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 |