JP2005274705A - 照明光学装置、プロジェクタ - Google Patents
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Abstract
【課題】加工の手間をかけずに光の利用効率を向上でき、小型化をも図られる照明光学装置の提供。
【解決手段】照明光学装置41は、光源411Aから射出された光束を一定方向に揃えるとともに、該光束を収束させる光束収束素子411Bと、この光束収束素子411Bにより収束された光束を平行化する光束平行化素子411Dと、この光束平行化素子411Dにより平行化された光束の偏光軸を1種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子412と、照明光軸Aに直交する面内に複数の小レンズをマトリクス状に配列して構成されるとともに、この偏光変換素子412により変換された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子413と、この光束分割光学素子413により分割された各部分光束を、被照明領域上に重畳させる集光素子414とを備えている。
【選択図】図7
【解決手段】照明光学装置41は、光源411Aから射出された光束を一定方向に揃えるとともに、該光束を収束させる光束収束素子411Bと、この光束収束素子411Bにより収束された光束を平行化する光束平行化素子411Dと、この光束平行化素子411Dにより平行化された光束の偏光軸を1種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子412と、照明光軸Aに直交する面内に複数の小レンズをマトリクス状に配列して構成されるとともに、この偏光変換素子412により変換された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子413と、この光束分割光学素子413により分割された各部分光束を、被照明領域上に重畳させる集光素子414とを備えている。
【選択図】図7
Description
本発明は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を被照明領域上に重畳させる照明光学装置、およびこの照明光学装置を備えたプロジェクタに関する。
従来から、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーション用として、液晶パネル等の光変調装置の画像形成領域を照明光学装置によって照明し、この光変調装置での画像情報に応じたて光変調によって形成された光学像をスクリーン等に拡大投写するプロジェクタが知られている。近年では、容易に持ち運んで様々な機会に使用できるようにより軽量、コンパクトなプロジェクタが開発されているとともに、明るい場所でも鮮明な画像を投写できるよう、高輝度化が促進されている。
このようなプロジェクタの照明光学装置は、光源から射出された光束を反射するリフレクタと、照明光軸と直交する面内照度を均一化する一組のレンズアレイ(光束分割光学素子および集光素子)から構成されるインテグレータレンズアレイと、直線偏光軸を変換する偏光変換素子とを備えて構成されている(例えば、特許文献1、特許文献2、および非特許文献1参照)。このような構成では、多数の小レンズを備えているインテグレータレンズアレイによる光束の分割、および重畳により、集光効率良くむらのない投写画像を実現するとともに、偏光変換素子により光束の偏光軸を揃えることによって光利用効率の大幅な向上が図られるものとなっており、これらインテグレータレンズアレイおよび偏光変換素子は、近年のプロジェクタには欠かせないものとなっている。
ここで、偏光変換素子は、照明光軸に対して傾斜配置される偏光分離膜および反射膜と、これら偏光分離膜および反射膜のいずれかの射出側に設けられ、光束の偏光軸を変換する位相差板とを備えており、偏光変換素子に入射した光束をより確実に偏光分離、反射して、より多くの光束の偏光軸を変換するために、光源からの射出光束が、当該光束の光軸と平行に偏光分離膜に入射するのが理想的である。
そのため、偏光変換素子は、特許文献1および特許文献2のように、インテグレータレンズアレイの後段に配置され、インテグレータレンズアレイの各小レンズにより集光され、ほぼ平行に射出される光束が偏光変換素子に入射していた。この際、インテグレータレンズアレイの各小レンズの周縁部から偏光変換素子に向かう不要光を遮断するために、特許文献2のように、各偏光分離膜に応じて遮光板を配置する場合もあった。
一方、非特許文献1のように、放物面状のリフレクタの直後に偏光変換素子が配置され、このリフレクタで反射される平行光束がそのまま偏光変換素子に入射するという例も挙げられる。
そのため、偏光変換素子は、特許文献1および特許文献2のように、インテグレータレンズアレイの後段に配置され、インテグレータレンズアレイの各小レンズにより集光され、ほぼ平行に射出される光束が偏光変換素子に入射していた。この際、インテグレータレンズアレイの各小レンズの周縁部から偏光変換素子に向かう不要光を遮断するために、特許文献2のように、各偏光分離膜に応じて遮光板を配置する場合もあった。
一方、非特許文献1のように、放物面状のリフレクタの直後に偏光変換素子が配置され、このリフレクタで反射される平行光束がそのまま偏光変換素子に入射するという例も挙げられる。
しかしながら、上記のような構成では、光利用効率の更なる向上と照明光学装置およびプロジェクタの一層の小型化とを同時には実現できないという問題があった。
例えば、特許文献1のような構成では、偏光変換素子はインテグレータレンズアレイの各小レンズの後段に、各小レンズに応じた偏光分離膜、反射膜、および位相差板をそれぞれ備えているので、偏光変換素子のサイズをインテグレータレンズアレイと同程度に抑えられる反面、偏光分離膜、反射膜、および位相差板を当該インテグレータレンズアレイの小レンズの列数や行数と少なくとも同数備える必要がある。
この場合、インテグレータレンズアレイの小レンズで分割されたそれぞれの光束が偏光変換素子の各偏光分離膜に入射するが、これら偏光分離膜、反射膜、位相差板の貼り合わせ部分が多数生じること、また、各小レンズから各偏光分離膜に集光するのが難しい場合があることから、各1枚の偏光分離膜、反射膜、位相差板から偏光変換素子を構成するような場合に比べて、所望の偏光変換性能が必ずしも得られない場合がある。また、上述した遮光板が配置される場合は光量損失が生じるおそれもある。
さらには、多数の小さい偏光分離膜、反射膜、および位相差板を貼り合わせたり、遮光板を設けたりする加工の手間がかかってしまう。
例えば、特許文献1のような構成では、偏光変換素子はインテグレータレンズアレイの各小レンズの後段に、各小レンズに応じた偏光分離膜、反射膜、および位相差板をそれぞれ備えているので、偏光変換素子のサイズをインテグレータレンズアレイと同程度に抑えられる反面、偏光分離膜、反射膜、および位相差板を当該インテグレータレンズアレイの小レンズの列数や行数と少なくとも同数備える必要がある。
この場合、インテグレータレンズアレイの小レンズで分割されたそれぞれの光束が偏光変換素子の各偏光分離膜に入射するが、これら偏光分離膜、反射膜、位相差板の貼り合わせ部分が多数生じること、また、各小レンズから各偏光分離膜に集光するのが難しい場合があることから、各1枚の偏光分離膜、反射膜、位相差板から偏光変換素子を構成するような場合に比べて、所望の偏光変換性能が必ずしも得られない場合がある。また、上述した遮光板が配置される場合は光量損失が生じるおそれもある。
さらには、多数の小さい偏光分離膜、反射膜、および位相差板を貼り合わせたり、遮光板を設けたりする加工の手間がかかってしまう。
一方、非特許文献1のような構成では、偏光変換素子はリフレクタの開口を覆うように配置され、この場合、各1枚の偏光分離膜、反射膜、位相差板から偏光変換素子を構成できるので、所望の偏光変換性能を得ることができるが、偏光変換素子の構成上、光源から射出された光束の光軸に傾斜配置された偏光分離膜と並行に配置された反射膜がリフレクタの開口よりも大きく張り出し、嵩張ってしまう。
これでは、この偏光変換素子の後段に配置されるインテグレータレンズアレイを含め、照明光学装置全体が非常に大きなものにならざるを得ない。ひいては、この照明光学装置が照明する光変調装置への光束入射角度が大きくなってしまい、投写画像のコントラストが低下するとともに、投写レンズに呑み込まれる光量が減少し、投写画像の明るさが減少してしまう。
これでは、この偏光変換素子の後段に配置されるインテグレータレンズアレイを含め、照明光学装置全体が非常に大きなものにならざるを得ない。ひいては、この照明光学装置が照明する光変調装置への光束入射角度が大きくなってしまい、投写画像のコントラストが低下するとともに、投写レンズに呑み込まれる光量が減少し、投写画像の明るさが減少してしまう。
本発明の目的は、上記問題に鑑みて、加工の手間をかけずに、光の利用効率を向上させることができ、同時に、小型化をも図ることができる照明光学装置、およびこの照明光学装置を備えるプロジェクタを提供することにある。
本発明の照明光学装置は、光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を被照明領域上に重畳させる照明光学装置であって、前記光源から射出された光束を一定方向に揃えるとともに、該光束を収束させる光束収束素子と、この光束収束素子により収束された光束を平行化する光束平行化素子と、この光束平行化素子により平行化された光束の偏光軸を1種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子と、照明光軸に直交する面内に複数の小レンズをマトリクス状に配列して構成されるとともに、この偏光変換素子により変換された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子と、この光束分割光学素子により分割された各部分光束を、前記被照明領域上に重畳させる集光素子とを備えていることを特徴とする。
ここで、光束収束素子としては、光源から射出された光束を平行に揃えて射出する放物面状のリフレクタと、その平行光束を収束する凸レンズとの組み合わせが一例として挙げられる。
また、偏光変換素子において、可視光領域全域で広い入射角にわたって良好な分離特性を得るのは難しく、光の角度分布が少ない方が偏光分離が効果的に行なわれるため、光源としては、アーク長が短く、点光源に適する高圧水銀ランプや超高圧水銀ランプなどを採用するのが好ましい。
ここで、光束収束素子としては、光源から射出された光束を平行に揃えて射出する放物面状のリフレクタと、その平行光束を収束する凸レンズとの組み合わせが一例として挙げられる。
また、偏光変換素子において、可視光領域全域で広い入射角にわたって良好な分離特性を得るのは難しく、光の角度分布が少ない方が偏光分離が効果的に行なわれるため、光源としては、アーク長が短く、点光源に適する高圧水銀ランプや超高圧水銀ランプなどを採用するのが好ましい。
本発明では、光束収束素子によって一旦収束される(絞られる)光束が光束平行化素子を介して偏光変換素子に入射するので、光路が拡がりすぎず、収束された光束に略応じて偏光変換素子のサイズを決めればよく、偏光変換素子をはじめとして、光束平行化素子等を小型化でき、照明光学装置全体としても小型化できる。
さらに、偏光変換素子が光束分割素子の後段ではなく前段に配置されるため、光束分割素子で分割・集光される各部分光束ごとに偏光変換をする必要がなく、収束された光束を一括して偏光変換可能となる。これにより、偏光変換素子に平行光束を確実に入射させ、目論見どおりの偏光変換性能を実現して光の利用効率を向上させることができる。そして、偏光変換素子から射出された光束を各部分光束に分割する光束分割光学素子、および、これらの部分光束を被照明領域上に重畳させる集光素子と相まって、被照明領域を均一に一層明るく照明できる。このとき、上述した照明光学装置の小型化が阻害されることはないから、照明光学装置の小型化と光利用効率とを同時に実現できる。
また、収束された光束が一括して偏光変換されると、偏光変換素子において、入射した光束を2種類の偏光光束に分離する面、この分離面で分離された偏光光束を反射する面、および、一方の偏光光束の偏光軸を変換する面は、1つずつあれば足りる。したがって、偏光変換素子の製造に際しては、これらの面が形成されるように、最小限の数の光学素子を貼り合わせればよく、加工が容易となる。
さらに、偏光変換素子が光束分割素子の後段ではなく前段に配置されるため、光束分割素子で分割・集光される各部分光束ごとに偏光変換をする必要がなく、収束された光束を一括して偏光変換可能となる。これにより、偏光変換素子に平行光束を確実に入射させ、目論見どおりの偏光変換性能を実現して光の利用効率を向上させることができる。そして、偏光変換素子から射出された光束を各部分光束に分割する光束分割光学素子、および、これらの部分光束を被照明領域上に重畳させる集光素子と相まって、被照明領域を均一に一層明るく照明できる。このとき、上述した照明光学装置の小型化が阻害されることはないから、照明光学装置の小型化と光利用効率とを同時に実現できる。
また、収束された光束が一括して偏光変換されると、偏光変換素子において、入射した光束を2種類の偏光光束に分離する面、この分離面で分離された偏光光束を反射する面、および、一方の偏光光束の偏光軸を変換する面は、1つずつあれば足りる。したがって、偏光変換素子の製造に際しては、これらの面が形成されるように、最小限の数の光学素子を貼り合わせればよく、加工が容易となる。
ここで、光束収束素子として、回転楕円面状の反射面を有する楕円リフレクタを採用することも可能である。この場合、光源の発光中心をこの楕円リフレクタの第1焦点位置に配置することが好ましい。これにより、第1焦点位置から射出された光源光が回転楕円面状の反射面で一定方向に揃えられて反射され、第2焦点位置に収束性良く収束する。このように収束された光束の断面が小さいことから、偏光変換素子をはじめとした光学素子の小型化を一層促進できる。
また、このように収束性がよい光束が光束平行化素子に入射するので、光束平行化素子によって、光束をより確実に平行化できることになる。そして、この光束平行化素子によって平行化された光束が偏光変換素子に入射するため、偏光変換素子によってより確実に偏光変換でき、照明光学装置全体の光利用効率をより一層向上させることができる。
また、このように収束性がよい光束が光束平行化素子に入射するので、光束平行化素子によって、光束をより確実に平行化できることになる。そして、この光束平行化素子によって平行化された光束が偏光変換素子に入射するため、偏光変換素子によってより確実に偏光変換でき、照明光学装置全体の光利用効率をより一層向上させることができる。
本発明の照明光学装置では、前記偏光変換素子は、前記光束収束素子により収束された光束の収束光軸に対して傾斜配置され、一方の直線偏光光束を透過し、他方の直線偏光光束を反射して、入射した光束を2種類の直線偏光光束に分離する偏光分離膜と、この偏光分離膜で反射した直線偏光光束を、透過した直線偏光光束の射出方向に反射する反射膜と、いずれか一方の直線偏光光束の偏光軸を、他方の直線偏光光束の偏光軸に変換する位相差板とを備え、前記偏光分離膜は、その光学的中心が前記収束光軸上に配置され、前記反射膜、前記光束分割光学素子、および前記集光素子は、その光学的中心が前記収束光軸に直交する方向にオフセットされた位置に配置されていることが好ましい。
ここで、偏光分離膜、および反射膜としては、誘電体多層膜等を採用でき、これらの膜は、例えば、白板ガラス板、石英ガラス板などに成膜される。
また、位相差板としては、高分子フィルム、水晶等から形成されたものを採用できる。
ここで、偏光分離膜、および反射膜としては、誘電体多層膜等を採用でき、これらの膜は、例えば、白板ガラス板、石英ガラス板などに成膜される。
また、位相差板としては、高分子フィルム、水晶等から形成されたものを採用できる。
この発明によれば、光束収束素子により収束された光束の収束光軸上に光学的中心がくるように偏光変換素子が配置されている一方、当該光軸に直交する方向にオフセットされた位置に反射膜が配置されているため、例えば、ブリュースター角が45°に設定された偏光分離膜の場合、偏光分離膜を透過した光束が光束分割光学素子の半分の領域に射出され、光束分割光学素子のもう半分の領域に、偏光分離膜および反射膜によって順次反射された光束が射出される。
このように、偏光分離膜、反射膜、位相差板が1つずつあれば偏光変換を十分行なえるため、偏光変換素子の構成を簡略化できる。この偏光変換素子を容易に製作することができる。
また、1つずつの偏光分離膜、反射膜、位相差板により偏光変換を行なうとき、光束平行化素子から射出された光束に1つの偏光分離膜を対応させ、目論見どおりの偏光変換性能を容易に実現できる。
このように、偏光分離膜、反射膜、位相差板が1つずつあれば偏光変換を十分行なえるため、偏光変換素子の構成を簡略化できる。この偏光変換素子を容易に製作することができる。
また、1つずつの偏光分離膜、反射膜、位相差板により偏光変換を行なうとき、光束平行化素子から射出された光束に1つの偏光分離膜を対応させ、目論見どおりの偏光変換性能を容易に実現できる。
なお、偏光分離膜、反射膜、位相差板の数は1つに限られないが、偏光変換性能の点では、これら偏光分離膜、反射膜、位相差板の数は少ないほうが好ましい。ただし、これら偏光分離膜、反射膜、位相差板を複数設ければ、光束平行化素子から射出された光束を当該光軸の光軸方向において小さい奥行きで捕えて偏光変換できるので、当該光軸方向における偏光変換素子の寸法を小さくできることになる。
つまり、偏光分離膜、反射膜、位相差板の貼りあわせ枚数は、光利用効率も考慮したうえで、照明光学装置が組み込まれる光学機器等の内部レイアウト等に応じて適宜調整すればよい。
つまり、偏光分離膜、反射膜、位相差板の貼りあわせ枚数は、光利用効率も考慮したうえで、照明光学装置が組み込まれる光学機器等の内部レイアウト等に応じて適宜調整すればよい。
本発明の照明光学装置では、前記偏光変換素子は、照明光軸に対して傾斜配置され、一方の直線偏光光束を透過し、他方の直線偏光光束を反射して、入射した光束を2種類の直線偏光光束に分離する偏光分離膜と、この偏光分離膜で反射した直線偏光光束を、透過した直線偏光光束の射出方向に反射する反射膜と、いずれか一方の直線偏光光束の偏光軸を、他方の直線偏光光束の偏光軸に変換する位相差板とをそれぞれ2つずつ備え、各偏光分離膜、各反射膜、および各位相差板は、照明光軸を中心として対称に配置されていることが好ましい。
ここで、偏光変換素子の具体的な構成としては、照明光軸を挟んで2つの偏光分離膜が光束射出前方に向かって拡開するV字状に配置され、その両側に反射膜が偏光分離膜と並行に配置されている構成を例示できる。
この発明によれば、偏光分離膜、反射膜、および位相差板が照明光軸を挟んで対称に配置されていることにより、上述のような収束光軸上に偏光分離膜の光学的中心が位置する構成と異なり、光源から射出された光束の光軸と偏光変換素子から射出される光束の光軸とが揃い、偏光変換素子の前後で当該光軸のずれが生じない。これにより、光学素子等の配置などに関し、設計が容易であり、照明光学装置をプロジェクタ等の光学電子機器に組み込む際にも、光源から被照明領域まで予め設定されている所定光軸を変更する必要がなく、組み込み性に優れる。
また、1つの偏光分離膜、反射膜から偏光変換素子を構成した場合と比べて、光束を該光束の光軸に沿って小さい奥行きで捕えることが可能となり、偏光変換素子の体積を小さくできる。
ここで、偏光変換素子の具体的な構成としては、照明光軸を挟んで2つの偏光分離膜が光束射出前方に向かって拡開するV字状に配置され、その両側に反射膜が偏光分離膜と並行に配置されている構成を例示できる。
この発明によれば、偏光分離膜、反射膜、および位相差板が照明光軸を挟んで対称に配置されていることにより、上述のような収束光軸上に偏光分離膜の光学的中心が位置する構成と異なり、光源から射出された光束の光軸と偏光変換素子から射出される光束の光軸とが揃い、偏光変換素子の前後で当該光軸のずれが生じない。これにより、光学素子等の配置などに関し、設計が容易であり、照明光学装置をプロジェクタ等の光学電子機器に組み込む際にも、光源から被照明領域まで予め設定されている所定光軸を変更する必要がなく、組み込み性に優れる。
また、1つの偏光分離膜、反射膜から偏光変換素子を構成した場合と比べて、光束を該光束の光軸に沿って小さい奥行きで捕えることが可能となり、偏光変換素子の体積を小さくできる。
本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタであって、前述のいずれかの照明光学装置を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、照明光学装置が前述のような作用及び効果を具備するため、同様の作用および効果を享受できる。すなわち、高輝度化および小型化の両方に効率良く対応できるプロジェクタを提供できる。
本発明によれば、照明光学装置が前述のような作用及び効果を具備するため、同様の作用および効果を享受できる。すなわち、高輝度化および小型化の両方に効率良く対応できるプロジェクタを提供できる。
以下、本発明の実施の第一実施形態を図面に基づいて説明する。
(1)外観構成
図1は、本実施形態に係るプロジェクタ1を上方前面側から見た斜視図である。図2は、プロジェクタ1を下方背面側から見た斜視図である。
プロジェクタ1は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面上に拡大投写する。このプロジェクタ1は、図1または図2に示すように、略直方体状の外装ケース2、およびこの外装ケース2から露出する投写レンズ3(図1)を備える。
投写レンズ3は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、プロジェクタ1の装置本体により画像情報に応じて変調された光学像を拡大投写する。
(1)外観構成
図1は、本実施形態に係るプロジェクタ1を上方前面側から見た斜視図である。図2は、プロジェクタ1を下方背面側から見た斜視図である。
プロジェクタ1は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面上に拡大投写する。このプロジェクタ1は、図1または図2に示すように、略直方体状の外装ケース2、およびこの外装ケース2から露出する投写レンズ3(図1)を備える。
投写レンズ3は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成され、プロジェクタ1の装置本体により画像情報に応じて変調された光学像を拡大投写する。
外装ケース2は、合成樹脂製の筐体であり、プロジェクタ1の装置本体を収納する。この外装ケース2は、図1または図2に示すように、装置本体の上部部分を覆うアッパーケース21と、装置本体の下部部分を覆うロアーケース22と、装置本体の前面部分を覆うフロントケース23(図1)と、装置本体の側面部分の一部を覆うサイドケース24と、装置本体の背面部分の一部を覆うリアケース25(図2)とを備える。
アッパーケース21は、図1または図2に示すように、外装ケース2の上面、側面の一部、および背面の一部をそれぞれ形成する上面部21A(図1)、側面部21B,21C(図1)、および背面部21D(図2)を含んで構成される。
アッパーケース21は、図1または図2に示すように、外装ケース2の上面、側面の一部、および背面の一部をそれぞれ形成する上面部21A(図1)、側面部21B,21C(図1)、および背面部21D(図2)を含んで構成される。
上面部21Aは、図1に示すように、平面視略矩形形状を有し、平面視略中央部分から前面側、側面側、および背面側にかけて、なだらかに湾曲し、凸曲面形状を有し、外装ケース2の上面を形成する。また、この上面部21Aの前方側端縁は、図1に示すように、前方から見て右側部分が曲線上に切り欠かれるように形成されている。
この上面部21Aにおいて、後方側略中央部分には、図1に示すように、プロジェクタ1の起動・調整操作を実施する操作パネル26が左右方向に延びるように設けられている。操作パネル26の操作ボタン261を適宜押下すると、操作パネル26内部に配置される図示しない回路基板に実装されたタクトスイッチと接触し、所望の操作が可能となる。また、前記回路基板には、図示しないLED(Light Emitting Diode)が取り付けられており、所望の操作に応じて発光するようになっている。さらに、操作パネル26は、操作ボタン261を囲むように配置される化粧板262を備えており、前記LEDからの光は化粧板262を介して拡散される。
なお、前述した操作パネル26の回路基板は、後述する制御基板と電気的に接続され、操作ボタン261の押下に伴う操作信号は、制御基板に出力される。
この上面部21Aにおいて、後方側略中央部分には、図1に示すように、プロジェクタ1の起動・調整操作を実施する操作パネル26が左右方向に延びるように設けられている。操作パネル26の操作ボタン261を適宜押下すると、操作パネル26内部に配置される図示しない回路基板に実装されたタクトスイッチと接触し、所望の操作が可能となる。また、前記回路基板には、図示しないLED(Light Emitting Diode)が取り付けられており、所望の操作に応じて発光するようになっている。さらに、操作パネル26は、操作ボタン261を囲むように配置される化粧板262を備えており、前記LEDからの光は化粧板262を介して拡散される。
なお、前述した操作パネル26の回路基板は、後述する制御基板と電気的に接続され、操作ボタン261の押下に伴う操作信号は、制御基板に出力される。
また、この上面部21Aの前方側であって、前方から見て右側部分から、図1に示すように、投写レンズ3を上下左右に動かし、投写レンズ3の位置を調整する投写レンズ位置調整装置30(図7参照)を構成する2つのダイアル311,321が露出している。この2つのダイアル311,321のうち、ダイアル311をY1方向(前方向)に回転させると、投写レンズ3がY3方向(下方)に動き、ダイアル311をY2方向(後方向)に回転させると、投写レンズ3がY4方向(上方)に動くこととなる。また、ダイアル321をX1方向(プロジェクタ1後方から見て右方向)に回転させると、投写レンズ3がX3方向(右方向)に動き、ダイアル321をX2方向(プロジェクタ1後方から見て左方向)に回転させると、投写レンズ3がX4方向(左方向)に動くこととなる。
側面部21B,21Cは、図1または図2に示すように、上面部21Aの長辺方向両端縁から略垂下し、投写方向両端縁が前面側および背面側に凸曲面を有するように湾曲している。
このうち、側面部21Cにおいて、前方側には、図1に示すように、平面視コ字状の切り欠き21C1が形成され、また、投写方向略中央部分から後方側にかけて、平面視コ字状の切り欠き21C2が形成されている。
このうち、側面部21Cにおいて、前方側には、図1に示すように、平面視コ字状の切り欠き21C1が形成され、また、投写方向略中央部分から後方側にかけて、平面視コ字状の切り欠き21C2が形成されている。
背面部21Dは、図2に示すように、上面部21Aの短辺方向後方側端縁から略垂下し、長辺方向両端縁が湾曲して側面部21B,21Cと接続する。
この背面部21Dにおいて、後方側から見て左側から長辺方向略中央部分にかけて、図2に示すように、平面視コ字状の切り欠き21D1が形成されている。
また、この背面部21Dにおいて、後方側から見て右側には、図2に示すように、リモコン受光窓21D2が形成されている。そして、このリモコン受光窓21D2の内側には、図示しないリモートコントローラからの操作信号を受信する図示しないリモコン受光モジュールが配置されている。
なお、リモートコントローラには、前述した操作パネル26に設けられる起動スイッチ、調整スイッチ等と同様のものが設けられていて、リモートコントローラを操作すると、この操作に応じた赤外線信号がリモートコントローラから出力され、赤外線信号は、リモコン受光窓21D2を介してリモコン受光モジュールで受光され、後述する制御基板で処理される。
この背面部21Dにおいて、後方側から見て左側から長辺方向略中央部分にかけて、図2に示すように、平面視コ字状の切り欠き21D1が形成されている。
また、この背面部21Dにおいて、後方側から見て右側には、図2に示すように、リモコン受光窓21D2が形成されている。そして、このリモコン受光窓21D2の内側には、図示しないリモートコントローラからの操作信号を受信する図示しないリモコン受光モジュールが配置されている。
なお、リモートコントローラには、前述した操作パネル26に設けられる起動スイッチ、調整スイッチ等と同様のものが設けられていて、リモートコントローラを操作すると、この操作に応じた赤外線信号がリモートコントローラから出力され、赤外線信号は、リモコン受光窓21D2を介してリモコン受光モジュールで受光され、後述する制御基板で処理される。
ロアーケース22は、図2に示すように、外装ケース2の底面、側面の一部、および背面の一部をそれぞれ形成する、底面部22A、側面部22B,22C、および背面部22Dを含んで構成される。
底面部22Aは、図2に示すように、略矩形状の平坦面で構成され、外装ケース2の底面を形成する。
この底面部22Aにおいて、後方側長辺方向略中央部分には、図2に示すように、プロジェクタ1の脚部を構成する固定脚部22A1が設けられている。また、前方側長辺方向両端部分には、下方側に膨出する膨出部22A2が形成され、この膨出部22A2には、固定脚部22A1とともにプロジェクタ1の脚部を構成する調整脚部22A3が設けられている。
このうち、調整脚部22A3は、膨出部22A2から底面部22Aの面外方向に進退自在に突出し、プロジェクタ1の投写時におけるプロジェクタ1の前後方向および左右方向の傾斜位置を調整可能としている。
底面部22Aは、図2に示すように、略矩形状の平坦面で構成され、外装ケース2の底面を形成する。
この底面部22Aにおいて、後方側長辺方向略中央部分には、図2に示すように、プロジェクタ1の脚部を構成する固定脚部22A1が設けられている。また、前方側長辺方向両端部分には、下方側に膨出する膨出部22A2が形成され、この膨出部22A2には、固定脚部22A1とともにプロジェクタ1の脚部を構成する調整脚部22A3が設けられている。
このうち、調整脚部22A3は、膨出部22A2から底面部22Aの面外方向に進退自在に突出し、プロジェクタ1の投写時におけるプロジェクタ1の前後方向および左右方向の傾斜位置を調整可能としている。
また、底面部22Aにおいて、後方から見て左側であって、短辺方向略中央部分には、図2に示すように、外装ケース2内部と連通する吸気口2Aが形成されている。
この吸気口2Aは、外装ケース2外部の冷却空気を外装ケース2内部に取り込む開口であり、この吸気口2Aには、複数の開口が形成されたカバー2A1が取り付けられている。
この吸気口2Aは、外装ケース2外部の冷却空気を外装ケース2内部に取り込む開口であり、この吸気口2Aには、複数の開口が形成されたカバー2A1が取り付けられている。
さらに、底面部22Aにおいて、後方側長辺方向両端部分には、図2に示すように、底面部22Aの面外方向に突出する平面視略L字状の位置決めリブ22A4と、この位置決めリブ22A4のL字状内側に位置するねじ孔22A5とが形成されている。
側面部22B,22Cは、図1または図2に示すように、底面部22Aの長辺方向両端縁から上方に立設するものであり、投写方向両端縁が前面側および背面側に凸曲面を有するように湾曲している。
側面部22B,22Cにおいて、前方側下端部分には、図1または図2に示すように、底面部22Aの膨出部22A2と略連続して外側に膨出する膨出部22B1(図2),22C1(図1)が形成されている。
また、側面部22Cにおいて、前方側には、図1に示すように、平面視コ字状の切り欠き22C1が形成され、また、投写方向略中央部分から後方側にかけて、平面視コ字状の切り欠き22C2が形成されている。そして、アッパーケース21の切り欠き21C1およびロアーケース22の切り欠き22C1が接続することで、外装ケース2内部の空気を外装ケース2外部に排出するための排出口2Bが形成される。また、アッパーケース21の切り欠き21C2およびロアーケース22の切り欠き22C2が接続することで、サイドケース24と係合する開口2Cが形成される。
側面部22B,22Cにおいて、前方側下端部分には、図1または図2に示すように、底面部22Aの膨出部22A2と略連続して外側に膨出する膨出部22B1(図2),22C1(図1)が形成されている。
また、側面部22Cにおいて、前方側には、図1に示すように、平面視コ字状の切り欠き22C1が形成され、また、投写方向略中央部分から後方側にかけて、平面視コ字状の切り欠き22C2が形成されている。そして、アッパーケース21の切り欠き21C1およびロアーケース22の切り欠き22C1が接続することで、外装ケース2内部の空気を外装ケース2外部に排出するための排出口2Bが形成される。また、アッパーケース21の切り欠き21C2およびロアーケース22の切り欠き22C2が接続することで、サイドケース24と係合する開口2Cが形成される。
背面部22Dは、図2に示すように、底面部22Aの長辺方向後方側端縁から上方に立設するものであり、アッパーケース21の背面部21Dと略同様に、長手方向両端縁が湾曲して側面部22B,22Cと接続する。
この背面部22Dにおいて、上端側長手方向略中央部分には、図2に示すように、外装ケース2の内側に窪み、底面部分に矩形状の開口22D1が形成されている。そして、この開口22D1を介して内部のインレットコネクタ27が露出し、外部の電力をプロジェクタ1の装置本体に供給可能としている。
この背面部22Dにおいて、上端側長手方向略中央部分には、図2に示すように、外装ケース2の内側に窪み、底面部分に矩形状の開口22D1が形成されている。そして、この開口22D1を介して内部のインレットコネクタ27が露出し、外部の電力をプロジェクタ1の装置本体に供給可能としている。
フロントケース23は、図1に示すように、左右方向に延びる略楕円形状に形成され、前方から見て右側部分が上下方向に膨出している。そして、このフロントケース23は、アッパーケース21およびロアーケース22が接続された状態で前面側に形成される開口に係合し、外装ケース2の前面を形成する。
このフロントケース23において、前方から見て右側部分には、図1に示すように、外装ケース2の内側に窪み、この窪みの中心部分に略円形状の開口231が形成されている。そして、この開口231は、投写レンズ3の先端部分を露出させる。
また、このフロントケース23において、長手方向略中央部分には、図1に示すように、前述のリモコン受光窓21D2と同様のリモコン受光窓232が設けられている。そして、これらリモコン受光窓21D2およびリモコン受光窓232を介して、プロジェクタ1の前方および後方の双方から図示しないリモートコントローラを用いてプロジェクタ1の遠隔操作を実施できるように構成されている。
また、このフロントケース23において、長手方向略中央部分には、図1に示すように、前述のリモコン受光窓21D2と同様のリモコン受光窓232が設けられている。そして、これらリモコン受光窓21D2およびリモコン受光窓232を介して、プロジェクタ1の前方および後方の双方から図示しないリモートコントローラを用いてプロジェクタ1の遠隔操作を実施できるように構成されている。
さらに、このフロントケース23において、前方から見て左側部分には、図1に示すように、プロジェクタ1の製造会社名、または製品名等が記載された情報表示板28が取り付けられている。
この情報表示板28は、上面に製造会社名、または製品名等の情報が記載された略矩形状の板体であり、フロントケース23に対して回転自在とするとともに、該回転軸を中心として180°の回転対称となる二位置でフロントケース23に対して取り付け可能に構成されている。
この情報表示板28は、上面に製造会社名、または製品名等の情報が記載された略矩形状の板体であり、フロントケース23に対して回転自在とするとともに、該回転軸を中心として180°の回転対称となる二位置でフロントケース23に対して取り付け可能に構成されている。
サイドケース24は、図1に示すように、断面略円弧状の板体から構成され、外装ケース2の開口2Cに係合し、アッパーケース21の側面部21B,21C、およびロアーケース22の側面部22B,22Cとともに、外装ケース2の側面を形成する。
このサイドケース24の内側には、プロジェクタ1の装置本体を構成する後述する光源装置が配置され、サイドケース24を外装ケース2から取り外すことで、前記光源装置を装置本体に着脱自在とする。すなわち、サイドケース24は、本発明に係るランプ蓋に相当する。
また、サイドケース24の下端側には、図2に示すように、固定用孔241が形成され、ねじ等により外装ケース2内部の固定部材に固定される。
このサイドケース24の内側には、プロジェクタ1の装置本体を構成する後述する光源装置が配置され、サイドケース24を外装ケース2から取り外すことで、前記光源装置を装置本体に着脱自在とする。すなわち、サイドケース24は、本発明に係るランプ蓋に相当する。
また、サイドケース24の下端側には、図2に示すように、固定用孔241が形成され、ねじ等により外装ケース2内部の固定部材に固定される。
リアケース25は、略矩形状の板体から構成され、該板体の各端縁から後方側に突出する突出部251を有し、断面略コ字状に形成されている。このリアケース25は、突出部251の先端部分と、アッパーケース21の背面部21Dに形成された切り欠き21D1、およびロアーケース22の背面部22Dの上端部分とが接続し、アッパーケース21およびロアーケース22が接続された状態で背面側に形成される開口部分を塞ぐ。そして、このリアケース25は、アッパーケース21の背面部21Dおよびロアーケース22の背面部22Dとともに、外装ケース2の背面を形成する。
このリアケース25において、突出部251の上端側には、図2に示すように、2つの孔251Aが形成されている。そして、これら2つの孔251A、ロアーケース22の底面部22Aに形成された位置決めリブ22A4、およびねじ孔22A5により、図示しないケーブルカバーが位置決めされて外装ケース2に対して固定される。
また、このリアケース25には、図2に示すように、複数の孔252が形成され、これら複数の孔252を介して、外部の電子機器からの画像信号、音声信号等を入力するための複数の接続端子253が外部に露出している。このリアケース25の内側には、接続端子253から入力される信号を処理する図示しないインターフェース基板が配置されている。
なお、前記インターフェース基板は、後述する制御基板と電気的に接続され、前記インターフェース基板にて処理された信号は、制御基板に出力される。
このリアケース25において、突出部251の上端側には、図2に示すように、2つの孔251Aが形成されている。そして、これら2つの孔251A、ロアーケース22の底面部22Aに形成された位置決めリブ22A4、およびねじ孔22A5により、図示しないケーブルカバーが位置決めされて外装ケース2に対して固定される。
また、このリアケース25には、図2に示すように、複数の孔252が形成され、これら複数の孔252を介して、外部の電子機器からの画像信号、音声信号等を入力するための複数の接続端子253が外部に露出している。このリアケース25の内側には、接続端子253から入力される信号を処理する図示しないインターフェース基板が配置されている。
なお、前記インターフェース基板は、後述する制御基板と電気的に接続され、前記インターフェース基板にて処理された信号は、制御基板に出力される。
(2)内部構成
図3ないし図5は、プロジェクタ1の内部構成を示す図である。具体的に、図3は、図1の状態からアッパーケース21、フロントケース23、およびサイドケース24を取り外した状態を示す図である。図4は、図3の状態から上部シールド板をさらに取り外した状態を示す図である。図5は、図4の状態から制御基板をさらに取り外した状態を示す図である。
外装ケース2の内部には、図3ないし図5に示すように、プロジェクタ1の装置本体が収容されており、この装置本体は、外装ケース2の長手方向に沿って左右方向に延び、一方の端部が前方に延びる平面視略L字状の光学ユニット4(図5)と、この光学ユニット4の上方およびフロントケース23の内側にそれぞれ配置される制御基板5と、光学ユニット4のL字状内側に配置される電源ユニット6と、外装ケース2内部を冷却する冷却ユニット7(図5)とを備えている。
図3ないし図5は、プロジェクタ1の内部構成を示す図である。具体的に、図3は、図1の状態からアッパーケース21、フロントケース23、およびサイドケース24を取り外した状態を示す図である。図4は、図3の状態から上部シールド板をさらに取り外した状態を示す図である。図5は、図4の状態から制御基板をさらに取り外した状態を示す図である。
外装ケース2の内部には、図3ないし図5に示すように、プロジェクタ1の装置本体が収容されており、この装置本体は、外装ケース2の長手方向に沿って左右方向に延び、一方の端部が前方に延びる平面視略L字状の光学ユニット4(図5)と、この光学ユニット4の上方およびフロントケース23の内側にそれぞれ配置される制御基板5と、光学ユニット4のL字状内側に配置される電源ユニット6と、外装ケース2内部を冷却する冷却ユニット7(図5)とを備えている。
図6は、光学ユニット4の光学系を模式的に示す図である。
光学ユニット4は、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投写レンズ3を介してスクリーン上に投写画像を形成するものである。この光学ユニット4は、図6に示すように、照明光学装置としてのインテグレータ照明光学系41と、色分離光学系42と、光学フィルタ42Aと、リレー光学系43と、光変調装置および色合成光学装置を一体化した光学装置44と、これら光学部品41,42,42A,43,44を収納配置する合成樹脂製の光学部品用筐体45とに機能的に大別される。
光学ユニット4は、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投写レンズ3を介してスクリーン上に投写画像を形成するものである。この光学ユニット4は、図6に示すように、照明光学装置としてのインテグレータ照明光学系41と、色分離光学系42と、光学フィルタ42Aと、リレー光学系43と、光変調装置および色合成光学装置を一体化した光学装置44と、これら光学部品41,42,42A,43,44を収納配置する合成樹脂製の光学部品用筐体45とに機能的に大別される。
インテグレータ照明光学系41は、光源から射出された光束の偏光変換および均一化を図る光学系である。このインテグレータ照明光学系41は、詳しくは後述するが、光源装置411、偏光変換素子412、光束分割光学素子としての第1レンズアレイ413、集光素子としての第2レンズアレイ414、および重畳レンズ415を備えている。光源装置411から射出された光束は偏光変換素子412によって偏光軸が変換され、第1レンズアレイ413および第2レンズアレイ414によって均一化され、そして、重畳レンズ415によって、最終的に、被照明領域としての液晶パネル(後述)の画像形成領域に重畳される。
色分離光学系42は、2枚のダイクロイックミラー421,422と、反射ミラー423とを備える。インテグレータ照明光学系41から射出された複数の部分光束は、2枚のダイクロイックミラー421,422により赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の色光に分離される。
光学フィルタ42Aは、2枚のダイクロイックミラー421,422の間に配置され、ダイクロイックミラー421を透過した光束についてスペクトル補正を実施する。そして、この光学フィルタ42Aは、比較的光強度の高い色光(例えば、緑色光および青色光等)のスペクトル補正を実施することで、投写画像のコントラストの低下を防止している。この光学フィルタ42Aは、具体的な図示は省略するが、青板ガラスまたは白板ガラス等からなるガラス基板と、このガラス基板の表面に屈折率の異なる2種類の薄膜が交互に積層された光学変換膜とを含んで構成される。
光学フィルタ42Aは、2枚のダイクロイックミラー421,422の間に配置され、ダイクロイックミラー421を透過した光束についてスペクトル補正を実施する。そして、この光学フィルタ42Aは、比較的光強度の高い色光(例えば、緑色光および青色光等)のスペクトル補正を実施することで、投写画像のコントラストの低下を防止している。この光学フィルタ42Aは、具体的な図示は省略するが、青板ガラスまたは白板ガラス等からなるガラス基板と、このガラス基板の表面に屈折率の異なる2種類の薄膜が交互に積層された光学変換膜とを含んで構成される。
また、この光学フィルタ42Aは、光学部品用筐体45に設けられたフィルタ移動機構45A(図5)によって光束の光路内外に移動される。すなわち、光学フィルタ42Aは、照明光軸Aに対して略垂直になるように照明光軸A上に配置されている。この状態から、フィルタ移動機構45Aは、図6中矢印Rで示すように、光学フィルタ42Aの姿勢を変えながら、光学部品用筐体45の光路外にスライドさせる。
リレー光学系43は、入射側レンズ431と、一対のリレーレンズ433と、反射ミラー432,435とを備えている。このリレー光学系43は、色分離光学系42で分離された色光である青色光を光学装置44の後述する青色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
リレー光学系43は、入射側レンズ431と、一対のリレーレンズ433と、反射ミラー432,435とを備えている。このリレー光学系43は、色分離光学系42で分離された色光である青色光を光学装置44の後述する青色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
この際、色分離光学系42のダイクロイックミラー421では、インテグレータ照明光学系41から射出された光束のうち、緑色光成分と青色光成分とは透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー421によって反射した赤色光は、反射ミラー423で反射し、フィールドレンズ419を通って、赤色光用の液晶パネルに到達する。このフィールドレンズ419は、第2レンズアレイ414から射出された各部分光束をその中心軸(主光線)に対して平行な光束に変換する。青色光および緑色光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ419も同様である。
また、ダイクロイックミラー421を透過した青色光と緑色光のうち、緑色光は、ダイクロイックミラー422によって反射し、フィールドレンズ419を通って、緑色光用の液晶パネルに到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー422を透過してリレー光学系43を通り、さらにフィールドレンズ419を通って、青色光用の液晶パネルに到達する。
なお、青色光にリレー光学系43が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ431に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ419に伝えるためである。なお、リレー光学系43には、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。
なお、青色光にリレー光学系43が用いられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路長さよりも長いため、光の発散等による光の利用効率の低下を防止するためである。すなわち、入射側レンズ431に入射した部分光束をそのまま、フィールドレンズ419に伝えるためである。なお、リレー光学系43には、3つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。
光学装置44は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。この光学装置44は、色分離光学系42で分離された各色光が入射される3つの入射側偏光板442と、これら入射側偏光板442の後段に配置される液晶パネル441(赤色光用を441R、緑色光用を441G、青色光用を441Bとする)および射出側偏光板444と、クロスダイクロイックプリズム445とを備える。
液晶パネル441R,441G,441Bは、例えば、ポリシリコンTFT(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として用いたものであり、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されている。そして、この液晶パネル441R,441G,441Bは、矩形状の画像形成領域を有し、入射側偏光板442を介して入射する光束を画像情報に応じて変調して射出する。
液晶パネル441R,441G,441Bは、例えば、ポリシリコンTFT(Thin Film Transistor)をスイッチング素子として用いたものであり、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されている。そして、この液晶パネル441R,441G,441Bは、矩形状の画像形成領域を有し、入射側偏光板442を介して入射する光束を画像情報に応じて変調して射出する。
入射側偏光板442は、色分離光学系42で分離された各色光のうち、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。
また、射出側偏光板444も、入射側偏光板442と略同様に構成され、液晶パネル441R,441G,441Bから射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透過させる偏光光の偏光軸は、入射側偏光板442における透過させる偏光光の偏光軸に対して直交するように設定されている。
また、射出側偏光板444も、入射側偏光板442と略同様に構成され、液晶パネル441R,441G,441Bから射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透過させる偏光光の偏光軸は、入射側偏光板442における透過させる偏光光の偏光軸に対して直交するように設定されている。
クロスダイクロイックプリズム445は、射出側偏光板444から射出され、色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。このクロスダイクロイックプリズム445には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に沿って略X字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により3つの色光が合成される。
以上説明した液晶パネル441R,441G,441B、射出側偏光板444およびクロスダイクロイックプリズム445は、一体的にユニット化されている。
以上説明した液晶パネル441R,441G,441B、射出側偏光板444およびクロスダイクロイックプリズム445は、一体的にユニット化されている。
(3)インテグレータ照明光学系の構成
図7には、インテグレータ照明光学系41が示されている。
光源装置411は、光源としての光源ランプ411Aと、光束収束素子としての楕円リフレクタ411Bと、副反射鏡411Cと、光束平行化素子としての平行化凹レンズ411Dとを備えている。
光源ランプ411Aは、中央部が球状に膨出した石英ガラス管から構成され、中央部分が発光部411A1とされ、この発光部411A1の両側に延びる部分が封止部411A2とされている。
この光源ランプ411Aには、本実施形態では、アーク長の短い超高圧水銀ランプを採用している。なお、光源ランプ411Aとして、例えば高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、ハロゲンランプ等を採用してもよいが、アーク長が短く、輝度分布が少なく、集光効率もよい点で、超高圧水銀ランプを好適に採用できる。
図7には、インテグレータ照明光学系41が示されている。
光源装置411は、光源としての光源ランプ411Aと、光束収束素子としての楕円リフレクタ411Bと、副反射鏡411Cと、光束平行化素子としての平行化凹レンズ411Dとを備えている。
光源ランプ411Aは、中央部が球状に膨出した石英ガラス管から構成され、中央部分が発光部411A1とされ、この発光部411A1の両側に延びる部分が封止部411A2とされている。
この光源ランプ411Aには、本実施形態では、アーク長の短い超高圧水銀ランプを採用している。なお、光源ランプ411Aとして、例えば高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、ハロゲンランプ等を採用してもよいが、アーク長が短く、輝度分布が少なく、集光効率もよい点で、超高圧水銀ランプを好適に採用できる。
楕円リフレクタ411Bは、図7に断面で示すように、光源ランプ411Aの封止部411A2が挿通される首状部411B1及びこの首状部411B1から拡がる回転楕円面状の反射部411B2を備えている。
首状部411B1には、中央に挿入孔411B3が形成されており、この挿入孔411B3に封止部411A2が配置される。
反射部411B2の楕円面状のガラス面は、金属薄膜蒸着により、増反射作用を有する誘電体多層膜が成膜された反射面411B4となっている。
首状部411B1には、中央に挿入孔411B3が形成されており、この挿入孔411B3に封止部411A2が配置される。
反射部411B2の楕円面状のガラス面は、金属薄膜蒸着により、増反射作用を有する誘電体多層膜が成膜された反射面411B4となっている。
副反射鏡411Cは、発光部411A1の光束射出前方側の略半分を覆う反射部材であり、椀状に成形された石英ガラスの内面には、楕円リフレクタ411Bの反射面411B4とほぼ同様の誘電体多層膜が形成されている。
この副反射鏡411Cは、光源ランプ411Aに無機系接着剤等で取り付けられ、さらに、この副反射鏡411Cが取り付けられた光源ランプ411Aは、楕円リフレクタ411Bに固定される。この固定の際には、光源ランプ411Aの封止部411A2を楕円リフレクタ411Bの挿入孔411B3に挿入し、発光部411A1内の発光中心が反射面411B4の第1焦点の位置となるように光源ランプ411Aを配置し、挿入孔411B3内部にシリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤を充填する。
この副反射鏡411Cは、光源ランプ411Aに無機系接着剤等で取り付けられ、さらに、この副反射鏡411Cが取り付けられた光源ランプ411Aは、楕円リフレクタ411Bに固定される。この固定の際には、光源ランプ411Aの封止部411A2を楕円リフレクタ411Bの挿入孔411B3に挿入し、発光部411A1内の発光中心が反射面411B4の第1焦点の位置となるように光源ランプ411Aを配置し、挿入孔411B3内部にシリカ・アルミナを主成分とする無機系接着剤を充填する。
この光源ランプ411Aを点灯すると、発光部411A1から放射された光束は楕円リフレクタ411Bの反射面411B4で反射され、第2焦点位置に向かって収束する収束光となる。
ここで、楕円リフレクタ411Bは、その回転楕円面により、数あるリフレクタの中でも収束性に優れており、収束光束の断面(集光スポット)を小さくできる。
また、発光部411A1から楕円リフレクタ411Bの開口側に射出された光束が副反射鏡411Cによって楕円リフレクタ411Bに反射されるので、光源ランプ411Aから射出されたほとんどすべての光束を楕円リフレクタ411Bによって第2焦点位置に収束することができることになり、光源光を無駄なく利用できるようになっている。
ここで、楕円リフレクタ411Bは、その回転楕円面により、数あるリフレクタの中でも収束性に優れており、収束光束の断面(集光スポット)を小さくできる。
また、発光部411A1から楕円リフレクタ411Bの開口側に射出された光束が副反射鏡411Cによって楕円リフレクタ411Bに反射されるので、光源ランプ411Aから射出されたほとんどすべての光束を楕円リフレクタ411Bによって第2焦点位置に収束することができることになり、光源光を無駄なく利用できるようになっている。
一方、この楕円リフレクタ411Bによって反射された光束が収束する第2焦点位置の近傍前段(光源ランプ411A側)には、平行化凹レンズ411Dが配置されている。
この平行化凹レンズ411Dは、光束入射面が双曲面の凹面、光束射出面は平面であり、楕円リフレクタ411Bから反射され、収束された光束を平行化して射出するものであるが、上述のように楕円リフレクタ411Bは収束性に優れているため、この平行化凹レンズ411Dによって入射光束を効率良く、確実に平行化できることになる。
また、平行化凹レンズ411Dの光束入射面側には反射防止膜(ARコート・Anti Reflection Coating)が形成されていることにより、光の反射を防止してより多くの光束を射出できる。一方、射出面側には紫外線反射膜が形成されているので、紫外線によって液晶パネル441などの光学素子が劣化するのを防止できる。
この平行化凹レンズ411Dは、光束入射面が双曲面の凹面、光束射出面は平面であり、楕円リフレクタ411Bから反射され、収束された光束を平行化して射出するものであるが、上述のように楕円リフレクタ411Bは収束性に優れているため、この平行化凹レンズ411Dによって入射光束を効率良く、確実に平行化できることになる。
また、平行化凹レンズ411Dの光束入射面側には反射防止膜(ARコート・Anti Reflection Coating)が形成されていることにより、光の反射を防止してより多くの光束を射出できる。一方、射出面側には紫外線反射膜が形成されているので、紫外線によって液晶パネル441などの光学素子が劣化するのを防止できる。
偏光変換素子412は、この平行化凹レンズ411Dの後段(光源ランプ411Aと反対側)、かつ第1レンズアレイ413の前段に配置されている。
この偏光変換素子412は、平行化凹レンズ411Dから射出された光を1種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置44での光の利用効率が大幅に高められている。すなわち、偏光光を変調するタイプの液晶パネル441を用いたプロジェクタでは1種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ411Aからの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子412を用いて、光源ランプ411Aから射出された光束を1種類の偏光光に変換するのである。
ここで、上述した楕円リフレクタ411Bによって一旦収束される(絞られる)光束が平行化凹レンズ411Dを介して偏光変換素子412に入射するので、光路が拡がりすぎず、偏光変換素子412や平行化凹レンズ411Dを小型化できる。これらの偏光変換素子412や平行化凹レンズ411Dのサイズは、収束された光束の断面に応じて適宜決められる。
この偏光変換素子412は、平行化凹レンズ411Dから射出された光を1種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置44での光の利用効率が大幅に高められている。すなわち、偏光光を変調するタイプの液晶パネル441を用いたプロジェクタでは1種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ411Aからの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子412を用いて、光源ランプ411Aから射出された光束を1種類の偏光光に変換するのである。
ここで、上述した楕円リフレクタ411Bによって一旦収束される(絞られる)光束が平行化凹レンズ411Dを介して偏光変換素子412に入射するので、光路が拡がりすぎず、偏光変換素子412や平行化凹レンズ411Dを小型化できる。これらの偏光変換素子412や平行化凹レンズ411Dのサイズは、収束された光束の断面に応じて適宜決められる。
このような偏光変換素子412は、各1枚の偏光分離膜412C,反射膜412D、位相差板412Eを備え、入射した光束を一括して偏光変換するものとなっており、各1枚の偏光分離膜412C,反射膜412D、位相差板412Eをガラス基材を介して貼り合わせ、容易に製造することができる。
この偏光変換素子412は、外観が断面台形の柱状のガラス体であり、偏光分離膜412Cおよび反射膜412Dが成膜される断面平行四辺形(鋭角角度が45°)のガラス部材412Aと、断面直角二等辺三角形(鋭角角度が45°)のガラス部材412Bと、フィルム状の位相差板412Eとが貼り合わせられて形成されている。
この偏光変換素子412は、外観が断面台形の柱状のガラス体であり、偏光分離膜412Cおよび反射膜412Dが成膜される断面平行四辺形(鋭角角度が45°)のガラス部材412Aと、断面直角二等辺三角形(鋭角角度が45°)のガラス部材412Bと、フィルム状の位相差板412Eとが貼り合わせられて形成されている。
偏光分離膜412Cは、光源装置411から射出される光束の光軸に対してブリュースター角が略45°に設定された誘電体多層膜等で構成され、偏光軸がランダムである光源光を2種類の直線偏光光束に分離するものであり、偏光分離膜412Cの入射面に対して、平行な偏光軸を有する光束(S偏光光束)を反射し、該S偏光光束と直交する偏光軸を有する光束(P偏光光束)を透過するものである。
この偏光分離膜412Cは、ガラス部材412Aの断面平行四辺形における対向辺となる一方の面に、ガラス部材412Aの外部を光束入射面側として形成されており、ガラス部材412Aの偏光分離膜412Cが形成された側には、ガラス部材412Bが貼り合せられる。
この偏光分離膜412Cは、ガラス部材412Aの断面平行四辺形における対向辺となる一方の面に、ガラス部材412Aの外部を光束入射面側として形成されており、ガラス部材412Aの偏光分離膜412Cが形成された側には、ガラス部材412Bが貼り合せられる。
反射膜412Dは、例えば、高反射性を有するAl,Au,Ag,Cu,Cr等の単一金属材料、これら複数種類の金属を含む合金等で構成され、偏光分離膜412Cで反射されるS偏光光束を反射するものである。
この反射膜412Dは、ガラス部材412Aの偏光分離膜412Cとは反対側の面に、ガラス部材412Aの外部を光束入射面側として形成されている。つまり、本実施形態では、反射膜412Dは、偏光分離膜412Cと平行に配置されているが、偏光分離膜412Cおよび反射膜412Dの傾斜角度はこれに限らず、入射光の特性や配光分布、各光学素子の特性などに応じて、適宜決めることができる。
この反射膜412Dは、ガラス部材412Aの偏光分離膜412Cとは反対側の面に、ガラス部材412Aの外部を光束入射面側として形成されている。つまり、本実施形態では、反射膜412Dは、偏光分離膜412Cと平行に配置されているが、偏光分離膜412Cおよび反射膜412Dの傾斜角度はこれに限らず、入射光の特性や配光分布、各光学素子の特性などに応じて、適宜決めることができる。
位相差板412Eは、高分子フィルム、水晶等から形成され、偏光分離膜412Cを透過した一方の直線偏光光束の偏光軸を90°回転させて他方の直線偏光光束の偏光軸と同一にするものである。本実施形態では、位相差板412Eは偏光分離膜412Cから射出された光束が透過する部分に貼り付けられ、偏光分離膜412Cを透過するP偏光光束の偏光軸を90°回転させている。
この位相差板412Eは、ガラス部材412Bの一方の斜面(ガラス部材412Aと面一になる方の斜面)に貼り合わせられる。
この位相差板412Eは、ガラス部材412Bの一方の斜面(ガラス部材412Aと面一になる方の斜面)に貼り合わせられる。
このような偏光変換素子412は、偏光分離膜412Cが楕円リフレクタ411Bにより収束された光束の収束光軸Bに対して平面視で略45°傾斜し、当該偏光分離膜412Cの光学的中心が収束光軸B上にくるように配置されている。このとき、反射膜412Dは、この偏光分離膜412Cと並行に配置され、その光学的中心が収束光軸Bに直交する方向にオフセットされ、照明光軸A上にくるように配置されている。
これにより、偏光分離膜412Cを透過した光束を第1レンズアレイ413の半分の領域に射出し、第1レンズアレイ413のもう半分の領域に、偏光分離膜412Cおよび反射膜412Dによって順次反射された光束を射出することができるので、偏光分離膜412C、反射膜412D,位相差板412Eを複数備える必要がないことがわかる。
これにより、偏光分離膜412Cを透過した光束を第1レンズアレイ413の半分の領域に射出し、第1レンズアレイ413のもう半分の領域に、偏光分離膜412Cおよび反射膜412Dによって順次反射された光束を射出することができるので、偏光分離膜412C、反射膜412D,位相差板412Eを複数備える必要がないことがわかる。
第1レンズアレイ413は、照明光軸A方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列されて構成されている。この第1レンズアレイ413は、その光学的中心が照明光軸A上にあり、前段に配置された偏光変換素子412から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸Aに沿って射出する。
第2レンズアレイ414は、第1レンズアレイ413と略同様に小レンズがマトリクス状に配列された構成であり、重畳レンズ415と共に第1レンズアレイ413によって分割された複数の部分光束を集光する。
第2レンズアレイ414は、第1レンズアレイ413と略同様に小レンズがマトリクス状に配列された構成であり、重畳レンズ415と共に第1レンズアレイ413によって分割された複数の部分光束を集光する。
重畳レンズ415は、第1レンズアレイ413、第2レンズアレイ414、及び偏光変換素子412を経た複数の部分光束を集光して液晶パネル441の画像形成領域上に重畳させるレンズである。この重畳レンズ415は、本実施形態では球面レンズであるが、非球面レンズを用いることも可能である。
以上説明したインテグレータ照明光学系41では、光源ランプ411Aを用いて、以下に説明するように、液晶パネル441の画像形成領域を照明する。
光源である光源ランプ411Aから放射された光束は、楕円リフレクタ411Bの反射面411B4によって楕円リフレクタ411Bの光束射出前方に揃えて反射され、第2焦点位置に向かって収束される。そして、この光束は、第2焦点位置の近傍前段で平行化凹レンズ411Cによって平行化され、偏光変換素子412に向かって射出される。このとき射出される光束の光軸は、収束光軸Bである。
光源である光源ランプ411Aから放射された光束は、楕円リフレクタ411Bの反射面411B4によって楕円リフレクタ411Bの光束射出前方に揃えて反射され、第2焦点位置に向かって収束される。そして、この光束は、第2焦点位置の近傍前段で平行化凹レンズ411Cによって平行化され、偏光変換素子412に向かって射出される。このとき射出される光束の光軸は、収束光軸Bである。
図8は、偏光変換素子412の偏光変換を説明する図である。
偏光変換素子412に入射した光束は、ランダムな偏光軸を有する光束であり、偏光分離膜412Cにより、P偏光光束およびS偏光光束に分離される。すなわち、P偏光光束は、偏光分離膜412Cを透過し、S偏光光束は偏光分離膜412Cによって反射され、光路が略90°変換される。そして、偏光分離膜412Cで反射したS偏光光束は、反射膜412Dによって反射され、再度、光路が略90°変換され、偏光変換素子412に入射した光と略同一方向に進む。また、偏光分離膜412Cを透過したP偏光光束は、位相差板412Eに入射し、偏光軸が90°回転されることにより、S偏光光束として射出される。
これにより、偏光変換素子412からは1種類の直線偏光光束であるS偏光光束が射出され、光束の光軸を照明光軸Aとして、第1レンズアレイ413に射出される。
ここで、偏光変換素子412が第1レンズアレイ413および第2レンズアレイ414の後段ではなく前段に配置されているため、第1レンズアレイ413および第2レンズアレイ414で分割・集光される各部分光束ごとに偏光変換をする必要がなく、収束された光束を一括して偏光変換可能となる。したがって、偏光変換素子412に平行光束を確実に入射させ、目論見どおりの偏光変換性能を実現して光の利用効率を向上させることができる。
偏光変換素子412に入射した光束は、ランダムな偏光軸を有する光束であり、偏光分離膜412Cにより、P偏光光束およびS偏光光束に分離される。すなわち、P偏光光束は、偏光分離膜412Cを透過し、S偏光光束は偏光分離膜412Cによって反射され、光路が略90°変換される。そして、偏光分離膜412Cで反射したS偏光光束は、反射膜412Dによって反射され、再度、光路が略90°変換され、偏光変換素子412に入射した光と略同一方向に進む。また、偏光分離膜412Cを透過したP偏光光束は、位相差板412Eに入射し、偏光軸が90°回転されることにより、S偏光光束として射出される。
これにより、偏光変換素子412からは1種類の直線偏光光束であるS偏光光束が射出され、光束の光軸を照明光軸Aとして、第1レンズアレイ413に射出される。
ここで、偏光変換素子412が第1レンズアレイ413および第2レンズアレイ414の後段ではなく前段に配置されているため、第1レンズアレイ413および第2レンズアレイ414で分割・集光される各部分光束ごとに偏光変換をする必要がなく、収束された光束を一括して偏光変換可能となる。したがって、偏光変換素子412に平行光束を確実に入射させ、目論見どおりの偏光変換性能を実現して光の利用効率を向上させることができる。
なお、上述の構成では、偏光分離膜412はS偏光光束を透過させ、P偏光光束を反射していたが、この逆に、偏光分離膜412CがP偏光光束を透過させるとともにS偏光光束を反射し、反射膜412DがS偏光光束を反射する構成としても、略同様に偏光変換することができる。
また、位相差板412Eは、偏光分離膜412Cおよび反射膜412Dのいずれかの射出側に配置されていればよく、偏光変換素子412として1種類の直線偏光光束を生成できることに変わりはない。
また、位相差板412Eは、偏光分離膜412Cおよび反射膜412Dのいずれかの射出側に配置されていればよく、偏光変換素子412として1種類の直線偏光光束を生成できることに変わりはない。
偏光変換素子412から射出された光束は、第1レンズアレイ413に入射し、各小レンズによって入射光束が分割される。ここで分割された光束はそれぞれ光源の像となっており、第2レンズアレイ414の各小レンズにそれぞれ入射する。そして、この分割光束は第2レンズアレイ414の各小レンズと重畳レンズ415とによって集光され、最終的に、フィールドレンズ419を介して液晶パネル441の画像形成領域に重畳し、結像することになる。これによって液晶パネル441の画像形成領域が隅々まで均一に、光量十分に照明される。また、楕円リフレクタ411Bにより、光束が一旦収束されているので、光路が拡がりすぎず、液晶パネル441の画像形成領域に対する入射角度が大きくならないので、液晶パネル441で形成される画像のコントラストが向上する。
さらに、液晶パネル411で変調された光が投写レンズ3に十分な光量で呑みこまれるため、Fナンバーの大きい投写レンズを使用しなくても投写画像を明るくでき、スクリーン等にむらのない高品位な画像を投写できる。
さらに、液晶パネル411で変調された光が投写レンズ3に十分な光量で呑みこまれるため、Fナンバーの大きい投写レンズを使用しなくても投写画像を明るくでき、スクリーン等にむらのない高品位な画像を投写できる。
〔第二実施形態〕
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。
第1実施形態では、各1枚の偏光分離膜412C,反射膜412D、位相差板412Eを含んで構成される偏光変換素子412が使用されていた。
これに対して、本実施形態では、各2枚の偏光分離膜、反射膜、位相差板を含んで偏光変換素子が構成されている点が相違する。その他の構成は、第1実施形態と略同様である。以下、偏光変換素子を中心に説明する。
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
なお、以下の説明では、既に説明した実施形態と同様の構成については、同一符号を付して、説明を省略もしくは簡略化する。
第1実施形態では、各1枚の偏光分離膜412C,反射膜412D、位相差板412Eを含んで構成される偏光変換素子412が使用されていた。
これに対して、本実施形態では、各2枚の偏光分離膜、反射膜、位相差板を含んで偏光変換素子が構成されている点が相違する。その他の構成は、第1実施形態と略同様である。以下、偏光変換素子を中心に説明する。
図9には、本実施形態における偏光変換素子612が示されている。
偏光変換素子612は、2枚の偏光分離膜612Cと、2枚の反射膜612Dと、2枚の位相差板612Eと、これらの基材となるガラス部材612A,612Bとを備え、第1実施形態の偏光変換素子412を照明光軸Aに対して軸対称に並べた態様となっている。つまり、照明光軸Aに沿って光束射出前方を見ると、2枚の偏光分離膜612Cは略V字状に拡開するように配置されており、その両側に、2枚の反射膜412Dがそれぞれ配置されていることになる。
このことから、偏光変換素子612は、照明光軸Aを挟んだ両側で偏光変換素子612に向かう光束を按分して偏光分離、反射できることになる。よって、照明光軸Aの方向において、小さい奥行きで光束を捕えることが可能となるから、偏光変換素子612の体積を小さなものとできる。
なお、2つの位相差板412Eは面一に配置されているが、これら2枚の位相差板412Eを1枚にまとめて形成しても構わない。
偏光変換素子612は、2枚の偏光分離膜612Cと、2枚の反射膜612Dと、2枚の位相差板612Eと、これらの基材となるガラス部材612A,612Bとを備え、第1実施形態の偏光変換素子412を照明光軸Aに対して軸対称に並べた態様となっている。つまり、照明光軸Aに沿って光束射出前方を見ると、2枚の偏光分離膜612Cは略V字状に拡開するように配置されており、その両側に、2枚の反射膜412Dがそれぞれ配置されていることになる。
このことから、偏光変換素子612は、照明光軸Aを挟んだ両側で偏光変換素子612に向かう光束を按分して偏光分離、反射できることになる。よって、照明光軸Aの方向において、小さい奥行きで光束を捕えることが可能となるから、偏光変換素子612の体積を小さなものとできる。
なお、2つの位相差板412Eは面一に配置されているが、これら2枚の位相差板412Eを1枚にまとめて形成しても構わない。
さらに、この偏光変換素子612は照明光軸Aを挟むように対称に構成されているため、光源ランプ411Aから射出された光束の光軸と偏光変換素子412から射出される光束の光軸とが、ともに照明光軸Aとなり、互いに一致する。つまり、第1実施形態のように、偏光変換素子412に偏光変換される間に光束の光軸がずれることがない。
したがって、この偏光変換素子612によれば、各光学素子の配置関係など、光学的な設計が容易であり、インテグレータ照明光学系41を他の光学機器に組み込む際にも、光源から被照明領域まで予め設定されている所定光軸を変更する必要がなく、組み込み性に優れる。
したがって、この偏光変換素子612によれば、各光学素子の配置関係など、光学的な設計が容易であり、インテグレータ照明光学系41を他の光学機器に組み込む際にも、光源から被照明領域まで予め設定されている所定光軸を変更する必要がなく、組み込み性に優れる。
本発明は、前述の各実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
本発明の照明光学装置が備える光束収束素子、光束平行化素子、光束分割光学素子、集光素子等は、前記実施形態に限定されない。
例えば、光束収束素子として、前記実施形態の楕円リフレクタ411Bのような回転楕円面状の反射面を有するリフレクタに限らず、放物面状の反射面を有するリフレクタおよび、このリフレクタで反射された光束を収束する凸レンズを採用してもよい。
本発明の照明光学装置が備える光束収束素子、光束平行化素子、光束分割光学素子、集光素子等は、前記実施形態に限定されない。
例えば、光束収束素子として、前記実施形態の楕円リフレクタ411Bのような回転楕円面状の反射面を有するリフレクタに限らず、放物面状の反射面を有するリフレクタおよび、このリフレクタで反射された光束を収束する凸レンズを採用してもよい。
また、光束平行化素子は、前記実施形態の平行化凹レンズ411Dのような、入射面が非球面(または球面)であり、射出面が平面状の凹レンズに限らず、凸状の平行化凸レンズであってもよい。例としては、光束入射面を非球面の凸面とし、光束射出面を平面とする平行化レンズ等が挙げられる。この場合には、光束収束素子で収束した光が発散する位置にこの平行化凸レンズを配置すればよい。
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
本発明の照明光学装置は、例えば、プロジェクタの照明光学装置のほか、その他の光学機器、光学電子機器等にも広く採用することができる。
1・・・プロジェクタ、41・・・インテグレータ照明光学系(照明光学装置)、411A・・・光源ランプ(光源)、411B・・・楕円リフレクタ(光束収束素子)、411B4・・・反射面、411D・・・平行化凹レンズ(光束平行化素子)、412,612・・・偏光変換素子、412C,612C・・・偏光分離膜、412D,612D・・・反射膜、412E,612E・・・位相差板、413・・・第1レンズアレイ(光束分割光学素子)、414・・・第2レンズアレイ(集光素子)、A・・・照明光軸、B・・・収束光軸。
Claims (4)
- 光源から射出された光束を複数の部分光束に分割し、各部分光束を被照明領域上に重畳させる照明光学装置であって、
前記光源から射出された光束を一定方向に揃えるとともに、該光束を収束させる光束収束素子と、
この光束収束素子により収束された光束を平行化する光束平行化素子と、
この光束平行化素子により平行化された光束の偏光軸を1種類の直線偏光光束に変換する偏光変換素子と、
照明光軸に直交する面内に複数の小レンズをマトリクス状に配列して構成されるとともに、この偏光変換素子により変換された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子と、
この光束分割光学素子により分割された各部分光束を、前記被照明領域上に重畳させる集光素子とを備えていることを特徴とする照明光学装置。 - 請求項1に記載の照明光学装置において、
前記偏光変換素子は、前記光束収束素子により収束された光束の収束光軸に対して傾斜配置され、一方の直線偏光光束を透過し、他方の直線偏光光束を反射して、入射した光束を2種類の直線偏光光束に分離する偏光分離膜と、
この偏光分離膜で反射した直線偏光光束を、透過した直線偏光光束の射出方向に反射する反射膜と、
いずれか一方の直線偏光光束の偏光軸を、他方の直線偏光光束の偏光軸に変換する位相差板とを備え、
前記偏光分離膜は、その光学的中心が前記収束光軸上に配置され、
前記反射膜、前記光束分割光学素子、および前記集光素子は、その光学的中心が前記収束光軸に直交する方向にオフセットされた位置に配置されていることを特徴とする照明光学装置。 - 請求項1に記載の照明光学装置において、
前記偏光変換素子は、照明光軸に対して傾斜配置され、一方の直線偏光光束を透過し、他方の直線偏光光束を反射して、入射した光束を2種類の直線偏光光束に分離する偏光分離膜と、
この偏光分離膜で反射した直線偏光光束を、透過した直線偏光光束の射出方向に反射する反射膜と、
いずれか一方の直線偏光光束の偏光軸を、他方の直線偏光光束の偏光軸に変換する位相差板とをそれぞれ2つずつ備え、
各偏光分離膜、各反射膜、および各位相差板は、照明光軸を中心として対称に配置されていることを特徴とする照明光学装置。 - 光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、拡大投写するプロジェクタであって、
請求項1から請求項3のいずれかに記載の照明光学装置を備えていることを特徴とするプロジェクタ。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2004
- 2004-03-23 JP JP2004084798A patent/JP2005274705A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009133917A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-18 | Sony Corp | 投射型画像表示装置及び偏光変換素子 |
US8201946B2 (en) | 2007-11-28 | 2012-06-19 | Sony Corporation | Projection image display apparatus and polarization converter with optimally aligned phase difference plates |
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