(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、偏光変換素子としてのプリズムアレイ板を不要として低コストな２灯式投射型表示装置を提供することである。【解決手段】  第１光源ユニットの光軸と第２光源ユニットの光軸が互いに略直交するように配置し、その交差箇所に反射型偏光手段を約４５度の角度で配置し、反射型偏光手段から出射する第１の光路と第２の光路の一方の光路上に２つの光束を同じ方向に反射させる反射ミラーを反射型偏光手段と略平行に配置し、第１レンズアレイ板が第２レンズアレイ板の各レンズ上に作る第１光源ユニットの２次光源像と第２光源ユニットの２次光源像とを、同じレンズ上のそれぞれ異なる位置に集光させる。【選択図】  図１
2006171252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光源ユニットと、第２の光源ユニットと、前記第１及び第２の光源ユニットからの出射光から映像信号に応じた光学像を形成する映像表示素子と、複数のレンズセルから構成される第１のレンズアレイ板と、複数のレンズセルから構成される第２レンズアレイ板と、前記映像表示素子から出射された光をカラー映像として投射する投射装置を備える投射型表示装置であって、
前記第１の光源ユニットの光軸と、前記第２の光源ユニットの光軸とを互いに略直交するように配置し、その交差箇所に各々の光源ユニットの光軸との角度が約４５度となるように配置した反射型偏光手段と、
前記反射型偏光手段に対して略平行に配置し、前記反射型偏光手段からの反射光を透過光と同じ方向に、及び前記反射型偏光手段からの透過光を反射光と同じ方向に反射させる反射ミラーとを有し、
前記反射型偏光手段と前記反射ミラーとにより、前記第１及び第２の光源ユニットからの光束を前記第１のレンズアレイ板に出射するように構成すると共に、
前記第１のレンズアレイ板の各レンズセルにより形成される、前記第２のレンズアレイ板の各レンズセル上の前記第１の光源ユニットの２次光源像と、前記第２の光源ユニットの２次光源像とを、前記第２のレンズアレイ板の同じレンズセル上のそれぞれ異なる位置に形成するように構成したことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項２】
第１の光源ユニットと、
前記第１の光源ユニットの光軸との交差角が略直交するように配置した第２の光源ユニットと、
前記第１及び第２の光源ユニットからの光束の交差部に、各々の光源ユニットの光軸との角度が約４５度となるように配置した反射型偏光手段と、
前記反射型偏光手段に対して略平行に配置し、前記反射型偏光手段からの反射光を透過光と同じ方向に、及び前記反射型偏光手段からの透過光を反射光と同じ方向に反射させる反射ミラーと、
前記反射型偏光手段及び前記反射ミラーを介して前記第１及び第２の光源ユニットからの出射光が照射される、複数のレンズセルから構成される第１のレンズアレイ板と、
前記第１のレンズアレイ板の各レンズセルにより形成される前記第１及び第２の光源ユニットの２次光源像の近傍に配置される、複数のレンズセルから構成される第２レンズアレイ板と、
前記第１及び第２のレンズアレイ板を介して照射される、前記第１及び第２の光源ユニットからの出射光から映像信号に応じた光学像を形成する映像表示素子と、
前記映像表示素子から出射された光をカラー映像として投射する投射レンズとを有し、
前記第１の光源ユニットの２次光源像と、前記第２の光源ユニットの２次光源像とを、前記第２のレンズアレイ板の同じレンズセル上のそれぞれ異なる位置に形成するように構成したことを特徴とする投射型表示装置。
【請求項３】
前記第１のレンズアレイ板に入射する前記第１の光源ユニットからの光束と前記第２の光源ユニットからの光束とが異なる角度であることを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項４】
前記第１及び第２の光源ユニットからの出射光は、前記偏光分離手段によりＰ偏光光とＳ偏光光に分離され、
前記Ｐ偏光光成分の前記２次光源像の集光箇所に偏光変換手段を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の光源ユニットからの出射光は、前記偏光分離手段によりＰ偏光光とＳ偏光光に分離され、
前記Ｓ偏光光成分の前記２次光源像の集光箇所に偏光変換手段を配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項６】
前記偏光変換手段を前記第２のレンズアレイ板の前記映像表示素子側に配置したことを特徴とする請求項４乃至請求項５の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項７】
前記偏光変換手段を前記第２のレンズアレイ板の前記第１のレンズアレイ板側に配置したことを特徴とする請求項４乃至請求項５の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項８】
前記偏光変換手段を１／２波長板としたことを特徴とする請求項４乃至請求項７の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項９】
前記第１の光源ユニットからの前記第１のレンズアレイ板への入射光束と、前記第２の光源ユニットからの前記第１のレンズアレイ板への入射光束との成す角をθとしたとき、
前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向と前記第１のレンズアレイ板の光軸方向とが略４５度の角度を成し、
前記第１及び第２の光源ユニットの内の一方の光源ユニットの光軸が、前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向に対して、略４５度＋θ／２の角度を成し、
他の一方の光源ユニットの光軸が、前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向に対して、略４５度−θ／２の角度を成すように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１０】
前記第１の光源ユニットからの前記第１のレンズアレイ板への入射光束と、前記第２の光源ユニットからの前記第１のレンズアレイ板への入射光束との成す角をθとしたとき、
前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向と前記第１のレンズアレイ板の光軸方向とが、略４５度＋θ／２、又は、略４５度−θ／２の角度を成し、
前記第１及び第２の光源ユニットの光軸の一方が前記第１のレンズアレイ板の光軸に対して垂直、他の一方が平行となるように前記第１及び第２の光源ユニットを配置したことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１１】
前記第１の光源ユニットからの前記第１のレンズアレイ板への入射光束と、前記第２の光源ユニットからの前記第１のレンズアレイ板への入射光束との成す角をθとしたとき、
前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向と前記第１のレンズアレイ板の光軸方向とが略４５度の角度を成し、
前記第１及び第２の光源ユニットの内の一方の光源ユニットの光軸が、前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向に対して略４５度の角度を成し、
他の一方の光源ユニットの光軸が、前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向に対して略４５度−θ、又は、略４５度＋θの角度を成すように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１２】
前記第１の光源ユニットからの前記第１のレンズアレイ板への入射光束と、前記第２の光源ユニットからの前記第１のレンズアレイ板への入射光束との成す角をθとしたとき、
前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向と前記第１のレンズアレイ板の光軸方向が略４５度＋θ／２、又は、略４５度−θ／２の角度を成し、
前記第１の光源ユニットと前記第２の光源ユニットの光軸が、前記第１のレンズアレイ板の光軸に対して、一方が垂直に、他の一方が平行となるように配置し、
前記第１のレンズアレイ板の各レンズセルの光軸を偏心するように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１３】
前記第１の光源ユニットからの前記第１のレンズアレイ板への入射光束と、前記第２の光源ユニットからの前記第１のレンズアレイ板への入射光束との成す角をθとしたとき、
前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向と前記第１のレンズアレイ板の光軸方向とが４５度の角度を成し、
前記第１の光源ユニットと前記第２の光源ユニットの内の一方の光源ユニットの光軸が、前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向に対して略４５度の角度を成し、
他の一方の光源ユニットの光軸が、前記反射型偏光手段の偏光分離面の法線方向に対して略４５度−θ、又は、略４５度＋θの角度で配置し、
前記第１のレンズアレイ板の各レンズセルの光軸を偏心するように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１４】
前記第１の光源ユニット及び前記第２の光源ユニットの各々を光源と放物面リフレクタで構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項１３の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【請求項１５】
前記第１及び第２のレンズアレイ板の各レンズセルの幅をＡ、前記第１のレンズアレイ板から前記２次光源像までの距離をＢとしたとき、前記角度θは、
０．８  ＜  （２Ｂ／Ａ）×ｔａｎθ  ＜  １．２
を満足することを特徴とする請求項９乃至請求項１３の何れか１項に記載の投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶などの映像表示素子を使用して、スクリーン上に映像を投影する投射装置、例えば、液晶プロジェクタ装置や、反射型映像表示プロジェクタ装置、投射型リアプロジェクションテレビ等の投射型映像表示装置に係わり、特に複数の光源ユニットを用いる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶などの映像表示素子に表示された映像をスクリーンなどに投射する投射型表示装置において、２つの光源を用いた、いわゆる２灯式の投射型表示装置が知られている。例えば、下記特許文献１に開示されている。下記特許文献１では図３に示すように、２つの光源ユニットを対向して配置し、上記２つの光源ユニットの間に複数個、例えば３個の反射面体を配置し、光源ユニットからの光が上記反射面で反射し第１レンズアレイ板の入射面に入射するように構成されている。
【０００３】
第１レンズアレイ板に入射した光束は、下記特許文献１の図６、図７に示すように、それぞれに対応した第２レンズアレイ板の各レンズ上に２次光源像を形成する。各レンズ上に集光した光束は、偏光変換素子（プリズムアレイ板）に入射され、その偏光分離面でＰ偏光とＳ偏光に分離される。偏光分離面において、Ｐ偏光の光束が直進し、Ｓ偏光の光束が反射する。Ｓ偏光の光束は、次の反射面でＰ偏光と同じ向きに光路が折り曲げられ、１／２波長板によりＰ偏光に変換され、偏光方向をＰ偏光に揃えた光束が偏光変換素子から出射され液晶パネルに照射される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１９９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術で説明した２つの光源ユニットの合成作用において、偏光変換素子は１つの光源ユニットの場合と同じ構成で、同じ作用を有している。
【０００６】
プリズムアレイ板で構成されているこの偏光変換素子を、簡易な構成に置換できれば、低コスト化が期待できる。
【０００７】
本発明は、上記従来技術での構成に鑑み、２灯式での合成方法を改善することで、プリズムアレイ板を不要として低コスト化を実現する投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明は、第１の光源ユニットと、第２の光源ユニットと、前記第１及び第２の光源ユニットからの出射光から映像信号に応じた光学像を形成する映像表示素子と、複数のレンズセルから構成される第１のレンズアレイ板と、複数のレンズセルから構成される第２レンズアレイ板と、前記映像表示素子から出射された光をカラー映像として投射する投射装置を備える投射型表示装置であって、前記第１の光源ユニットの光軸と、前記第２の光源ユニットの光軸とを互いに略直交するように配置し、その交差箇所に各々の光源ユニットの光軸との角度が約４５度となるように配置した反射型偏光手段と、前記反射型偏光手段に対して略平行に配置し、前記反射型偏光手段からの反射光を透過光と同じ方向に、及び前記反射型偏光手段からの透過光を反射光と同じ方向に反射させる反射ミラーとを有し、前記反射型偏光手段と前記反射ミラーとにより、前記第１及び第２の光源ユニットからの光束を前記第１のレンズアレイ板に出射するように構成すると共に、前記第１のレンズアレイ板の各レンズセルにより形成される、前記第２のレンズアレイ板の各レンズセル上の前記第１の光源ユニットの２次光源像と、前記第２の光源ユニットの２次光源像とを、前記第２のレンズアレイ板の同じレンズセル上のそれぞれ異なる位置に形成するように構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数個の光源ユニットを有する投射型表示装置において、従来の偏光変換素子としてのプリズムアレイ板を削除できるので、低コストを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１から図６を用いて、本発明の具体的な構成、及び、作用について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１と図２を用いて、本発明の第１の実施例について説明する。
まず最初に図２を用いて、投射型表示装置の全体構成を説明する。
【００１２】
１が第１光源ユニット、２が第２光源ユニット、３１は反射型偏光手段、３２は反射ミラー、４１が第１レンズアレイ板、４２が第２レンズアレイ板である。
【００１３】
第１光源ユニット１は、光源１１と放物面リフレクタ２１で構成されており、白色光の平行光束を出射する。第２光源ユニット２も同様に、光源１２と放物面リフレクタ２２で構成されており、白色光の平行光束を出射する。これらの第１光源ユニット１、第２光源ユニット２からの光束を反射型偏光手段３１と反射ミラー３２により合成して第１レンズアレイ板４１に入射させている。第１レンズアレイ板４１に入射した光束は、それぞれ対応した第２レンズアレイ板４２部に２次光源像を形成する。図のようにこの第２レンズアレイ板４２の出射面の所定位置には１／２波長板５２が貼り付けてある。この２次光源像を、合焦レンズ６０とコンデンサレンズ８１，８２とリレーレンズ８３，８４，８５により映像表示素子９１，９２，９３上に重畳される。また、合焦レンズ６０を出射した白色光は、色分離手段としてのダイクロイックミラー７１，７２と、光路を折り曲げる反射ミラー７３，７４，７５の作用により、それぞれ緑色対応、赤色対応、青色対応の映像表示素子９１，９２，９３に分離導かれる。映像表示素子９１，９２，９３を出射した緑色光、赤色光、青色光は、クロスプリズム１０４により色合成され投射レンズ１０５に入射する。尚、クロスプリズム１０４の赤色光と青色光の入射面には、クロスプリズム１０４の分光透過率特性を考慮し、１／２波長板１０２，１０３を配置し、透過はＰ偏光のままで、反射はＳ偏光に変換して使用する。
【００１４】
図１は本発明の投射型表示装置の光源ユニット１,２からの合焦レンズ６０までを抜き出した詳細図である。
【００１５】
反射型偏光手段３１と反射ミラー３２は、第１レンズアレイ板４１に対して４５度の方向に配置している。第１光源ユニット１を図１の矢印の方向にθ／２だけ回転して配置し、また、第２光源ユニット２を矢印の方向にθ／２だけ回転して配置している。このθの値の決め方については、後で説明する。尚、図１において、第１光源ユニット１からの出射光線を太線、第２光源ユニット２からの出射光線を細線、自然光を実線、Ｓ偏光を破線、Ｐ偏光を一点鎖線で表し、違いが分かるようにした。尚、他の実施例でも同様であるが、回転を示す矢印を付けていない光学要素は、水平、垂直、或いは、４５度方向に配置している。
【００１６】
図１において、光源１１を反射面が放物面形状であるリフレクタ２１の焦点位置に配置した第１光源ユニット１からは平行光束が出射される。第１光源ユニット１から出射した白色光（自然光）のうち、Ｐ偏光の成分は反射型偏光手段３１を透過するので、θ／２の角度で第１レンズアレイ板４１に入射する。Ｓ偏光の成分は反射型偏光手段３１で反射した後で反射ミラー３２で再び反射しＰ偏光の成分と同一の方向及び角度θ／２で出射、即ち、θ／２の角度で第１レズアレイ板４１に入射する。
【００１７】
一方、光源１２を反射面が放物面形状であるリフレクタ２２の焦点位置に配置した第２光源ユニット２からも同様に平行光束が出射される。第２光源ユニット２から出射した白色光（自然光）のうち、Ｓ偏光の成分は反射型偏光手段３１で反射するので、θ／２の角度で第１レズアレイ板４１に入射する。Ｐ偏光の成分は反射型偏光手段３１を透過した後で反射ミラー３２で反射しＳ偏光の成分と同じ向き同じ角度で出射されるので、θ／２の角度で第１レンズアレイ板４１に入射する。但し、この光線角度は、第１光源ユニット１からの光線角度とちょうど逆の向きになっている。
【００１８】
以上より、第１光源ユニット１から出射したＰ偏光の光と第２光源ユニット２から出射したＳ偏光の光は第２レンズアレイ板４２に角度差θで入射する。同様に、第１光源ユニット１から出射したＳ偏光の光と第２光源ユニット２から出射したＰ偏光の光は第２レンズアレイ板４２に角度差θで入射する。
【００１９】
一方、第１レンズアレイ板４１の各レンズの焦点距離を、第２レンズアレイ板４２までの距離に合わせることで、第２レンズアレイ板４２の対応した各レンズ面上に２次光源像としてのスポット像が形成される。
【００２０】
本実施例では、反射型偏光手段の法線を含む平面内での第１レンズアレイ板４１と第２レンズアレイ板４２の各レンズの幅Ａと、第１レンズアレイ板４１から第１レンズアレイ板４１が形成するスポット像までの光学的な距離（空気換算長）Ｂを用いて、第１レンズアレイ板に入射する第１光源ユニット１の入射光線角度と第２光源ユニット２の入射光線角度の差θを数１式で定めた。本実施例では、第１光源ユニット１と第２光源ユニット２を半分づつ、図１のようにθ／２回転した状態で配置した。
【００２１】
ｔａｎθ＝（Ａ／２）／Ｂ    ・・・（数１）
このとき、第１光源ユニット１から出射した光束のＰ偏光の光のスポット像と、第２光源ユニット２から出射したＳ偏光の光のスポット像が、第２レンズアレイ板４２の同じレンズ面に形成される。同様に、第１光源ユニット１から出射した光束のＳ偏光の光のスポット像と、第２光源ユニット２から出射したＰ偏光の光のスポット像も、第２レンズアレイ板４２の同じレンズ面に形成される。Ｐ偏光の光のスポット像と、Ｓ偏光の光のスポット像は、数１を満足させることで、第２レンズアレイ板４２の各レンズを２分割したそれぞれの中心位置に集光させることができる。そして、この集光位置のうち、Ｐ偏光の光のスポット像が形成される箇所に、偏光変換手段としての１／２波長板５２を配置することで、２灯式の合成と同時に、Ｓ偏光に揃える偏光変換作用を行うことができる。
【００２２】
数１式は、Ｐ偏光の光のスポット像とＳ偏光の光のスポット像を、第２レンズアレイ板４２の各レンズ面上で均等に配置するための条件であるが、実際の設計では以下の数２式の条件を満足すれば良い。
【００２３】
その理由は、スポット像の大きさが小さければ、数１式で定めたθよりも角度を小さくしても、Ｐ偏光の光のスポット像とＳ偏光の光のスポット像の分離が十分可能である。また、スポット像の大きさが小さければ、逆に、数１式で定めたθよりも角度を大きくしても、２つのスポット像が、各レンズ面上に収まることができる。尚、数１式で定めたθよりも角度を小さくする場合は、第２レンズアレイ板４２を出射した光線の角度が、光学系全体の光軸に平行に近くなるという利点がある。
【００２４】
０．８＜（２Ｂ／Ａ）×ｔａｎθ＜１．２    ・・・（数２）
この様に、本発明は従来例とは異なり、プリズムアレイ板が不要であり、低コスト化の効果がある。
【００２５】
本実施例では、第２レンズアレイ板４２の光の出射側に１／２波長板５２を貼り合せたが、第２レンズアレイ板４２の光の入射側に１／２波長板５２を配置した場合でも、本発明の効果は得られる。第２レンズアレイ板４２の各レンズの向きを逆向きとすることで、第２レンズアレイ板４２に１／２波長板５２を貼り合せることも可能である。従来の投射型表示装置のように、偏光変換素子であるプリズムアレイ板を第２レンズアレイ板４２と合焦レンズ６０の間に配置した場合では、プリズムアレイ板の中で、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光での光路長差が発生し、写像倍率差が問題となるが、本発明ではプリズムアレイ板が不要なので、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光での光路長差がほとんど無いことも、その効果である。
【００２６】
また、本発明では、それぞれの光源ユニット１，２の光束がレンズアレイ板の全体の範囲を通過するので、レンズアレイ板によるインテグレータ作用が優れている。また、仮に、一方の光源ユニットの光源を消灯した場合でも、後続の色分離手段としてのダイクロイックミラーを通過する光束の範囲が変化しないので、入射角度の変化によるダイクロイイクミラーの半値波長ずれが生じないという効果もある。
【００２７】
また、本実施例では、Ｐ偏光の光のスポット像が形成される箇所に、偏光変換手段としての１／２波長板５２を配置したが、後続の光学レイアウトによっては、Ｓ偏光の光のスポット像が形成される箇所に、１／２波長板５２を配置し、Ｐ偏光に揃えて出射しても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【００２８】
リフレクタについては、図では放物面リフレクタとしているが、楕円リフレクタと凹レンズを組合せて、平行光束を出射させても同じ効果を得られることも言うまでもない。
【００２９】
尚、図２には図示していないが、ライトバルブ９１、９２、９３の前後には入射側偏光板、出射側偏光板を配置し、不要な偏光状態の光のカットを行っている。
【００３０】
また、４灯式でも同様の効果が得られる。４灯式の場合、図の垂直方向に重ねて２灯づつ配置する事により、合成後の光束全体の大きさが、元と同じ略正方形に戻すことができる点で、更に、効果的である。
【実施例２】
【００３１】
図３を用いて、本発明の第２の実施例について説明する。
【００３２】
基本構成は、図１と同じであるが、図３では第１光源ユニット１と第２光源ユニット２を回転させずに、反射型偏光板３１と反射ミラー３２をθ／２回転して配置している。
【００３３】
図３において、第１光源ユニット１から出射した自然光のうち、Ｐ偏光の光は反射型偏光手段３１を透過するので、入射角度０度で第１レンズアレイ板４１に入射する。Ｓ偏光の光は反射型偏光手段３１で反射した後で反射ミラー３２で再び反射しＰ偏光の光と同じ向き、同じ角度で出射されるので、入射角度０度で第１レンズアレイ板４１に入射する。
【００３４】
一方、第２光源ユニット２から出射した自然光のうち、Ｓ偏光の光は反射型偏光手段３１で反射するので、反射で２倍化され、入射角度θで第１レンズアレイ板４１に入射する。Ｐ偏光の光は反射型偏光手段３１を透過した後で反射ミラー３２で反射しＳ偏光の光と同じ向き、同じ角度で出射されるので、反射で２倍化され、入射角度θで第１レンズアレイ板４１に入射する。
【００３５】
ここで、第２レンズアレイ板４２を各レンズ１／２個分だけ、偏心配置することで、Ｐ偏光の光のスポット像とＳ偏光の光のスポット像を第２レンズアレイ板４２の同じレンズ面上に分離して集光している。但し、第１レンズアレイ板４１と第２レンズアレイ板４２の位置関係がずれた関係にあるので、このままでは、液晶を用いた映像表示素子９１・９２・９３に対して重畳した光量分布（ラスタ）がずれてしまうので、第２レンズアレイ板４２の直後にある合焦レンズ６０を偏心させてそのずれを補正している。尚、ラスタ位置の補正は、本実施例の合焦レンズ６０の偏心以外でも、図２のように後の光路に配置している反射ミラー等の角度を調整することで補正可能であるが、図２のような３板式では、３つの映像表示素子にとって共通の補正量なので、共通の光学要素である合焦レンズ６０で補正する方が効率的である。
【００３６】
尚、第２レンズアレイ板４２のシフト方向を合致させれば、角度は±θのどちらでも良い。
【実施例３】
【００３７】
図４を用いて、本発明の第３の実施例について説明する。
【００３８】
基本構成は、図１と同じであるが、図４では第１光源ユニット１と反射型偏光板３１と反射ミラー３２を回転させずに、第２光源ユニット２をθだけ回転して配置している。
【００３９】
図４において、第１光源ユニット１から出射した自然光のうち、Ｐ偏光の光は反射型偏光手段３１を透過するので、入射角度０度で第１レンズアレイ板４１に入射する。Ｓ偏光の光は反射型偏光手段３１で反射した後で反射ミラー３２で再び反射しＰ偏光の光と同じ向き、同じ角度で出射されるので、入射角度０度で第１レンズアレイ板４１に入射する。
【００４０】
一方、第２光源ユニット２から出射した自然光のうち、Ｓ偏光の光は反射型偏光手段３１で反射するので、入射角度θで第１レンズアレイ板４１に入射する。Ｐ偏光の光は反射型偏光手段３１を透過した後で反射ミラー３２で反射しＳ偏光の光と同じ向き、同じ角度で出射されるので、入射角度θで第１レンズアレイ板４１に入射する。
【００４１】
ここで、第２レンズアレイ板４２を各レンズ１／２個分、偏心配置することで、Ｐ偏光の光のスポット像と、Ｓ偏光の光のスポット像が、第２レンズアレイ板４２の同じレンズ面上に分離して集光している。但し、第１レンズアレイ板４１と第２レンズアレイ板４２の位置関係がずれた関係にあるので、このままでは、液晶を用いた映像表示素子９１・９２・９３に対して重畳した光量分布がずれてしまうので、第２レンズアレイ板４２の直後にある合焦レンズ６０を偏心させてそのずれを補正している。
【００４２】
尚、第２光源ユニット２を回転させずに配置し、代わりに第１光源ユニット１をθ回転し配置しても同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００４３】
図５を用いて、本発明の第４の実施例について説明する。
【００４４】
基本構成は、図１と同じであるが、図５では第１光源ユニット１と第２光源ユニット２を回転させずに、反射型偏光板３１と反射ミラー３２をθ／２だけ回転して配置している。
【００４５】
図５において、第１光源ユニット１から出射した自然光のうち、Ｐ偏光の光は反射型偏光手段３１を透過するので、入射角度０度で第１レンズアレイ板４１に入射する。Ｓ偏光の光は反射型偏光手段３１で反射した後で反射ミラー３２で再び反射しＰ偏光の光と同じ向き、同じ角度で出射されるので、入射角度０度で第１レンズアレイ板４１に入射する。
【００４６】
一方、第２光源ユニット２から出射した自然光のうち、Ｓ偏光の光は反射型偏光手段３１で反射するので、反射で２倍、入射角度θで第１レンズアレイ板４１に入射する。Ｐ偏光の光は反射型偏光手段３１を透過した後で反射ミラー３２で反射しＳ偏光の光と同じ向き、同じ角度で出射されるので、反射で２倍、入射角度θで第１レンズアレイ板４１に入射する。
【００４７】
ここで、第１レンズアレイ板４１の各レンズの光軸を偏心することで、Ｐ偏光の光のスポット像とＳ偏光の光のスポット像を第２レンズアレイ板４２の同じレンズ面上に分離して集光している。
【００４８】
尚、第１レンズアレイ板４１の各レンズの光軸の偏心方向を合致させれば、角度は±θのどちらでも良い。
【実施例５】
【００４９】
図６を用いて、本発明の第５の実施例について説明する。
【００５０】
基本構成は、図１と同じであるが、図６では第１光源ユニット１と反射型偏光板３１と反射ミラー３２を回転させずに、第２光源ユニット２をθだけ回転して配置している。
【００５１】
図６において、第１光源ユニット１から出射した自然光のうち、Ｐ偏光の光は反射型偏光手段３１を透過するので、入射角度０度で第１レンズアレイ板４１に入射する。Ｓ偏光の光は反射型偏光手段３１で反射した後で反射ミラー３２で再び反射しＰ偏光の光と同じ向き、同じ角度で出射されるので、入射角度０度で第１レンズアレイ板４１に入射する。
【００５２】
一方、第２光源ユニット２から出射した自然光のうち、Ｓ偏光の光は反射型偏光手段３１で反射するので、入射角度θで第１レンズアレイ板４１に入射する。Ｐ偏光の光は反射型偏光手段３１を透過した後で反射ミラー３２で反射しＳ偏光の光と同じ向き、同じ角度で出射されるので、入射角度θで第１レンズアレイ板４１に入射する。
【００５３】
ここで、第２レンズアレイ板４２の各レンズの光軸を偏心することで、Ｐ偏光の光のスポット像と、Ｓ偏光の光のスポット像が、第２レンズアレイ板４２の同じレンズ面上に分離して集光している。
【００５４】
尚、第２光源ユニット２を回転させずに配置し、代わりに第１光源ユニット１をθ回転し配置しても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施例の２灯式での合成作用を説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施例の２灯式の投射型表示装置の構成図である。
【図３】本発明の第２の実施例の２灯式での合成作用を説明する図である。
【図４】本発明の第３の実施例の２灯式での合成作用を説明する図である。
【図５】本発明の第４の実施例の２灯式での合成作用を説明する図である。
【図６】本発明の第５の実施例の２灯式での合成作用を説明する図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…第１光源ユニット、２…第２光源ユニット、３１…反射型偏光板、３２…反射ミラー、３３…反射ミラー、４１…第１アレイレンズ板、４２…第２アレイレンズ板、５０…偏光変換素子、５２…１／２波長板、６０…合焦レンズ、７１、７２…ダイクロイックミラー、７３、７４、７５…反射ミラー、８１、８２…Ｃレンズ、８３、８４、８５…リレーレンズ、９１、９２、９３…映像表示素子、１０２、１０３…１／２波長板、１０４…クロスプリズム、１０５…投射レンズ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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