ３５１と投射光学系４００との間と、フィールドレンズ２６６とＰＢＳ３５１との間に波長選択性位相差素子３１６が配置されている。
　ＰＢＳ３５１と投射光学系４００との間に配置された波長選択性位相差素子３１６は、例えば、緑色帯域および青色帯域の光を選択的に偏光変換するように構成されており、ＰＢＳ３５１から出射された光のうち、緑色帯域および青色帯域の光が選択的にＳ偏光成分に変換される。これにより、偏光成分の揃った画像光が投射光学系４００に向けて出射される。
　フィールドレンズ２６６とＰＢＳ３５１との間に配置された波長選択性位相差素子３１６は、赤色帯域、緑色帯域および青色帯域のうちの緑色帯域および青色帯域の光の偏光方向を選択的に回転させるように構成されている（赤色帯域の光は偏光方向を維持したまま透過するように構成されている）。
　投射光学系４００は、例えば、複数のレンズ等を含んで構成され、画像形成部３００からの出射光を拡大してスクリーン５００へ投射する。
　以上、実施の形態および変形例１，２を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記プロジェクタ１～３では、光源部として白色光Ｌｗを出射する１つの光源部１００を用いた例を示したが、これに限らない。例えば、上記プロジェクタ１～３は、それぞれ、赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇまたは青色光Ｌｂを出射する複数の光源部（赤色光源部、緑色光源部および青色光源部）を用いた構成としてもよい。
　また、本技術に係る投射型表示装置として、上記プロジェクタ１～３以外の装置が構成されてもよい。例えば、上述したプロジェクタ１～３では、光変調素子として反射型の液晶パネルまたは透過型の液晶パネルを用いた例を示したが、本技術は、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ：Digital Micro-mirror Device）等を用いたプロジェクタにも適用され得る。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれの効果であってもよい。
　なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。以下の構成の本技術によれば、光源部からの出射光を複数の光束に分割すると共に出射光を拡大して出射する第１のフライアイレンズと、第１のフライアイレンズの後段に配置され、第１のフライアイレンズを構成する複数の第１レンズセルと一対一に対応すると共に、複数の第１レンズセルよりもレンズピッチが大きな複数の第２レンズセルを有する第２のフライアイレンズとを用いるようにしたので、一対のフライアイレンズのＦ値を小さくすることができる。よって、照明効率を向上させることが可能となる。
（１）
　光源部からの出射光を複数の光束に分割すると共に前記出射光を拡大して出射する、複数の第１レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第１のフライアイレンズと、
　前記第１のフライアイレンズの後段に配置され、前記第１のフライアイレンズを構成する前記複数の第１レンズセルと一対一に対応すると共に、前記複数の第１レンズセルよりもレンズピッチが大きな複数の第２レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第２のフライアイレンズと
　備えた照明光学系。
（２）
　前記複数の第１レンズセルの光軸は、前記第１のフライアイレンズのレンズ面の縦方向および横方向に、前記第１のフライアイレンズの中心部から外側に向かって偏心し、
　前記複数の第２レンズセルの光軸は、前記第２のフライアイレンズのレンズ面の前記縦方向および前記横方向に、前記第２のフライアイレンズの中心部から内側に向かって偏心している、前記（１）に記載の照明光学系。
（３）
　前記複数の第１レンズセルのレンズ面は、それぞれ、略長方形形状を有し、
　前記複数の第１レンズセルそれぞれの前記縦方向への偏心量と前記横方向への偏心量とで異なる、前記（２）に記載の照明光学系。
（４）
　前記複数の第２レンズセルのレンズ面は、それぞれ、略長方形形状を有し、
　前記複数の第２レンズセルそれぞれの前記縦方向への偏心率と前記横方向への偏心量とで異なる、前記（２）または（３）に記載の照明光学系。
（５）
　前記第１のフライアイレンズおよび前記第２のフライアイレンズそれぞれのレンズ面は、略放物面形状を有する、前記（１）乃至（４）のうちのいずれか１つに記載の照明光学系。
（６）
　前記第１のフライアイレンズは、光入射側に凹状の略放物面形状を有する、前記（１）乃至（５）のうちのいずれか１つに記載の照明光学系。
（７）
　前記第２のフライアイレンズは、光出射側に凸状の略放物面形状を有する、前記（１）乃至（６）のうちのいずれか１つに記載の照明光学系。
（８）
　光源部と、
　照明光学系と、
　入力された映像信号に基づいて前記照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
　前記画像生成光学系において生成された前記画像光を投射する投射光学系とを備え、
　前記照明光学系は、
　前記光源部からの出射光を複数の光束に分割すると共に前記出射光を拡大して出射する、複数の第１レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第１のフライアイレンズと、
　前記第１のフライアイレンズの後段に配置され、前記第１のフライアイレンズを構成する前記複数の第１レンズセルと一対一に対応すると共に、前記複数の第１レンズセルよりもレンズピッチが大きな複数の第２レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第２のフライアイレンズと
　を有する投射型表示装置。
（９）
　入射光を複数の光束に分割する複数のレンズセルが縦横マトリクス状に配列されると共に、複数のレンズセルによって構成されるレンズ面が略放物面形状を有する
　光学部材。
（１０）
　前記入射光を拡大して出射する、前記（９）に記載の光学部材。
（１１）
　光源部と、
　一対の第１の光学部材および第２の光学部材を含む照明光学系と、
　入力された映像信号に基づいて前記照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
　前記画像生成光学系において生成された前記画像光を投射する投射光学系とを備え、
　前記第１の光学部材および第２の光学部材は、それぞれ、前記光源部からの出射光を複数の光束に分割する複数のレンズセルが縦横マトリクス状に配列されると共に、複数のレンズセルによって構成されるレンズ面が略放物面形状を有する
　投射型表示装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０２１年１２月３日に出願された日本特許出願番号２０２１－１９７０９０号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
 
 
 

Claims (8)

  1. 　光源部からの出射光を複数の光束に分割すると共に前記出射光を拡大して出射する、複数の第１レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第１のフライアイレンズと、
    　前記第１のフライアイレンズの後段に配置され、前記第１のフライアイレンズを構成する前記複数の第１レンズセルと一対一に対応すると共に、前記複数の第１レンズセルよりもレンズピッチが大きな複数の第２レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第２のフライアイレンズと
    　備えた照明光学系。
  2. 　前記複数の第１レンズセルの光軸は、前記第１のフライアイレンズのレンズ面の縦方向および横方向に、前記第１のフライアイレンズの中心部から外側に向かって偏心し、
    　前記複数の第２レンズセルの光軸は、前記第２のフライアイレンズのレンズ面の前記縦方向および前記横方向に、前記第２のフライアイレンズの中心部から内側に向かって偏心している、請求項１に記載の照明光学系。
  3. 　前記複数の第１レンズセルのレンズ面は、それぞれ、略長方形形状を有し、
    　前記複数の第１レンズセルそれぞれの前記縦方向への偏心量と前記横方向への偏心量とで異なる、請求項２に記載の照明光学系。
  4. 　前記複数の第２レンズセルのレンズ面は、それぞれ、略長方形形状を有し、
    　前記複数の第２レンズセルそれぞれの前記縦方向への偏心率と前記横方向への偏心量とで異なる、請求項２に記載の照明光学系。
  5. 　前記第１のフライアイレンズおよび前記第２のフライアイレンズそれぞれのレンズ面は、略放物面形状を有する、請求項１に記載の照明光学系。
  6. 　前記第１のフライアイレンズは、光入射側に凹状の略放物面形状を有する、請求項１に記載の照明光学系。
  7. 　前記第２のフライアイレンズは、光出射側に凸状の略放物面形状を有する、請求項１に記載の照明光学系。
  8. 　光源部と、
    　照明光学系と、
    　入力された映像信号に基づいて前記照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する画像生成光学系と、
    　前記画像生成光学系において生成された前記画像光を投射する投射光学系とを備え、
    　前記照明光学系は、
    　前記光源部からの出射光を複数の光束に分割すると共に前記出射光を拡大して出射する、複数の第１レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第１のフライアイレンズと、
    　前記第１のフライアイレンズの後段に配置され、前記第１のフライアイレンズを構成する前記複数の第１レンズセルと一対一に対応すると共に、前記複数の第１レンズセルよりもレンズピッチが大きな複数の第２レンズセルが縦横マトリクス状に配列されてなる第２のフライアイレンズと
    　を有する投射型表示装置。
PCT/JP2022/038797 2021-12-03 2022-10-18 照明光学系および投射型表示装置 WO2023100512A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023564791A JPWO2023100512A1 (ja) 2021-12-03 2022-10-18

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-197090 2021-12-03
JP2021197090 2021-12-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023100512A1 true WO2023100512A1 (ja) 2023-06-08

Family

ID=86611955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/038797 WO2023100512A1 (ja) 2021-12-03 2022-10-18 照明光学系および投射型表示装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2023100512A1 (ja)
WO (1) WO2023100512A1 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05346557A (ja) * 1992-03-31 1993-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明光学装置とそれを用いた投写型表示装置
JPH10115870A (ja) * 1996-10-09 1998-05-06 Mitsubishi Electric Corp 照明光学系装置及び投写型表示装置
JP2000206311A (ja) * 1998-11-11 2000-07-28 Toshiba Corp 表示装置
JP2002244199A (ja) * 2001-02-16 2002-08-28 Seiko Epson Corp 光源装置、照明光学系及びプロジェクタ
JP2007003744A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Canon Inc レンズアレイ光学系、投射光学ユニットおよび画像投射装置
JP2012230352A (ja) * 2011-04-13 2012-11-22 Canon Inc 照明光学系およびそれを用いた画像投射装置
JP2013041760A (ja) * 2011-08-17 2013-02-28 Seiko Epson Corp 照明装置及びプロジェクター
JP2014153636A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Canon Inc 照明光学系および画像投射装置
US20180111405A1 (en) * 2015-04-16 2018-04-26 Shanghai Techsun Packing Materials Co., Ltd. Micro-optical device double-sided imaging, preparation method therefor and application thereof

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05346557A (ja) * 1992-03-31 1993-12-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 照明光学装置とそれを用いた投写型表示装置
JPH10115870A (ja) * 1996-10-09 1998-05-06 Mitsubishi Electric Corp 照明光学系装置及び投写型表示装置
JP2000206311A (ja) * 1998-11-11 2000-07-28 Toshiba Corp 表示装置
JP2002244199A (ja) * 2001-02-16 2002-08-28 Seiko Epson Corp 光源装置、照明光学系及びプロジェクタ
JP2007003744A (ja) * 2005-06-23 2007-01-11 Canon Inc レンズアレイ光学系、投射光学ユニットおよび画像投射装置
JP2012230352A (ja) * 2011-04-13 2012-11-22 Canon Inc 照明光学系およびそれを用いた画像投射装置
JP2013041760A (ja) * 2011-08-17 2013-02-28 Seiko Epson Corp 照明装置及びプロジェクター
JP2014153636A (ja) * 2013-02-13 2014-08-25 Canon Inc 照明光学系および画像投射装置
US20180111405A1 (en) * 2015-04-16 2018-04-26 Shanghai Techsun Packing Materials Co., Ltd. Micro-optical device double-sided imaging, preparation method therefor and application thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2023100512A1 (ja) 2023-06-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6457829B1 (en) Projection device comprising a correction lens arranged between a prism optical system and at least one of three optical modulation elements
US7980701B2 (en) Color combining optical system and image projection apparatus using the same
US20020057420A1 (en) Projection-type display apparatus
JP4514440B2 (ja) 投写型映像表示装置
US7976166B2 (en) Optical system for image projection and image projection apparatus including a polarization beam splitting surface
US7690793B2 (en) Illumination optical system and projection-type image display apparatus
US6773111B2 (en) Projection type image display apparatus
JP2006145644A (ja) 偏光分離装置及びそれを用いた投射型表示装置
US20060126026A1 (en) Projector
KR100685565B1 (ko) 프로젝터
US6987618B2 (en) Polarization converting device, illumination optical system and projector
US6871963B2 (en) Projector
JP4464118B2 (ja) 照明光学系及びそれを有する画像表示装置
US6633435B2 (en) Illumination optical system and projector comprising the same
CN111837073B (zh) 图像显示设备
US7222965B2 (en) Optical unit and a projection image display apparatus using the same
WO2005114319A1 (ja) プロジェクタ
WO2023100512A1 (ja) 照明光学系および投射型表示装置
US20050083696A1 (en) Structure of LED illuminating apparatus
US6616280B2 (en) Projection type image display apparatus using reflection type liquid crystal display device
US8182101B2 (en) Illumination optical system having the longest air interspace distance between a first and a second optical unit where a specific condition is satisfied for the optical system
JP4939070B2 (ja) 照明光学系および画像投射装置
JP2020034805A (ja) 投射型表示装置
JP2018081325A (ja) 投写型表示装置
KR100447208B1 (ko) 프로젝션 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22900946

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2023564791

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE