JP2002031849A - 照明装置およびこれを用いた投射型表示装置 - Google Patents
照明装置およびこれを用いた投射型表示装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 第１レンズ群および第２レンズ群よりなる平
行光束近接光学系により、複数個の光源からの平行光束
を各々光軸Ｘに近づくように移動させてインテグレータ
部に入射させ、投射型表示装置において投影レンズ本来
の結像性能を良好に発揮させ得る、組立て容易で安価な
照明装置を得る。 【構成】 光源部群１１は、放物面鏡よりなるリフレク
タ１Ａ、１Ｂとその焦点に配された発光体２Ａ、２Ｂと
からなる複数の光源部３Ａ、３Ｂが、この照明装置１０
の光軸Ｘを対称軸として配設されている。平行光束近接
光学系１２は、各光源部３Ａ、３Ｂからの光束に焦点ｆ
Ａ、ｆＢを結ばせる第１レンズ群４Ａ、４Ｂと、その後
段に配され光束を略平行光束として第２フライアイ７方
向へ射出する第２レンズ群５Ａ、５Ｂよりなる。光軸
Ｘ、光源部３Ａ、３Ｂの光軸ＳＡ、ＳＢと、第１レンズ
群４Ａ、４Ｂの光軸ＦＡ、ＦＢは互いに略平行で、条件
式Saxis>Faxisを満足する。
行光束近接光学系により、複数個の光源からの平行光束
を各々光軸Ｘに近づくように移動させてインテグレータ
部に入射させ、投射型表示装置において投影レンズ本来
の結像性能を良好に発揮させ得る、組立て容易で安価な
照明装置を得る。 【構成】 光源部群１１は、放物面鏡よりなるリフレク
タ１Ａ、１Ｂとその焦点に配された発光体２Ａ、２Ｂと
からなる複数の光源部３Ａ、３Ｂが、この照明装置１０
の光軸Ｘを対称軸として配設されている。平行光束近接
光学系１２は、各光源部３Ａ、３Ｂからの光束に焦点ｆ
Ａ、ｆＢを結ばせる第１レンズ群４Ａ、４Ｂと、その後
段に配され光束を略平行光束として第２フライアイ７方
向へ射出する第２レンズ群５Ａ、５Ｂよりなる。光軸
Ｘ、光源部３Ａ、３Ｂの光軸ＳＡ、ＳＢと、第１レンズ
群４Ａ、４Ｂの光軸ＦＡ、ＦＢは互いに略平行で、条件
式Saxis>Faxisを満足する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照明装置およびこ
の照明装置からの出力光をライトバルブにより所定の映
像情報に応じて変調してスクリーン上に投影する投射型
表示装置に関し、詳しくは、複数個の光源部を備えた照
明装置の構成に関するものである。
の照明装置からの出力光をライトバルブにより所定の映
像情報に応じて変調してスクリーン上に投影する投射型
表示装置に関し、詳しくは、複数個の光源部を備えた照
明装置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】投射型表示装置に用いられる照明装置に
おいて、従来からインテグレータ方式と称される、レン
ズアレイやレンチキュラー板を用いた方法が知られてい
る。この方式によれば、メタルハライドランプ、キセノ
ンランプ、あるいはハロゲンランプ等のように配光特性
にバラツキを有する光源を用いた場合においても、その
光源の配光特性に起因するライトバルブ上での照明ムラ
を除去し得る照明装置とすることができる。
おいて、従来からインテグレータ方式と称される、レン
ズアレイやレンチキュラー板を用いた方法が知られてい
る。この方式によれば、メタルハライドランプ、キセノ
ンランプ、あるいはハロゲンランプ等のように配光特性
にバラツキを有する光源を用いた場合においても、その
光源の配光特性に起因するライトバルブ上での照明ムラ
を除去し得る照明装置とすることができる。
【０００３】すなわち、このような照明装置は、リフレ
クタを用いた光源部の後段に、第１のインテグレータ板
（一般には第２フライアイ等と称する）、および第２の
インテグレータ板（一般には第１フライアイ等と称す
る）をこの順に配置してなる。第１のインテグレータ板
は、液晶表示パネルと略相似形状とされた複数のレンズ
素子を二次元的に配列して構成されており、また、光源
部から射出される明るさムラの大きな光束を、第１のイ
ンテグレータ板のレンズ素子の数と同数の部分光束に分
割する。分割後の部分光束の明るさムラは、分割前の光
束に比較して小さい。この各部分光束は、上記第２のイ
ンテグレータ板の表面（投影レンズの瞳面と共役とな
る）に二次光源像を形成し、この第２のインテグレータ
板およびフィールドレンズにより各々被照明領域方向に
射出され、被照明領域上で互いに重畳することになるの
で、明るさムラの小さな照明を実現することができる。
クタを用いた光源部の後段に、第１のインテグレータ板
（一般には第２フライアイ等と称する）、および第２の
インテグレータ板（一般には第１フライアイ等と称す
る）をこの順に配置してなる。第１のインテグレータ板
は、液晶表示パネルと略相似形状とされた複数のレンズ
素子を二次元的に配列して構成されており、また、光源
部から射出される明るさムラの大きな光束を、第１のイ
ンテグレータ板のレンズ素子の数と同数の部分光束に分
割する。分割後の部分光束の明るさムラは、分割前の光
束に比較して小さい。この各部分光束は、上記第２のイ
ンテグレータ板の表面（投影レンズの瞳面と共役とな
る）に二次光源像を形成し、この第２のインテグレータ
板およびフィールドレンズにより各々被照明領域方向に
射出され、被照明領域上で互いに重畳することになるの
で、明るさムラの小さな照明を実現することができる。
【０００４】また、上述した如き２つのインテグレータ
板を用いた投射型表示装置では、照明光量を確保するこ
と等を目的として、複数の光源を光軸対称に配置したも
のが知られている（特開平6-265887号公報）。
板を用いた投射型表示装置では、照明光量を確保するこ
と等を目的として、複数の光源を光軸対称に配置したも
のが知られている（特開平6-265887号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】単一の光源よりなる照
明装置の場合は、光源の配光特性に起因する照明ムラは
上記インテグレータ方式により有効に解消される。しか
しながら、複数の光源を光軸対称に配置するものにおい
ては、光源の配光特性に起因して新たな強度分布が発生
する。すなわち、強度分布が一様でない各光源が光軸対
称に配置されていることにより、第２のインテグレータ
板の表面と共役となる投影レンズの瞳面上で、光軸近傍
でなく光軸から所定距離だけ離れた位置に強度の大きい
部分が生じることになる。ところが投影レンズの結像性
能は、光軸近傍で高く、そこから離れるにしたがって低
くなることから、上述のように瞳面上の光軸から所定距
離だけ離れた位置に強度の大きい部分、すなわち結像性
能を支配する部分が存在するときは、投影レンズ本来の
結像性能を充分に発揮することが困難となる。
明装置の場合は、光源の配光特性に起因する照明ムラは
上記インテグレータ方式により有効に解消される。しか
しながら、複数の光源を光軸対称に配置するものにおい
ては、光源の配光特性に起因して新たな強度分布が発生
する。すなわち、強度分布が一様でない各光源が光軸対
称に配置されていることにより、第２のインテグレータ
板の表面と共役となる投影レンズの瞳面上で、光軸近傍
でなく光軸から所定距離だけ離れた位置に強度の大きい
部分が生じることになる。ところが投影レンズの結像性
能は、光軸近傍で高く、そこから離れるにしたがって低
くなることから、上述のように瞳面上の光軸から所定距
離だけ離れた位置に強度の大きい部分、すなわち結像性
能を支配する部分が存在するときは、投影レンズ本来の
結像性能を充分に発揮することが困難となる。
【０００６】複数光源によるこのような問題を解決する
ものとして、本出願人は既に特開平11−44920号公報に
開示された投射型表示装置を提案している。この投射型
表示装置は、インテグレータ部において、照明装置の各
光源部からの光束を、該インテグレータ部の光軸に近づ
けるように、かつ該光束中心から該光軸までの距離の変
化割合が該光束の径の変化割合以上となるように、移動
せしめる構成とされている。それにより、投影レンズの
瞳面において、各光源部からの光束による光スポットは
光軸に近接した位置に形成され、投影レンズの結像性能
を良好なものとすることができる。
ものとして、本出願人は既に特開平11−44920号公報に
開示された投射型表示装置を提案している。この投射型
表示装置は、インテグレータ部において、照明装置の各
光源部からの光束を、該インテグレータ部の光軸に近づ
けるように、かつ該光束中心から該光軸までの距離の変
化割合が該光束の径の変化割合以上となるように、移動
せしめる構成とされている。それにより、投影レンズの
瞳面において、各光源部からの光束による光スポットは
光軸に近接した位置に形成され、投影レンズの結像性能
を良好なものとすることができる。
【０００７】この従来例において、各光源部からの光束
はインテグレータ部において上述のとおり移動される。
具体的には、インテグレータ部に２つのくさび状のプリ
ズムを配置したり、またはフライアイを構成する各レン
ズ自体をくさび状のプリズム形状とすることによって、
このような効果を得ることが可能となっている。
はインテグレータ部において上述のとおり移動される。
具体的には、インテグレータ部に２つのくさび状のプリ
ズムを配置したり、またはフライアイを構成する各レン
ズ自体をくさび状のプリズム形状とすることによって、
このような効果を得ることが可能となっている。
【０００８】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、複数個の光源を光軸対称に配列し、インテグレー
タ方式により照明光の均一化を図る場合に、投影レンズ
の瞳面と共役となる第２のインテグレータ板の表面にお
いて、各光源に対応する光強度の大きい部分を照明装置
の光軸に近づけることで投影レンズ本来の結像性能を良
好に発揮させ得る照明装置を、従来よりさらに組立ての
容易な構成により、かつさらに安価に提供することを目
的とするものである。
ので、複数個の光源を光軸対称に配列し、インテグレー
タ方式により照明光の均一化を図る場合に、投影レンズ
の瞳面と共役となる第２のインテグレータ板の表面にお
いて、各光源に対応する光強度の大きい部分を照明装置
の光軸に近づけることで投影レンズ本来の結像性能を良
好に発揮させ得る照明装置を、従来よりさらに組立ての
容易な構成により、かつさらに安価に提供することを目
的とするものである。
【０００９】また、本発明は上記照明装置を備えた投射
型表示装置を提供することを目的とするものである。
型表示装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の照明装置は、発
光体およびこの発光体からの光束を光軸前方に射出する
放物面からなるリフレクタで構成される光源部を、複数
個配置してなる光源部群と、この光源部群から射出され
た光の、光軸と垂直な断面内での光量の均一化を図る、
該光軸方向に配列された少なくとも２枚のインテグレー
タ板よりなるインテグレータ部と、前記光源部群の複数
個の前記光源部に対し各々１対１に対応し、該複数個の
光源部からの光束に各々１回焦点を結ばせるように機能
する複数個の第１レンズ群、および該焦点の後段に配さ
れ前記光源部群からの光束を略平行光束として前記イン
テグレータ部方向へ射出する少なくとも１つの第２レン
ズ群からなる平行光束近接光学系とを備え、照明装置全
体の光軸ならびに一対となる前記光源部および前記第１
レンズ群の光軸が、互いに略平行でかつ以下の条件式
（１）を満足するように構成されてなることを特徴とす
るものである。 Ｓａｘｉｓ ＞ Ｆａｘｉｓ ……（１） ただし、 Ｓａｘｉｓ：照明装置全体の光軸と光源部の光軸との距
離 Ｆａｘｉｓ：照明装置全体の光軸と第１レンズ群の光軸
との距離
光体およびこの発光体からの光束を光軸前方に射出する
放物面からなるリフレクタで構成される光源部を、複数
個配置してなる光源部群と、この光源部群から射出され
た光の、光軸と垂直な断面内での光量の均一化を図る、
該光軸方向に配列された少なくとも２枚のインテグレー
タ板よりなるインテグレータ部と、前記光源部群の複数
個の前記光源部に対し各々１対１に対応し、該複数個の
光源部からの光束に各々１回焦点を結ばせるように機能
する複数個の第１レンズ群、および該焦点の後段に配さ
れ前記光源部群からの光束を略平行光束として前記イン
テグレータ部方向へ射出する少なくとも１つの第２レン
ズ群からなる平行光束近接光学系とを備え、照明装置全
体の光軸ならびに一対となる前記光源部および前記第１
レンズ群の光軸が、互いに略平行でかつ以下の条件式
（１）を満足するように構成されてなることを特徴とす
るものである。 Ｓａｘｉｓ ＞ Ｆａｘｉｓ ……（１） ただし、 Ｓａｘｉｓ：照明装置全体の光軸と光源部の光軸との距
離 Ｆａｘｉｓ：照明装置全体の光軸と第１レンズ群の光軸
との距離
【００１１】また、前記複数個の第１レンズ群による複
数個の焦点のうち少なくとも１つの焦点の近傍に反射面
を有し、光束を前記第２レンズ群の方向へ反射する少な
くとも１つのミラー素子が配設されていることが好まし
い。
数個の焦点のうち少なくとも１つの焦点の近傍に反射面
を有し、光束を前記第２レンズ群の方向へ反射する少な
くとも１つのミラー素子が配設されていることが好まし
い。
【００１２】また、少なくとも１つの前記第１レンズ群
と少なくとも１つの前記第２レンズ群とが、各々、互い
に略同一形状の１枚のレンズによる構成とされているこ
とが好ましい。また、前記第１レンズ群と前記第２レン
ズ群のうち少なくとも１つのレンズ群が１枚の非球面レ
ンズからなることが好ましい。
と少なくとも１つの前記第２レンズ群とが、各々、互い
に略同一形状の１枚のレンズによる構成とされているこ
とが好ましい。また、前記第１レンズ群と前記第２レン
ズ群のうち少なくとも１つのレンズ群が１枚の非球面レ
ンズからなることが好ましい。
【００１３】また、前記少なくとも１つの第２レンズ群
が、前記インテグレータ部における前記光源部群側の前
記インテグレータ板の、前記光源部群側の面に、該イン
テグレータ板と一体的に形成されていることがより好ま
しい。
が、前記インテグレータ部における前記光源部群側の前
記インテグレータ板の、前記光源部群側の面に、該イン
テグレータ板と一体的に形成されていることがより好ま
しい。
【００１４】本発明の投射型表示装置は、上記照明装置
と、前記インテグレータ部からの出力光を所定の映像情
報に応じて変調するライトバルブと、このライトバルブ
により変調された光による光学像をスクリーン上に投影
する投影レンズとを備えたことを特徴とするものであ
る。
と、前記インテグレータ部からの出力光を所定の映像情
報に応じて変調するライトバルブと、このライトバルブ
により変調された光による光学像をスクリーン上に投影
する投影レンズとを備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１５】なお、上記「照明装置全体の光軸ならびに
一対となる前記光源部および前記第１レンズ群の光軸
が、互いに略平行」とは、ミラー素子の挿入により前記
光源部からの光束が前記第２レンズ群方向に折り曲げら
れる場合には、この光源部およびこれに対応する該第１
レンズ群の位置が、このミラー素子を除去し該光源部か
らの光束が該第１レンズ群を介し直進して該第２レンズ
群および該インテグレータ部に入射する位置にあると想
定した状態において、該照明装置全体の光軸と、該光源
部の光軸と、この光源部に対応する該第１レンズ群の光
軸とが互いに略平行となることを示している。
一対となる前記光源部および前記第１レンズ群の光軸
が、互いに略平行」とは、ミラー素子の挿入により前記
光源部からの光束が前記第２レンズ群方向に折り曲げら
れる場合には、この光源部およびこれに対応する該第１
レンズ群の位置が、このミラー素子を除去し該光源部か
らの光束が該第１レンズ群を介し直進して該第２レンズ
群および該インテグレータ部に入射する位置にあると想
定した状態において、該照明装置全体の光軸と、該光源
部の光軸と、この光源部に対応する該第１レンズ群の光
軸とが互いに略平行となることを示している。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しつつ説明する。図２は、本発明に係る照明
装置を備えた投射型表示装置の構成を示す図である。こ
の投射型表示装置は、本発明に係る照明装置１０、およ
びこの照明装置１０から射出された均一光とされた光束
に画像情報を担持せしめてスクリーンに投射する投射部
２０よりなる。また、図１は、図２に示す照明装置１０
の部分拡大図である。図１および図２を参照しつつ、ま
ずこの照明装置１０について説明する。この照明装置１
０において、光源部群１１から発せられた平行光束は、
平行光束近接光学系１２によりインテグレータ部１３の
光軸、すなわち照明装置全体の光軸Ｘに近づけられるよ
うに移動され、インテグレータ部１３においてミキシン
グされ光量分布の均一化を図られる構成とされている。
図面を参照しつつ説明する。図２は、本発明に係る照明
装置を備えた投射型表示装置の構成を示す図である。こ
の投射型表示装置は、本発明に係る照明装置１０、およ
びこの照明装置１０から射出された均一光とされた光束
に画像情報を担持せしめてスクリーンに投射する投射部
２０よりなる。また、図１は、図２に示す照明装置１０
の部分拡大図である。図１および図２を参照しつつ、ま
ずこの照明装置１０について説明する。この照明装置１
０において、光源部群１１から発せられた平行光束は、
平行光束近接光学系１２によりインテグレータ部１３の
光軸、すなわち照明装置全体の光軸Ｘに近づけられるよ
うに移動され、インテグレータ部１３においてミキシン
グされ光量分布の均一化を図られる構成とされている。
【００１７】ここで、光源部群１１は、キセノンランプ
やメタルハライドランプ等の放電管からなる発光体２
Ａ、２Ｂと、放物面鏡よりなるリフレクタ１Ａ、１Ｂと
からなる、複数（本実施形態では２つ）の光源部３Ａ、
３Ｂを、この照明装置１０の光軸Ｘを対称軸として配設
されてなる。発光体２Ａ、２Ｂの発光源は、放物面鏡よ
りなるリフレクタ１Ａ、１Ｂの焦点に配置され、発光体
２Ａ、２Ｂから発せられてリフレクタ１Ａ、１Ｂの光
軸、すなわち光源部３Ａ、３Ｂの光軸ＳＡ、ＳＢの後方
および外方へ向かう光束の一部が該光軸ＳＡ、ＳＢに略
平行な光束として反射される。
やメタルハライドランプ等の放電管からなる発光体２
Ａ、２Ｂと、放物面鏡よりなるリフレクタ１Ａ、１Ｂと
からなる、複数（本実施形態では２つ）の光源部３Ａ、
３Ｂを、この照明装置１０の光軸Ｘを対称軸として配設
されてなる。発光体２Ａ、２Ｂの発光源は、放物面鏡よ
りなるリフレクタ１Ａ、１Ｂの焦点に配置され、発光体
２Ａ、２Ｂから発せられてリフレクタ１Ａ、１Ｂの光
軸、すなわち光源部３Ａ、３Ｂの光軸ＳＡ、ＳＢの後方
および外方へ向かう光束の一部が該光軸ＳＡ、ＳＢに略
平行な光束として反射される。
【００１８】平行光束近接光学系１２は、１つの光源部
３Ａ（または３Ｂ。以下、同様にカッコ内に示す）に対
して１対１に対応し各光源部３Ａ（３Ｂ）からの光束に
各々１回焦点（二次光源像）を結ばせるように機能する
複数個の第１レンズ群４Ａ（４Ｂ）と、これらの各焦点
の後段に配され光源部３Ａ（３Ｂ）からの光束を略平行
光束としてインテグレータ部１３方向へ射出する第２レ
ンズ群５Ａ（５Ｂ）よりなる。図１において、第２レン
ズ群５Ａは第１レンズ群４Ａに、また第２レンズ群５Ｂ
は第１レンズ群４Ｂに、それぞれ対向するように配置さ
れている。すなわち、第２レンズ群５Ａ、５Ｂ、および
第１レンズ群４Ａ、４Ｂによる焦点ｆＡ、ｆＢは、１レ
ンズ群４Ａ、４Ｂの光軸ＦＡ、ＦＢ上にある。
３Ａ（または３Ｂ。以下、同様にカッコ内に示す）に対
して１対１に対応し各光源部３Ａ（３Ｂ）からの光束に
各々１回焦点（二次光源像）を結ばせるように機能する
複数個の第１レンズ群４Ａ（４Ｂ）と、これらの各焦点
の後段に配され光源部３Ａ（３Ｂ）からの光束を略平行
光束としてインテグレータ部１３方向へ射出する第２レ
ンズ群５Ａ（５Ｂ）よりなる。図１において、第２レン
ズ群５Ａは第１レンズ群４Ａに、また第２レンズ群５Ｂ
は第１レンズ群４Ｂに、それぞれ対向するように配置さ
れている。すなわち、第２レンズ群５Ａ、５Ｂ、および
第１レンズ群４Ａ、４Ｂによる焦点ｆＡ、ｆＢは、１レ
ンズ群４Ａ、４Ｂの光軸ＦＡ、ＦＢ上にある。
【００１９】本実施形態において第１レンズ群４Ａ、４
Ｂおよび第２レンズ群５Ａ、５Ｂはそれぞれ１枚の正の
屈折力を有するレンズにより構成されており、これらの
レンズは全て互いに略同一形状の非球面レンズよりな
る。この非球面の形状は下記の非球面形状式により規定
される。図１において、第１レンズ群４Ａおよび４Ｂは
この非球面を光源部群１１側に向けており、第２レンズ
群５Ａおよび５Ｂはこの非球面をインテグレータ部１３
側に向けている。
Ｂおよび第２レンズ群５Ａ、５Ｂはそれぞれ１枚の正の
屈折力を有するレンズにより構成されており、これらの
レンズは全て互いに略同一形状の非球面レンズよりな
る。この非球面の形状は下記の非球面形状式により規定
される。図１において、第１レンズ群４Ａおよび４Ｂは
この非球面を光源部群１１側に向けており、第２レンズ
群５Ａおよび５Ｂはこの非球面をインテグレータ部１３
側に向けている。
【００２０】
【数１】
【００２１】インテグレータ部１３は、光軸Ｘ方向に配
列された２枚のインテグレータ板およびフィールドレン
ズ２６を備えてなる。第２フライアイ７は、平行光束近
接光学系１２からの光束を第２フライアイ７のレンズ素
子の数と同数の部分光束に分割し、第１フライアイ８を
構成する各レンズ素子上に発光体２Ａ、２Ｂの三次光源
像を形成させる。これらの部分光束は、第１フライアイ
８およびフィールドレンズ２６により後述する液晶パネ
ル２３上に重畳されることになり、照明装置の光軸Ｘと
垂直な断面内での光量均一化が図られる。
列された２枚のインテグレータ板およびフィールドレン
ズ２６を備えてなる。第２フライアイ７は、平行光束近
接光学系１２からの光束を第２フライアイ７のレンズ素
子の数と同数の部分光束に分割し、第１フライアイ８を
構成する各レンズ素子上に発光体２Ａ、２Ｂの三次光源
像を形成させる。これらの部分光束は、第１フライアイ
８およびフィールドレンズ２６により後述する液晶パネ
ル２３上に重畳されることになり、照明装置の光軸Ｘと
垂直な断面内での光量均一化が図られる。
【００２２】ここで、光源部群１１、平行光束近接光学
系１２、およびインテグレータ部１３の構成は、例えば
光源部３Ａを例とする場合、以下のような条件を満たす
ものとされている。すなわち、光源部３Ａの光軸ＳＡ、
この光源部３Ａと一対となる第１レンズ群４Ａの光軸Ｆ
Ａ、およびインテグレータ部１３の光軸すなわちこの照
明装置１０の光軸Ｘは互いに略平行で、かつ以下の条件
式（１）を満足するように構成されている。 ＳＡａｘｉｓ ＞ ＦＡａｘｉｓ ……（１） ただし、 ＳＡａｘｉｓ：照明装置全体の光軸Ｘと光源部３Ａの光
軸ＳＡとの距離 ＦＡａｘｉｓ：照明装置全体の光軸Ｘと第１レンズ群４
Ａの光軸ＦＡとの距離
系１２、およびインテグレータ部１３の構成は、例えば
光源部３Ａを例とする場合、以下のような条件を満たす
ものとされている。すなわち、光源部３Ａの光軸ＳＡ、
この光源部３Ａと一対となる第１レンズ群４Ａの光軸Ｆ
Ａ、およびインテグレータ部１３の光軸すなわちこの照
明装置１０の光軸Ｘは互いに略平行で、かつ以下の条件
式（１）を満足するように構成されている。 ＳＡａｘｉｓ ＞ ＦＡａｘｉｓ ……（１） ただし、 ＳＡａｘｉｓ：照明装置全体の光軸Ｘと光源部３Ａの光
軸ＳＡとの距離 ＦＡａｘｉｓ：照明装置全体の光軸Ｘと第１レンズ群４
Ａの光軸ＦＡとの距離
【００２３】図１に示すとおり、これらの条件を満たす
ことにより、本実施形態によれば平行光束近接光学系１
２において、光源部３Ａからの平行光束に１回焦点を結
ばせる第１レンズ群４Ａと、この焦点の後段に配されこ
の光束を再び略平行光束としてインテグレータ部１３方
向へ射出する第２レンズ群５Ａによる構成は、光源部３
Ａからの出力光を光軸Ｘに近づけるよう作用する。な
お、光源部３Ｂからの光束も、上記条件式（１）をＢに
関する条件式としてＳＢａｘｉｓ＞ＦＢａｘｉｓとし、
各光軸の平行条件とこの条件式（１）を満足することに
より、図１に示すとおり、同様に光軸Ｘに近づけられ
る。
ことにより、本実施形態によれば平行光束近接光学系１
２において、光源部３Ａからの平行光束に１回焦点を結
ばせる第１レンズ群４Ａと、この焦点の後段に配されこ
の光束を再び略平行光束としてインテグレータ部１３方
向へ射出する第２レンズ群５Ａによる構成は、光源部３
Ａからの出力光を光軸Ｘに近づけるよう作用する。な
お、光源部３Ｂからの光束も、上記条件式（１）をＢに
関する条件式としてＳＢａｘｉｓ＞ＦＢａｘｉｓとし、
各光軸の平行条件とこの条件式（１）を満足することに
より、図１に示すとおり、同様に光軸Ｘに近づけられ
る。
【００２４】図示されるとおり、この作用は、光源部３
Ａからの平行光束が平行光束近接光学系１２により、光
源部からの平行光束の径を変化させることなく、照明装
置の光軸Ｘに近づくように平行移動されていると見るこ
とができる。この作用は、本出願人による上記従来例中
のインテグレータ部においてなされる作用と同様であ
り、したがって同様の効果を得ることができる。
Ａからの平行光束が平行光束近接光学系１２により、光
源部からの平行光束の径を変化させることなく、照明装
置の光軸Ｘに近づくように平行移動されていると見るこ
とができる。この作用は、本出願人による上記従来例中
のインテグレータ部においてなされる作用と同様であ
り、したがって同様の効果を得ることができる。
【００２５】すなわち、複数個の光源部３Ａ、３Ｂを光
軸対称に配置して照明装置１０を構成する場合、平行光
束近接光学系１２が配されていなければ、光源の配光特
性に起因し、第１フライアイ８上では、光軸Ｘから離れ
た位置に強度の大きい部分が存在することになる。しか
し、例えば投射型表示装置として利用する場合、後段の
投影レンズ２５の結像性能は光軸付近で高く、そこから
離れるにしたがって低くなる。したがって、投影レンズ
２５の結像性能を有効利用するためには、瞳面上におい
て光軸Ｘに近い位置に強度の大きい部分が存在すること
が望ましい。
軸対称に配置して照明装置１０を構成する場合、平行光
束近接光学系１２が配されていなければ、光源の配光特
性に起因し、第１フライアイ８上では、光軸Ｘから離れ
た位置に強度の大きい部分が存在することになる。しか
し、例えば投射型表示装置として利用する場合、後段の
投影レンズ２５の結像性能は光軸付近で高く、そこから
離れるにしたがって低くなる。したがって、投影レンズ
２５の結像性能を有効利用するためには、瞳面上におい
て光軸Ｘに近い位置に強度の大きい部分が存在すること
が望ましい。
【００２６】本実施形態のものにおいては、平行光束近
接光学系１２により、複数の光源部３Ａ、３Ｂからの略
平行光束を各々光軸Ｘに近づける方向にいわば平行移動
させ、第１フライアイ８の表面（投影レンズ２５の瞳面
と共役となる）上において光軸Ｘに近接した位置に強度
の大きい部分が移動するようにしている。このように、
投影レンズ２５の瞳面上の光軸付近に強い強度の部分を
集めることにより、投影レンズ２５の結像性能を良好な
ものとすることができる。
接光学系１２により、複数の光源部３Ａ、３Ｂからの略
平行光束を各々光軸Ｘに近づける方向にいわば平行移動
させ、第１フライアイ８の表面（投影レンズ２５の瞳面
と共役となる）上において光軸Ｘに近接した位置に強度
の大きい部分が移動するようにしている。このように、
投影レンズ２５の瞳面上の光軸付近に強い強度の部分を
集めることにより、投影レンズ２５の結像性能を良好な
ものとすることができる。
【００２７】このような効果は、上述した本出願人によ
る特開平11−44920号公報に開示された投射型表示装置
により得られる効果と略同様なものである。しかしなが
ら、この従来例は、くさび状のプリズムを利用すること
によりその効果を得るものであった。本実施形態によれ
ば同様の効果を、１つの光源部に対し最少で２枚のレン
ズからなる平行光束近接光学系１２により達成すること
ができ、くさび状プリズムに比し部材製造コストの格段
の低価格化を図ることができる。さらに、レンズ部材は
プリズム部材に比し装置組立ての際の精度合わせが容易
であり、製造性の向上や低コスト化を図ることができ
る。
る特開平11−44920号公報に開示された投射型表示装置
により得られる効果と略同様なものである。しかしなが
ら、この従来例は、くさび状のプリズムを利用すること
によりその効果を得るものであった。本実施形態によれ
ば同様の効果を、１つの光源部に対し最少で２枚のレン
ズからなる平行光束近接光学系１２により達成すること
ができ、くさび状プリズムに比し部材製造コストの格段
の低価格化を図ることができる。さらに、レンズ部材は
プリズム部材に比し装置組立ての際の精度合わせが容易
であり、製造性の向上や低コスト化を図ることができ
る。
【００２８】さらに、本発明において、少なくとも１つ
の第１レンズ群と少なくとも１つの第２レンズ群とが、
各々、互いに略同一形状の１枚のレンズにより構成され
ることが望ましく、例えば、上述したように平行光束近
接光学系１２を構成するレンズ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ
を全て互いに略同一形状のレンズとすることができる。
略同一形状のレンズを用いることにより、部材製造の低
価格化に有利となる。全てに同一形状のレンズを用いる
ことは、性能を最重要視する場合には適さないが、コス
トとのバランスとして考える場合には同一形状のレンズ
でも充分満足できる性能を得ることができる。また、こ
れらのレンズ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂに非球面を備える
ことにより、収差補正が良好となり、照明効率を向上さ
せることができる。
の第１レンズ群と少なくとも１つの第２レンズ群とが、
各々、互いに略同一形状の１枚のレンズにより構成され
ることが望ましく、例えば、上述したように平行光束近
接光学系１２を構成するレンズ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ
を全て互いに略同一形状のレンズとすることができる。
略同一形状のレンズを用いることにより、部材製造の低
価格化に有利となる。全てに同一形状のレンズを用いる
ことは、性能を最重要視する場合には適さないが、コス
トとのバランスとして考える場合には同一形状のレンズ
でも充分満足できる性能を得ることができる。また、こ
れらのレンズ４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂに非球面を備える
ことにより、収差補正が良好となり、照明効率を向上さ
せることができる。
【００２９】このような照明装置１０を備えた投射型表
示装置について、図２を参照しつつ説明する。上述のと
おり、照明装置１０からは光量の均一化を図るとともに
照明装置１０の光軸付近に強い強度の部分を集められた
光束が、投射部２０に入射される。投射部２０は、イン
テグレータ部１３により均一化された光束をＢ成分ＬＢ
とＧＲ成分ＬＧ、ＬＲとに分離するためのＢ／ＧＲ分離
用ダイクロイックミラー２１と、ダイクロイックミラー
２１により分離されたＧＲ成分ＬＧ、ＬＲを、Ｇ成分Ｌ
Ｇと、Ｒ成分ＬＲとに分離するためのＧ／Ｒ分離用ダイ
クロイックミラー２２と、Ｂ成分用の画像が表示される
液晶パネル２３Ｂと、Ｇ成分用の画像が表示される液晶
パネル２３Ｇと、Ｒ成分用の画像が表示される液晶パネ
ル２３Ｒと、各液晶パネル２３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒを透
過して画像情報が担持された光束の成分ＬＢ、ＬＧ、Ｌ
Ｒを合成する３色合成プリズム２４と、３色合成プリズ
ム２４により合成された光束をスクリーン上に結像させ
るための投影レンズ２５とを備えてなる。
示装置について、図２を参照しつつ説明する。上述のと
おり、照明装置１０からは光量の均一化を図るとともに
照明装置１０の光軸付近に強い強度の部分を集められた
光束が、投射部２０に入射される。投射部２０は、イン
テグレータ部１３により均一化された光束をＢ成分ＬＢ
とＧＲ成分ＬＧ、ＬＲとに分離するためのＢ／ＧＲ分離
用ダイクロイックミラー２１と、ダイクロイックミラー
２１により分離されたＧＲ成分ＬＧ、ＬＲを、Ｇ成分Ｌ
Ｇと、Ｒ成分ＬＲとに分離するためのＧ／Ｒ分離用ダイ
クロイックミラー２２と、Ｂ成分用の画像が表示される
液晶パネル２３Ｂと、Ｇ成分用の画像が表示される液晶
パネル２３Ｇと、Ｒ成分用の画像が表示される液晶パネ
ル２３Ｒと、各液晶パネル２３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒを透
過して画像情報が担持された光束の成分ＬＢ、ＬＧ、Ｌ
Ｒを合成する３色合成プリズム２４と、３色合成プリズ
ム２４により合成された光束をスクリーン上に結像させ
るための投影レンズ２５とを備えてなる。
【００３０】また、Ｂ／ＧＲ分離用ダイクロイックミラ
ー２１により分離されたＢ成分ＬＢを液晶パネル２３Ｂ
に向けて反射する全反射ミラー２７と、全反射ミラー２
７により反射されたＢ成分ＬＢを平行光とするためのフ
ィールドレンズ２８Ｂと、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイック
ミラー２２により分離されたＧ成分ＬＧを平行光とする
ためのフィールドレンズ２８Ｇと、Ｇ／Ｒ分離用ダイク
ロイックミラー２２により分離されたＲ成分ＬＲを液晶
パネル２３Ｒに向けて反射するための全反射ミラー２
９、３０と、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２に
より分離されたＲ成分ＬＲを平行光とするためのフィー
ルドレンズ２８Ｒとを備えてなる。
ー２１により分離されたＢ成分ＬＢを液晶パネル２３Ｂ
に向けて反射する全反射ミラー２７と、全反射ミラー２
７により反射されたＢ成分ＬＢを平行光とするためのフ
ィールドレンズ２８Ｂと、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイック
ミラー２２により分離されたＧ成分ＬＧを平行光とする
ためのフィールドレンズ２８Ｇと、Ｇ／Ｒ分離用ダイク
ロイックミラー２２により分離されたＲ成分ＬＲを液晶
パネル２３Ｒに向けて反射するための全反射ミラー２
９、３０と、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２に
より分離されたＲ成分ＬＲを平行光とするためのフィー
ルドレンズ２８Ｒとを備えてなる。
【００３１】なお、上記投射部２０においては、３色合
成プリズム２４に至るまでの光路長はＲ成分ＬＲのみが
異なるが、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２と全
反射ミラー２９との間にはフィールドレンズ３１が、全
反射ミラー２９と全反射ミラー３０との間にはリレーレ
ンズ３２がそれぞれ配設されており、このフィールドレ
ンズ３１とリレーレンズ３２とにより、Ｒ成分ＬＲの結
像関係がＢ成分ＬＢおよびＧ成分ＬＧと見かけ上同等と
なるように補正されるものである。また、上記３色合成
プリズム２４はクロスプリズムであり、Ｂ成分ＬＢに対
して反射するダイクロイック面２４Ｂと、Ｒ成分ＬＲに
対して反射するダイクロイック面２４Ｒとを有するもの
である。
成プリズム２４に至るまでの光路長はＲ成分ＬＲのみが
異なるが、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２と全
反射ミラー２９との間にはフィールドレンズ３１が、全
反射ミラー２９と全反射ミラー３０との間にはリレーレ
ンズ３２がそれぞれ配設されており、このフィールドレ
ンズ３１とリレーレンズ３２とにより、Ｒ成分ＬＲの結
像関係がＢ成分ＬＢおよびＧ成分ＬＧと見かけ上同等と
なるように補正されるものである。また、上記３色合成
プリズム２４はクロスプリズムであり、Ｂ成分ＬＢに対
して反射するダイクロイック面２４Ｂと、Ｒ成分ＬＲに
対して反射するダイクロイック面２４Ｒとを有するもの
である。
【００３２】上述のとおり、本発明の投射型表示装置に
おいて、照明装置１０は複数個の光源部３Ａ、３Ｂが光
軸対称に配置され、第２フライアイ７に入射する略平行
光束の光軸Ｘに近接した位置に強度の大きい部分が移動
するように構成されている。したがって、この投射型表
示装置の投影レンズ２５の瞳面（第１フライアイ８の表
面と共役となる）上の光軸付近に、強い強度の部分が集
められることになり、投影レンズ２５の結像性能が良好
な明るい投射型表示装置を得ることができる。
おいて、照明装置１０は複数個の光源部３Ａ、３Ｂが光
軸対称に配置され、第２フライアイ７に入射する略平行
光束の光軸Ｘに近接した位置に強度の大きい部分が移動
するように構成されている。したがって、この投射型表
示装置の投影レンズ２５の瞳面（第１フライアイ８の表
面と共役となる）上の光軸付近に、強い強度の部分が集
められることになり、投影レンズ２５の結像性能が良好
な明るい投射型表示装置を得ることができる。
【００３３】
【実施例】上記照明装置１０は、各光源部３Ａ、３Ｂか
らの光束が、平行光束近接光学系１２において、第１レ
ンズ群４Ａ、４Ｂにより１度焦点を結んだ後、第２レン
ズ群５Ａ、５Ｂにより略平行光束として光軸Ｘに近づく
ように移動されてインテグレータ部１３に射出されるよ
うに構成されている。このような作用効果を発揮し得る
照明装置として、以下に２つの実施例を示す。なお、こ
れらの照明装置も実施形態として説明した照明装置と同
様に、投射型表示装置の照明装置とすることができる。
以下の説明中、この照明装置全体の構成および投射型表
示装置に関しては、図２を用いることができる。また、
以下の実施例について、前述した本実施形態に係る照明
装置において説明した各部材の名称とその機能が同様で
あれば、その符号は同一の番号を付しており、詳しい説
明は省略する。
らの光束が、平行光束近接光学系１２において、第１レ
ンズ群４Ａ、４Ｂにより１度焦点を結んだ後、第２レン
ズ群５Ａ、５Ｂにより略平行光束として光軸Ｘに近づく
ように移動されてインテグレータ部１３に射出されるよ
うに構成されている。このような作用効果を発揮し得る
照明装置として、以下に２つの実施例を示す。なお、こ
れらの照明装置も実施形態として説明した照明装置と同
様に、投射型表示装置の照明装置とすることができる。
以下の説明中、この照明装置全体の構成および投射型表
示装置に関しては、図２を用いることができる。また、
以下の実施例について、前述した本実施形態に係る照明
装置において説明した各部材の名称とその機能が同様で
あれば、その符号は同一の番号を付しており、詳しい説
明は省略する。
【００３４】＜実施例１＞図３に示す実施例１に係る照
明装置１０は、第１レンズ群４Ａ、４Ｂの後段に、光束
を第２レンズ群５の方向へ反射するミラー素子６が配設
された構成とされている。すなわち、本実施例におい
て、各光源部３Ａ、３Ｂからの光束は、第１レンズ群４
Ａ、４Ｂによる焦点ｆＡ、ｆＢの近傍に反射面６Ａ、６
Ｂを有するミラー素子６により第２レンズ群５の方向へ
反射される。この第２レンズ群５は、前述した照明装置
のように第１レンズ群４Ａ、４Ｂと第２レンズ群５Ａ、
５Ｂが対向するのではなく、第１レンズ群４Ａ、４Ｂか
らの光束がともに１つの第２レンズ群５に入射する構成
とされている。
明装置１０は、第１レンズ群４Ａ、４Ｂの後段に、光束
を第２レンズ群５の方向へ反射するミラー素子６が配設
された構成とされている。すなわち、本実施例におい
て、各光源部３Ａ、３Ｂからの光束は、第１レンズ群４
Ａ、４Ｂによる焦点ｆＡ、ｆＢの近傍に反射面６Ａ、６
Ｂを有するミラー素子６により第２レンズ群５の方向へ
反射される。この第２レンズ群５は、前述した照明装置
のように第１レンズ群４Ａ、４Ｂと第２レンズ群５Ａ、
５Ｂが対向するのではなく、第１レンズ群４Ａ、４Ｂか
らの光束がともに１つの第２レンズ群５に入射する構成
とされている。
【００３５】本実施例において、第１レンズ群４Ａ、４
Ｂおよび第２レンズ群５はそれぞれ１枚の正の屈折力を
有するレンズにより構成されており、これらのレンズは
全て互いに略同一形状の非球面レンズよりなる。この非
球面の形状は上記の非球面形状式により規定される。図
３において、第１レンズ群４Ａおよび４Ｂはこの非球面
を光源部１１側に向けており、第２レンズ群５はこの非
球面をインテグレータの第２フライアイ７側に向けてい
る。表１の上段にこの非球面レンズのレンズ面の曲率半
径Ｒ（ｍｍ）、レンズの中心厚Ｄ（ｍｍ）、およびこの
レンズのｅ線における屈折率Ｎｅを示す。この表におい
て、各記号に対応させた数字は光源部側から順次増加す
るようになっている。表１の下段に、上記非球面形状式
に示される非球面の各定数Ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの値を示
す。
Ｂおよび第２レンズ群５はそれぞれ１枚の正の屈折力を
有するレンズにより構成されており、これらのレンズは
全て互いに略同一形状の非球面レンズよりなる。この非
球面の形状は上記の非球面形状式により規定される。図
３において、第１レンズ群４Ａおよび４Ｂはこの非球面
を光源部１１側に向けており、第２レンズ群５はこの非
球面をインテグレータの第２フライアイ７側に向けてい
る。表１の上段にこの非球面レンズのレンズ面の曲率半
径Ｒ（ｍｍ）、レンズの中心厚Ｄ（ｍｍ）、およびこの
レンズのｅ線における屈折率Ｎｅを示す。この表におい
て、各記号に対応させた数字は光源部側から順次増加す
るようになっている。表１の下段に、上記非球面形状式
に示される非球面の各定数Ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの値を示
す。
【００３６】
【表１】
【００３７】また、本実施例においても光源部群１１、
平行光束近接光学系１２、およびインテグレータ部１３
の構成は各光源部３Ａ、３Ｂに関し以下のような条件を
満たすものとされている。すなわち、任意の１つの光源
部３α（α：ＡまたはＢ）の光軸Ｓα、この光源部３α
と一対となる第１レンズ群４αの光軸Ｆα、およびイン
テグレータ部１３の光軸すなわちこの照明装置１０の光
軸Ｘが互いに略平行で、かつ以下の条件式（１）を満足
する。 Ｓαａｘｉｓ ＞ Ｆαａｘｉｓ ……（１） ただし、 Ｓαａｘｉｓ：照明装置全体の光軸Ｘと光源部３αの光
軸Ｓαとの距離 Ｆαａｘｉｓ：照明装置全体の光軸Ｘと第１レンズ群４
αの光軸Ｆαとの距離
平行光束近接光学系１２、およびインテグレータ部１３
の構成は各光源部３Ａ、３Ｂに関し以下のような条件を
満たすものとされている。すなわち、任意の１つの光源
部３α（α：ＡまたはＢ）の光軸Ｓα、この光源部３α
と一対となる第１レンズ群４αの光軸Ｆα、およびイン
テグレータ部１３の光軸すなわちこの照明装置１０の光
軸Ｘが互いに略平行で、かつ以下の条件式（１）を満足
する。 Ｓαａｘｉｓ ＞ Ｆαａｘｉｓ ……（１） ただし、 Ｓαａｘｉｓ：照明装置全体の光軸Ｘと光源部３αの光
軸Ｓαとの距離 Ｆαａｘｉｓ：照明装置全体の光軸Ｘと第１レンズ群４
αの光軸Ｆαとの距離
【００３８】図３においては図示の便宜上、反射面６Ｂ
を置かない場合の光源部の位置３Ｂ´および第１レンズ
群の位置４Ｂ´に基づき、ＳＢａｘｉｓ、ＦＢａｘｉｓ
を点線で示して記載しており、これらの値は勿論、反射
面６Ｂの有無にかかわらず等価である。なお、条件式
（１）は、図３に示された光源部３Ｂに関するＳＢａｘ
ｉｓ、ＦＢａｘｉｓに限らず、光源部３Ａについても満
足されていることが望ましい。
を置かない場合の光源部の位置３Ｂ´および第１レンズ
群の位置４Ｂ´に基づき、ＳＢａｘｉｓ、ＦＢａｘｉｓ
を点線で示して記載しており、これらの値は勿論、反射
面６Ｂの有無にかかわらず等価である。なお、条件式
（１）は、図３に示された光源部３Ｂに関するＳＢａｘ
ｉｓ、ＦＢａｘｉｓに限らず、光源部３Ａについても満
足されていることが望ましい。
【００３９】これらの条件を満たすことにより、本実施
例によっても平行光束近接光学系１２において、光源部
３Ａ（３Ｂ）からの平行光束に１回焦点を結ばせる第１
レンズ群４Ａ（４Ｂ）と、この焦点の後段に配されこの
光束を再び略平行光束としてインテグレータ部１３方向
へ射出する第２レンズ群５による構成は、光源部３Ａ
（３Ｂ）からの出力光を光軸Ｘに近づけるように作用す
る。
例によっても平行光束近接光学系１２において、光源部
３Ａ（３Ｂ）からの平行光束に１回焦点を結ばせる第１
レンズ群４Ａ（４Ｂ）と、この焦点の後段に配されこの
光束を再び略平行光束としてインテグレータ部１３方向
へ射出する第２レンズ群５による構成は、光源部３Ａ
（３Ｂ）からの出力光を光軸Ｘに近づけるように作用す
る。
【００４０】特に本実施例によれば、ミラー素子６を挿
入することにより、図１の照明装置に比し各光源部３
Ａ、３Ｂからの光束が、大部分重畳されるように第２レ
ンズに入射される。このようにして、平行光束近接光学
系１２からは、各光源部３Ａ、３Ｂからの光束の強度分
布の強い部分が第２レンズ群５および照明装置全体の光
軸Ｘに、さらに近づくように移動された略平行光束が射
出されることになり、投影レンズ２５の結像性能をさら
に良好なものとすることができる。すなわち、各光源部
３Ａ、３Ｂ、平行光束近接光学系１２、およびミラー素
子６の各部材は、投影レンズ２５の瞳面（第１フライア
イ８の表面と共役となる）上において、照明光の強度の
強い部分が照明装置の光軸Ｘに、可能な限り近づくよう
に配置されていることが望ましい。
入することにより、図１の照明装置に比し各光源部３
Ａ、３Ｂからの光束が、大部分重畳されるように第２レ
ンズに入射される。このようにして、平行光束近接光学
系１２からは、各光源部３Ａ、３Ｂからの光束の強度分
布の強い部分が第２レンズ群５および照明装置全体の光
軸Ｘに、さらに近づくように移動された略平行光束が射
出されることになり、投影レンズ２５の結像性能をさら
に良好なものとすることができる。すなわち、各光源部
３Ａ、３Ｂ、平行光束近接光学系１２、およびミラー素
子６の各部材は、投影レンズ２５の瞳面（第１フライア
イ８の表面と共役となる）上において、照明光の強度の
強い部分が照明装置の光軸Ｘに、可能な限り近づくよう
に配置されていることが望ましい。
【００４１】また、本実施例のように第２レンズ５に入
射する複数の光源部３Ａ、３Ｂからの光束が大部分重畳
している場合、第２レンズ５は最少で１枚のレンズとし
てもよく、部品点数を削減し低コスト化を図ることがで
きる。
射する複数の光源部３Ａ、３Ｂからの光束が大部分重畳
している場合、第２レンズ５は最少で１枚のレンズとし
てもよく、部品点数を削減し低コスト化を図ることがで
きる。
【００４２】本実施例のようにミラー素子６を挿入した
構成とすることにより、光源部３Ａ、３Ｂからの光束を
共に光軸Ｘに、より近づけ、殆ど重ね合わせた状態で第
２レンズ群５に入射させることが可能となる。これによ
り、２つの光源部を配設した明るい照明装置で、かつ投
影レンズの結像性能を充分に発揮させ得る照明装置を、
組立ての簡易な構成により、また、安価に得ることがで
きる。このミラー素子６による効果は、ミラー素子６を
用いることなく同様の光束を第２レンズ５に入射させる
ことを仮定した場合、点線で示された光源部３Ｂ´の位
置と光軸Ｘを対称軸とした線対称の位置に光源部６Ａが
配置されることになり、物理的に無理があることからも
明らかである。
構成とすることにより、光源部３Ａ、３Ｂからの光束を
共に光軸Ｘに、より近づけ、殆ど重ね合わせた状態で第
２レンズ群５に入射させることが可能となる。これによ
り、２つの光源部を配設した明るい照明装置で、かつ投
影レンズの結像性能を充分に発揮させ得る照明装置を、
組立ての簡易な構成により、また、安価に得ることがで
きる。このミラー素子６による効果は、ミラー素子６を
用いることなく同様の光束を第２レンズ５に入射させる
ことを仮定した場合、点線で示された光源部３Ｂ´の位
置と光軸Ｘを対称軸とした線対称の位置に光源部６Ａが
配置されることになり、物理的に無理があることからも
明らかである。
【００４３】＜実施例２＞図４に、実施例２に係る照明
装置１０を示す。図４（Ａ）は、この照明装置１０を側
面から見た図であり、図４（Ｂ）はこの照明装置１０を
第２フライアイ７側から見た図である。本実施例は実施
例１と同様にミラー素子６が配された照明装置であり、
各光源部３Ａ、３Ｂからの光束は、これらのレンズ群第
１レンズ群４Ａ、４Ｂによる焦点ｆＡ、ｆＢの近傍に反
射面６Ａ、６Ｂを有するミラー素子６により、第２レン
ズ群５の方向へ反射される。また、第２レンズ群５は、
実施例１と同様に第１レンズ群４Ａ、４Ｂからの光束が
ともに１つの第２レンズ群５に入射する構成とされてい
る。ミラー素子６を挿入することによる作用効果は、実
施例と同様であるので省略する。
装置１０を示す。図４（Ａ）は、この照明装置１０を側
面から見た図であり、図４（Ｂ）はこの照明装置１０を
第２フライアイ７側から見た図である。本実施例は実施
例１と同様にミラー素子６が配された照明装置であり、
各光源部３Ａ、３Ｂからの光束は、これらのレンズ群第
１レンズ群４Ａ、４Ｂによる焦点ｆＡ、ｆＢの近傍に反
射面６Ａ、６Ｂを有するミラー素子６により、第２レン
ズ群５の方向へ反射される。また、第２レンズ群５は、
実施例１と同様に第１レンズ群４Ａ、４Ｂからの光束が
ともに１つの第２レンズ群５に入射する構成とされてい
る。ミラー素子６を挿入することによる作用効果は、実
施例と同様であるので省略する。
【００４４】本実施例においても、第１レンズ群４Ａ、
４Ｂおよび第２レンズ群５はそれぞれ１枚の正の屈折力
を有するレンズにより構成されており、これらのレンズ
は全て互いに略同一形状の非球面レンズよりなる。この
非球面の形状およびこの非球面レンズの向きは、上記実
施例１のものと同様とされている。
４Ｂおよび第２レンズ群５はそれぞれ１枚の正の屈折力
を有するレンズにより構成されており、これらのレンズ
は全て互いに略同一形状の非球面レンズよりなる。この
非球面の形状およびこの非球面レンズの向きは、上記実
施例１のものと同様とされている。
【００４５】本実施例においても光源部群１１、平行光
束近接光学系１２、およびインテグレータ部１３の構成
は各光源部３Ａ、３Ｂに関し実施例１と同様の条件を満
たすものとされている。これらの条件を満たすことによ
り、本実施例によっても平行光束近接光学系１２におい
て、光源部３Ａ（３Ｂ）からの平行光束に１回焦点を結
ばせる第１レンズ群４Ａ（４Ｂ）と、この焦点の後段に
配されこの光束を再び略平行光束としてインテグレータ
部１３方向へ射出する第２レンズ群５による構成は、光
源部３Ａ（３Ｂ）からの出力光を光軸Ｘに近づけるよう
に作用する。
束近接光学系１２、およびインテグレータ部１３の構成
は各光源部３Ａ、３Ｂに関し実施例１と同様の条件を満
たすものとされている。これらの条件を満たすことによ
り、本実施例によっても平行光束近接光学系１２におい
て、光源部３Ａ（３Ｂ）からの平行光束に１回焦点を結
ばせる第１レンズ群４Ａ（４Ｂ）と、この焦点の後段に
配されこの光束を再び略平行光束としてインテグレータ
部１３方向へ射出する第２レンズ群５による構成は、光
源部３Ａ（３Ｂ）からの出力光を光軸Ｘに近づけるよう
に作用する。
【００４６】本発明の照明装置およびこれを用いた投射
型表示装置としては、上記実施例のものに限られるもの
ではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レン
ズ群の構成やレンズ形状を適宜変更することが可能であ
る。
型表示装置としては、上記実施例のものに限られるもの
ではなく種々の態様の変更が可能であり、例えば各レン
ズ群の構成やレンズ形状を適宜変更することが可能であ
る。
【００４７】また、図５は本発明に係る照明装置におい
て、第２レンズ群５および第２フライアイ７を一体的に
形成した場合の、この部分の拡大図である。本発明の照
明装置において、第２レンズ群５と後段の第２フライア
イ７は、図示するように第２フライアイ７の光源部１３
側の面に第２レンズ群５が一体的に形成された、一体型
レンズ９とされていてもよい。なお、図５（Ａ）は図３
および図４の照明装置に対応する一体型レンズの例であ
り、（Ｂ）は図１の照明装置に対応する例である。この
ような一体型レンズ９を、例えばプラスチックによる一
体成型により製造することにより、製造コストを低減す
ることができる。また、第２レンズ群５のレンズと第２
フライアイ７との空気境界面がなくなることから照明効
率も向上する。
て、第２レンズ群５および第２フライアイ７を一体的に
形成した場合の、この部分の拡大図である。本発明の照
明装置において、第２レンズ群５と後段の第２フライア
イ７は、図示するように第２フライアイ７の光源部１３
側の面に第２レンズ群５が一体的に形成された、一体型
レンズ９とされていてもよい。なお、図５（Ａ）は図３
および図４の照明装置に対応する一体型レンズの例であ
り、（Ｂ）は図１の照明装置に対応する例である。この
ような一体型レンズ９を、例えばプラスチックによる一
体成型により製造することにより、製造コストを低減す
ることができる。また、第２レンズ群５のレンズと第２
フライアイ７との空気境界面がなくなることから照明効
率も向上する。
【００４８】また、上述した照明装置では、第１レンズ
群４Ａ、４Ｂに入射された平行光束は、略同径で第２レ
ンズ群５、５Ａ、５Ｂから射出される。これにより、各
レンズ４Ａ、４Ｂ、５、５Ａ、５Ｂとして同形状のレン
ズを利用することが可能となる。しかし、本発明に係る
照明装置の構成はこれに限られるものではなく、第１レ
ンズ群４Ａ、４Ｂに入射された平行光束の径と第２レン
ズ群５、５Ａ、５Ｂから射出される略平行光束の径と
は、比例的に拡大または縮小されるような構成とされて
いてもよい。
群４Ａ、４Ｂに入射された平行光束は、略同径で第２レ
ンズ群５、５Ａ、５Ｂから射出される。これにより、各
レンズ４Ａ、４Ｂ、５、５Ａ、５Ｂとして同形状のレン
ズを利用することが可能となる。しかし、本発明に係る
照明装置の構成はこれに限られるものではなく、第１レ
ンズ群４Ａ、４Ｂに入射された平行光束の径と第２レン
ズ群５、５Ａ、５Ｂから射出される略平行光束の径と
は、比例的に拡大または縮小されるような構成とされて
いてもよい。
【００４９】また、本発明に係る照明装置の光源部の数
は２に限られるものではなく、２以上の任意の数を選択
することが可能である。例えば、本出願人による上記従
来例（特開平11−44920号公報）に記載されているよう
に４あるいは９の光源部を備えることも可能である。な
お、この従来例においては、インテグレータ部において
複数の平行光束が照明装置の光軸に近づくよう移動され
る構成とされているが、本発明によれば、平行光束はイ
ンテグレータ部１３に入射される前段で光軸Ｘに近づく
よう移動される構成とされている。したがって、従来例
の第１フライアイ（投影レンズの瞳面と共役となる）上
に形成された光スポットの図は、本発明における第２フ
ライアイ７上に形成される光スポットに相応することに
なる。すなわち、本発明によれば、従来例に比べ第２フ
ライアイ７の大きさを小さくすることができる。
は２に限られるものではなく、２以上の任意の数を選択
することが可能である。例えば、本出願人による上記従
来例（特開平11−44920号公報）に記載されているよう
に４あるいは９の光源部を備えることも可能である。な
お、この従来例においては、インテグレータ部において
複数の平行光束が照明装置の光軸に近づくよう移動され
る構成とされているが、本発明によれば、平行光束はイ
ンテグレータ部１３に入射される前段で光軸Ｘに近づく
よう移動される構成とされている。したがって、従来例
の第１フライアイ（投影レンズの瞳面と共役となる）上
に形成された光スポットの図は、本発明における第２フ
ライアイ７上に形成される光スポットに相応することに
なる。すなわち、本発明によれば、従来例に比べ第２フ
ライアイ７の大きさを小さくすることができる。
【００５０】なお、本発明に係る照明装置も、複数個の
光源部のうち１つの光源部からの光束により形成される
光スポットが光軸Ｘ上に位置することとなる場合、この
光スポットは光軸Ｘに対する位置を移動させる必要がな
いので、この光源部に対しては光束を移動させるための
手段を設けなくとも構わない。
光源部のうち１つの光源部からの光束により形成される
光スポットが光軸Ｘ上に位置することとなる場合、この
光スポットは光軸Ｘに対する位置を移動させる必要がな
いので、この光源部に対しては光束を移動させるための
手段を設けなくとも構わない。
【００５１】また、本発明の照明装置に用いられるミラ
ー素子６の形状は、上述したものに限られるものではな
い。ミラー素子６は、光源部の個数に応じて反射面を備
えていることが望ましいが、必ずしも全ての光源部から
の光束をミラー素子６により反射させて光路変向させな
くてもよい。
ー素子６の形状は、上述したものに限られるものではな
い。ミラー素子６は、光源部の個数に応じて反射面を備
えていることが望ましいが、必ずしも全ての光源部から
の光束をミラー素子６により反射させて光路変向させな
くてもよい。
【００５２】また、本発明の投射型表示装置について
は、上記実施形態は色分解処理および色合成処理を行っ
た後に投影する場合について説明しているが、本発明を
色分解処理および色合成処理を行わない画像投影用の装
置に適用することも勿論可能である。
は、上記実施形態は色分解処理および色合成処理を行っ
た後に投影する場合について説明しているが、本発明を
色分解処理および色合成処理を行わない画像投影用の装
置に適用することも勿論可能である。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の照明装置
は、複数個の光源部に対応する複数個の第１レンズ群
と、各第１レンズ群による焦点の後段に配され光束を略
平行光束としてインテグレータ部方向へ射出する第２レ
ンズ群とからなる平行光束近接光学系を備え、照明装置
全体の光軸ならびに一対となる光源部および第１レンズ
群の光軸が、互いに略平行でかつ所定の条件式を満足す
るように構成されている。これにより、複数個の光源部
からの平行光束を各々照明装置の光軸に近づくように移
動させてインテグレータ部に入射させることができる照
明装置を、組立ての容易な構成で、かつ安価に得ること
ができる。
は、複数個の光源部に対応する複数個の第１レンズ群
と、各第１レンズ群による焦点の後段に配され光束を略
平行光束としてインテグレータ部方向へ射出する第２レ
ンズ群とからなる平行光束近接光学系を備え、照明装置
全体の光軸ならびに一対となる光源部および第１レンズ
群の光軸が、互いに略平行でかつ所定の条件式を満足す
るように構成されている。これにより、複数個の光源部
からの平行光束を各々照明装置の光軸に近づくように移
動させてインテグレータ部に入射させることができる照
明装置を、組立ての容易な構成で、かつ安価に得ること
ができる。
【００５４】本発明の投射型表示装置は上記照明装置を
備えているので、インテグレータ部から射出される光束
は、各光束の光量の多い部分が投影レンズの光軸付近に
入射される。したがって本発明によれば、投影レンズの
結像性能を充分に発揮させることが可能な投射型表示装
置を組立ての容易な構成で、かつ安価に得ることができ
る。
備えているので、インテグレータ部から射出される光束
は、各光束の光量の多い部分が投影レンズの光軸付近に
入射される。したがって本発明によれば、投影レンズの
結像性能を充分に発揮させることが可能な投射型表示装
置を組立ての容易な構成で、かつ安価に得ることができ
る。
【図１】本発明の実施形態に係る照明装置の要部を示す
概略図
概略図
【図２】本発明の実施形態に係る投射型表示装置を示す
概略図
概略図
【図３】本発明の実施例１に係る照明装置の要部を示す
概略図
概略図
【図４】（Ａ）本発明の実施例２に係る照明装置の要部
を示す概略図 （Ｂ）（Ａ）図に示す部分を第２フライアイ側から見た
概略図
を示す概略図 （Ｂ）（Ａ）図に示す部分を第２フライアイ側から見た
概略図
【図５】（Ａ）図３および図４の照明装置に対応する一
体型レンズを示す図 （Ｂ）図１の照明装置に対応する一体型レンズを示す図
体型レンズを示す図 （Ｂ）図１の照明装置に対応する一体型レンズを示す図
１Ａ、１Ｂ 放物面鏡 ２Ａ、２Ｂ 発光体 ３Ａ、３Ｂ 光源部 ４Ａ、４Ｂ 第１レンズ群 ５、５Ａ、５Ｂ 第２レンズ群 ６ ミラー素子 ６Ａ、６Ｂ 反射面 ７ 第２フライアイ ８ 第１フライアイ ９ 一体型レンズ １０ 照明装置 １１ 光源部群 １２ 平行光束近接光学系 １３ インテグレータ部 ２０ 投射部 ２１、２２ ダイクロイックミラー ２３Ｒ、２３Ｂ、２３Ｇ 液晶パネル ２４ ３色合成プリズム ２５ 投影レンズ ２６、２８Ｒ、２８Ｂ、２８Ｇ、３１ フィールドレ
ンズ ２７、２９、３０ 全反射ミラー ３２ リレーレンズ Ｘ 照明装置の光軸 Ｓ 光源部の光軸 Ｆ 第１レンズ群の光軸
ンズ ２７、２９、３０ 全反射ミラー ３２ リレーレンズ Ｘ 照明装置の光軸 Ｓ 光源部の光軸 Ｆ 第１レンズ群の光軸
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA15 HA21 HA24 HA25 HA28 MA04 MA20 2H091 FA14Z FA26X FA26Z FA29Z FA41Z FA45Z FD01 FD03 FD22 LA09 LA12 LA18 3K042 AA01 BE08 5C058 AA06 AB03 BA06 EA00 EA12 EA42 EA51
Claims (6)
- 【請求項１】 発光体およびこの発光体からの光束を光
軸前方に射出する放物面からなるリフレクタで構成され
る光源部を、複数個配置してなる光源部群と、 この光源部群から射出された光の、光軸と垂直な断面内
での光量の均一化を図る、該光軸方向に配列された少な
くとも２枚のインテグレータ板よりなるインテグレータ
部と、 前記光源部群の複数個の前記光源部に対し各々１対１に
対応し、該複数個の光源部からの光束に各々１回焦点を
結ばせるように機能する複数個の第１レンズ群、および
該焦点の後段に配され前記光源部群からの光束を略平行
光束として前記インテグレータ部方向へ射出する少なく
とも１つの第２レンズ群からなる平行光束近接光学系と
を備え、 照明装置全体の光軸ならびに一対となる前記光源部およ
び前記第１レンズ群の光軸が、互いに略平行でかつ以下
の条件式（１）を満足するように構成されてなることを
特徴とする照明装置。 Ｓａｘｉｓ ＞ Ｆａｘｉｓ ……（１） ただし、 Ｓａｘｉｓ：照明装置全体の光軸と光源部の光軸との距
離 Ｆａｘｉｓ：照明装置全体の光軸と第１レンズ群の光軸
との距離 - 【請求項２】 前記複数個の第１レンズ群による複数個
の焦点のうち少なくとも１つの焦点の近傍に反射面を有
し、光束を前記第２レンズ群の方向へ反射する少なくと
も１つのミラー素子が配設されていることを特徴とする
請求項１記載の照明装置。 - 【請求項３】 少なくとも１つの前記第１レンズ群と少
なくとも１つの前記第２レンズ群とが、各々、互いに略
同一形状の１枚のレンズによる構成とされていることを
特徴とする請求項１または２記載の照明装置。 - 【請求項４】 前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の
うち少なくとも１つのレンズ群が１枚の非球面レンズか
らなることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１
項記載の照明装置。 - 【請求項５】 前記少なくとも１つの第２レンズ群が、
前記インテグレータ部における前記光源部群側の前記イ
ンテグレータ板の、前記光源部群側の面に、該インテグ
レータ板と一体的に形成されていることを特徴とする請
求項１〜４のうちいずれか１項記載の照明装置。 - 【請求項６】 請求項１〜５のうちいずれか１項記載の
照明装置と、前記インテグレータ部からの出力光を所定
の映像情報に応じて変調するライトバルブと、このライ
トバルブにより変調された光による光学像をスクリーン
上に投影する投影レンズとを備えたことを特徴とする投
射型表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000218923A JP2002031849A (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | 照明装置およびこれを用いた投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000218923A JP2002031849A (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | 照明装置およびこれを用いた投射型表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002031849A true JP2002031849A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18713799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000218923A Withdrawn JP2002031849A (ja) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | 照明装置およびこれを用いた投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002031849A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8136951B2 (en) | 2007-01-05 | 2012-03-20 | Hitachi, Ltd. | Projection type display apparatus and optical unit with optical coupling lens |
| CN111174180A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-19 | 平行现实（杭州）科技有限公司 | 一种大动态范围光束转向装置 |
-
2000
- 2000-07-19 JP JP2000218923A patent/JP2002031849A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8136951B2 (en) | 2007-01-05 | 2012-03-20 | Hitachi, Ltd. | Projection type display apparatus and optical unit with optical coupling lens |
| CN111174180A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-19 | 平行现实（杭州）科技有限公司 | 一种大动态范围光束转向装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20071002 |