JP2007294337A - 照明装置及びプロジェクタ - Google Patents
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Abstract
置を提供する。
【解決手段】楕円面リフレクタ14、第1の発光管12、第1の副鏡16及び凹レンズ1
8を有し、第1の光軸10axを中心軸とする照明光束を射出する第1の光源装置10と
、放物面リフレクタ24、第2の発光管22及び第2の副鏡26を有し、第2の光軸20
axを中心軸とする照明光束を射出する第2の光源装置20と、第1の光源装置10から
の照明光束を反射せずそのまま通過させるとともに第2の光源装置20からの照明光束を
第1の光軸10axに沿った方向に向けて反射するように、第1の光源装置10からの照
明光束の光路の両側に配置される2つの反射プリズム60,64と、インテグレータ光学
系700とを備える照明装置100。
【選択図】図1
Description
として、照明光束の射出方向が互いに異なる方向となるように配置された2組の光源装置
と、2組の光源装置から射出される照明光束のうち一方の光源装置から射出される照明光
束を他方の光源装置から射出される照明光束の射出方向と同じ方向に向けて反射する2つ
の反射素子とを有する照明装置を用いたプロジェクタ(いわゆる2灯式のプロジェクタ)
が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
高輝度のプロジェクタを構成することができる。なお、従来の2灯式のプロジェクタに用
いる照明装置(以下、従来の照明装置という。)においては、光源装置から射出される照
明光束のうち光源装置の光軸を含む一定範囲の領域から射出される照明光束(以下、中央
部分の照明光束という。)についてのみ照明光として利用し、当該一定範囲外の領域から
射出される照明光束(以下、周辺部分の照明光束という。)については照明光として利用
していないが、光源装置から射出される照明光束の面内光強度分布は光源装置の光軸及び
その近傍で急峻なピークを示し光源装置の光軸から離れるに従って急激に減少するような
特性曲線からなる分布となることから、光源装置における周辺部分の照明光束については
照明光として利用していなくとも十分に高輝度のプロジェクタとなる。
なるように2組の光源装置を並列に配置するのではなく、照明光束の射出方向が互いに異
なる方向となるように2組の光源装置を配置するとともに、2つの反射素子を用いること
により2組の光源装置から射出される照明光束の射出方向を一方方向に揃える構成として
いるため、高輝度でありながらコンパクトなプロジェクタを構成することができる。
らに高くしたいという要望がある。照明装置における光利用効率をさらに高くすることが
できれば、プロジェクタの高輝度化を図ることが可能となるだけでなく、照明装置におけ
る迷光レベルを低減して投写画像の画像品質を向上することが可能となり、また、迷光等
に起因した不要な熱の発生を抑制することができ放熱構造の簡略化を図ることも可能とな
る。
、従来よりも光利用効率を高くすることが可能な照明装置及びプロジェクタを提供するこ
とを目的とする。
中心を有する第1の発光管、前記第1の発光管から被照明領域側に向けて射出される光を
前記第1の発光管に向けて反射する第1の反射手段及び前記楕円面リフレクタからの集束
光を略平行光として射出する凹レンズを有し、第1の光軸を中心軸とする照明光束を射出
する第1の光源装置と、放物面リフレクタ、前記放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心
を有する第2の発光管及び前記第2の発光管から被照明領域側に向けて射出される光を前
記第2の発光管に向けて反射する第2の反射手段を有し、第2の光軸を中心軸とする照明
光束を射出する第2の光源装置と、前記第1の光源装置からの照明光束を反射せずそのま
ま通過させるとともに前記第2の光源装置からの照明光束を前記第1の光軸に沿った方向
に向けて反射するように、前記第1の光源装置からの照明光束の光路の両側に配置される
2つの反射素子と、前記第1の光源装置からの照明光束及び前記第2の光源装置から射出
され前記2つの反射素子で反射された照明光束を、より均一な強度分布を有する光に変換
する機能を有するインテグレータ光学系とを備え、前記2つの反射素子のうち前記第2の
光源装置側に配置される反射素子は、前記第2の光源装置から射出される照明光束のうち
前記放物面リフレクタの開口面における一方側略半分の領域から射出される照明光束を前
記第1の光軸に沿った方向に向けて反射し、前記2つの反射素子のうち前記第2の光源装
置とは反対側に配置される反射素子は、前記第2の光源装置から射出される照明光束のう
ち前記放物面リフレクタの開口面における他方側略半分の領域から射出される照明光束を
前記第1の光軸に沿った方向に向けて反射することを特徴とする。
まま通過させるように、第1の光源装置からの照明光束の光路の両側に2つの反射素子が
配置されているため、第1の光源装置について、光源装置における中央部分の照明光束だ
けでなく、従来照明光として利用していなかった周辺部分の照明光束も利用することが可
能となる。また、2つの反射素子のそれぞれは、第2の光源装置の放物面リフレクタの開
口面における一方側略半分の領域から射出される照明光束及び他方側略半分の領域から射
出される照明光束を反射するように配置されているため、第2の光源装置について、光源
装置における中央部分の照明光束だけでなく、従来照明光として利用していなかった周辺
部分の照明光束も利用することが可能となる。すなわち、本発明の照明装置によれば、第
1の光源装置及び第2の光源装置のいずれについても、光源装置における中央部分の照明
光束及び周辺部分の照明光束の両方を利用することが可能となるため、高輝度化を図ると
ともに、従来よりも光利用効率を高くすることが可能となる。
に第1の光源装置及び第2の光源装置を配置するとともに、2つの反射素子を用いること
により第1の光源装置及び第2の光源装置から射出される照明光束の射出方向を一方方向
に揃える構成としているため、コンパクトな照明装置を構成することができる。
周辺部分の照明光束の両方を利用することから、従来の照明装置における反射素子よりも
大きな反射素子を用いる必要がある。しかしながら、本発明の照明装置によれば、第1の
光源装置として楕円面リフレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用いているため、第1
の光源装置から射出される照明光束の径寸法を比較的小さくすることができる。すなわち
、2つの反射素子の間の距離を比較的短くすることができるため、反射素子の大きさが従
来のものよりも大きくなったとしても、照明装置全体としてはコンパクトな照明装置を維
持することが可能となる。
れ、第2の発光管には上記した第2の反射手段が設けられているため、第1の発光管及び
第2の発光管の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフレクタ及び放物面リ
フレクタの大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレクタ及び放物面リフレクタ
の小型化を図ることができ、結果としてコンパクトな照明装置を実現することが可能とな
る。さらに、楕円面リフレクタ及び放物面リフレクタの小型化を図ることができることに
より、光路後段に配置されるインテグレータ光学系の大きさを小さくすることができるた
め、さらにコンパクトな照明装置となる。
高くすることが可能な照明装置となる。
ンズからなる光源装置を用い、第2の光源装置として放物面リフレクタからなる光源装置
を用いているため、さらに以下の効果を有する。
テグレータ光学系の中心領域を通過することとなるが、本発明の照明装置によれば、第1
の光源装置として、照明光束の中心部分において発光管及び反射手段による影の領域(面
内光強度分布が極端に小さな領域)を無くすることが可能な、楕円面リフレクタ及び凹レ
ンズからなる光源装置(例えば、国際公開第2005/19928号パンフレット参照。
)を用いているため、照明光束の中心部分において発光管及び反射手段による影の領域が
存在することに起因して被照明領域における面内光強度分布が不均一になってしまうのを
抑制することが可能となる。
面リフレクタからなる光源装置を用いているため、第2の光源装置から各反射素子(第2
の光源装置側に配置される反射素子及び第2の光源装置とは反対側に配置される反射素子
)までの距離がそれぞれ異なることに起因して被照明領域における面内光強度分布が不均
一になってしまうのを抑制することが可能となる。
らの照明光束の光路には、透光性部材が配置されていることが好ましい。
りも大きいため、透光性部材部分を通過する照明光束の光路長を比較的短いものにするこ
とが可能となる。その結果、照明装置をよりコンパクトなものとすることが可能となる。
あることが好ましい。
なお、本発明の照明装置においては、反射素子として、反射プリズム及び反射ミラーの
いずれも用いることが可能であるが、反射プリズムを用いることがより好ましい。この場
合、反射プリズムを構成する媒質の屈折率は空気の屈折率よりも大きいため、反射プリズ
ム部分を通過する照明光束の光路長を比較的短いものにすることが可能となる。その結果
、照明装置をよりコンパクトなものとすることが可能となる。
の照明光束及び前記第2の光源装置から射出され前記2つの反射素子で反射された照明光
束を、集束光に変換して射出する集光レンズと、前記集光レンズからの照明光束をより均
一な強度分布を有する光に変換するインテグレータロッドとを有することが好ましい。
内光強度分布をより均一なものにすることが可能となる。
ッドであってもよいし、中実のインテグレータロッドであってもよい。
に向けて貼り合わせた筒状のライトトンネルなどを好適に用いることができる。また、中
実のインテグレータロッドとしては、例えば内面全反射タイプの中実のロッド部材(ガラ
スロッド)などを好適に用いることができる。
入射のための開口部を有する反射層が配置され、前記インテグレータロッドの光射出面に
は、光進行方向に沿ってλ/4板と反射型偏光板とがこの順序で配置されていることが好
ましい。
の偏光成分に係る照明光束が反射型偏光板を通過する場合には、他方の偏光成分に係る照
明光束は反射型偏光板で反射される。この反射光はインテグレータロッドの光入射面に配
置された反射層で反射され、再度反射型偏光板に到達する。このとき、この光はλ/4板
をすでに2回通過しているため、偏光方向が90度回転し、一方の偏光成分に係る照明光
束として反射型偏光板を通過する。すなわち、インテグレータロッドから射出される光の
偏光方向を略1種類の偏光方向に揃えることが可能となる。したがって、液晶装置のよう
に偏光方向を制御する電気光学変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものと
なる。
集光レンズからの照明光束を略1種類の直線偏光成分を有する光束に変換する偏光変換素
子をさらに有することが好ましい。
略1種類の偏光方向に揃えることが可能となるため、液晶装置のように偏光方向を制御す
る電気光学変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものとなる。
子の光射出面とは接着されていることが好ましい。
望ましくない多重反射が抑制され、光利用効率が低下したり迷光レベルが上昇したりする
ことがなくなる。また、偏光変換素子とインテグレータロッドとを容易に一体化すること
ができる。また、偏光変換素子とインテグレータロッドとの間において、装置組み立て後
における位置ずれの発生を未然に防止することができる。
用いることが好ましい。
の照明光束及び前記第2の光源装置から射出され前記2つの反射素子で反射された照明光
束を、複数の部分光束に分割する複数の第1小レンズを有する第1レンズアレイと、前記
第1レンズアレイの各第1小レンズに対応する第2小レンズを有する第2レンズアレイと
、前記第2レンズアレイからのそれぞれの部分光束を略1種類の直線偏光成分を有する光
束に変換する偏光変換素子と、前記偏光変換素子からのそれぞれの光を被照明領域で重畳
させる重畳レンズとを有することが好ましい。
の働きによって、照明光束の面内光強度分布をより均一なものにすることが可能となる。
また、偏光変換素子の働きによって、照明光束の偏光方向を略1種類の偏光方向に揃える
ことが可能となるため、液晶装置のように偏光方向を制御する電気光学変調装置を用いた
プロジェクタにおいて特に好適なものとなる。
記第1の光源装置からの照明光束の光路に配置され、各第1小レンズ又は各第2小レンズ
における長辺方向に沿った方向に4列に分割されたレンズアレイと、前記第2の光源装置
側に配置される反射素子で反射された照明光束の光路に配置され、各第1小レンズ又は各
第2小レンズにおける長辺方向に沿った方向に2列に分割されたレンズアレイと、前記第
2の光源装置側とは反対側に配置される反射素子で反射された照明光束の光路に配置され
、各第1小レンズ又は各第2小レンズにおける長辺方向に沿った方向に2列に分割された
レンズアレイとの3つのレンズアレイからそれぞれ構成されていることが好ましい。
つのレンズアレイで構成することができるため、第1レンズアレイ及び第2レンズアレイ
がそれぞれ1つのレンズアレイで構成されている場合と比較して、各レンズアレイの大き
さを小さくすることができるため、第1レンズアレイ及び第2レンズアレイの設計及び製
造を容易にすることができる。
また、上記のように各レンズアレイを4列及び2列に分割することにより、電気光学変
調装置の被照明領域における光強度分布をある程度均一化しつつ、各小レンズの大きさを
ある程度以上の大きさにすることができる。これにより、各第1小レンズの短辺の長さが
極端に短くなってしまうことがなくなるため、第1レンズアレイの各第1小レンズの像が
、対応する第2レンズアレイの各第2小レンズに良好に呑み込まれるようになり、良好な
光利用効率を得ることが可能となる。
する各レンズアレイは、各第1小レンズ又は各第2小レンズにおける短辺方向に沿った方
向に6行に分割されたレンズアレイであることが好ましい。
路後段に配置される偏光変換素子を比較的単純で小型の構造にすることが可能となる。本
発明の照明装置は、画像形成領域のアスペクト比(縦横比)が3:4である電気光学変調
装置を備えるプロジェクタに好適な照明装置となる。
する各レンズアレイは、各第1小レンズ又は各第2小レンズにおける短辺方向に沿った方
向に7行に分割されたレンズアレイであることが好ましい。
路後段に配置される偏光変換素子を比較的単純で小型の構造にすることが可能となる。本
発明の照明装置は、画像形成領域のアスペクト比(縦横比)が9:16であるワイドビジ
ョン用の電気光学変調装置を備えるプロジェクタに好適な照明装置となる。
情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置により変調された光を
投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。
め、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くすることが可能なプロジェク
タとなる。
明する。
図1は、実施形態1に係る照明装置100及びプロジェクタ1000の光学系を示す図
である。図2は、実施形態1に係る照明装置100の要部を説明するために示す図である
。図2(a)は照明装置100の要部の上面図であり、図2(b)は照明装置100の要
部の側面図である。図3は、実施形態1に係る照明装置100の要部の斜視図である。な
お、図3において、インテグレータ光学系700については図示を省略している。
模式的に示す図である。図5は、インテグレータ光学系700を説明するために示す図で
ある。図6は、第1レンズアレイ710の正面図である。なお、図6においては、照明光
束の輪郭Lも併せて示している。
おけるシステム光軸OC方向)、x軸方向(図1における紙面に平行かつz軸に直交する
方向)及びy軸方向(図1における紙面に垂直かつz軸に直交する方向)とする。
装置100と、照明装置100からの照明光束を3つの色光に分離して被照明領域に導光
する色分離導光光学系200と、色分離導光光学系200で分離された3つの色光のそれ
ぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての3つの液晶装置400R,4
00G,400Bと、液晶装置400R,400G,400Bによって変調された色光を
合成するクロスダイクロイックプリズム500と、クロスダイクロイックプリズム500
によって合成された光をスクリーンSCR等の投写面に投写する投写光学系600とを備
えたプロジェクタである。
出する第1の光源装置10と、略平行な照明光束を射出する第2の光源装置20と、第1
の光源装置10からの照明光束の光路の両側に配置される2つの反射素子としての反射プ
リズム60,64と、第1の光源装置10からの照明光束及び第2の光源装置20から射
出され2つの反射プリズム60,64で反射された照明光束を、より均一な強度分布を有
する光に変換する機能を有するインテグレータ光学系700とを備えた照明装置である。
2つの反射プリズム60,64の間における第1の光源装置10からの照明光束の光路に
は、透光性部材50が配置されている。
フレクタ14の第1焦点近傍に発光中心を有する第1の発光管12と、第1の発光管12
から被照明領域側に向けて射出される光を第1の発光管12に向けて反射する第1の反射
手段としての第1の副鏡16と、楕円面リフレクタ14からの集束光を略平行光として射
出する凹レンズ18とを有している。第1の光源装置10は、光軸10axを中心軸とす
る光束を射出する。
管球部は、球状に形成された石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電
極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。第1の発光管
12及び後述する第2の発光管22としては、種々の発光管を採用でき、例えば、メタル
ハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。
首状部と、第1の発光管12から放射された光を第2焦点位置に向けて反射する反射凹面
とを有している。
の反射凹面と対向して配置される反射手段である。第1の副鏡16は、第1の発光管12
の他方の封止部に挿通・固着されている。第1の副鏡16は、第1の発光管12から放射
された光のうち楕円面リフレクタ14に向かわない光を第1の発光管12に戻し楕円面リ
フレクタ14に入射させる。
円面リフレクタ14からの光を透光性部材50に向けて射出するように構成されている。
発光中心を有する第2の発光管22と、第2の発光管22から被照明領域側に向けて射出
される光を第2の発光管22に向けて反射する第2の反射手段としての第2の副鏡26と
を有している。第2の光源装置20は、光軸20axを中心軸とする光束を射出する。
管球部は、球状に形成された石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電
極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。
首状部と、第2の発光管22から放射された光を被照明領域側にに向けて反射する反射凹
面とを有している。放物面リフレクタ24から射出される光は略平行光となる。
の反射凹面と対向して配置される反射手段である。第2の副鏡26は、第2の発光管22
の他方の封止部に挿通・固着されている。第2の副鏡26は、第2の発光管22から放射
された光のうち放物面リフレクタ24に向かわない光を第2の発光管22に戻し放物面リ
フレクタ24に入射させる。
光束の光路の両側に配置された反射素子である。反射プリズム60は、当該光路の第2の
光源装置20側の所定位置に配置され、反射プリズム64は、当該光路の第2の光源装置
20とは反対側の所定位置に配置されている。反射プリズム60は、三角柱プリズムの一
面に反射面62が形成されたプリズムである。反射プリズム64は、断面台形状からなる
プリズムの一面に反射面66が形成されたプリズムである。
クタ24の開口面における一方側略半分の領域から射出される照明光束を光軸10ax(
システム光軸OC)に沿った方向に向けて反射する。また、反射プリズム64は、第2の
光源装置20から射出される照明光束のうち放物面リフレクタ24の開口面における他方
側略半分の領域から射出される照明光束を光軸10ax(システム光軸OC)に沿った方
向に向けて反射する。
光束を反射せずそのまま通過させるとともに第2の光源装置20からの照明光束を光軸1
0ax(システム光軸OC)に沿った方向に向けて反射することが可能となる(図4参照
。)。
リフレクタ24の開口面を、第1の光源装置10の光軸10axに直交し第2の光源装置
20の光軸20axを含む仮想平面で分割したときの、透光性部材50側から見て右側略
半分の領域(図4に示す符号R1の領域)のことをいう。また、「放物面リフレクタ24
の開口面における他方側略半分の領域」とは、放物面リフレクタ24の開口面を上記の仮
想平面で分割したときの、透光性部材50側から見て左側略半分の領域(図4に示す符号
R2の領域)のことをいう。
らの照明光束の光路に配置されている。透光性部材50は、例えば、直方体又は立方体の
ガラスブロックからなる。
の照明光束及び第2の光源装置20から射出され反射プリズム60,64で反射された照
明光束を、複数の部分光束に分割する複数の第1小レンズ712a,712b,712c
を有する第1レンズアレイ710と、各第1小レンズ712a,712b,712cに対
応する複数の第2小レンズ722a,722b,722cを有する第2レンズアレイ72
0と、第2レンズアレイ720からの部分光束を略1種類の直線偏光成分を有する光束に
変換する偏光変換素子730と、偏光変換素子730からの光を被照明領域で重畳させる
重畳レンズ740とを有している。
数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、第1の光源装置10から
の照明光束の光路に配置されたレンズアレイ710aと、反射プリズム60で反射された
照明光束の光路に配置されたレンズアレイ710bと、反射プリズム64で反射された照
明光束の光路に配置されたレンズアレイ710cとの3つのレンズアレイから構成されて
いる。
直な面内に6行・4列のマトリクス状に配列された構成を有している。レンズアレイ71
0bは、複数の第1小レンズ712bがz軸に垂直な面内に6行・2列のマトリクス状に
配列された構成を有している。レンズアレイ710cは、複数の第1小レンズ712cが
z軸に垂直な面内に6行・2列のマトリクス状に配列された構成を有している。
0G,400Bの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。実施形
態1に係る照明装置100においては、各第1小レンズ712a,712b,712cは
、「短辺:長辺=3:4の長方形」の平面形状を有している。
第1小レンズ712a,712b,712cの像を液晶装置400R,400G,400
Bの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第2レンズアレイ720は、第1レン
ズアレイ710と略同様な構成を有し、第1の光源装置10からの照明光束の光路に配置
されたレンズアレイ720aと、反射プリズム60で反射された照明光束の光路に配置さ
れたレンズアレイ720bと、反射プリズム64で反射された照明光束の光路に配置され
たレンズアレイ720cとの3つのレンズアレイから構成されている。
722aがz軸に垂直な面内に6行・4列のマトリクス状に配列された構成を有している
。レンズアレイ720bは、複数の第2小レンズ722bがz軸に垂直な面内に6行・2
列のマトリクス状に配列された構成を有している。レンズアレイ720cは、複数の第2
小レンズ722cがz軸に垂直な面内に6行・2列のマトリクス状に配列された構成を有
している。
向を、偏光方向の揃った略1種類の直線偏光光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子730は、図5に示すように、2つの偏光分離素子730a,730bと
、各偏光分離素子730a,730bの光射出面における所定位置に配置される位相差板
としてのλ/2板736a,736bとを有している。
レンズアレイ720b)から射出される光束のうちP偏光成分に係る光束を透過しS偏光
成分に係る光束をシステム光軸OCから遠ざかる方向(x軸方向)に向けて反射する偏光
分離面732aと、偏光分離面732aで反射されたS偏光成分に係る光束を偏光分離面
732aを透過したP偏光成分に係る光束に平行な方向(z軸方向)に向けて反射する反
射面734aとを有している。
λ/2板736aは、偏光分離素子730aの光射出面におけるP偏光成分に係る光束
が射出される位置に配置され、P偏光成分に係る光束をS偏光成分に係る光束に変換する
機能を有する。
レンズアレイ720c)から射出される光束のうちP偏光成分に係る光束を透過しS偏光
成分に係る光束をシステム光軸OCから遠ざかる方向(x軸方向)に向けて反射する偏光
分離面732bと、偏光分離面732bで反射されたS偏光成分に係る光束を偏光分離面
732bを透過したP偏光成分に係る光束に平行な方向(z軸方向)に向けて反射する反
射面734bとを有している。
λ/2板736bは、偏光分離素子730bの光射出面におけるP偏光成分に係る光束
が射出される位置に配置され、P偏光成分に係る光束をS偏光成分に係る光束に変換する
機能を有する。
素子730を経た複数の部分光束を集光して液晶装置400R,400G,400Bの画
像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ740の光軸と照明装置
100のシステム光軸OCとが略一致するように、重畳レンズ740が配置されている。
なお、図1及び図5に示す重畳レンズ740は1枚のレンズで構成されているが、複数の
レンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
明する。
と、反射ミラー230,240,250と、入射側レンズ260と、リレーレンズ270
とを有している。色分離導光光学系200は、重畳レンズ740から射出される照明光束
を、赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象とな
る3つの液晶装置400R,400G,400Bに導く機能を有している。
の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。光路前段に配置さ
れるダイクロイックミラー210は、赤色光成分を反射し、その他の色光成分を透過させ
るミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー220は、緑色光成分を反
射し、青色光成分を透過させるミラーである。
され、集光レンズ300Rを介して赤色光用の液晶装置400Rの画像形成領域に入射す
る。
な光束に変換するために設けられている。他の液晶装置400G,400Bの光路前段に
配置された集光レンズ300G,300Bも、集光レンズ300Rと同様に構成されてい
る。
、ダイクロイックミラー220で反射され、集光レンズ300Gを通過して緑色光用の液
晶装置400Gの画像形成領域に入射する。一方、青色光成分は、ダイクロイックミラー
220を透過し、入射側レンズ260、入射側の反射ミラー240、リレーレンズ270
、射出側の反射ミラー250及び集光レンズ300Bを通過して青色光用の液晶装置40
0Bの画像形成領域に入射する。入射側レンズ260、リレーレンズ270及び反射ミラ
ー240,250は、ダイクロイックミラー220を透過した青色光成分を液晶装置40
0Bまで導く機能を有している。
ラー240,250が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さ
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。実施形態
1に係るプロジェクタ1000においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構
成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして、入射側レンズ260、リレーレンズ
270及び反射ミラー240,250を赤色光の光路に用いる構成も考えられる。
であり、照明装置100の照明対象となる。
液晶装置400R,400G,400Bは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質で
ある液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子と
して、与えられた画像情報に従って、入射側偏光板から射出された1種類の直線偏光の偏
光方向を変調する。
液晶装置400R,400G,400Bとしては、画像形成領域が「短辺:長辺=3:4
の長方形」の平面形状を有する液晶装置を用いている。
00R,400G,400Bとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶
装置400R,400G,400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、
それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置400R,
400G,400B及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。
された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイッ
クプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角
プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略X
字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界
面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜に
よって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、3つの
色光が合成される。
によって拡大投写され、スクリーンSCR上で大画面画像を形成する。
0からの照明光束を反射せずそのまま通過させるように、第1の光源装置10からの照明
光束の光路の両側に2つの反射プリズム60,64が配置されているため、第1の光源装
置10について、光源装置10における中央部分の照明光束だけでなく、従来照明光とし
て利用していなかった周辺部分の照明光束も利用することが可能となる。また、2つの反
射プリズム60,64のそれぞれは、第2の光源装置20の放物面リフレクタ24の開口
面における一方側略半分の領域から射出される照明光束及び他方側略半分の領域から射出
される照明光束を反射するように配置されているため、第2の光源装置20について、光
源装置20における中央部分の照明光束だけでなく、従来照明光として利用していなかっ
た周辺部分の照明光束も利用することが可能となる。すなわち、実施形態1に係る照明装
置100によれば、第1の光源装置10及び第2の光源装置20のいずれについても、光
源装置における中央部分の照明光束及び周辺部分の照明光束の両方を利用することが可能
となるため、高輝度化を図るとともに、従来よりも光利用効率を高くすることが可能とな
る。
方向となるように第1の光源装置10及び第2の光源装置20を配置するとともに、2つ
の反射プリズム60,64を用いることにより第1の光源装置10及び第2の光源装置2
0から射出される照明光束の射出方向を一方方向に揃える構成としているため、コンパク
トな照明装置を構成することができる。
フレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用いているため、第1の光源装置10から射出
される照明光束の径寸法を比較的小さくすることができる。すなわち、2つの反射プリズ
ムの間の距離を比較的短くすることができるため、反射プリズム60,64の大きさが従
来のものよりも大きくなったとしても、照明装置全体としてはコンパクトな照明装置を維
持することが可能となる。
の副鏡16が設けられ、第2の発光管22には上記した第2の副鏡26が設けられている
ため、第1の発光管12及び第2の発光管22の被照明領域側端部まで覆うような大きさ
に楕円面リフレクタ14及び放物面リフレクタ24の大きさを設定することを必要とせず
、楕円面リフレクタ14及び放物面リフレクタ24の小型化を図ることができ、結果とし
てコンパクトな照明装置を実現することが可能となる。さらに、楕円面リフレクタ14及
び放物面リフレクタ24の小型化を図ることができることにより、光路後段に配置される
インテグレータ光学系700の大きさを小さくすることができるため、さらにコンパクト
な照明装置となる。
も光利用効率を高くすることが可能な照明装置となる。
リフレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用い、第2の光源装置20として放物面リフ
レクタからなる光源装置を用いているため、さらに以下の効果を有する。
れる照明光束はインテグレータ光学系700の中心領域を通過することとなるが、実施形
態1に係る照明装置100によれば、第1の光源装置10として、照明光束の中心部分に
おいて発光管及び副鏡による影の領域(面内光強度分布が極端に小さな領域)を無くする
ことが可能な、楕円面リフレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用いているため、照明
光束の中心部分において発光管及び副鏡による影の領域が存在することに起因して被照明
領域における面内光強度分布が不均一になってしまうのを抑制することが可能となる。
の平行度が高い放物面リフレクタからなる光源装置を用いているため、第2の光源装置2
0から各反射プリズム60,64(第2の光源装置20側に配置される反射プリズム60
及び第2の光源装置20とは反対側に配置される反射プリズム64)までの距離がそれぞ
れ異なることに起因して被照明領域における面内光強度分布が不均一になってしまうのを
抑制することが可能となる。
ける第1の光源装置10からの照明光束の光路には、透光性部材50が配置されている。
透光性部材50を構成する媒質の屈折率は空気の屈折率よりも大きいため、透光性部材5
0部分を通過する照明光束の光路長を比較的短いものにすることが可能となる。その結果
、照明装置100をよりコンパクトなものとすることが可能となる。
0,64を用いている。反射プリズム60,64を構成する媒質の屈折率は空気の屈折率
よりも大きいため、反射プリズム60,64部分を通過する照明光束の光路長を比較的短
いものにすることが可能となる。その結果、照明装置100をよりコンパクトなものとす
ることが可能となる。
64と、凹レンズ18と、第1レンズアレイ710とは、接着層を介してそれぞれ接着さ
れている。これにより、各部材間における不要な反射が低減するため、光利用効率が向上
するとともに迷光レベルが低減する。また、これら各部材を容易に一体化することができ
、装置組み立て後における位置ずれの発生を未然に防止することができる。
なお、上記各部材とほぼ同じ屈折率を有する接着剤を用いることがより好ましい。
第1レンズアレイ710と、上記の第2レンズアレイ720と、第2レンズアレイ720
からのそれぞれの部分光束を略1種類の直線偏光成分を有する光束に変換する偏光変換素
子730と、偏光変換素子730からのそれぞれの光を被照明領域で重畳させる重畳レン
ズ740とを有するため、第1レンズアレイ710、第2レンズアレイ720及び重畳レ
ンズ740の働きによって、照明光束の面内光強度分布をより均一なものにすることが可
能となる。また、偏光変換素子730の働きによって、照明光束の偏光方向を略1種類の
偏光方向に揃えることが可能となるため、液晶装置のように偏光方向を制御する電気光学
変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものとなる。
装置10からの照明光束の光路に配置され第1小レンズの長辺方向に沿った方向(x軸方
向)に4列に分割されたレンズアレイ710aと、反射プリズム60で反射された照明光
束の光路に配置され2列に分割されたレンズアレイ710bと、反射プリズム64で反射
された照明光束の光路に配置され2列に分割されたレンズアレイ710cとの3つのレン
ズアレイから構成されている。また、第2レンズアレイ720は、第1の光源装置10か
らの照明光束の光路に配置され、第2小レンズの長辺方向に沿った方向に4列に分割され
たレンズアレイ720aと、反射プリズム60で反射された照明光束の光路に配置され2
列に分割されたレンズアレイ720bと、反射プリズム64で反射された照明光束の光路
に配置され2列に分割されたレンズアレイ720cとの3つのレンズアレイから構成され
ている。
ンズアレイで構成することができるため、第1レンズアレイ及び第2レンズアレイがそれ
ぞれ1つのレンズアレイで構成されている場合と比較して、各レンズアレイの大きさを小
さくすることができるため、第1レンズアレイ710及び第2レンズアレイ720の設計
及び製造を容易にすることができる。
また、上記のように各レンズアレイを4列及び2列に分割することにより、液晶装置4
00R,400G,400Bの被照明領域における光強度分布をある程度均一化しつつ、
各小レンズの大きさをある程度以上の大きさにすることができる。これにより、各第1小
レンズの短辺の長さが極端に短くなってしまうことがなくなるため、第1レンズアレイ7
10の各第1小レンズ712a,712b,712cの像が、対応する第2レンズアレイ
720の各第2小レンズ722a,722b,722cに良好に呑み込まれるようになり
、良好な光利用効率を得ることが可能となる。
る各レンズアレイ710a,710b,710cは、第1小レンズにおける短辺方向に沿
った方向(y軸方向)に6行に分割されたレンズアレイであり、第2レンズアレイ720
を構成する各レンズアレイ720a,720b,720cは、第2小レンズにおける短辺
方向に沿った方向に6行に分割されたレンズアレイであるため、レンズアレイによる十分
な光均一化効果を得ながら光路後段に配置される偏光変換素子730を比較的単純で小型
の構造にすることが可能となる。実施形態1に係る照明装置100は、画像形成領域のア
スペクト比(縦横比)が3:4である電気光学変調装置を備えるプロジェクタに好適な照
明装置となる。
20におけるx軸方向に沿った長さは、第1レンズアレイ710におけるx軸方向に沿っ
た長さと略同一であるため、第1レンズアレイ710(レンズアレイ710a,710b
,710c)及び第2レンズアレイ720(レンズアレイ720a,720b,720c
)として偏心のない又は偏心の小さいレンズアレイを用いることが可能となり、第1レン
ズアレイ710及び第2レンズアレイ720の製造が容易となる。
と、照明装置100からの光を画像情報に応じて変調する液晶装置400R,400G,
400Bと、液晶装置400R,400G,400Bにより変調された光を投写する投写
光学系600とを備えるプロジェクタである。
100を備えているため、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くするこ
とが可能なプロジェクタとなる。
図7は、実施形態2に係る照明装置102を説明するために示す図である。図7(a)
は照明装置102の要部の上面図であり、図7(b)は照明装置102の要部の斜視図で
ある。なお、図7において、図2(a)及び図3と同一の部材については同一の符号を付
し、詳細な説明は省略する。
く似た構成を有しているが、反射素子の種類が実施形態1に係る照明装置100とは異な
っている。
射素子として、反射ミラー80,82を用いている。
の所定位置に配置され、反射ミラー82は、当該光路の第2の光源装置20とは反対側の
所定位置に配置されている。
タ24の開口面における一方側略半分の領域から射出される照明光束を光軸10ax(シ
ステム光軸OC)に沿った方向に向けて反射する。また、反射ミラー82は、第2の光源
装置20から射出される照明光束のうち放物面リフレクタ24の開口面における他方側略
半分の領域から射出される照明光束を光軸10ax(システム光軸OC)に沿った方向に
向けて反射する。
の場合と同様に、第1の光源装置10からの照明光束を反射せずそのまま通過させるとと
もに第2の光源装置20からの照明光束を光軸10ax(システム光軸OC)に沿った方
向に向けて反射することが可能となる。
は反射素子の種類が異なっているが、その他の点については実施形態1に係る照明装置1
00と同様の構成を有しているため、実施形態1に係る照明装置100の場合と同様に、
高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くすることが可能な照明装置となる
。
照明装置100と同様の構成を有するため、実施形態1に係る照明装置100の場合と同
様の効果を有する。
実施形態3に係る照明装置104及びプロジェクタ1004の特徴及び効果を説明する
にあたり、まず、プロジェクタ1004の構成について、図8を用いて説明する。
示す図である。図8(a)はプロジェクタ1004の光学系を示す平面図であり、図8(
b)はプロジェクタ1004の光学系を示す側面図であり、図8(c)はカラーホイール
810をシステム光軸OCに沿って見た図である。なお、図8(a)及び図8(b)にお
いて、図1と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
照明装置104と、照明装置104からの照明光束を被照明領域に導光するリレー光学系
820と、リレー光学系820からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と
してのマイクロミラー型光変調装置410と、マイクロミラー型光変調装置410によっ
て変調された光をスクリーンSCR等の投写面に投写する投写光学系610とを備えたプ
ロジェクタである。
と、略平行な照明光束を射出する第2の光源装置20と、第1の光源装置10からの照明
光束の光路の両側に配置される2つの反射素子としての反射プリズム60,64と、第1
の光源装置10からの照明光束及び第2の光源装置20から射出され2つの反射プリズム
60,64で反射された照明光束を、より均一な強度分布を有する光に変換する機能を有
するインテグレータ光学系702とを備えた照明装置である。2つの反射プリズム60,
64の間における第1の光源装置10からの照明光束の光路には、透光性部材50が配置
されている。
0については、実施形態1で説明したものと同様であるため説明を省略する。
置20から射出され反射プリズム60,64で反射された照明光束を、集束光に変換して
射出する集光レンズ750と、集光レンズ750からの照明光束をより均一な強度分布を
有する光に変換するインテグレータロッド760とを有している。
ンテグレータロッド760の光入射面近傍に集光させる機能を有している。なお、図8(
a)及び図8(b)に示す集光レンズ750は1枚のレンズで構成されているが、複数の
レンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
とにより、集光レンズ750からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を
有する光学部材である。インテグレータロッド760としては、例えば、中実のガラスロ
ッドを好適に用いることができる。
の画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。ただし、システム光軸
OCはマイクロミラー型光変調装置410の中心軸に対して傾斜して配置されているので
、マイクロミラー型光変調装置410に照射される光は、この傾斜に応じて歪んだ輪郭形
状を有することとなる。したがって、このような場合におけるインテグレータロッド76
0の光射出面の形状としては、マイクロミラー型光変調装置410に照射される光の輪郭
の歪みを補正するような形状とすることがより好ましい。
。カラーホイール810は、図8(c)に示すように、回転方向に沿って区切られた4つ
の扇形の領域に3つの透過型のカラーフィルタ812R,812G,812Bが形成さた
円板状部材である。カラーホイール810の中心部分には、カラーホイール810を回転
させるためのモータ814が配置されている。
波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射又は吸収することにより、赤色光成分の
みを透過するものである。同様に、カラーフィルタ812G,812Bは、それぞれ、イ
ンテグレータロッド760からの照明光束のうち、緑又は青の波長領域の光を透過し、他
の波長領域の光を反射又は吸収することにより、緑色光成分又は青色光成分のみを透過す
るものである。カラーフィルタ812R,812G,812Bは、例えば、誘電体多層膜
や、塗料を用いて形成されたフィルタ板などを好適に用いることができる。4つの扇形の
領域において、カラーフィルタ812R,812G,812B以外の部分は、透光領域8
12Wとなっており、インテグレータロッド760からの光がそのまま通過できるように
なっている。この透光領域812Wにより、投写画像中の輝度を上げることができ、投写
画像の明るさを確保することができる。
はモノクロ画像である。
することにより、上述のように赤色光、緑色光及び青色光の3つの色光成分を含む照明光
束になり、この照明光束は、リレー光学系820によって拡大されて、マイクロミラー型
光変調装置410の画像形成領域上に照射される。
6とを有し、照明装置104(カラーホイール810)からの照明光束をマイクロミラー
型光変調装置410の画像形成領域に導く機能を有している。
発散させずにマイクロミラー型光変調装置410の画像形成領域近傍に結像させる機能を
有している。なお、図8(a)及び図8(b)に示すリレーレンズ822は1枚のレンズ
で構成されているが、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
2からの照明光束を曲折し、マイクロミラー型光変調装置410へと導光する。これによ
り、プロジェクタをコンパクトにすることができる。
クロミラー型光変調装置410の画像形成領域にほぼ重畳させ、かつ、マイクロミラー型
光変調装置410によって変調された光を投写光学系610とともに拡大投写するもので
ある。
て各画素に対応するマイクロミラーで反射することにより、画像を表す画像光を投写光学
系610へと射出する機能を有する反射方向制御型光変調装置である。マイクロミラー型
光変調装置410としては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)(TI
社の商標)を用いることができる。
て拡大投写され、スクリーンSCR上で大画面画像を形成する。
するように配置されている。なお、実施形態3に係るプロジェクタ1004をあおり投写
の構成を有するプロジェクタとする場合には、マイクロミラー型光変調装置410の中心
軸に対して投写光学系610の投写光軸610axがあおり方向にずれるように構成する
ことが好ましい。
おいても、実施形態1に係る照明装置100及びプロジェクタ1000の場合と同様に、
第1の光源装置10からの照明光束を反射せずそのまま通過させるように、第1の光源装
置10からの照明光束の光路の両側に2つの反射プリズム60,64が配置されているた
め、第1の光源装置10について、光源装置10における中央部分の照明光束だけでなく
、従来照明光として利用していなかった周辺部分の照明光束も利用することが可能となる
。また、2つの反射プリズム60,64のそれぞれは、第2の光源装置20の放物面リフ
レクタ24の開口面における一方側略半分の領域から射出される照明光束及び他方側略半
分の領域から射出される照明光束を反射するように配置されているため、第2の光源装置
20について、光源装置20における中央部分の照明光束だけでなく、従来照明光として
利用していなかった周辺部分の照明光束も利用することが可能となる。すなわち、実施形
態1に係る照明装置100によれば、第1の光源装置10及び第2の光源装置20のいず
れについても、光源装置における中央部分の照明光束及び周辺部分の照明光束の両方を利
用することが可能となるため、高輝度化を図るとともに、従来よりも光利用効率を高くす
ることが可能となる。
方向となるように第1の光源装置10及び第2の光源装置20を配置するとともに、2つ
の反射プリズム60,64を用いることにより第1の光源装置10及び第2の光源装置2
0から射出される照明光束の射出方向を一方方向に揃える構成としているため、コンパク
トな照明装置を構成することができる。
フレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用いているため、第1の光源装置10から射出
される照明光束の径寸法を比較的小さくすることができる。すなわち、2つの反射プリズ
ムの間の距離を比較的短くすることができるため、反射プリズム60,64の大きさが従
来のものよりも大きくなったとしても、照明装置全体としてはコンパクトな照明装置を維
持することが可能となる。
6が設けられ、第2の発光管22には第2の副鏡26が設けられているため、第1の発光
管12及び第2の発光管22の被照明領域側端部まで覆うような大きさに楕円面リフレク
タ14及び放物面リフレクタ24の大きさを設定することを必要とせず、楕円面リフレク
タ14及び放物面リフレクタ24の小型化を図ることができ、結果としてコンパクトな照
明装置を実現することが可能となる。さらに、楕円面リフレクタ14及び放物面リフレク
タ24の小型化を図ることができることにより、光路後段に配置されるインテグレータ光
学系702の大きさを小さくすることができるため、さらにコンパクトな照明装置となる
。
も光利用効率を高くすることが可能な照明装置となる。
形態1に係る照明装置100と同様の構成を有するため、実施形態1に係る照明装置10
0の場合と同様の効果を有する。
、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くすることが可能なプロジェクタ
となる。
図9は、実施形態4に係る照明装置106及びプロジェクタ1006を説明するために
示す図である。図9(a)はプロジェクタ1006の光学系を示す平面図であり、図9(
b)はプロジェクタ1006の光学系を示す側面図であり、図9(c)はインテグレータ
ロッド760Bの光入射面をシステム光軸OCに沿って見た図である。なお、図9(a)
及び図9(b)において、図1及び図8と同一の部材については同一の符号を付し、詳細
な説明は省略する。
く似た構成を有しているが、インテグレータ光学系の構成が実施形態1に係る照明装置1
00とは異なっている。
示すように、インテグレータ光学系702Bは、第1の光源装置10からの照明光束及び
第2の光源装置20から射出され反射プリズム60,64で反射された照明光束を集束光
に変換して射出する集光レンズ750と、集光レンズ750からの照明光束をより均一な
強度分布を有する光に変換するインテグレータロッド760Bと、インテグレータロッド
760Bの光入射面に配置され、中央部に光入射のための開口部を有する反射層772と
、インテグレータロッド760Bの光射出面に配置されるλ/4板774と、λ/4板7
74の光射出側に配置される反射型偏光板776とを有している。
ことにより、集光レンズ750からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能
を有する光学部材である。インテグレータロッド760Bとしては、例えば、中実のガラ
スロッドを好適に用いることができる。
00Bの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
ーレンズ830が配置されている。リレーレンズ830は、集光レンズ300R,300
G,300Bとともに、照明装置106からの照明光束を発散させずに液晶装置400R
,400G,400Bの画像形成領域近傍に結像させる機能を有している。なお、図9(
a)及び図9(b)に示すリレーレンズ830は1枚のレンズで構成されているが、複数
のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
は、インテグレータ光学系の構成が異なっているが、その他の点については実施形態1に
係る照明装置100と同様の構成を有しているため、実施形態1に係る照明装置100の
場合と同様に、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くすることが可能な
照明装置となる。
タ光学系702Bは、インテグレータロッド760Bの光入射面に配置され、中央部に光
入射のための開口部を有する反射層772と、インテグレータロッド760Bの光射出面
に配置されるλ/4板774と、λ/4板774の光射出側に配置される反射型偏光板7
76とをさらに有している。
(例えばS偏光成分)に係る照明光束が反射型偏光板776を通過する場合には、他方の
偏光成分(例えばP偏光成分)に係る照明光束は反射型偏光板776で反射される。この
反射光はインテグレータロッド760Bの光入射面に配置された反射層772で反射され
、再度反射型偏光板776に到達する。このとき、この光はλ/4板774をすでに2回
通過しているため、偏光方向が90度回転し、一方の偏光成分に係る照明光束として反射
型偏光板776を通過する。すなわち、インテグレータロッド760Bから射出される光
の偏光方向を略1種類の偏光方向に揃えることが可能となる。したがって、液晶装置のよ
うに偏光方向を制御する電気光学変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なもの
となる。
形態1に係る照明装置100と同様の構成を有するため、実施形態1に係る照明装置10
0の場合と同様の効果を有する。
、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くすることが可能なプロジェクタ
となる。
図10は、実施形態5に係る照明装置108及びプロジェクタ1008を説明するため
に示す図である。図10(a)はプロジェクタ1008の光学系を示す平面図であり、図
10(b)はプロジェクタ1008の光学系を示す側面図であり、図10(c)は偏光変
換素子780及びインテグレータロッド760Cの斜視図である。なお、図10(a)及
び図10(b)において、図1及び図9と同一の部材については同一の符号を付し、詳細
な説明は省略する。
く似た構成を有しているが、インテグレータ光学系の構成が実施形態4に係る照明装置1
06とは異なっている。
2Cは、第1の光源装置10からの照明光束及び第2の光源装置20から射出され反射プ
リズム60,64で反射された照明光束を集束光に変換して射出する集光レンズ750と
、集光レンズ750からの照明光束を略1種類の直線偏光成分を有する光束に変換する偏
光変換素子780と、偏光変換素子780からの照明光束をより均一な強度分布を有する
光に変換するインテグレータロッド760Cとを有している。
方の直線偏光成分(例えばP偏光成分)をそのまま透過し、他方の直線偏光成分(例えば
S偏光成分)をシステム光軸OCに垂直な方向(x軸方向)に反射する偏光分離面782
と、偏光分離面782で反射された他方の直線偏光成分をシステム光軸OCに平行な方向
(z軸方向)に反射する反射面784と、偏光分離面782を透過した一方の直線偏光成
分を他方の直線偏光成分に変換する位相差板としてのλ/2板786とを有している。
なお、偏光変換素子780は、P偏光成分に係る照明光束を透過しS偏光成分に係る照
明光束を反射する偏光分離面782を、S偏光成分に係る照明光束を透過しP偏光成分に
係る照明光束を反射する他の偏光分離面に替えることも可能である。
ることにより、偏光変換素子780からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する
機能を有する光学部材である。インテグレータロッド760Cとしては、例えば、中実の
ガラスロッドを好適に用いることができる。
00Bの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。
は、インテグレータ光学系の構成が異なっているが、その他の点については実施形態1及
び4に係る照明装置100,106と同様の構成を有しているため、実施形態1及び4に
係る照明装置100,106の場合と同様に、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利
用効率を高くすることが可能な照明装置となる。
、インテグレータロッド760Cの光入射側に配置され、集光レンズ750からの照明光
束を略1種類の直線偏光成分を有する光束に変換する偏光変換素子780をさらに有する
。これにより、インテグレータロッド760Cに入射する光の偏光方向を略1種類の偏光
方向に揃えることが可能となるため、液晶装置のように偏光方向を制御する電気光学変調
装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものとなる。
ータロッド760Cと偏光変換素子780とは、インテグレータロッド760C及び偏光
変換素子780と同じ屈折率を有する接着剤によって接着されているため、偏光変換素子
780とインテグレータロッド760Cとの間における望ましくない多重反射が抑制され
、光利用効率が低下したり迷光レベルが上昇したりすることがなくなる。また、偏光変換
素子780とインテグレータロッド760Cとを容易に一体化することができる。また、
偏光変換素子780とインテグレータロッド760Cとの間において、装置組み立て後に
おける位置ずれの発生を未然に防止することができる。
形態1及び4に係る照明装置100,106と同様の構成を有するため、実施形態1及び
4に係る照明装置100,106の場合と同様の効果を有する。
、高輝度かつコンパクトで、従来よりも光利用効率を高くすることが可能なプロジェクタ
となる。
本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
楕円面リフレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用い、第2の光源装置20として放物
面リフレクタからなる光源装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。第
1の光源装置として放物面リフレクタからなる光源装置を用いることもできるし、第2の
光源装置として楕円面リフレクタ及び凹レンズからなる光源装置を用いることもできる。
段として副鏡を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射手段として反射
膜を用いることも好ましい。また、上記各実施形態の照明装置100〜108においては
、発光管に反射手段としての副鏡が配設された照明装置を例示して説明しているが、本発
明はこれに限定されるものではなく、副鏡が配設されていない照明装置に本発明を適用す
ることも可能である。
ッドとして、内面全反射タイプの中実のガラスロッドを用いているが、本発明はこれに限
定されるものではなく、例えば、4枚の反射ミラーにおける反射面を内側に向けて貼り合
わせた筒状のライトトンネルなどの中空のロッドを用いてもよい。
光性部材50と、反射プリズム60,64と、凹レンズ18と、第1レンズアレイ710
とが接着層を介してそれぞれ接着されている場合を例示して説明したが、本発明はこれに
限定されるものではなく、これら各部材がそれぞれ離隔して配置されていてもよい。
64の間における第1の光源装置10からの照明光束の光路又は2つの反射ミラー80,
82の間における第1の光源装置10からの照明光束の光路に透光性部材50が配置され
ている場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、透光性部材
が配置されていなくてもよい。
例えば、実施形態1に係る照明装置100において、第2の光源装置20側の反射プリズ
ム60に代えて、実施形態2で説明した反射ミラー80を用いた構成としてもよい。
いては、液晶装置として、画像形成領域が「短辺:長辺=3:4の長方形」の平面形状を
有する液晶装置400R,400G,400Bを用いたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、画像形成領域が「短辺:長辺=9:16の長方形」の平面形状を有するワイ
ドビジョン用の液晶装置を用いることもできる。この場合、第1レンズアレイとして、第
1の光源装置10からの照明光束の光路に配置され各第1小レンズがz軸に垂直な面内に
7行・4列のマトリクス状に配列されたレンズアレイと、反射プリズム60で反射された
照明光束の光路に配置され各第1小レンズがz軸に垂直な面内に7行・2列のマトリクス
状に配列されたレンズアレイと、反射プリズム64で反射された照明光束の光路に配置さ
れ各第1小レンズがz軸に垂直な面内に7行・2列のマトリクス状に配列されたレンズア
レイとの3つのレンズアレイから構成されたものを用いることが好ましい。
過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではない。反射型のプロジ
ェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等の
ように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味して
おり、「反射型」とは、反射型の液晶装置のように光変調手段としての電気光学変調装置
が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適
用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。
いては、3つの液晶装置400R,400G,400Bを用いたプロジェクタを例示して
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、1つ、2つ又は4つ以上の液晶装
置を用いたプロジェクタにも適用可能である。
型光変調装置410を用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、複数のマイクロミラー型光変調装置を用いたプロジェクタにも適用可
能である。
760の光射出側にカラーホイール810が配置されているが、本発明はこれに限定され
るものではなく、インテグレータロッドの光入射側にカラーホイールが配置されていても
よい。
用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェク
タに適用する場合にも可能である。
4…楕円面リフレクタ、16,26…副鏡、18…凹レンズ、24…放物面リフレクタ、
50…透光性部材、60,64…反射プリズム、62,66,734a,734b,78
4…反射面、80,82,230,240,250,824…反射ミラー、100,10
2,104,106,108…照明装置、200…色分離導光光学系、210,220…
ダイクロイックミラー、260…入射側レンズ、270,822,830…リレーレンズ
、300R,300G,300B,750,826…集光レンズ、400R,400G,
400B…液晶装置、410…マイクロミラー型光変調装置、500…クロスダイクロイ
ックプリズム、600,610…投写光学系、610ax…投写光軸、700,702,
702B,702C…インテグレータ光学系、710…第1レンズアレイ、710a,7
10b,710c…(第1レンズアレイの)レンズアレイ、712a,712b,712
c…第1小レンズ、720…第2レンズアレイ、720a,720b,720c…(第2
レンズアレイの)レンズアレイ、722a,722b,722c…第2小レンズ、730
,780…偏光変換素子、730a,730b…偏光分離素子、732a,732b,7
82…偏光分離面、736a,736b,786…λ/2板、740…重畳レンズ、76
0,760B,760C…インテグレータロッド、772…反射層、774…λ/4板、
776…反射型偏光板、810…カラーホイール、812R,812G,812B…カラ
ーフィルタ、812W…透光領域、814…モータ、820…リレー光学系、1000,
1004,1006,1008…プロジェクタ、L…照明光束の輪郭、OC…システム光
軸、SCR…スクリーン
Claims (9)
- 楕円面リフレクタ、前記楕円面リフレクタの第1焦点近傍に発光中心を有する第1の発
光管、前記第1の発光管から被照明領域側に向けて射出される光を前記第1の発光管に向
けて反射する第1の反射手段及び前記楕円面リフレクタからの集束光を略平行光として射
出する凹レンズを有し、第1の光軸を中心軸とする照明光束を射出する第1の光源装置と
、
放物面リフレクタ、前記放物面リフレクタの焦点近傍に発光中心を有する第2の発光管
及び前記第2の発光管から被照明領域側に向けて射出される光を前記第2の発光管に向け
て反射する第2の反射手段を有し、第2の光軸を中心軸とする照明光束を射出する第2の
光源装置と、
前記第1の光源装置からの照明光束を反射せずそのまま通過させるとともに前記第2の
光源装置からの照明光束を前記第1の光軸に沿った方向に向けて反射するように、前記第
1の光源装置からの照明光束の光路の両側に配置される2つの反射素子と、
前記第1の光源装置からの照明光束及び前記第2の光源装置から射出され前記2つの反
射素子で反射された照明光束を、より均一な強度分布を有する光に変換する機能を有する
インテグレータ光学系とを備え、
前記2つの反射素子のうち前記第2の光源装置側に配置される反射素子は、前記第2の
光源装置から射出される照明光束のうち前記放物面リフレクタの開口面における一方側略
半分の領域から射出される照明光束を前記第1の光軸に沿った方向に向けて反射し、
前記2つの反射素子のうち前記第2の光源装置とは反対側に配置される反射素子は、前
記第2の光源装置から射出される照明光束のうち前記放物面リフレクタの開口面における
他方側略半分の領域から射出される照明光束を前記第1の光軸に沿った方向に向けて反射
することを特徴とする照明装置。 - 請求項1に記載の照明装置において、
前記2つの反射素子の間における前記第1の光源装置からの照明光束の光路には、透光
性部材が配置されていることを特徴とする照明装置。 - 請求項1又は2に記載の照明装置において、
前記2つの反射素子は、反射プリズム又は反射ミラーであることを特徴とする照明装置
。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の照明装置において、
前記インテグレータ光学系は、
前記第1の光源装置からの照明光束及び前記第2の光源装置から射出され前記2つの反
射素子で反射された照明光束を、集束光に変換して射出する集光レンズと、
前記集光レンズからの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換するインテグレ
ータロッドとを有することを特徴とする照明装置。 - 請求項4に記載の照明装置において、
前記インテグレータロッドの光入射面には、中央部に光入射のための開口部を有する反
射層が配置され、
前記インテグレータロッドの光射出面には、光進行方向に沿ってλ/4板と反射型偏光
板とがこの順序で配置されていることを特徴とする照明装置。 - 請求項4に記載の照明装置において、
前記インテグレータロッドの光入射側に配置され、前記集光レンズからの照明光束を略
1種類の直線偏光成分を有する光束に変換する偏光変換素子をさらに有することを特徴と
する照明装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の照明装置において、
前記インテグレータ光学系は、
前記第1の光源装置からの照明光束及び前記第2の光源装置から射出され前記2つの反
射素子で反射された照明光束を、複数の部分光束に分割する複数の第1小レンズを有する
第1レンズアレイと、
前記第1レンズアレイの各第1小レンズに対応する第2小レンズを有する第2レンズア
レイと、
前記第2レンズアレイからのそれぞれの部分光束を略1種類の直線偏光成分を有する光
束に変換する偏光変換素子と、
前記偏光変換素子からのそれぞれの光を被照明領域で重畳させる重畳レンズとを有する
ことを特徴とする照明装置。 - 請求項7に記載の照明装置において、
前記第1レンズアレイ及び前記第2レンズアレイは、
前記第1の光源装置からの照明光束の光路に配置され、各第1小レンズ又は各第2小レ
ンズにおける長辺方向に沿った方向に4列に分割されたレンズアレイと、
前記第2の光源装置側に配置される反射素子で反射された照明光束の光路に配置され、
各第1小レンズ又は各第2小レンズにおける長辺方向に沿った方向に2列に分割されたレ
ンズアレイと、
前記第2の光源装置側とは反対側に配置される反射素子で反射された照明光束の光路に
配置され、各第1小レンズ又は各第2小レンズにおける長辺方向に沿った方向に2列に分
割されたレンズアレイとの3つのレンズアレイからそれぞれ構成されていることを特徴と
する照明装置。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の照明装置と、
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備えることを特徴
とするプロジェクタ。
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