JP2008158113A - 照明光学系および投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２体の光源部からの光束を合成し、インテグレータ部により光量の均一化を図り、櫛形フィルタにより偏光方向を一方向に揃え、液晶表示パネル等のライトバルブに照射する場合に、簡易に照明効率を向上させる。
【解決手段】各レンズ素子１３１上において、光束径が拡がった状態で照射される場合（φ２Ｘの円形像とする）には、各光源像１０１Ａ、１０１Ｂは、各レンズ素子１３１の範囲から若干はみ出すものの各レンズ素子１３１の有効領域からはみ出すことがなく、従来技術のものに比べて、照明効率を格段に高めることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明光学系およびこの照明光学系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写型表示装置に関し、詳しくは、２体の光源部からの光束を反射ミラー等により合成し、複数枚のフライアイよりなるインテグレータ部により光量の均一化を図り、櫛形フィルタ等と称される偏光変換部により偏光方向を一方向に揃えるように構成された照明光学系および投写型表示装置に関するものである。

近年、投影画面の大型化が急であり、投写型表示装置に搭載する照明光学系としても、より高輝度で照明効率の良い光源部が求められている。高輝度で照明効率の良い光源部の態様としては、複数の光源部を光軸対称に配置し、これら複数の光源部からの光束を反射ミラー等により合成するものが知られている（例えば特許文献１〜５参照）。

一方、このような投写型表示装置の照明光学系においては、光源部からの光束を、複数枚のフライアイよりなるインテグレータ部に入射せしめて光量の均一化を図り、櫛形フィルタ等と称される偏光変換部により偏光方向を一方向に揃えて、液晶表示パネルからなるライトバルブ上に照射するように構成される。

ところで、一般に上記インテグレータ部は、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）を光軸上で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２次元的に配列して構成されており、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。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２次光源を形成し、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。

したがって、下記特許文献１、２等のように、２体の光源部からの光束を合成し、照明光として用いる場合には、各光源部の光源像が上記第２のインテグレータ板の各レンズ素子上に配列されることになる。ここで、２体の光源部からの光束は、互いのケラレを最小とするため、対応する反射ミラーが若干ずれた位置に配される。したがって、上記第２のインテグレータ板の各レンズ素子上に配列された光源像も、各レンズ素子内で若干ずれた位置に形成されることになる。

そして、インテグレータ板の各レンズ素子は、上述したように、液晶表示パネルと略相似形状とされており、また、液晶表示パネルが、４：３あるいは１６：９のアスペクト比による矩形状に構成されていることから、インテグレータ板の各レンズ素子内で各光源部の光源像の領域面積をできるだけ大きくとれるように、その長辺方向に配列されるように構成されている（例えば、特許文献１の図１０、１１、１６、１８、２０や特許文献２の図４、６等を参照）。

米国特許６４６４３７５号公報 特開２０００−１７１９０１号公報 特許第３５８１５６８号公報 特開２００２−０７２０８３号公報 国際公開ＷＯ０４−０３４１４１号公報

しかしながら、ライトバルブが液晶表示パネル等により構成される場合、照明光を偏光方向が揃えられた状態とする必要があるため、通常上記インテグレータ部の直後に櫛型フィルタ等と称される偏光変換部を配置し、これにより照明光の偏光方向を一括して揃えるようにしており、また、このような偏光変換部が、短冊状の、光束入射可能領域およびと光束入射不能領域とを同一幅で交互に配置したストライプ形状とされているため、ライトバルブが液晶表示パネルにより構成される場合、実際には、インテグレータ板の各レンズ素子の半分の領域のみが、上記偏光変換部において光束が有効に利用されることになる。

図８は、このことを示したものであり、結局、円形で表した各光源像１０１Ａ、１０１Ｂのうち、斜線が付された領域のみがライトバルブ上に照射される光束領域となる。

すなわち、上記特許文献に記載のものでは、光源部からの光が必ずしも有効に利用されておらず、せっかく複数の光源部からの光束を合成しても、液晶表示パネル上ではそれほど明るくはならないという問題が生じており、何らかの発想の転換が必要であった。

本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、２体の光源部からの光束を合成し、複数枚のフライアイよりなるインテグレータ部により光量の均一化を図り、櫛形フィルタ等と称される偏光変換部により偏光方向を一方向に揃え、液晶表示パネル等のライトバルブに照射する場合に、発想の転換により、簡易に照明効率を向上させることができる照明光学系および投写型表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る照明光学系は、ランダムな偏光方向の光を射出する発光体およびこの発光体からの光束を反射するリフレクタよりなる光源部を２体備え、これら光源部から射出された光束を、複数のレンズアレイが２次元配列されたインテグレータ板を光軸方向に複数個配列してなるインテグレータ部に入射せしめて光量の均一化を図り、この後、前記インテグレータ部からの光束を偏光変換部に入射せしめて偏光方向を揃え、該偏光変換部から出射された光束をレンズを用いて長方形状の被照明エリアに照明する照明光学系において、
前記インテグレータ板のレンズアレイの各レンズ素子形状は前記被照明エリアに略相似な形状とされ、前記２体の光源部からの各光束により、前記複数のインテグレータ板のうち最も射出側のインテグレータ板のレンズアレイの各レンズ素子の短辺方向に該２体の光源部の像が配列されるよう構成されていることを特徴とするものである。

また、前記被照明エリアが以下の条件式（１）を満足する形状とされているものに適用する場合に、特に有用である。
Ｖ／Ｈ ＜ ０．７ ・・・・・（１）
Ｖ：長方形被照明エリア短辺方向長さ
Ｈ：長方形被照明エリア長辺方向長さ

また、前記偏光変換部のストライプ状の反射面が、前記インテグレータ板のレンズアレイの各レンズ素子の長辺方向に配列されている場合に有用である。

また、前記２体の光源部からの光束が各々、前記インテグレータ部に至るまでに一旦収束し、その収束位置の付近に配された光束偏向部により同一方向へ偏向されて合成状態とされた後、前記インテグレータ部に入射されることが望ましい。

なお、上記「合成状態」とは、２体の光源部からの光束が、略同一方向に、混合されてまたは隣接して進行する状態を表すものである。

また、前記光束偏向部は前記２体の光源部からの光束をそれぞれ偏向させる２つの反射面を有し、前記反射面の法線を１本含むいずれの平面内においても、多くとも、前記２つの光源部の光軸のうち一方が含まれるように構成されたものを用いることが可能である。

さらに、前記光束偏向部は前記２体の光源部からの光束をそれぞれ偏向させる２つの反射面を有し、前記２つの反射面の法線をいずれも含む平面内に、前記２つの光源部の光軸がいずれも含まれるように構成されたものを用いることも可能である。

また、本発明に係る投写型表示装置は、上記照明光学系を備え、前記長方形状の被照明エリアがライトバルブからなり、前記ライトバルブで変調された画像情報を投影レンズを用いて被投影エリアに投影することを特徴とするものである。

本発明に係る照明光学系およびこれを用いた投写型表示装置によれば、発想の転換により、最も射出側のインテグレータ板の各レンズ素子の短辺方向に２体の光源の光源像が配列されるよう構成しており、櫛形フィルタと称される偏光変換部をインテグレータ部の後段に配設する場合においても、偏光変換部における照明光のケラレを少なくすることができ、照明効率を格段に向上させることができる。

本発明の実施形態について、本発明の実施例に係る照明光学系を搭載した投写型表示装置について説明する。

＜実施例１＞
実施例１に係る照明光学系を搭載した投写型表示装置の概略構成を図１に、その照明光学系のみを、図１中矢印Ａ方向からみた概略図を図２に示す。

この投写型表示装置は、照明光学系１１０、およびこの照明光学系１１０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１２０よりなる。図１および図２を参照しつつ、まずこの照明光学系１１０について説明する。この照明光学系１１０において、光源部群から発せられた光束は、インテグレータ部３０に入射される前段において、インテグレータ部３０の光軸、すなわち照明光学系全体の光軸Ｘに光強度の大きい部分を近づけられた略平行光束とされ、インテグレータ部３０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。

ここで、光源部群は、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１２Ａ、１２Ｂと、楕円面鏡よりなるリフレクタ１１Ａ、１１Ｂとからなる、２体の光源部１０Ａ、１０Ｂを、この照明光学系１１０の中心軸を対称軸として配設されてなる。発光体１２Ａ、１２Ｂの発光源は、楕円面鏡よりなるリフレクタ１１Ａ、１１Ｂの各々の一方の焦点に配置されている。したがって、発光体１２Ａ、１２Ｂから発せられてリフレクタ１１Ａ、１Ｂの光軸、すなわち光源部１０Ａ、１０Ｂの光軸Ｓ_Ａ、Ｓ_Ｂの後方および外方へ向かう光束の一部が、リフレクタ１１Ａ、１１Ｂの他方の焦点に収束し２次光源像を結ぶように反射される。

２枚の反射ミラー２１Ａ、２１Ｂを、互いに上下方向に配置されてなる光束偏向素子２０は、このリフレクタ１１Ａ、１１Ｂの他方の焦点近傍に各ミラー面が配置され、各光源部１０Ａ、１０Ｂからの光束をインテグレータ部３０方向へ反射する。そして、この反射ミラー２１Ａ、２１Ｂからの発散光束は、レンズ３９を透過することにより略平行光束としてインテグレータ部３０に入射される。なお、この光束偏向素子２０は、各々の該反射面の光入射面が互いに平行とされ、かつ該２つの反射面の法線が互いにねじれの位置となるように構成されたものである。

インテグレータ部３０は、光源部１０Ａ、１０Ｂ側から順に第１インテグレータ板（第２フライアイ）３１、第２インテグレータ板（第１フライアイ）３２が配設されてなる。すなわち、これら２つのインテグレータ板３１、３２は、矩形状の輪郭をした微小な凸レンズによるレンズ素子が縦横に複数配列されたもので、光源部１０Ａ、１０Ｂからの略平行光束を第１インテグレータ板３１のレンズ素子の数と同数の部分光束に分割し、第２インテグレータ板３２を構成する各レンズ素子内に各光源部１０Ａ、１０Ｂの２次光源を形成させることにより光量分布の均一化を図る。本実施例においては、各レンズ素子において、その短辺方向に、各光源部１０Ａ、１０Ｂの光源像が配列され（詳しくは後述する）、これにより、照明効率が高く明るい照明光学系とすることができる。

なお、本実施例においては、第２インテグレータ板３２を構成する各レンズ素子内に各光源部１０Ａ、１０Ｂの２次光源像が形成されるが、このように、第２インテグレータ板の各レンズ素子内に各光源部の２次光源像が形成される、という概念は、これら光源像の結像位置が、該各レンズ素子内に存在する場合は勿論のこと、該各レンズ素子から光軸方向に適当量ずらされた場合（例えば、インテグレータ板の加熱防止や照度分布の最適化を図るために敢えて適当量ずらされる場合を含める）をも含むものとする。

図３は、図１の２つのインテグレータ板３１、３２を被照明体側から見たものを模式的に表したものである。これら２つのインテグレータ板３１、３２は、矩形状の輪郭をした微小な凸レンズによるレンズ素子１３１が縦横に複数配列されてなる。

ところで、投写型表示装置に用いる照明光学系としては、例えば装置のライトバルブが液晶パネルとされている場合など、照明光学系から出射される光は偏光方向が揃えられた略平行光とされていることが好ましい場合がある。そこで本実施例では、各光源部１０Ａ、１０Ｂはランダムな偏光を発生するものとされており、第２インテグレータ板３２の後段に、各光源部１０Ａ、１０Ｂからの光束を直線偏光に変換するための櫛型フィルタと称される偏光変換部４０を備えた照明光学系とされている。

図４（Ａ）は、偏光変換部４０を光源部側から見た図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の側面図である。この偏光変換部４０は、偏光ビームスプリッタアレイ１４８、およびこのアレイ１４８の光出射面側にストライプ状に配設されたλ／２位相板１４２からなるものである。また、偏光変換部４０の光入射面側は、図４（Ａ）に示すように、ストライプ状の光入射不能領域（ハッチング部分）１４３と、ストライプ状の光入射可能領域１４４が交互に配された状態とされる。ストライプ状の光入射不能領域（ハッチング部分）１４３と、ストライプ状の光入射可能領域１４４の配列方向は、各インテグレータ板３１、３２のレンズ素子１３１の長辺方向（長辺の延びる方向）に一致するように配されている。

なお、偏光ビームスプリッタアレイ１４８はその内部に、偏光分離膜１４５と反射膜１４６とが、光軸に対して略４５度の角度を有するように交互に形成されている。ランダムな偏光である各光源部１０Ａ、１０Ｂからの光束は、第２インテグレータ板３２の各レンズ素子１３１から出射された後、ストライプ状の光入射可能領域１４４から偏光変換部４０に入射され、偏光分離膜１４５により偏光方向の異なるＰ偏光とＳ偏光の２種類の偏光に分離される。一方の偏光は偏光分離膜１４５を透過しプリズム面１４１から出射される。他方の偏光は偏光分離膜１４５および隣接する反射膜１４６で反射されて、最終的には、直進透過した光束とほぼ平行な角度で偏光ビームスプリッタアレイ１４８より出射され、λ／２位相膜１４２を通過する際に、偏光面の回転作用により偏光ビームスプリッタアレイ１４８を直進透過した光束と略一致する偏光方向に変換されて出射される。

次に、図１を用いて投射部１２０の構成について説明する。偏光変換部４０により偏光方向が揃えられた状態で、照明光束が投射部１２０に入射する。この照明光束は、以下に示すとおり、３原色光に分解され、各色光用の透過型画像表示素子である液晶パネル５４ａ〜ｃにより光変調されて、これらの投映光束が合成された後、投写光学系５７により投写されて、スクリーン（不図示）上にフルカラー画像が結像される。なお、以下に示す第１〜第３色光成分とは、青色、緑色、赤色の３原色光を任意の順に対応させることができる。

すなわち、照明光学系から出射された照明光束は、ダイクロイックミラー５２ａ、５２ｂにより色光分解され、それぞれ第１〜第３色光成分用の画像が表示される液晶パネル５４ａ〜ｃに照射される。ダイクロイックミラー５２ａは、照明光束を第１色光成分光束と第２、第３色光成分の合成光束とに分離し、ダイクロイックミラー５２ｂは、ダイクロイックミラー５２ａにより分離された第２、第３色光成分の合成光束を、第２色光成分と第３色光成分とに分離するものである。照明光束の光路上には、偏向のための全反射ミラー５３ａ〜ｃと、レンズ５１ａ〜ｆとが配され、液晶パネル５４ａ〜ｃ上には、インテグレータ部３０から出射された各部分光束が重畳される。液晶パネル５４ａ〜ｃを透過し、所定の画像情報に基づいて光変調された投映光束である第１〜第３色光成分光束は、内部に、第１色光成分を反射するダイクロイック膜５５ａと第３色光成分を反射するダイクロイック膜５５ｂとを有する、クロスプリズム５６により合成される。

本実施例によれば、本発明に係る照明光学系を備えていることにより、簡易かつコンパクトな構成でありながら、照明効率が高く明るく均一な照明を行ない得る投写型表示装置を得ることができる。

ところで、２体の光源部からの光束は、互いのケラレを最小とするため、前述した如く、対応する反射ミラーが若干ずれた位置に配されており、上記第２のインテグレータ板の各レンズ素子上に配列された光源像も、各レンズ素子内で若干ずれた位置に形成されることになる。前述したように、２体の光源部からの光束を合成し、照明光として用いる場合、従来技術においては、各光源部の光源像が上記第２のインテグレータ板の各レンズ素子上において、その長辺方向に配列されるように構成されている。

なお、この場合には、インテグレータ部の直後に配される偏光変換部（櫛型フィルタ）の光束入射可能領域と光束入射不能領域は同一幅をもって交互に配列されるが、その配列方向は、各レンズ素子の短辺方向に一致する。このため、各レンズ素子の領域としても、その後、照明光束を偏光変換部の光束入射可能領域に入射させ得る有効領域と、照明光束を偏光変換部の光束入射不能領域に入射させ得る非有効領域とが、各レンズ素子の短辺方向に交互に配列される。ここで、有効領域と非有効領域の幅を各々Ｘとする。

以下このことについて、各レンズ素子の縦横比が１：２となる場合について、図５、６を用いて説明する。

各レンズ素子１３１上において、光束が絞られた状態で照射される場合（φＸの円形像とする）には、例えば、図５に示すように、各光源像１０２Ａ、１０２Ｂは、各レンズ素子１３１の有効領域に収まっており、照明効率が低減することはない。しかし、各レンズ素子１３１上において、光束径が拡がった状態で照射される場合（φ２Ｘの円形像とする）には、図６に示すように、各光源像１０１Ａ、１０１Ｂは、各レンズ素子１３１の有効領域からはみ出してしまい（図中ハッチングは有効領域内の光源像を示す）、照明効率が略半分に低減してしまう。

そこで、本実施例の照明光学系においては、発想を転換し、偏光変換部（櫛型フィルタ）の光束入射可能領域１４４と光束入射不能領域１４３の配列方向を、各レンズ素子１３１の長辺方向に一致させる。このため、各レンズ素子１３１の領域としても、その後、照明光束を偏光変換部４０の光束入射可能領域１４４に入射させ得る有効領域と、照明光束を偏光変換部４０の光束入射不能領域１４３に入射させ得る非有効領域とが、各レンズ素子１３１の長辺方向に交互に配列される。また、２体の光源部１０Ａ、１０Ｂの光源像は、第２のインテグレータ板３２の各レンズ素子１３１上において、その短辺方向に配列されるように構成するようにしている。

以下このことについて、各レンズ素子の縦横比が１：２となる場合について、上記図５、６の説明と対応するように、図７、８を用いて説明する。

各レンズ素子１３１上において、光束が絞られた状態で照射される場合（φＸの円形像とする）には、例えば、図７に示すように、各光源像１０２Ａ、１０２Ｂは、各レンズ素子１３１の有効領域に収まっており、上記図５を用いて説明した従来技術のものと同様に照明効率が低減することはない。一方、各レンズ素子１３１上において、光束径が拡がった状態で照射される場合（φ２Ｘの円形像とする）には、図８（Ａ）に示すように、各光源像１０１Ａ、１０１Ｂ（互いの重なり合う最大幅をＸとする場合に最も効率がよい）は、各レンズ素子１３１の範囲から若干はみ出すものの、一方の利用可能領域をハッチングで示した図８（Ｂ）からも明らかなように、上記図６を用いて説明した従来技術のものに比べて、照明効率を格段に高めることができる。

このような、照明効率の改善効果は、各レンズ素子の縦横比が１：２となる場合に限られないが、望ましくは、長辺の長さｈに対する短辺の長さｈが０．７より小さい場合（その他、例えば縦横比９：１６の場合等）に特に有効である。ただし、例えば、各レンズ素子の縦横比が３：４となる場合についても以下に示すように、ある程度の効果はある。以下、図９〜１２を用いて、各レンズ素子の縦横比が３：４となる場合についても簡単に説明する。

各レンズ素子１３１上において、光束が絞られた状態で照射される場合（φ３Ｙの円形像とする）には、例えば、図９に示すように、各光源像１０２Ａ、１０２Ｂは、各レンズ素子１３１の有効領域に収まっており、照明効率が低減することはなく、この点では、図１１に示す如き本願実施例のものにおいても同様である。

一方、各レンズ素子１３１上において、光束径が拡がった状態で照射される場合（φ４Ｙの円形像とする）には、図１０に示すように、各光源像１０１Ａ、１０１Ｂは、各レンズ素子１３１の有効領域から上下にはみ出してしまい（図中ハッチングは有効領域内の光源像を示す）、照明効率が低減してしまうが、本願実施例のものにおいては、図１２（Ａ）に示すように、各光源像１０１Ａ、１０１Ｂ（互いの重なり合う最大幅をＹとする場合に最も効率がよい）は、各レンズ素子１３１の範囲から上下一方向にのみはみ出すものの、一方の利用可能領域をハッチングで示した図１２（Ｂ）からも明らかなように、上記図１０を用いて説明した従来技術のものに比べて、照明効率を高めることができる。

＜実施例２＞
実施例２に係る照明光学系を搭載した投写型表示装置の概略構成を図１３に示す。なお、図１３においては、上記実施例１の投写型表示装置を示す図１と同様の構成部分には同一の符号を付しており、既出の事項に関しては詳細な説明を省略している。

実施例２のものは、主として、各光源部６０Ａ、６０Ｂのリフレクタ６１Ａ、６１Ｂの形状および光束偏向素子７０の形状が実施例１のものと異なっている。すなわち、各リフレクタ６１Ａ、６１Ｂは放物面形状をなしており、各発光体６２Ａ、６２Ｂからの光束は各リフレクタ６１Ａ、６１Ｂから平行光束として出力される。したがって、この平行光束を収束光に変換するために収束レンズ６３Ａ、６３Ｂが配されている。また、光束偏向素子７０は、断面二等辺三角形状の反射プリズムにより形成されており、各光源部６０Ａ、６０Ｂからの光束の集光位置は、光束偏向素子７０の各反射面７１Ａ、７１Ｂ付近となるように設定される。なお、この光束偏向素子７０は、各々の該反射面の光入射面が互いに重なり合う状態が存在するように構成されたものである。

また、本発明の照明光学系としては上記実施例のものに限られない。例えば、光束偏向部としては上述したものに限られず、２体の光源部の配置に応じて適宜、その形状を選択しうる。

また、上記光束偏向素子の各反射面の位置関係としては、上記実施例のものに限られるものではなく、反射面の法線を１本含むいずれの平面内においても、多くとも、２つの光源部の光軸のうち一方が含まれるように設定された位置関係、あるいは２つの反射面の法線をいずれも含む平面内に、２つの光源部の光軸がいずれも含まれるように設定された位置関係等をとることが可能である。

また、本発明の投写型表示装置においても上記実施例のものに限られず、例えば、ライトバルブとして、反射型画像表示素子を用いることも可能である。また、必ずしもカラー画像表示装置に限られず、モノクロ画像表示装置とされていてもよい。

本発明の実施例１に係る投写型表示装置の概略構成図 図１の一部を示す側面図 図１に示すインテグレータ板の構成を示す概略図 図１に示す偏光変換部の構成を示す正面図（Ａ）および側面図（Ｂ） 従来技術による各光源像（光束が絞られた状態）の配列を説明するための図（縦横比１：２） 従来技術による各光源像（光束が拡がった状態）の配列を説明するための図（縦横比１：２） 本実施例による各光源像（光束が絞られた状態）の配列を説明するための図（縦横比１：２） 本実施例による各光源像（光束が拡がった状態）の配列を説明するための図（縦横比１：２） 従来技術による各光源像（光束が絞られた状態）の配列を説明するための図（縦横比３：４） 従来技術による各光源像（光束が拡がった状態）の配列を説明するための図（縦横比３：４） 本実施例による各光源像（光束が絞られた状態）の配列を説明するための図（縦横比３：４） 本実施例による各光源像（光束が拡がった状態）の配列を説明するための図（縦横比３：４） 本発明の実施例２に係る投写型表示装置の概略構成図

符号の説明

１０Ａ、１０Ｂ 光源部
１１Ａ、１１Ｂ、６１Ａ、６１Ｂ リフレクタ
１２Ａ、１２Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ 発光体
２０、７０ 光束偏向素子
２１Ａ、２１Ｂ 反射ミラー
３０ インテグレータ部
３１ 第１インテグレータ板
３２ 第２インテグレータ板
３９、５１ａ〜ｆ レンズ
４０ 偏光変換部
５２ａ、ｂ ダイクロイックミラー
５３ａ〜ｃ 全反射ミラー
５４ａ〜ｃ 液晶パネル
５５ａ、ｂ ダイクロイック膜
５６ クロスプリズム
５７ 投写光学系
６３Ａ、６３Ｂ 収束レンズ
７１Ａ、７１Ｂ 反射面
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０２Ａ、１０２Ｂ 光源像
１１０ 照明光学系
１２０ 投射部
１３１ レンズ素子
１４１ プリズム面
１４２ λ／２位相板
１４３ 光入射不能領域
１４４ 光入射可能領域
１４５ 偏光分離膜
１４６ 反射膜
１４８ 偏光ビームスプリッタアレイ

Claims (7)

1. ランダムな偏光方向の光を射出する発光体およびこの発光体からの光束を反射するリフレクタよりなる光源部を２体備え、これら光源部から射出された光束を、複数のレンズアレイが２次元配列されたインテグレータ板を光軸方向に複数個配列してなるインテグレータ部に入射せしめて光量の均一化を図り、この後、前記インテグレータ部からの光束を偏光変換部に入射せしめて偏光方向を揃え、該偏光変換部から出射された光束をレンズを用いて長方形状の被照明エリアに照明する照明光学系において、
   前記インテグレータ板のレンズアレイの各レンズ素子形状は前記被照明エリアに略相似な形状とされ、前記２体の光源部からの各光束により、前記複数のインテグレータ板のうち最も射出側のインテグレータ板のレンズアレイの各レンズ素子の短辺方向に該２体の光源部の像が配列されるよう構成されていることを特徴とする照明光学系。
2. 前記被照明エリアが以下の条件式（１）を満足する形状とされていることを特徴とする請求項１記載の照明光学系。
   Ｖ／Ｈ ＜ ０．７ ・・・・・（１）
   Ｖ：長方形被照明エリア短辺方向長さ
   Ｈ：長方形被照明エリア長辺方向長さ
3. 前記偏光変換部のストライプ状の反射面が、前記インテグレータ板のレンズアレイの各レンズ素子の長辺方向に配列されていることを特徴とする請求項１または２記載の照明光学系。
4. 前記２体の光源部からの光束が各々、前記インテグレータ部に至るまでに一旦収束し、その収束位置の付近に配された光束偏向部により同一方向へ偏向されて合成状態とされた後、前記インテグレータ部に入射されることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１項記載の照明光学系。
5. 前記光束偏向部は前記２体の光源部からの光束をそれぞれ偏向させる２つの反射面を有し、
   前記反射面の法線を１本含むいずれの平面内においても、多くとも、前記２つの光源部の光軸のうち一方が含まれるように構成されていることを特徴とする請求項４記載の照明光学系。
6. 前記光束偏向部は前記２体の光源部からの光束をそれぞれ偏向させる２つの反射面を有し、
   前記２つの反射面の法線をいずれも含む平面内に、前記２つの光源部の光軸がいずれも含まれるように構成されていることを特徴とする請求項４記載の照明光学系。
7. 請求項１から６のうちいずれか１項記載の照明光学系を備え、前記長方形状の被照明エリアがライトバルブからなり、前記ライトバルブで変調された画像情報を投影レンズを用いて被投影エリアに投影することを特徴とする投写型表示装置。
   

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