(57)【要約】【課題】スクリーン上での照度均一性と色均一性に優れた、１つの画像形成手段を用いた投写型表示装置を提供する。【解決手段】投写型表示装置は、略同一の発光周期で、かつ、互いに異なる発光タイミングで光を放射する複数の光源３０，３１と、前記光源からの光を時間毎に特定の波長帯毎に分離する色分離手段４２と、映像信号に応じて光学像を形成する１つの画像形成手段３９と、前記色分離手段からの光を集光し前記画像形成手段を照明する照明手段４３と、前記画像形成手段上の光学像をスクリーン上に投写する投写レンズ４０とを備える。【選択図】図１
2006235642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略同一の発光周期で、かつ、互いに異なる発光タイミングで光を放射する複数の光源と、
前記光源からの光を時間毎に特定の波長帯毎に分離する色分離手段と、
映像信号に応じて光学像を形成する１つの画像形成手段と、
前記色分離手段からの光を集光し前記画像形成手段を照明する照明手段と、
前記画像形成手段上の光学像をスクリーン上に投写する投写レンズと
を備えた投写型表示装置。
【請求項２】
前記複数の光源の発光周期が互いに略１／４周期異なる請求項１に記載の投写型表示装置。
【請求項３】
前記画像形成手段が透過型の表示装置である請求項１または２に記載の投写型表示装置。
【請求項４】
前記画像形成手段が反射型の表示装置である請求項１または２に記載の投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成手段に形成される画像を照明光で照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大画面の画像を得るために、映像信号に応じた光学像を形成する小型の画像形成手段に、光源からの光を照明し、投写レンズによりその光学像をスクリーン上に投写、拡大する投写型表示装置が用いられている。
【０００３】
画像形成手段としては、アクティブマトリクス方式であって、ツイストネマチック型の液晶セルの両側に偏光板を直交ニコルに配置した構成を有し、偏光を利用して光を変調する液晶パネルが広く実用的に用いられている。
【０００４】
液晶パネルに光源からの光を照明する照明装置としては、複数のレンズから構成される２枚のレンズアレイ板が用いられている（例えば特開平３−１１１８０６号公報）。２枚のレンズアレイ板は、光源側に配置されるその一方のレンズアレイ板に入射する光束を多数に分割し、分割された各光束を液晶パネル上に重畳し、効率よく均一に照明する。
【０００５】
また、偏光を利用した液晶パネルを用いた投写型表示装置の照明装置として、偏光分離手段である偏光分離プリズムと、偏光回転手段である１／２波長板を用いて、自然光を偏光方向が一方向の光に変換する偏光変換光学部材を構成し、投写型表示装置の光利用効率を向上させ、投写型表示装置の高輝度化を図る照明装置が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、投写型表示装置の高輝度化を図るため、複数の光源を用いた照明装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【０００７】
図２１は、従来の複数の光源を用いた照明装置９００を導入した投写型表示装置の概略構成を示す。
【０００８】
光源である２つの放電ランプ９０１，９０２からの放射光はそれぞれの凹面鏡（放物面鏡）９０３，９０４により集光され、略平行光の光束に変換される。それぞれの平行光束は正レンズ９０５により収束され、色分離装置に入射する。
【０００９】
色分離装置は、モータ９０７で回転する回転板９０６に緑、赤、青のダイクロイックミラーが取り付けられており、正レンズ９０５を出射した光が色分離装置を通過することで、時分割的に緑、赤、青の３原色光に分離される。
【００１０】
色分離装置から出射する光束は集光レンズ９０８に入射し、略平行光の光束に変換される。平行光束はそれぞれ第１レンズアレイ板９０９に入射する。第１レンズアレイ板９０９は複数の矩形のレンズから構成され、各矩形のレンズにより入射光束を多数に分割し、それぞれ第２レンズアレイ板９１０の複数の各レンズに収束させる。第２レンズアレイ板９１０の各レンズには多数の微小な光源像が形成される。第２レンズアレイ板９１０は第１レンズアレイ板９０９の各レンズからの光束を液晶パネル９１１上に重畳結像させる。このようにして、分割した多数の光束を液晶パネル９１１上に重畳させて均一な照明を行う。
【００１１】
フィールドレンズ９１２は、液晶パネル９１１への照明光を投写レンズ９１３の瞳面９１４に集光する。液晶パネル９１１から出射した光は、投写レンズ９１３に入射する。投写レンズ９１３は液晶パネル９１１の画像をスクリーン（図示せず）上に拡大投写する。
【００１２】
以上の構成によれば、複数の光源を用いるため画像が明るい投写型表示装置が構成できる。
【００１３】
図２２は、投写レンズ９１３の瞳面９１４に形成される光源像の様相の概略を示している。２つの光源９０１，９０２からの光がレンズアレイ板９０９，９１０により複数の微小な光源像９２４に分割され、さらに、これらの光源像９２４は２つの光源像群９２２、９２３を形成する。
【特許文献１】特開平８−３０４７３９号公報
【特許文献２】特開平６−２６５８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
一般的に、投写型表示装置の画像の明るさを向上させるためには、光源の放電ランプの消費電力を高くすればよいが、放電ランプの寿命を確保しつつ、消費電力を高くすると、発光部が大きくなり、光利用効率が低下するという問題がある。このため、比較的消費電力の小さい複数の光源を用いた方が、投写型表示装置の明るさを効率よく向上させることができる。
【００１５】
図２１のような複数の光源を用いた従来の照明装置の構成では、投写レンズ９１３の光軸（以下、システム光軸と言うことがある）を挟んで、２つの光源９０１，９０２が対称に配置されている。このような場合、投写レンズの瞳面９１４に形成される光源からの像は、図２２に示すように、光軸を挟んで２つの群として形成される。
【００１６】
一般に、投写レンズには口径蝕があり、スクリーン上で、中心の照度に対して周辺の照度が低下する。これは、投写レンズの瞳面での光源像が口径蝕によりケラレを生じるためである。したがって、光軸を挟んで配置される２つの光源の発光特性が異なる場合には、スクリーン周辺部の明るさに寄与する光源像が異なるため、スクリーン上で投写画像の色むらを生じる。また、１つの光源が不点灯になった場合には、スクリーン上での照度分布が不均一となるという問題を生じる。したがって、複数の光源を用いて照明装置および投写型表示装置を構成する場合、それぞれの光源により形成される投写レンズの瞳面での光源像が、光軸に対してできるだけ対称であることが必要であった。
【００１７】
また、複数の光源からの光線が、単一の色分離装置に入射する場合、色分離を行うダイクロイックミラーの分光透過特性には入射角度依存性があり、入射角度が大きくなると、透過帯域が基準の帯域に比べて短波長側へシフトし、透過光の色純度が著しく低下する。そのため投写画像は明るくなる代わりに色再現性が著しく低下する。一方で、複数の色分離装置を用いる場合にはセットが著しく大型化するため実用性に欠ける。
【００１８】
さらに、２つの凹面鏡に対して、それぞれ、第１および第２のレンズアレイ板が必要であり、コスト高になるという問題があった。
【００１９】
また、複数の光源を用いる場合、特に光源が交流点灯の場合、光源毎に発光強度が時間毎に異なるため、重ね合わせられた照明としては画面の明るさが変動する現象が発生する。
【００２０】
本発明は、上記の従来の問題点を解決するものであり、複数の光源を用いた照明装置において、システム光軸に対して光源像が均一に配置され、光利用効率が高く、小型で、低コストな光源装置を提供することを目的とする。
【００２１】
また、本発明は、スクリーン上での照度均一性と色均一性に優れ、輝度が高く、色再現性が良好で、小型で、低コストな投写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】
【００２２】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成とするものである。
【００２３】
即ち、本発明の第１の構成にかかる照明装置は、光源からの光を集光し画像を形成する画像形成手段を照明する照明装置であって、複数の光源と、前記複数の光源からの放射光をそれぞれ集光し、所定の方向に反射する反射手段と、複数のプリズムから構成され、前記反射手段からの光をそれぞれ偏角し、合成するプリズムアレイ板と、前記プリズムアレイ板からの光を時間毎に特定の波長帯毎に分離する色分離手段と、前記色分離手段からの光が入射し、入射光の光束密度を制御して略平行光を出射する集光手段と、複数のレンズから構成され、前記集光手段からの光を多数の光束に分割する第１のレンズアレイ板と、複数のレンズから構成され、前記第１のレンズアレイ板からの光が入射する第２のレンズアレイ板とを備えたことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の第２の構成にかかる照明装置は、光源からの光を集光し画像を形成する画像形成手段を照明する照明装置であって、複数の光源と、前記複数の光源からの放射光をそれぞれ集光し、所定の方向に反射する反射手段と、複数のプリズムから構成され、前記反射手段からの光をそれぞれ偏角し、合成するプリズムアレイ板と、前記プリズムアレイ板からの光を時間毎に特定の波長帯毎に分離する色分離手段と、前記色分離手段からの光が入射し、入射光の光束密度を制御して略平行光を出射する集光手段と、複数のレンズから構成され、前記集光手段からの光を多数の光束に分割する第１のレンズアレイ板と、複数のレンズから構成され、前記第１のレンズアレイ板からの光が入射する第２のレンズアレイ板と、前記第２のレンズアレイ板からの光を、偏光方向が直交する２つの偏光光に分離する偏光分離手段と、前記偏光分離手段から出射した２つの偏光光の偏光方向を揃える偏光回転手段とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の第３の構成にかかる照明装置は、光源からの光を集光し画像を形成する画像形成手段を照明する照明装置であって、複数の光源と、前記複数の光源からの放射光をそれぞれ集光し、所定の方向に反射する反射手段と、複数のプリズムから構成され、前記反射手段からの光をそれぞれ偏角する第１のプリズムアレイ板と、複数のプリズムから構成され、前記第１のプリズムアレイ板からの光をそれぞれ偏角し、合成する第２のプリズムアレイ板と、前記第２のプリズムアレイ板からの光を時間毎に特定の波長帯毎に分離する色分離手段と、前記色分離手段からの光が入射し、入射光の光束密度を制御して略平行光を出射する集光手段と、複数のレンズから構成され、前記集光手段からの光を多数の光束に分割する第１のレンズアレイ板と、複数のレンズから構成され、前記第１のレンズアレイ板からの光が入射する第２のレンズアレイ板とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の第４の構成にかかる照明装置は、光源からの光を集光し画像を形成する画像形成手段を照明する照明装置であって、複数の光源と、前記複数の光源からの放射光をそれぞれ集光し、所定の方向に反射する反射手段と、複数のプリズムから構成され、前記反射手段からの光をそれぞれ偏角する第１のプリズムアレイ板と、複数のプリズムから構成され、前記第１のプリズムアレイ板からの光をそれぞれ偏角し、合成する第２のプリズムアレイ板と、前記第２のプリズムアレイ板からの光を時間毎に特定の波長帯毎に分離する色分離手段と、前記色分離手段からの光が入射し、入射光の光束密度を制御して略平行光を出射する集光手段と、複数のレンズから構成され、前記集光手段からの光を多数の光束に分割する第１のレンズアレイ板と、複数のレンズから構成され、前記第１のレンズアレイ板からの光が入射する第２のレンズアレイ板と、前記第２のレンズアレイ板からの光を、偏光方向が直交する２つの偏光光に分離する偏光分離手段と、前記偏光分離手段から出射した２つの偏光光の偏光方向を揃える偏光回転手段とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
上記の照明装置によれば、複数の光源からの光を偏角し、合成するプリズムアレイ板を備えることにより、複数の光源からの光を非常に効率よく、均一に液晶パネルを照明できる照明装置が実現できる。
【００２８】
また、本発明にかかる投写型表示装置は、映像信号に応じて光学像を形成する１つの画像形成手段と、光源からの光を集光し前記画像形成手段を照明する照明手段と、前記画像形成手段上の光学像をスクリーン上に投写する投写レンズとを備えた投写型表示装置であって、前記照明手段が前記第１〜第４のいずれかの照明装置であることを特徴とする。
【００２９】
上記の投写型表示装置によれば、均一性が良く、光利用効率が高い、明るい投写型表示装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の照明装置によれば、複数の光源からの光を偏角し、合成するプリズムアレイ板を備えることにより、複数の光源からの光を非常に効率よく、均一に液晶パネルを照明できる照明装置が実現できる。
【００３１】
また、本発明の投写型表示装置によれば、均一性が良く、光利用効率が高い、明るい投写型表示装置を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の照明装置および投写型表示装置について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１にかかる照明装置及び投写型表示装置の概略構成を示したものである。本実施の形態の投写型表示装置は、画像形成手段として、偏光や散乱を利用して光を変調する液晶パネルを用いる。
【００３４】
図１において、３０、３１は放電ランプ、３２、３３は放物面鏡、３４は複数のプリズムから構成されるプリズムアレイ板、４４は正レンズ、４２は複数のダイクロイックミラーから構成されるカラーホイール、４３は集光レンズ、３５は第１レンズアレイ板、３６は第２レンズアレイ板、３７は本実施の形態の照明装置、３８はフィールドレンズ、３９は液晶パネル、４０は投写レンズ、４１は投写レンズの瞳面、５８は投射レンズ４０の光軸である。
【００３５】
メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ等のランプ３０、３１から放射される光は、それぞれ対応する放物面鏡３２、３３により集光され、光軸５８に対して１２０度の角度をなす略平行光に変換される。それぞれの光束は複数のプリズム素子から構成されるプリズムアレイ板３４に入射する。プリズムアレイ板３４のプリズム素子は、頂角が６０度の三角柱プリズムである。プリズムアレイ板３４の各プリズム素子は放物面鏡３２、３３から入射する光を全反射させ、それぞれの光軸を６０度偏角する。放物面鏡３２、３３からの光束はプリズムアレイ板３４によりそれぞれ複数に分割され、そして、放物面鏡３２からの分割された光束と放物面鏡３３からの分割された光束とが交互に合成される。交互に合成さた光束は、正レンズ４４により収束させた後、複数のダイクロイックミラーから構成され、モータ４５で高速で回転するカラーホイール４２に入射する。
【００３６】
図２にカラーホイール４２の概略構成を示す。５０、５１、５２はそれぞれ、赤透過、緑透過、青透過のダイクロイックフィルターであり、円を３分割して３色のフィルタを組み合わせて構成されている。モータ４５は液晶パネル３９に１フレーム分の画像が表示される間に１回転する。
【００３７】
カラーホイール４２に入射した光は、赤透過のダイクロイックフィルタ５０，緑透過のダイクロイックフィルタ５１、青透過のダイクロイックフィルタ５２により、時系列的に赤、緑、青の色光に分離される。
【００３８】
正レンズ４４により収束され、カラーホイール４２に入射する光は発散しつつ、赤、緑、青の色光に分離され、集光レンズ４３に入射する。
【００３９】
図３は、集光レンズ４３での入射光束の光束密度制御の概念図である。図３を用いて、集光レンズ４３の作用を説明する。集光レンズは例えば非球面の両面凸レンズを用いる。
【００４０】
集光レンズ４３は入射光を略平行光に変換する。このとき図３に示す通り、入射光束を光軸５８に近傍な側から４分割しそれぞれの光束密度をＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とし、各入射光束に対応する出射光束の各領域での光束密度をＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４とすると、集光レンズ４３はＳ１＜ＳＳ１，Ｓ２＜ＳＳ２，Ｓ３＝ＳＳ３，Ｓ４＞ＳＳ４でありかつ、ＳＳ１＞ＳＳ２＞ＳＳ３＞ＳＳ４となるよう入射光束を制御して出射する。これにより、集光レンズ４３は光軸５８から離れるほど光束密度の小さい平行光束を出射する。
【００４１】
集光レンズ４３からの光束は、複数のレンズで構成される第１レンズアレイ板３５に入射する。プリズムアレイ板３４のプリズム素子ピッチは、第１レンズアレイ板３５のレンズ素子ピッチ（プリズム素子の配列方向のピッチ）の２倍にしてある。プリズムアレイ板３４のプリズムの一辺で反射した光束の境界が、第１レンズアレイ板３５のレンズ素子の開口部と一致しないようにするためである。
【００４２】
このようにして、第１レンズアレイ板３５のレンズ素子へ入射する光束には、プリズムアレイ板３４で分割された光束が均一に入射し、液晶パネル３９へ均一な照明ができるようにしている。
【００４３】
図４は第１レンズアレイ板３５の構成例を示す。（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は下面図である。図示したように、第１レンズアレイ板３５は、複数の矩形レンズを２次元状に配列して構成し、各矩形レンズの形状は、被照明領域である液晶パネル３９の各画素と相似形状とする。
【００４４】
第１レンズアレイ板３５に入射した光束は、多数の光束に分割される。第１レンズアレイ板３５により分割された多数の微小光束はそれぞれ、複数のレンズで構成した第２レンズアレイ板３６の対応するレンズ上に収束する。第２レンズアレイ板３６上には光源３０，３１の発光体に対応する多数の発光体像（２次光源像）が形成される。第２レンズアレイ板３６は、例えば第１レンズアレイ板と同じものが使用できる。
【００４５】
第１レンズアレイ板３５のレンズ素子の焦点距離は、第１レンズアレイ板３５と第２レンズアレイ板３６との間隔と等しくしている。また、第１レンズアレイ板３５面と液晶パネル面３９とが略共役関係となるように、第２レンズアレイ板３６のレンズ素子の焦点距離を決めている。第２レンズアレイ板３６の各レンズ素子からの出射した光を液晶パネル３９上に照明するため、第２レンズアレイ板３６の各レンズ素子および第１レンズアレイ板３５の各レンズ素子はそれぞれ適切に偏芯させている。
【００４６】
第２レンズアレイ板３６から出射する多数の光束は、液晶パネル３９上に重畳され、液晶パネル３９上を均一に照明する。
【００４７】
フィールドレンズ３８は、液晶パネル３９上を照明する光を投写レンズ４０の瞳面４１に集光するためのものである。投写レンズ４０の瞳面４１と第２レンズアレイ板３６面とは略共役関係となるように、フィールドレンズ３８の焦点距離が設定される。
【００４８】
図５は、投射レンズ４０の瞳面４１の発光体像を出射面側からみた様子を模式的に示したものである。同時に第２レンズアレイ板３６の各矩形レンズとの対応が分かるように、第２レンズアレイ板３６を点線で図示してある。各矩形レンズに対応して、光源３０，３１に対応する二つの発光体像５４，５５が形成される。集光レンズ４３の作用により第１レンズアレイ３５に入射する光束密度は光軸５８から離れるほど小さくなるので、発光体像５４，５５の大きさも光軸５８から離れるほど小さくなる。
【００４９】
図５において、第２レンズアレイ板３６からの出射光線がすべて利用されるためには、第２レンズアレイ板３６の有効領域の外接円５６と等しい大きさの瞳面を持つ投写レンズ４０が必要になる。しかし、投写レンズの小型、低コスト化のためには瞳面はなるべく小さい方がよい。本実施の形態では、集光レンズ４３の作用により光軸５８から離れるほど発光体像５４，５５は小さくなるので、仮に周辺の発光体像を取り込まないでも、大きな損失とはならない。従って、瞳面を仮想円５７とすれば、光損失を押さえながら、投写レンズ４０を小型化し、低コスト化できる。
【００５０】
投写レンズ４０の瞳面４１には、図５に示したのと同様な光源３０および３１の光源像が形成される。即ち、プリズムアレイ板３４のプリズム素子の配列方向に、それぞれ光源３０、３１の微小光な光源像が交互に形成される。
【００５１】
この瞳面４１が光源として、スクリーン上（図示せず）に投写される。本実施の形態では、図２２に示す従来の照明装置の投写レンズの瞳面での光源像と比べて、光軸に対して２つの光源像が対称に形成されている。また、投写レンズの瞳面の全体に光源像が形成される。従って、照度均一性に優れた画像が得られる。
【００５２】
プリズムアレイ板３４は、成形で製作してもよい。成形品を用いることにより、低コストなプリズムアレイ板が構成できる。この場合、プリズム頂角のだれと平面部の精度が低くなるが、多少損失が増大するだけである。また、プリズムアレイ板３４を耐熱性の高い樹脂で構成してもよい。プリズムアレイ板を樹脂で製作すれば、さらに、低コスト化できる。
【００５３】
また、カラーホイール４２を構成するダイクロイックフィルタに入射角依存性があっても、正レンズ４４のパワーを調整することで入射角度を変更できる。また、正レンズ４４を２枚のレンズ群から構成することで、プリズムアレイ板３４とカラーホイール４２との間隔を可変できる。こられによって色再現性を最適化することができる。
【００５４】
以上のように、本実施の形態によれば、複数の光源３０，３１からの光をプリズムアレイ板３４により偏角し、合成するため、投写レンズ４０の瞳面４１に形成される光源像が光軸５８に対してほぼ対称に配置され、スクリーン上の照度均一性および色均一性が良く、光利用効率の高い照明装置が構成できる。また、投写レンズ４０のＦナンバーを小さくすることなく、複数の光源を合成できるため、小型で低コストな投写型表示装置が構成できる。
【００５５】
（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２にかかる照明装置及び投写型表示装置の概略構成を示したものである。実施の形態１と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態の投写型表示装置は、画像形成手段として、偏光を利用して光を変調する液晶パネルを用いる。
【００５６】
ランプ３０，３１から集光レンズ４３にいたる構成は図１に示した実施の形態１と同様である。本実施の形態が実施の形態１（図１）と異なるのは、本実施の形態の照明装置６０が、偏光分離手段としての偏光分離プリズムアレイ６１と、偏光回転手段としての１／２波長板６５と、補助レンズ６６とを備えている点である。
【００５７】
図７は偏光分離プリズムアレイ６１と１／２波長板６５の構成例を示す。（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は下面図である。偏光分離プリズムアレイ６１は、偏光分離プリズム６２をランプ３０，３１の配列方向と垂直な方向に複数配列して構成される。
【００５８】
偏光分離プリズム６２は、第２レンズアレイ３６のレンズ素子の短軸方向の配列ピッチの約１／２のピッチで配列される。偏光分離プリズム６２の接合面には偏光分離膜６３を配置する。さらに偏光分離プリズムアレイ６１の出射側には偏光分離プリズムの２倍の配列ピッチで１／２波長板６５を配置する。
【００５９】
図８を用いて偏光分離プリズムアレイ６１と１／２波長板６５の作用を説明する。
【００６０】
第２レンズアレイ板３６から出射する多数の光束は、微小な偏光分離プリズム６２をプリズムアレイ板のプリズム配列方向と直角な一方向に複数配列した偏光分離プリズムアレイ６１に入射する。微小な偏光分離プリズム６２は、第２レンズアレイ板３６のレンズ素子の配列ピッチの約１／２のピッチで配列している。一つの偏光分離プリズム６２ａに入射した光は偏光分離膜６３ａによりＰ偏光は透過し、Ｓ偏光は反射させられる。反射したＳ偏光の光は、隣の反射膜６３ｂに入射し再び反射され、１／２波長板６５に入射する。１／２波長板６５は入射した光の偏光方向を９０°回転するように配置され、入射したＳ偏光の光をＰ偏光に変換して透過させる。
【００６１】
偏光分離プリズムアレイ６１と１／２波長板６５により自然光を一つの偏光方向の光に変換された光は補助レンズ６６に入射する。補助レンズ６６で屈折された多数の光束は液晶パネル３８上に重畳され、液晶パネル３８を均一に照明する。
【００６２】
このように、偏光分離プリズムアレイ６１と１／２波長板６５を配置することにより、偏光方向を一方向に揃えながら、損失していた一方の偏光方向の光を利用できるため、液晶パネル３９を照明する有効な偏光の光束が増大する。
【００６３】
フィールドレンズ３８は液晶パネル３９上に照明される光を投写レンズ４０の瞳面４１に集光するためのものである。投写レンズ４０の瞳面４１と第２レンズアレイ板３６面とは略共役関係となるように、フィールドレンズ３８の焦点距離が設定される。
【００６４】
補助レンズ６６は第２レンズアレイ板３６の周辺から出射する光束を液晶パネル３９上に照明するためのレンズであり、その焦点距離は補助レンズ６６面から液晶パネル３９面までの面間距離としている。
【００６５】
図９は、投写レンズ４０の瞳面４１の発光体像を出射面側からみた様子を模式的に示したものである。同時に第２レンズアレイ板３６の各矩形レンズとの対応が分かるように、第２レンズアレイ板３６を点線で図示してある。瞳面４１には光源３０，３１の光源像として、Ｐ偏光とＳ偏光の発光体像が偏光分離プリズムアレイ６１のプリズム配列方向（図９の上下方向）に交互に形成される。損失が全くない瞳面とするためには、図５の場合と同様に、第２レンズアレイ板３６の有効領域の外接円５６の大きさが必要であるが、瞳４１の大きさを仮想円５７とすることで、光損失を最小に押さえながら、投写レンズ４０を小型化、低コスト化できる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態によれば、複数の光源３０，３１からの光をプリズムアレイ板３４により偏角し、合成するため、投写レンズ４０の瞳面４１に形成される光源像が光軸５８に対してほぼ対称に配置され、スクリーン上の照度均一性および色均一性が良く、光利用効率の高い照明装置が構成できる。また、投写レンズ４０のＦナンバーを小さくすることなく、複数の光源を合成できるため、小型で低コストな投写型表示装置が構成できる。さらに、自然光を一方向の偏光の光に変換する偏光変換光学部材を配置するため、光利用効率が非常に高い照明装置が構成できる。
【００６７】
（実施の形態３）
図１０は本発明の実施の形態３にかかる照明装置及び投写型表示装置の概略構成を示したものである。実施の形態１と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態の投写型表示装置は、画像形成手段として、偏光や散乱を利用して光を変調する液晶パネルを用いる。
【００６８】
ランプ３０，３１から正レンズ４４に至る構成、及び、第１レンズアレイ板３５から液晶パネル３９に至る構成は図１に示した実施の形態１と同様である。本実施の形態が実施の形態１（図１）と異なるのは、実施の形態１の集光レンズ４３に代わって集光手段として入射側レンズ７１と出射側レンズ７２が配置されていることと、色分離手段としてのカラーホイールの構成が相違することである。図１０において、７０は本実施の形態の照明装置である。
【００６９】
実施例１と同様にして、正レンズ４４により収束された光は、複数のダイクロイックミラーから構成され、モータ７４で高速で回転するカラーホイール７３に入射する。
【００７０】
図１１に本実施の形態のカラーホイール７３の構成を示す。５０、５１、５２はそれぞれ、赤透過、緑透過、青透過のダイクロイックフィルターであり、５３は可視光透過のフィルタである。実施の形態１と異なり、本実施の形態のカラーホイール７３は、円を６分割して３色のフィルタを組み合わせ、さらに画面の輝度の高いところで利用される白色を組み合わせている。さらに、モータ７４は液晶パネル３９に１フレーム分の赤、緑、青、白色の画像が表示される間に２回転する様になっている。これにより、高速に移動する画像が表示される場合にも画質の劣化が低減できる。
【００７１】
プリズムアレイ板３４から出射した光は、正レンズ４４により収束されてカラーホイール７３に入射する。カラーホイール７３に入射した光は、赤透過のダイクロイックフィルタ５０，緑透過のダイクロイックフィルタ５１、青透過のダイクロイックフィルタ５２、可視光透過のフィルタ５３により、時系列的に赤、緑、青、白の色光に分離される。赤、緑、青、白の色光は入射側レンズ７１、出射側レンズ７２により集光され、略平行光に変換された後、複数のレンズで構成される第１レンズアレイ板３５に入射する。
【００７２】
図１２は入射側レンズ７１と出射側レンズ７２での入射光束の制御を説明する概念図である。
【００７３】
入射側レンズ７１は、例えば、入射面が平面で、出射側は周辺部で強い正パワーを有し、光軸５８の近傍部では周辺部に比べ緩やかなパワーを有する。従って、入射光線は光軸５８の近傍部では進行方向がほとんど変えられることがなく直進するが、周辺部では大きく屈折作用を受け略平行光に変換される。
【００７４】
さらに出射側レンズ７２は、例えば、入射面は平面で、出射面は光軸５８の近傍付近で強い正パワーを有し、周辺部では光軸近傍部に比べ緩やかなパワーを有する。従って、入射光は周辺部では屈折作用を受けず光線は直進し、光軸５８の近傍付近では屈折作用を受けて略平行光に変換される。従って、光軸近傍部、周辺部とも略平行光が出射される。
【００７５】
このとき、図１２に示す通り、入射光束を光軸５８に近傍な側から４分割しそれぞれの光束密度をＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とし、各入射光束に対応する出射光束の各領域での光束密度をＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４とすると、入射側レンズ７１と出射側レンズ７２で構成される集光レンズは、Ｓ１＞ＳＳ１，Ｓ２＞ＳＳ２，Ｓ３＝ＳＳ３，Ｓ４＜ＳＳ４でありかつ、ＳＳ１＝ＳＳ２＝ＳＳ３＝ＳＳ４となるように入射光束を制御して出射する。これにより、出射側レンズ７２からは光軸５８からの距離に関係なく光束密度の略均一な平行光束を出射する。
【００７６】
これにより、以下のような利点がある。一般に第１レンズアレイ板３５に密度の不均一な光束が入射すると、第２レンズアレイ板３６の各レンズ素子上に形成される発光体像の大きさが不均一になり、光束密度の大きい領域ほど発光体像の大きさが大きくなる。ランプの高出力化等で発光体が大きくなると、発光体像も比例して大きくなり、各レンズの開口より大きな発光体像が形成される場合もあり、光損失が発生する。
【００７７】
これに対し、本実施の形態においては、第１レンズアレイ板３５への入射光の光束密度を均一にできるので、発光体像の大きさをおよそ均一にでき、上述のような光損失を低減できる。
【００７８】
図１３は、投写レンズ４０の瞳面４１の発光体像を出射側からみた様子を模式的に示したものである。同時に第２レンズアレイ板３６の各矩形レンズとの対応が分かるように、第２レンズアレイ板３６を点線で図示してある。図１３において、紙面横方向は長軸方向を、紙面上下方向は短軸方向を示す。本実施の形態では、入射側レンズ７１と出射側レンズ７２の作用により、各矩形レンズに対応して、光源３０，３１に対応する二つの発光体像７７，７８が全領域にわたってほぼ同じ大きさで形成される。瞳面４１は、第２レンズアレイ板３６の有効領域の外接円と同じ大きさの円７５とし、すべての発光体像からの光を取り込むことで、光損失を防止する。
【００７９】
以上のように、本実施の形態によれば、複数の光源３０，３１からの光をプリズムアレイ板３４により偏角し、合成するため、投写レンズ４０の瞳面４１に形成される光源像が光軸５８に対してほぼ対称に配置され、スクリーン上の照度均一性および色均一性が良く、光利用効率の高い照明装置が構成できる。また、照明光の光束密度を制御するレンズ７１，７２を配置することで、瞳面４１での発光体像の大きさをおよそ均一にでき、比較的発光体の大きいランプを用いる場合でも第２レンズアレイ３６上で発生する光損失を低減でき、光利用効率の高い照明装置が構成できる。
【００８０】
（実施の形態４）
図１４は本発明の実施の形態４にかかる照明装置及び投写型表示装置の概略構成を示したものである。実施の形態１と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態の投写型表示装置は、画像形成手段として、偏光や散乱を利用して光を変調する液晶パネルを用いる。
【００８１】
正レンズ４４から液晶パネル４０に至る構成は図１に示した実施の形態１と同様である。本実施の形態が実施の形態１（図１）と異なるのは、本実施の形態の照明装置８０が第１のプリズムアレイ板８１と第２のプリズムアレイ板８２を、放物面鏡３２、３３と正レンズ４４の間に配置していることである。
【００８２】
実施の形態１（図１）の照明装置では、プリズムアレイ板３４のプリズム配列方向の開口と放物面鏡３２，３３の開口の大きさの比は、光束を６０度偏角するため、２：１となる。この場合、プリズムアレイ板３４、第１および第２のレンズアレイ板３５，３６の開口を小型に構成しようとすると、放物面鏡３２，３３の開口を小さくすることが必要となり、放物面鏡のランプからの光の集光率が低下する。
【００８３】
そこで、本実施の形態では、集光率を向上させるため、放物面鏡３２，３３の開口と、レンズアレイ板３５，３６に近接して配置するプリズムアレイ板の開口が同等になるように、放物面鏡３２，３３からの光束を３０度偏角し、第２のプリズムアレイ板８２に入射させる第１のプリズムアレイ板８１を備えるものである。
【００８４】
ランプ３０，３１から放射される光はそれぞれ対応する放物面鏡３２，３３により、集光し略平行光に変換される。それぞれの光束は複数のプリズムから構成される第１のプリズムアレイ板８１に入射する。第１のプリズムアレイ板８１のプリズム素子は、頂角が９０度の三角柱プリズムである。第１のプリズムアレイ板８１のプリズム素子は放物面鏡３２，３３から入射する光を損失させることなく、屈折させ、それぞれの光源からの光を３０度偏角する。３０度偏角させるため、プリズム素子の屈折率は略１．７３の媒質を用いている。第１のプリズムアレイ板８１は投写レンズの光軸５８に対して対称となるよう配置している。本実施の形態では、２つの放物面鏡３２，３３からの光束が入射する第１のプリズムアレイ板８１を一つで構成しているが、２つ放物面鏡３２，３３からのそれぞれの光束に対応する複数の第１のプリズムアレイ板で構成してもよい。
【００８５】
第１のプリズムアレイ板８１のプリズム素子により偏角した光は第２のプリズムアレイ板８２に入射する。第２のプリズムアレイ板８２のプリズム素子は頂角が６０度の三角柱プリズムであり、その数は第１のプリズムアレイ板８１のプリズム素子の数の１／２で構成している。第２のプリズムアレイ板８２のプリズム素子の配列ピッチは、第１のプリズムアレイ板８１のプリズム素子の配列ピッチの略２倍である。第２のプリズムアレイ板８２のプリズム配列方向の開口と放物面鏡３２，３３の開口の大きさの比は１．１５：１となりほぼ同等となる。したがって、第２のプリズムアレイ板８２、第１および第２レンズアレイ板３５，３６を小型に構成しても、放物面鏡のランプからの光の集光率を高くできる。
【００８６】
第２のプリズムアレイ板８２の各プリズム素子は、放物面鏡３２，３３から第１のプリズムアレイ板８１を屈折して入射する光を全反射させ、それぞれの光軸を６０度偏角する。入射した光束は第２のプリズムアレイ板８２によりそれぞれ複数に分割され、そして、放物面鏡３２からの分割された光束と放物面鏡３３からの分割された光束とが交互に合成される。交互に合成さた光束は、正レンズ４４により収束され、複数のダイクロイックミラーから構成され、モータ８４で高速に回転するカラーホイール８３に入射する。
【００８７】
カラーホイール８３の構成を図１５に示す。５０、５１、５２はそれぞれ、赤透過、緑透過、青透過のダイクロイックフィルターである。モータ８４は液晶パネル３９に１フレーム分の赤、緑、青の画像が表示される間に２回転する様になっている。これにより、高速に移動する画像が表示される場合にも画質の劣化が低減できる。
【００８８】
カラーホイール１１７に入射した光は、赤透過のダイクロイックフィルタ５０，緑透過のダイクロイックフィルタ５１、青透過のダイクロイックフィルタ５２により、時系列的に赤、緑、青の色光に分離される。赤、緑、青の色光は集光レンズ４３により集光され、略平行光に変換された後、複数のレンズで構成される第１レンズアレイ板３５に入射する。第１レンズアレイ板３５に入射した光束は、多数の光束に分割されて、複数のレンズから構成される第２レンズアレイ板３６に収束する。
【００８９】
集光レンズ４３は実施の形態１に示すものとサイズは違うが同一の構成であり、その作用も同様である。このため第１のレンズアレイ板３５に入射する光束の光束密度は、光軸近傍部から離れるにつれて低下する（図３参照）。これにより、実施の形態１と同様に、第１レンズアレイ板３５に密度の不均一な光束が入射すると、第２レンズアレイ板３６の各レンズ素子上に形成される発光体像の大きさが不均一になり、光束密度の大きい領域ほど発光体像の大きさが大きくなる。そのため、投写レンズ４０の瞳面４１は光損失を大きくすることなく、小型化できる（図５参照）。
【００９０】
第１および第２のプリズムアレイ板８１，８２は、成形で製作してもよい。成形品を用いることにより、低コストなプリズムアレイ板が構成できる。この場合、プリズム頂角のだれと平面部の精度が低くなるが、多少損失が増大するだけである。また、第２のプリズムアレイ板８２を耐熱性の高い樹脂で構成してもよい。第１および第２のプリズムアレイ板８１，８２を樹脂で製作すれば、さらに、低コスト化できる。
【００９１】
以上のように、本実施の形態によれば、複数の光源３０，３１からの光を第２のプリズムアレイ板８２により偏角し、合成するため、投写レンズ４０の瞳面４１に形成される光源像が光軸５８に対してほぼ対称に配置され、スクリーン上の照度均一性および色均一性が良く、光利用効率の高い照明装置が構成できる。さらに、放物面鏡３２，３３からの光を３０度偏角する第１のプリズムアレイ板８１を備えるため、放物面鏡３２，３３の開口と第２のプリズムアレイ板８２、第１および第２レンズアレイ板３５，３６の開口の大きさを同等にでき、小型で非常に高い光利用効率の照明装置が構成できる。
【００９２】
（実施の形態５）
図１６は本発明の実施の形態５にかかる照明装置及び投写型表示装置の概略構成を示したものである。実施の形態１〜４と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。本実施の形態の投写型表示装置は、画像形成手段として、偏光を利用して光を変調する液晶パネルを用いる。
【００９３】
放電ランプ３０，３１からカラーホイール８３に至る構成は図１４に示した実施の形態４と同様である。本実施の形態の照明装置９０は、カラーホイール８３と第１のレンズアレイ板３５との間に、実施の形態３と同様の入射側レンズ７１、出射側レンズ７２を備え、第２のプリズムアレイ板３６とフィールドレンズ３８との間に、実施の形態２と同様の、偏光分離手段としての偏光分離プリズムアレイ６１と、偏光回転手段としての１／２波長板６５と、補助レンズ６６とを備えている。
【００９４】
ランプ３０，３１から放射される光は第１のプリズムアレイ板８１で屈折され、第２のプリズムアレイ板８２によって合成され、カラーホイール８３で単色に分解された後、入射側レンズ７１と出射側レンズ７２の作用により光束密度の均一な略平行光に変換され（図１２参照）、第１レンズアレイ板３５に入射する。第１レンズアレイ板３５に入射した光は、実施の形態２にて説明した作用を受けて、特定方向の偏光にそろえられた後、液晶パネル３９を均一に照明する。
【００９５】
図１７は、投写レンズ４０の瞳面４１の発光体像を出射側からみた様子を模式的に示したものである。同時に第２レンズアレイ板３６の各矩形レンズとの対応が分かるように、第２レンズアレイ板３６を点線で図示してある。瞳面４１には光源の像としてＰ偏光とＳ偏光の発光体像が、偏光分離プリズムアレイ６１のプリズム素子の配列方向（図９の上下方向）に交互に形成される。また、発光体像は瞳面４１の全領域にわたってほぼ同じ大きさで形成される。瞳面４１は、第２レンズアレイ板３６の有効領域の外接円と同じ大きさの円７５とし、すべての発光体像からの光を取り込むことで、光損失を防止する。
【００９６】
以上のように、本実施の形態によれば、複数の光源３０，３１からの光を第２のプリズムアレイ板８２により偏角し、合成するため、投写レンズ４０の瞳面４１に形成される光源像が光軸５８に対してほぼ対称に配置され、照度均一性および色均一性が高く、光利用効率の高い照明光学装置が構成できる。また、照明光の光束密度を制御するレンズ７１，７２を配置することで、瞳面４１での発光体像の大きさをおよそ均一にでき、比較的発光体の大きいランプを用いる場合でも第２レンズアレイ３６上で発生する光損失を低減でき、光利用効率の高い照明装置が構成できる。また、放物面鏡３２，３３からの光を３０度偏角する第１のプリズムアレイ板８１を備えるため、放物面鏡３２，３３の開口と第２のプリズムアレイ板８２、第１および第２レンズアレイ板３５，３６の開口の大きさを同等にでき、小型で非常に高い光利用効率の照明光学装置が構成できる。さらに、自然光を一方向の偏光の光に変換する偏光変換光学部材を配置するため、光利用効率が非常に高い照明光学装置が構成できる。
【００９７】
（実施の形態６）
図１８は本発明の実施の形態６にかかる投写型表示装置の概略構成を示したものである。本実施の形態の投写型表示装置は、画像形成手段として、反射して光を変調する反射型の液晶パネルを用いる。
【００９８】
３７は実施の形態１の照明装置、１００は反射型ライトバルブ（反射型液晶パネル）である。実施の形態１と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９９】
集光レンズ４３からは、実施の形態１と同様に、光軸５８の近傍ほど光束密度の高い光束が出射する。第１レンズアレイ板３５は液晶パネル１００と相似形の矩形レンズを二次元状に配列して構成されている。
【０１００】
液晶パネル１００はアクティブマトリックス方式の液晶パネルであり、映像信号に応じた画素への印加電圧の制御により光を変調し、光学像を形成する。液晶パネル１００にはカラ−ホイール４２が１回転する間に、赤、青、緑の画像をそれぞれ１回ずつ表示する。
【０１０１】
液晶パネル１００を反射した色光は、投写レンズ４０によりスクリーン（図示せず）上に拡大投写される。スクリーン上に投射された映像は人間の目の積分効果によりフルカラーの画像として見える。
【０１０２】
以上のように、本実施の形態によれば、２つの光源を用いた照明装置として、光源３０，３１からの光をプリズムアレイ板３４により偏角し、合成する実施の形態１の照明装置を用いているので、２つの光源からの光を非常に効率よく、均一に液晶パネルへ照明できる。したがって、照度及び色の均一性が良く、光利用効率の高い投写型表示装置が構成できる。
【０１０３】
照明装置３７に代えて、実施の形態２〜５の照明装置を用いることもできる。
【０１０４】
上記の実施の形態では、画像形成手段として、偏光や散乱を利用した液晶パネルを用いた例を示したが、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）など回折、反射などの変化として映像信号に応じた光学像を形成する画像形成手段を用いてもよい。また、透過型のスクリーンを用いて、背面投写型の表示装置を構成してもよい。
【０１０５】
（実施の形態７）
図１９は本発明の実施の形態７にかかる投写型表示装置の概略構成を示したものである。本実施の形態の投写型表示装置は、画像形成手段として、偏光を利用して光を変調する反射型の液晶パネルを用いる。
【０１０６】
９０は実施の形態５の照明装置、１００は反射型ライトバルブ（反射型液晶パネル）、１１０はランプ３０のランプ電源、１１１はランプ３１のランプ電源、１１２は液晶パネルのクロック信号に基づいてランプ電源１１０，１１１の駆動波形を制御するコントローラ、１２０は偏光分離プリズムである。実施の形態５と同一の機能を有する部材には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【０１０７】
実施の形態５で説明したように、出射側レンズ７２からは、光軸からの距離に関わらず光束密度がほぼ均一な光束が出射する。第１レンズアレイ板３５は液晶パネル１００と相似形の矩形レンズを二次元状に配列して構成されている。
【０１０８】
フィールドレンズ３８からの光は偏光分離プリズム１２０に入射する。偏光分離プリズム１２０は誘電体多層膜から構成される偏光分離膜を有するプリズムである。偏光分離膜の入射角は４５°であり、偏光分離膜面に対してのＰ偏光を透過させＳ偏光を反射させる。
【０１０９】
反射した光のＳ偏光は反射型の液晶パネル１００に入射する。反射型の液晶パネル１００は、アクティブマトリクス方式であって、液晶層と反射膜とを備えている。液晶には強誘電性液晶、ホメオトロピック液晶やＨＡＮモード液晶、４５度ツイストネマチック液晶が用いられる。反射型の液晶パネルは、映像信号に応じて電圧が印加されると液晶の複屈折が変化する。反射型の液晶パネルへの入射光は液晶を透過し、反射膜で反射され、再び液晶を透過する過程で、複屈折により光の偏光状態がＳ偏光からＰ偏光に変化し、出射する。反射型の液晶パネル１００から出射したＰ偏光の色光は偏光分離プリズム１２０を透過した後、投写レンズ４０によりスクリーン（図示せず）上に拡大投写される。
【０１１０】
一方、反射型の液晶パネル１００により偏光状態が変化されないＳ偏光は、偏光分離プリズム１２０に入射し、偏光分離膜面で反射し、照明装置９０側に戻る。このようにして、反射型の液晶パネル１００で光の偏光状態の変化として形成される光学像がスクリーン（図示せず）上に拡大投写され、フルカラーの投写画像が形成される。
【０１１１】
液晶パネル１００にはカラ−ホイール８３が１回転する間に、赤、青、緑の画像をそれぞれ１回ずつ表示する。スクリーン上に投射された映像は人間の目の積分効果によりフルカラーの画像として見える。
【０１１２】
このとき、光源３０，３１として交流点灯のランプを用いる場合、ランプ電源から発生する方形波でランプは点灯するが、この駆動電流には必ず定常値とは異なるオーバーシュート、アンダーシュートが存在する。２本のランプを用いる場合、両ランプの点灯周波数が異なっていると画像のクロックとは非同期の非定常成分が発生し、あたかもフリッカのように見える。両ランプの点灯周波数を同一とするとこれら非定常成分は決まった周期で発生し、更にランプの点灯周期を画像のクロックと同期させると一定のノイズとして見える。さらに、図２０に示すように、ランプ３０の駆動タイミングとランプ３１の駆動タイミングを１／４周期ずらすことでこの非定常成分は定常成分に比べ相対的に小さくなり、画像上では目立ちにくくなる。なお、図２０において、（Ａ）はランプ３０の駆動電流波形、（Ｂ）はランプ３１の駆動電流波形を示し、横軸は時間軸である。
【０１１３】
以上のように、本実施の形態によれば、２つの光源を用いた照明装置として、実施の形態５の照明装置９０を用いているので、２つの光源からの光を非常に効率よく、均一に液晶パネルへ照明できる。したがって、照度及び色の均一性が良く、光利用効率の高い投写型表示装置が構成できる。さらに、光源の点灯周期、駆動タイミングを制御することで画質の向上にもつながる。
【０１１４】
なお、照明装置９０に代えて、実施の形態１〜４の照明装置を用いることもできる。
【０１１５】
上記の実施の形態では、画像形成手段として、偏光を利用した液晶パネルを用いた例を示したが、特に高速応答性の高い強誘電性液晶を用いた液晶パネルを用いると良い。また、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）など回折、反射などの変化として映像信号に応じた光学像を形成する画像形成手段を用いてもよい。また、透過型のスクリーンを用いて、背面投写型の表示装置を構成してもよい。また、透過型の液晶パネルを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明の利用分野は特に制限はなく、スクリーン上に光学像を拡大して投射する投写型表示装置として広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態１における照明装置及び投写型表示装置の概略構成図である。
【図２】図１の照明装置のカラーホイールの構成図である。
【図３】図１の照明装置の集光レンズによる光束制御を説明するための概念図である。
【図４】図１の照明装置の第１レンズアレイ板の構成図である。
【図５】図１の投写型表示装置の投射レンズの瞳面に形成される光源像を示した模式図である。
【図６】本発明の実施の形態２における照明装置及び投写型表示装置の概略構成図である。
【図７】図６の照明装置の偏光分離プリズムアレイと１／２波長板の構成図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は下面図である。
【図８】図６の照明装置の偏光分離プリズムアレイと１／２波長板の作用を説明するための説明図である。
【図９】図６の投写型表示装置の投射レンズの瞳面に形成される光源像を示した模式図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における照明装置及び投写型表示装置の概略構成図である。
【図１１】図１０の照明装置のカラーホイールの構成図である。
【図１２】図１０の照明装置の入射側レンズと出射側レンズによる光束制御を説明するための概念図である。
【図１３】図１０の投写型表示装置の投射レンズの瞳面に形成される光源像を示した模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態４における照明装置及び投写型表示装置の概略構成図である。
【図１５】図１４の照明装置のカラーホイールの構成図である。
【図１６】本発明の実施の形態５における照明装置及び投写型表示装置の概略構成図である。
【図１７】図１６の投写型表示装置の投射レンズの瞳面に形成される光源像を示した模式図である。
【図１８】本発明の実施の形態６における投写型表示装置の概略構成図である。
【図１９】本発明の実施の形態７における投写型表示装置の概略構成図である。
【図２０】図１０の投写型表示装置の照明装置のランプの駆動波形図である。
【図２１】従来の照明装置及び投写型表示装置の概略構成図である。
【図２２】従来の投写型表示装置の投射レンズの瞳面に形成される光源像を示した模式図である。
【符号の説明】
【０１１８】
３０、３１  放電ランプ
３２、３３ 放物面鏡
３４  プリズムアレイ板
３５  第１レンズアレイ板
３６  第２レンズアレイ板
３７  照明装置
３８  フィールドレンズ
３９  液晶パネル
４０  投写レンズ
４１  投写レンズの瞳面
４２  カラーホイール
４３  集光レンズ
４４  正レンズ
５０  赤透過ダイクロイックフィルター
５１  緑透過ダイクロイックフィルター
５２  青透過ダイクロイックフィルター
５３  可視光透過フィルター
５４，５５  発光体像
５６  第２レンズアレイ板の有効領域の外接円
５７  仮想円
５８  光軸
６０  照明装置
６１  偏光分離プリズムアレイ
６２  偏光分離プリズム
６３  偏光分離膜
６５  １／２波長板
６６  補助レンズ
７０  照明装置
７１  入射側レンズ
７２  出射側レンズ
７３  カラーホイール
７４  モータ
７５  第２レンズアレイ板の有効領域の外接円と同じ大きさの円
７７，７８  発光体像
８０  照明装置
８１  第１のプリズムアレイ板
８２  第２のプリズムアレイ板
８３  カラーホイール
８４  モータ
９０  照明装置
１００  液晶パネル
１１０，１１１  ランプ電源
１１２  コントローラ
１２０  偏光分離プリズム
９００  照明装置
９０１，９０２  放電ランプ
９０３，９０４ 放物面鏡
９０５  正レンズ
９０６  回転板
９０７  モータ
９０８  集光レンズ
９０９  第１レンズアレイ板
９１０  第２レンズアレイ板
９１１  液晶パネル
９１２  フィールドレンズ
９１３  投写レンズ
９１４  投写レンズの瞳面
９２２，９２３  光源像群
９２４  光源像
【図１】
2006235642.tif 000003
【図２】
2006235642.tif 000004
【図３】
2006235642.tif 000005
【図４】
2006235642.tif 000006
【図５】
2006235642.tif 000007
【図６】
2006235642.tif 000008
【図７】
2006235642.tif 000009
【図８】
2006235642.tif 000010
【図９】
2006235642.tif 000011
【図１０】
2006235642.tif 000012
【図１１】
2006235642.tif 000013
【図１２】
2006235642.tif 000014
【図１３】
2006235642.tif 000015
【図１４】
2006235642.tif 000016
【図１５】
2006235642.tif 000017
【図１６】
2006235642.tif 000018
【図１７】
2006235642.tif 000019
【図１８】
2006235642.tif 000020
【図１９】
2006235642.tif 000021
【図２０】
2006235642.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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