JP2005173099A5 - - Google Patents

Claims (45)

1. 第１の配列方向に１次元的に配列された複数の第１微小光学素子を有するレンズアレイであって、
   前記複数の第１微小光学素子のうちの２つが、前記第１の配列方向と垂直な方向に関して互いに屈折力が異なることを特徴とするレンズアレイ。
2. 前記複数の第１微小光学素子が前記第１の配列方向にのみ配列されていることを特徴とする請求項１記載のレンズアレイ。
3. 前記複数の第１微小光学素子のうち、２つの第１微小光学素子の前記配列方向に関する屈折力が実質的に同じであることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズアレイ。
4. 前記複数の第１微小光学素子のすべての前記配列方向に関する屈折力が実質的に同じであることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載のレンズアレイ。
5. 前記複数の第１微小光学素子のうちの少なくとも１つは、前記第１の配列方向と垂直な方向に関する屈折力が実質的に０であることを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載のレンズアレイ。
6. 前記第１の配列方向と垂直な方向とは、前記第１の配列方向及び前記レンズアレイを通る光束の主光線の両者に対して実質的に垂直な方向であることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のレンズアレイ。
7. 請求項１乃至６いずれかに記載のレンズアレイを有し、
   光源からの光束を前記レンズアレイを介して前記被照明面に導くことを特徴とする照明光学系。
8. 第１の配列方向に１次元的に配列された複数の第１微小光学素子を有し、光源からの光を複数の光束に分割する第１光束分割手段を備え、前記光源からの光で被照明面を照明する照明光学系であって、
   該被照明面上での照度ムラを低減する照度ムラ低減手段を有することを特徴とする照明光学系。
9. 第１の配列方向に１次元的に配列された複数の第１微小光学素子を有し、光源からの光を複数の光束に分割する第１光束分割手段を備え、前記光源からの光で被照明面を照明する照明光学系であって、
   前記第１の配列方向と垂直な方向に関して、前記複数の第１微小光学素子のうち２つの第１微小光学素子の屈折力が互いに異なることを特徴とする照明光学系。
10. 前記複数の第１微小光学素子が前記第１の配列方向にのみ配列されていることを特徴とする請求項８又は９記載の照明光学系。
11. 前記複数の第１微小光学素子のうちの少なくとも２つが、前記第１の配列方向に関して略同じ大きさの屈折力を有することを特徴とする請求項８乃至１０いずれかに記載の照明光学系。
12. 前記第１光束分割手段が、前記複数の第１微小光学素子から成ることを特徴とする請求項８乃至１１いずれかに記載の照明光学系。
13. 前記複数の第１微小光学素子のうちの少なくとも１つは、前記第１の配列方向と垂直な方向に関する屈折力が実質的に０であることを特徴とする請求項８乃至１２いずれかに記載の照明光学系。
14. 前記第１の配列方向に沿って配列された複数の遮光領域を有し、前記第１光束分割手段から出射した光を所定の直線偏光光に変換する偏光変換素子とを備えることを特徴とする請求項８乃至１３いずれかに記載の照明光学系。
15. 前記第１の配列方向に沿って配列された複数の偏光分離面を有し、前記第１光束分割手段から出射した光を所定の直線偏光光に変換する偏光変換素子とを備えることを特徴とする請求項８乃至１４いずれかに記載の照明光学系。
16. 第１の配列方向に１次元的に配列された複数の第１微小光学素子を有し、光源からの光を複数の光束に分割する第１光束分割手段と、前記第１の配列方向に１次元的に配列された複数の第２微小光学素子を有し、該複数の第２微小光学素子が該複数の光束それぞれに対応するように配列している第２光束分割手段とを有する照明光学系であって、
    該第１の配列方向と垂直な方向に関して、該複数の第１微小光学素子のうち２つの第１微小光学素子の屈折力が互いに異なる及び／又は該複数の第２微小光学素子のうち２つの第２微小光学素子の屈折力が互いに異なることを特徴とする照明光学系。
17. 前記複数の第１微小光学素子の前記第１の配列方向に関する屈折力が、実質的にお互いに等しく、前記複数の第２微小光学素子の前記第１の配列方向に関する屈折力が、実質的にお互いに等しいことを特徴とする請求項１６記載の照明光学系。
18. 前記第１の配列方向に沿って配列された複数の遮光領域を有し、前記第２光束分割手段から出射する光を所定の直線偏光に変換する偏光変換素子とを有することを特徴とする請求項１６又は１７記載の照明光学系。
19. 前記第１の配列方向と垂直な方向とは、前記第１の配列方向及び前記照明光学系の光軸の両者に対して実質的に垂直な方向であることを特徴とする請求項９、１３、１６乃至１８いずれかに記載の照明光学系。
20. 第１の配列方向に１次元的に配列された複数の第１微小光学素子を有し、光源からの光を複数の光束に分割する第１光束分割手段を備え、前記光源からの光で被照明面を照明する照明光学系であって、
    前記第１光束分割手段により分割された複数の光束の光路のうち少なくとも１つに、前記被照明面上での照度ムラを低減する照度ムラ低減手段を有することを特徴とする照明光学系。
21. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向、そして前記複数の第１微小光学素子の前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向を含むＸＺ平面内における近軸焦点距離をｆｘ１とするとき、
    前記第１微小光学素子のうち少なくともひとつは１／ｆｘ１≠０であることを特徴とする請求項２０記載の照明光学系。
22. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向、そして前記複数の第１微小光学素子の前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向を含むＸＺ平面内における近軸焦点距離をｆｘ１とするとき、
    前記第１微小光学素子のうち少なくともひとつは１／ｆｘ１＝０であることを特徴とする請求項２０又は２１記載の照明光学系。
23. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向、そして前記複数の第１微小光学素子の前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向を含むＹＺ平面内における近軸焦点距離をｆｙ１とするとき、
    前記複数の第１微小光学素子のｆｙ１は実質的に互いに等しいことを特徴とする請求項２０乃至２２いずれかに記載の照明光学系。
24. 前記第１の配列方向に１次元的に配列され、前記複数の第１微小光学素子に対応する複数の第２微小光学素子を有する第２光束分割手段を有し、
    前記複数の第１微小光学素子の前記第１の配列方向に関する屈折力が、実質的にお互いに等しく、前記複数の第２微小光学素子の前記第１の配列方向に関する屈折力が、実質的にお互いに等しいことを特徴とする請求項２０乃至２３いずれかに記載の照明光学系。
25. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向、そして前記複数の第２微小光学素子の前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向を含むＸＺ平面内における近軸焦点距離をｆｘ２とするとき、
    前記第２微小光学素子のうち少なくともひとつは１／ｆｘ２≠０であることを特徴とする請求項２４記載の照明光学系。
26. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向、そして前記複数の第２微小光学素子の前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向を含むＸＺ平面内における近軸焦点距離をｆｘ２とするとき、
    前記第２微小光学素子のうち少なくともひとつは１／ｆｘ２＝０であることを特徴とする請求項２４又は２５記載の照明光学系。
27. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向、そして前記複数の第２微小光学素子の前記Ｙ方向及び前記Ｚ方向を含むＹＺ平面内における近軸焦点距離をｆｙ２とするとき、
    前記複数の第２微小光学素子のｆｙ２は実質的に互いに等しいことを特徴とする請求項２０乃至２６いずれかに記載の照明光学系。
28. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向とするとき、
    前記Ｙ方向と前記Ｚ方向とを含むＹＺ平面内において、前記第１光束分割手段によって分割された複数の光束が前記被照明面に重畳的に照射しており、
    前記照度ムラ低減手段が、前記Ｘ方向と前記Ｚ方向とを含むＸＺ平面又はそれと平行な平面内における前記被照明面の照度ムラを低減することを特徴とする請求項２０乃至２７いずれかに記載の照明光学系。
29. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向とし、
    前記Ｘ方向と前記Ｚ方向とを含むＸＺ平面内における各光学部材の近軸焦点距離をｆｘとし、
    前記第１光束分割手段によって分割された複数の光束が前記第１光束分割手段から前記被照明面に到達する個々の光路において、存在するすべての光学部材の近軸焦点距離のｆｘの逆数の総和を
    ｆｘｓｕｍ＝Σ（１／ｆｘ）
    とするとき、少なくともひとつの光路のｆｘｓｕｍの値が、異なる光路のｆｘｓｕｍの値と異なることを特徴とする請求項２０乃至２８いずれかに記載の照明光学系。
30. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向としたとき、
    前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向を含むＸＺ平面内において、光束を圧縮するアフォーカル系を形成する光学系を備えることを特徴とする請求項２０乃至２９いずれかに記載の照明光学系。
31. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向としたとき、
    前記複数の光束のうち一部の光束の光路内に配置され、前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向を含むＸＺ平面内における屈折力を有する第１光学素子を有することを特徴とする請求項２０乃至３０いずれかに記載の照明光学系。
32. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向としたとき、
    前記複数の光束のうち一部の光束の光路内に配置され、前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向を含むＸＺ平面内における屈折力を有する第１光学素子と、
    前記複数の光束のうち前記一部の光束とは異なる光束の光路内に配置され、前記ＸＺ平面内における屈折力が、前記第１光学素子の屈折力とは異なる第２光学素子とを有することを特徴とする請求項２０乃至３０いずれかに記載の照明光学系。
33. 前記配列方向をＹ方向、前記照明光学系の光軸の方向をＺ方向、前記Ｘ方向及び前記Ｚ方向に垂直な方向をＸ方向としたとき、
    前記第１光束分割手段と前記被照明面との間に配置され、前記Ｘ方向にのみ光を偏向する光偏向素子を有し、
    該光偏向素子が少なくとも１つのプリズムを有することを特徴とする請求項２０乃至３２いずれかに記載の照明光学系。
34. 前記光偏向素子は、前記光源側が平面で前記被照明面側に凸の形状をしたプリズムであることを特徴とする請求項３３記載の照明光学系。
35. 前記光偏向素子は、前記光源側が平面で前記被照明面側に２つの凸部を有する形状のプリズムであることを特徴とする請求項３３記載の照明光学系。
36. 前記光偏向素子は、前記光源側が凸で前記被照明面側が凹の形状をしたプリズムであることを特徴とする請求項３３記載の照明光学系。
37. 前記光偏向素子は、複数のプリズムにより成ることを特徴とする請求項３３記載の照明光学系。
38. 前記光偏向素子は、屈折力を有さないことを特徴とする請求項３３記載の照明光学系。
39. 前記光偏向素子は、焦点距離を有さないことを特徴とする請求項３３記載の照明光学系。
40. 前記光偏向素子は、前記被照明面での照度ムラを低減するように光束を偏向することを特徴とする請求項３３記載の照明光学系。
41. 前記第１の配列方向に１次元的に配列され、前記複数の第１微小光学素子に対応する複数の第２微小光学素子を有する第２光束分割手段を有し、
    前記光偏向素子が前記第１光束分割手段と前記第２光束分割手段との間に配置されていることを特徴とする請求項３３乃至４０いずれかに記載の照明光学系。
42. 少なくとも１つの画像表示素子と、光源からの光束を用いて前記少なくとも１つの画像表示素子を照明する、請求項７乃至４１のいずれかに記載の照明光学系と、前記少なくとも１つの画像表示素子からの光を被投影面に投影する投影光学系とを有することを特徴とする画像表示装置。
43. 複数の画像形成素子と、光源からの光束を用いて前記複数の画像形成素子を照明する、請求項７乃至４１のいずれかに記載の照明光学系と、前記複数の画像形成素子からの光を被投影面に投影する投影光学系とを有する画像表示装置であって、
    前記照明光学系が、前記光源からの光を前記複数の画像形成素子に対応する複数の色光に分離する色分離光学系を有しており、
    前記色分離光学系による色分離平面が前記配列方向と実質的に垂直であることを特徴とする画像表示装置。
44. 複数の画像形成素子と、光源からの光束を用いて前記複数の画像形成素子を照明する、請求項７乃至４１のいずれかに記載の照明光学系と、前記複数の画像形成素子からの光を被投影面に投影する投影光学系とを有する画像表示装置であって、
    前記照明光学系が、前記光源からの光を前記複数の画像形成素子に対応する複数の色光に分離する色分離光学系を有しており、
    前記色分離光学系が有する色分離面が前記配列方向と実質的に平行であることを特徴とする画像表示装置。
45. 前記色分離面は、ダイクロイック面及び／又は偏光分離面であることを特徴とする請求項４４記載の画像表示装置。