JP3434417B2 - 照明光学系 - Google Patents
照明光学系Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶プロジェクタ
などの投写装置に用いられる照明光学系に関する。
などの投写装置に用いられる照明光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の反射型液晶表示装置の概要を図４
にその斜視図として示す。光源１０１から出射された光
は、凹面反射器のリフレクタ１０２により反射され、複
数のマイクロレンズにより光をパネルに重ね合わせる素
子である第１インテグレータレンズ４０３の面に照射さ
れる。第１インテグレータレンズ４０３に入射された光
は、第１インテグレータレンズ４０３を構成する各マイ
クロレンズで第２インテグレータレンズ４０４の各対応
するマイクロレンズに照射される。図４では例として、
４×５のマトリクスのマイクロレンズを示している。
にその斜視図として示す。光源１０１から出射された光
は、凹面反射器のリフレクタ１０２により反射され、複
数のマイクロレンズにより光をパネルに重ね合わせる素
子である第１インテグレータレンズ４０３の面に照射さ
れる。第１インテグレータレンズ４０３に入射された光
は、第１インテグレータレンズ４０３を構成する各マイ
クロレンズで第２インテグレータレンズ４０４の各対応
するマイクロレンズに照射される。図４では例として、
４×５のマトリクスのマイクロレンズを示している。
【０００３】第２インテグレータレンズ４０４の入射光
は、第２インテグレータレンズ４０４を構成する各マイ
クロレンズにより、集光レンズ（コンデンサーレンズ）
１０５を介して表示パネル１０６に集光される。このよ
うに、光源１０１からの出射光を、リフレクタ１０２で
集光し、第１及び第２インテグレータレンズ４０３，４
０４でマトリクス状に分割集光して、液晶等の表示パネ
ル１０６に集光レンズ１０５を介して重ね合わせること
により、表示パネル１０６上の光照射を均一化してい
る。
は、第２インテグレータレンズ４０４を構成する各マイ
クロレンズにより、集光レンズ（コンデンサーレンズ）
１０５を介して表示パネル１０６に集光される。このよ
うに、光源１０１からの出射光を、リフレクタ１０２で
集光し、第１及び第２インテグレータレンズ４０３，４
０４でマトリクス状に分割集光して、液晶等の表示パネ
ル１０６に集光レンズ１０５を介して重ね合わせること
により、表示パネル１０６上の光照射を均一化してい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、イン
テグレータレンズを使用することにより、表示パネル上
の光照射を均一化しているが、それでもインテグレータ
レンズの中央部付近のマイクロレンズには、光源のラン
プの構成物の影響が生じ、図５（ａ）及び図５（ｂ）に
示すように、４×５のマトリクスのマイクロレンズで構
成されている第１インテグレータレンズの中央部の２つ
のマイクロレンズに光源１０１の影響が生じる。
テグレータレンズを使用することにより、表示パネル上
の光照射を均一化しているが、それでもインテグレータ
レンズの中央部付近のマイクロレンズには、光源のラン
プの構成物の影響が生じ、図５（ａ）及び図５（ｂ）に
示すように、４×５のマトリクスのマイクロレンズで構
成されている第１インテグレータレンズの中央部の２つ
のマイクロレンズに光源１０１の影響が生じる。
【０００５】結果として、図６に示すように、表示パネ
ル１０６には斜線で示すような光投影像となり、同図左
側に示すようなランプ１０１の影が表示パネル面内に出
現してしまう。これは、輝度むらや色むらとなって表示
品質を損なう一因となる。
ル１０６には斜線で示すような光投影像となり、同図左
側に示すようなランプ１０１の影が表示パネル面内に出
現してしまう。これは、輝度むらや色むらとなって表示
品質を損なう一因となる。
【０００６】そこで本発明は、このような輝度むらや色
むらを低減し、表示パネル上の明るさの均一化を図るこ
とができる照明光学系を提供することを目的とする。
むらを低減し、表示パネル上の明るさの均一化を図るこ
とができる照明光学系を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、光源
と、該光源より放射された光を反射する凹面反射器と、
該凹面反射器から出射される光の光軸にほぼ直交する面
内にマトリクス状に配列された複数のレンズを備えた第
１インテグレータレンズと、該第１インテグレータレン
ズによって分割集光された複数の光の光軸にほぼ直交す
る面内にマトリクス状に配列された複数のレンズを備え
た第２インテグレータレンズとを有し、該第２インテグ
レータレンズの各レンズによって表示パネル上に投影像
を形成する照明光学系であって、第１インテグレータレ
ンズの中央部のレンズを周辺部のレンズより大きくし
て、前記中央部のレンズによる投影像を前記表示パネル
より大きくしたことを特徴とする。
と、該光源より放射された光を反射する凹面反射器と、
該凹面反射器から出射される光の光軸にほぼ直交する面
内にマトリクス状に配列された複数のレンズを備えた第
１インテグレータレンズと、該第１インテグレータレン
ズによって分割集光された複数の光の光軸にほぼ直交す
る面内にマトリクス状に配列された複数のレンズを備え
た第２インテグレータレンズとを有し、該第２インテグ
レータレンズの各レンズによって表示パネル上に投影像
を形成する照明光学系であって、第１インテグレータレ
ンズの中央部のレンズを周辺部のレンズより大きくし
て、前記中央部のレンズによる投影像を前記表示パネル
より大きくしたことを特徴とする。
【０００８】請求項２の発明は、光源と、該光源より放
射された光を反射する凹面反射器と、該凹面反射器から
出射される光の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状
に配列された複数のレンズを備えた第１インテグレータ
レンズと、該第１インテグレータレンズによって分割集
光された複数の光の光軸にほぼ直交する面内にマトリク
ス状に配列された複数のレンズを備えた第２インテグレ
ータレンズとを有し、該第２インテグレータレンズの各
レンズによって表示パネル上に投影像を形成する照明光
学系であって、第２インテグレータレンズの中央部のレ
ンズの焦点距離を周辺部のレンズの焦点距離より長くし
て、前記中央部のレンズによる投影像を前記表示パネル
より大きくしたことを特徴とする。
射された光を反射する凹面反射器と、該凹面反射器から
出射される光の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状
に配列された複数のレンズを備えた第１インテグレータ
レンズと、該第１インテグレータレンズによって分割集
光された複数の光の光軸にほぼ直交する面内にマトリク
ス状に配列された複数のレンズを備えた第２インテグレ
ータレンズとを有し、該第２インテグレータレンズの各
レンズによって表示パネル上に投影像を形成する照明光
学系であって、第２インテグレータレンズの中央部のレ
ンズの焦点距離を周辺部のレンズの焦点距離より長くし
て、前記中央部のレンズによる投影像を前記表示パネル
より大きくしたことを特徴とする。
【０００９】請求項３の発明は、光源と、該光源より放
射された光を反射する凹面反射器と、該凹面反射器から
出射される光の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状
に配列された複数のレンズを備えた第１インテグレータ
レンズと、該第１インテグレータレンズによって分割集
光された複数の光の光軸にほぼ直交する面内にマトリク
ス状に配列された複数のレンズを備えた第２インテグレ
ータレンズとを有し、該第２インテグレータレンズの各
レンズによって集光された光を表示パネル上に照射する
照明光学系であって、第２インテグレータレンズの中央
部のレンズをトーリックレンズとしたことを特徴とす
る。
射された光を反射する凹面反射器と、該凹面反射器から
出射される光の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状
に配列された複数のレンズを備えた第１インテグレータ
レンズと、該第１インテグレータレンズによって分割集
光された複数の光の光軸にほぼ直交する面内にマトリク
ス状に配列された複数のレンズを備えた第２インテグレ
ータレンズとを有し、該第２インテグレータレンズの各
レンズによって集光された光を表示パネル上に照射する
照明光学系であって、第２インテグレータレンズの中央
部のレンズをトーリックレンズとしたことを特徴とす
る。
【００１０】請求項４の発明は、請求項２又は３記載の
照明光学系であって、第１インテグレータレンズの中央
部のレンズを周辺部のレンズより大きくしたことを特徴
とする。
照明光学系であって、第１インテグレータレンズの中央
部のレンズを周辺部のレンズより大きくしたことを特徴
とする。
【００１１】
【作用】請求項１の発明は、照明光学系において、第１
インテグレータレンズの中央部のレンズを周辺部のレン
ズより大きくして、これによって形成される投影像を表
示パネルより大きくしたので、この投影像によって形成
さえるランプの構造物による影等を表パネルから外すこ
とができ、表示パネル面上の照度むらを軽減できる。
インテグレータレンズの中央部のレンズを周辺部のレン
ズより大きくして、これによって形成される投影像を表
示パネルより大きくしたので、この投影像によって形成
さえるランプの構造物による影等を表パネルから外すこ
とができ、表示パネル面上の照度むらを軽減できる。
【００１２】請求項２の発明は、第２インテグレータレ
ンズの中央部のレンズの焦点距離を周辺部のレンズの焦
点距離より長くして、これによって形成される投影像を
表示パネルより大きくしたので、この投影像によって形
成さえるランプの構造物による影等を表パネルから外す
ことができ、表示パネル面上の照度むらを軽減できる。
ンズの中央部のレンズの焦点距離を周辺部のレンズの焦
点距離より長くして、これによって形成される投影像を
表示パネルより大きくしたので、この投影像によって形
成さえるランプの構造物による影等を表パネルから外す
ことができ、表示パネル面上の照度むらを軽減できる。
【００１３】請求項３の発明は、第２インテグレータレ
ンズの中央部のレンズをトーリックレンズとしたので、
投影像も１方向へ拡大され表示パネル面上の照度むらを
軽減できる。
ンズの中央部のレンズをトーリックレンズとしたので、
投影像も１方向へ拡大され表示パネル面上の照度むらを
軽減できる。
【００１４】請求項４の発明は、請求項２又は３記載の
照明光学系において、第１インテグレータレンズの中央
部のレンズを周辺部のレンズより大きくしたので、中央
部のレンズを大きくしたことによる投影像の拡大が組み
合わされ、表示パネル面上の照度むらをより一層軽減で
きる。
照明光学系において、第１インテグレータレンズの中央
部のレンズを周辺部のレンズより大きくしたので、中央
部のレンズを大きくしたことによる投影像の拡大が組み
合わされ、表示パネル面上の照度むらをより一層軽減で
きる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
照明光学系を図１〜図３に基づいて説明する。図１
（ａ）は、本発明の実施の形態による第１インテグレー
タレンズ１０３を使用して構成される照明光学系の概要
を示す図である。図１（ｂ）は、第１インテグレータレ
ンズ１０３の平面図であり、いずれも４×５のマトリク
スのマイクロレンズによるインテグレータレンズの例で
ある。
照明光学系を図１〜図３に基づいて説明する。図１
（ａ）は、本発明の実施の形態による第１インテグレー
タレンズ１０３を使用して構成される照明光学系の概要
を示す図である。図１（ｂ）は、第１インテグレータレ
ンズ１０３の平面図であり、いずれも４×５のマトリク
スのマイクロレンズによるインテグレータレンズの例で
ある。
【００１６】図２（ａ）は、本発明の他の実施の形態に
よる第２インテグレータレンズ１０４を使用して構成さ
れる照明光学系の概要を示す図である。図１（ｂ）は、
第２インテグレータレンズ１０４の平面図であり、いず
れも４×５のマトリクスのマイクロレンズによるインテ
グレータレンズの例である。図３（ａ）は、図１の構成
例の場合における表示パネル１０６上に投影される光照
射像を示す図であり、図３（ｂ）は、図２の構成例の場
合における表示パネル１０６上に投影される光照射像を
示す図である。
よる第２インテグレータレンズ１０４を使用して構成さ
れる照明光学系の概要を示す図である。図１（ｂ）は、
第２インテグレータレンズ１０４の平面図であり、いず
れも４×５のマトリクスのマイクロレンズによるインテ
グレータレンズの例である。図３（ａ）は、図１の構成
例の場合における表示パネル１０６上に投影される光照
射像を示す図であり、図３（ｂ）は、図２の構成例の場
合における表示パネル１０６上に投影される光照射像を
示す図である。
【００１７】図１（ａ）において、光源１０１、リフレ
クタ１０２、第２インテグレータレンズ４０４、集光レ
ンズ１０５、表示パネル１０６は、従来の場合と同じ構
成部材である。第１インテグレータレンズ１０３は、図
１（ｂ）に示すように中央部の斜線で示す２つのマイク
ロレンズは、他の周辺部のマイクロレンズより横の幅を
広くしてある。従って、中央部の２つの斜線で示すマイ
クロレンズによる表示パネル１０６への投影像は、図３
（ａ）に示すように図の横方向に広がった像となり、ラ
ンプ１０１の構成物による影を、表示パネル１０６から
外すことができる。
クタ１０２、第２インテグレータレンズ４０４、集光レ
ンズ１０５、表示パネル１０６は、従来の場合と同じ構
成部材である。第１インテグレータレンズ１０３は、図
１（ｂ）に示すように中央部の斜線で示す２つのマイク
ロレンズは、他の周辺部のマイクロレンズより横の幅を
広くしてある。従って、中央部の２つの斜線で示すマイ
クロレンズによる表示パネル１０６への投影像は、図３
（ａ）に示すように図の横方向に広がった像となり、ラ
ンプ１０１の構成物による影を、表示パネル１０６から
外すことができる。
【００１８】次に、図２（ａ）に示すように従来の第１
インテグレータレンズ４０３を用い、第２インテグレー
タレンズ１０４を、図２（ｂ）に斜線で示すような縦横
のサイズは周辺部のマイクロレンズと同じでその焦点距
離を周辺部のマイクロレンズより長いものとすることに
より、表示パネル１０６への投影像を周辺部のマイクロ
レンズによる投影像よりも拡大し、図３（ｂ）に示すよ
うにランプ１０１の構成物による影を、表示パネル１０
６から外すことができる。
インテグレータレンズ４０３を用い、第２インテグレー
タレンズ１０４を、図２（ｂ）に斜線で示すような縦横
のサイズは周辺部のマイクロレンズと同じでその焦点距
離を周辺部のマイクロレンズより長いものとすることに
より、表示パネル１０６への投影像を周辺部のマイクロ
レンズによる投影像よりも拡大し、図３（ｂ）に示すよ
うにランプ１０１の構成物による影を、表示パネル１０
６から外すことができる。
【００１９】また、図示しないが、この第２インテグレ
ータレンズ１０４の焦点距離を長くする代わりに、トー
リックレンズのような、方向によって焦点距離が異なる
レンズを用いることで上述した内容と同じ結果を得るこ
とができる。
ータレンズ１０４の焦点距離を長くする代わりに、トー
リックレンズのような、方向によって焦点距離が異なる
レンズを用いることで上述した内容と同じ結果を得るこ
とができる。
【００２０】以上の説明では、第１及び第２インテグレ
ータレンズをそれぞれ独立して扱ったが、それぞれを組
み合わせて用いることも可能である。また、集光レンズ
１０５を介して表示パネル１０６上に光を照射する構成
としたが、集光レンズ１０５がなくても同様の作用効果
が得られることはもちろんである。
ータレンズをそれぞれ独立して扱ったが、それぞれを組
み合わせて用いることも可能である。また、集光レンズ
１０５を介して表示パネル１０６上に光を照射する構成
としたが、集光レンズ１０５がなくても同様の作用効果
が得られることはもちろんである。
【００２１】上述の如く形成された照明光学系において
は、何れも表示パネル面内の照度むらを表示パネル外へ
移動させることができ、表示パネル内の照度むらを少な
くすることができる。
は、何れも表示パネル面内の照度むらを表示パネル外へ
移動させることができ、表示パネル内の照度むらを少な
くすることができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の照明光学系によれば、液晶プロ
ジェクタなどの液晶表示パネル上の明るさの均一化を図
ることができる。
ジェクタなどの液晶表示パネル上の明るさの均一化を図
ることができる。
【図１】本発明の実施の形態による照明光学系の概要を
示す図である。
示す図である。
【図２】本発明の他の実施の形態による照明光学系の概
要を示す図である。
要を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態による投影像を示す図であ
る。
る。
【図４】従来の照明光学系の概要を示す図である。
【図５】従来の照明光学系の概要を示す図である。
【図６】従来の照明光学系による投影像を示す図であ
る。
る。
１０１ ・・・・・ 光源
１０２ ・・・・・ リフレクタ
１０３，４０３ ・・・・・ 第１インテグレータレンズ
１０４，４０４ ・・・・・ 第２インテグレータレンズ
１０５ ・・・・・ 集光レンズ
１０６ ・・・・・ 表示パネル
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−222581（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−111806（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−234016（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−36180（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−159969（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−346557（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03B 21/00 - 21/30
G02F 1/13
G02F 1/1335 - 1/13363
Claims (4)
- 【請求項１】 光源と、該光源より放射された光を反射
する凹面反射器と、該凹面反射器から出射される光の光
軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された複数
のレンズを備えた第１インテグレータレンズと、該第１
インテグレータレンズによって分割集光された複数の光
の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された
複数のレンズを備えた第２インテグレータレンズとを有
し、該第２インテグレータレンズの各レンズによって表
示パネル上に投影像を形成する照明光学系であって、前
記第１インテグレータレンズの中央部のレンズを周辺部
のレンズより大きくして、前記中央部のレンズによる投
影像を前記表示パネルより大きくしたことを特徴とする
照明光学系。 - 【請求項２】 光源と、該光源より放射された光を反射
する凹面反射器と、該凹面反射器から出射される光の光
軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された複数
のレンズを備えた第１インテグレータレンズと、該第１
インテグレータレンズによって分割集光された複数の光
の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された
複数のレンズを備えた第２インテグレータレンズとを有
し、該第２インテグレータレンズの各レンズによって表
示パネル上に投影像を形成する照明光学系であって、前
記第２インテグレータレンズの中央部のレンズの焦点距
離を周辺部のレンズの焦点距離より長くして、前記中央
部のレンズによる投影像を前記表示パネルより大きくし
たことを特徴とする照明光学系。 - 【請求項３】 光源と、該光源より放射された光を反射
する凹面反射器と、該凹面反射器から出射される光の光
軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された複数
のレンズを備えた第１インテグレータレンズと、該第１
インテグレータレンズによって分割集光された複数の光
の光軸にほぼ直交する面内にマトリクス状に配列された
複数のレンズを備えた第２インテグレータレンズとを有
し、該第２インテグレータレンズの各レンズによって集
光された光を表示パネル上に照射する照明光学系であっ
て、前記第２インテグレータレンズの中央部のレンズを
トーリックレンズとしたことを特徴とする照明光学系。 - 【請求項４】 前記第１インテグレータレンズの中央部
のレンズを周辺部のレンズより大きくしたことを特徴と
する請求項２又は３記載の照明光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19389196A JP3434417B2 (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 照明光学系 |
| US08/887,895 US6057899A (en) | 1996-07-04 | 1997-07-03 | Lighting optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19389196A JP3434417B2 (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 照明光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1020399A JPH1020399A (ja) | 1998-01-23 |
| JP3434417B2 true JP3434417B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=16315466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19389196A Expired - Fee Related JP3434417B2 (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 照明光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3434417B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5049478B2 (ja) * | 2005-09-13 | 2012-10-17 | キヤノン株式会社 | 光学系、画像投射光学系、画像投射装置及び画像表示システム |
| JP6481298B2 (ja) * | 2014-09-10 | 2019-03-13 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
| JP6741089B2 (ja) * | 2019-02-06 | 2020-08-19 | 日本精機株式会社 | ヘッドアップディスプレイ装置 |
-
1996
- 1996-07-04 JP JP19389196A patent/JP3434417B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1020399A (ja) | 1998-01-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080530 Year of fee payment: 5 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |