(57)【要約】【目的】反射型液晶やＤＭＤ素子等の反射型画像表示素子を斜め方向から照明する照明光学系に関し、２枚のフライアイレンズとこの素子とが略平行となるように配置し、照明光の照度分布を均一にする照明光学系およびこれを用いた投写型表示装置を得る。【構成】光源部１０からの白色光束をミキシングして光量分布の均一化を図るための、２枚のフライアイレンズ１３ａ、１３ｂよりなるインテグレータ部１５および集光光学系１８、ならびにこの照明光に画像情報を担持せしめる反射型液晶表示パネル１９を備えた照明光学系と、この反射光をスクリーン２１に拡大投映する投写レンズ２０とからなる投写型表示装置である。フライアイレンズ１４ａは、フライアイレンズ１３ａに対し略平行で、かつ両レンズ光軸に垂直な方向にシフト配置されている。また、光源部１０の光軸と２枚のフライアイレンズ１３ａ、１４ａの中心を結ぶ線とが互いに略平行となる。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源部からの略平行光束が照射される複数の分割領域に対応させて複数の２次光源像を形成し、この複数の２次光源像からの光を集光し、照明光を形成する２枚のフライアイレンズおよび集光光学系と、前記照明光を所定の映像情報に応じて変調し出射する反射型画像表示素子から構成された照明光学系において、
前記照明光は前記反射型画像表示素子に対し所定の角度をもって入射し、この入射光とは異なる方向へ出射され、
前記２枚のフライアイレンズと前記反射型画像表示素子とが互いに略平行となるように配置されていることを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記２枚のフライアイレンズの一方が、他方のフライアイレンズに対し、両フライアイレンズのレンズ光軸に垂直となる方向にシフトして配置されていることを特徴とする請求項１記載の照明光学系。
【請求項３】
前記光源部が、この光源部の光軸と、前記２枚のフライアイレンズの中心を互いに結ぶ線とが互いに略平行となるように、配置されていることを特徴とする請求項２記載の照明光学系。
【請求項４】
前記２枚のフライアイレンズが共軸となるよう配置されていることを特徴とする請求項１記載の照明光学系。
【請求項５】
前記光源部が、この光源部の光軸と前記２枚のフライアイレンズの光軸とが共軸となるよう配置されていることを特徴とする請求項４記載の照明光学系。
【請求項６】
前記２枚のフライアイレンズのうち、前記反射型画像表示素子側に配置されたフライアイレンズが、光軸に対して垂直な方向に偏心した複数の微小レンズ素子よりなることを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項７】
前記反射型画像表示素子側に配置された前記フライアイレンズの前記複数の微小レンズ素子の偏心方向および偏心量が、このフライアイレンズの全ての前記微小レンズ素子において共通とされていることを特徴とする請求項６記載の照明光学系。
【請求項８】
前記反射型画像表示素子側に配置された前記フライアイレンズと前記反射型画像表示素子の間に配される前記集光光学系が、前記照明光の進行方向を変向させるためのプリズムを備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項９】
前記反射型画像表示素子側に配置されたフライアイレンズと前記反射型画像表示素子との間に、前記光源部の光軸と該反射型画像表示素子の水平方向軸とが互いに略平行となるように、前記照明光の進行方向を変向させる反射鏡が配置されていることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか１項に記載の照明光学系と、前記反射型画像表示素子により変調された光による光学像をスクリーン上に投映する投写レンズとを備えたことを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射型液晶やＤＭＤ素子などの反射型画像表示素子を用いた照明光学系に関し、特に、画像表示素子に対し斜め方向から照明する偏心照明光学系において、画像表示素子を照明する光の照度を均一にするために構成を改良した照明光学系およびこれを用いた投写型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、投写型表示装置において、映像を信号に変え光変調を行なうライトバルブとしては、透過型や反射型の液晶表示素子や、微小ミラーが規則的に配列されたＤＭＤ素子などが知られている。その中でも反射型液晶やＤＭＤ素子を用いた構成として、これらの画像表示素子に対し斜め方向から照明する（すなわち、入射角≠０となる）偏心照明光学系が知られている。図７はこのような構成の投写型表示装置の一例で、画像表示素子として反射型液晶表示パネル５９を用いた構成である。この素子は、高効率で微小な画素を作ることに適しており、高品位な映像を提供するライトバルブとして注目されている。
【０００３】
図７において、光源部５０は発光体５１および放物面よりなるリフレクタ５２からなり、光軸に略平行な光束を出射する。インテグレータ部５５は、光源部５０からの光束に対して作用する第２フライアイレンズ（第１インテグレータ板）５３と、この第２フライアイレンズ５３の各レンズ素子からの光束を、後段の液晶表示パネル上に重畳せしめる第１フライアイレンズ（第２インテグレータ板）５４とからなる。上記２つのフライアイレンズ５３、５４は複数の微小なレンズ素子を二次元的に規則的に配列したものであって、その各レンズ素子は液晶表示パネル５９の有効領域と相似形状に形成されている。
【０００４】
第２フライアイレンズ５３は、光源部５０から出射された明るさムラの大きな略平行光を、複数の微小なレンズ素子に対応する複数の部分光線束に分割するとともに、各部分光線束をそれぞれ第１フライアイレンズ５４の近傍で集光させる。分割後の部分光線束の明るさムラは、分割前の光束に比較して小さい。第１フライアイレンズ５４は、第２フライアイレンズ５３の各微小レンズ素子に対応する各微小レンズ素子を備えている。第１フライアイレンズ５４は、第２フライアイレンズ５３による複数の光源像を重畳させ、レンズ５６、５７よりなる集光光学系５８を介して反射型液晶表示パネル５９の照射面上に結像させる。照射面上では、上記各部分光線束が互いに重畳することになるので、インテグレータ部入射時に比し、明るさムラの小さな照明を実現することができる。そして、液晶表示パネル５９で反射され画像情報が担持された光束が、図示されない投写レンズによりスクリーン上に投写される。
【０００５】
このような、２枚のフライアイを用いて照射面上での照明均一化を図る手法は、従来、よく知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記照明光学系では、液晶表示パネル５９を照明する光の照度を均一化するために２枚のフライアイレンズ５３、５４を用いているにもかかわらず、図示されるように２枚のフライアイレンズ５３、５４が液晶表示パネル５９に対して傾いて配列されているために、液晶表示パネル上での照度分布が均一でなくなってしまうという問題がある。図７のような配置の場合には、第２フライアイレンズ５３による複数の２次光源像は光軸Ｘに対して直交する平面上に形成されるが、液晶表示パネル５９はこの平面に対して傾いて配置されているため、この複数の２次光源像と液晶表示パネル５９との距離は液晶表示パネル５９の紙面上下方向において異なり、素子上部側では遠く、素子下部側では近いことになる。その結果、液晶表示パネル上での照度分布が上下方向で大きく異なってしまい問題となっていた。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、２枚のフライアイレンズと反射型画像表示素子とが所定の位置関係となるように照明光学系を構成することによって、反射型画像表示素子を照明する光の照度を均一にすることができる照明光学系およびこれを用いた投写型表示装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る照明光学系は、光源部からの略平行光束が照射される複数の分割領域に対応させて複数の２次光源像を形成し、この複数の２次光源像からの光を集光し、照明光を形成する２枚のフライアイレンズおよび集光光学系と、前記照明光を所定の映像情報に応じて変調し出射する反射型画像表示素子から構成された照明光学系において、
前記照明光は前記反射型画像表示素子に対し所定の角度をもって入射し、この入射光とは異なる方向へ出射され、
前記２枚のフライアイレンズと前記反射型画像表示素子とが互いに略平行となるように配置されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、前記２枚のフライアイレンズの一方が、他方のフライアイレンズに対し、両フライアイレンズのレンズ光軸に垂直となる方向にシフトして配置されていることが好ましい。さらに、前記光源部が、この光源部の光軸と、前記２枚のフライアイレンズの中心を互いに結ぶ線とが互いに略平行となるように、配置されていることがより好ましい。
【００１０】
また、前記２枚のフライアイレンズが共軸となるよう配置されていることが好ましい。さらに、前記光源部が、この光源部の光軸と前記２枚のフライアイレンズの光軸とが共軸となるよう配置されていることがより好ましい。
【００１１】
また、前記２枚のフライアイレンズのうち、前記反射型画像表示素子側に配置されたフライアイレンズが、光軸に対して垂直な方向に偏心した複数の微小レンズ素子よりなるよう構成されていてもよい。さらに、前記反射型画像表示素子側に配置された前記フライアイレンズの前記複数の微小レンズ素子の偏心方向および偏心量が、このフライアイレンズの全ての前記微小レンズ素子において共通とされていることが好ましい。
【００１２】
また、前記反射型画像表示素子側に配置された前記フライアイレンズと前記反射型画像表示素子の間に配される前記集光光学系が、前記照明光の進行方向を変向させるためのプリズムを備えているよう構成されていてもよい。
【００１３】
また、前記反射型画像表示素子側に配置されたフライアイレンズと前記反射型画像表示素子との間に、前記光源部の光軸と該反射型画像表示素子の水平方向軸とが互いに略平行となるように、前記照明光の進行方向を変向させる反射鏡が配置されていてもよい。
【００１４】
本発明に係る投写型表示装置は、前記照明光学系と、前記反射型画像表示素子により変調された光による光学像をスクリーン上に投映する投写レンズとを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
なお、上記「反射型画像表示素子の水平方向軸」とは、反射型画像表示素子が映像信号に応じて表示する映像画面の水平方向と平行な方向に延びる軸を表すものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、後述する本発明の実施例１に係る投写型表示装置の構成を示す概略図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の投写型表示装置は、光源部１０と、この光源部１０から発せられた白色光束をミキシングして光量分布の均一化を図るための、インテグレータ部１５と集光光学系１８と、この均一光とされた照明光に画像情報を担持せしめる反射型画像表示素子としての液晶表示パネル１９と、この画像情報が担持された光束をスクリーン２１に拡大投映するための投写レンズ２０とからなる。
【００１８】
上記光源部１０は、図１に示すごとく、キセノンランプやメタルハライドランプ等の放電管からなる発光体１１と、放物面鏡よりなるリフレクタ１２とからなる。放物面鏡よりなるリフレクタ１２は、発光体１１の発光源を焦点位置とするものであり、発光体１１から発せられて光源部１０の光軸Ｘの後方および外方へ向かう光束の一部を該光軸Ｘに略平行な光束として前方へ反射させるものである。
【００１９】
インテグレータ部１５は、光源部１０からの光束に対して作用する第２フライアイレンズ１３ａと、第２フライアイレンズ１３ａの各レンズ素子からの光束を、後述する液晶表示パネル上に重畳せしめる第１フライアイレンズ１４ａとを備えてなる。上記２つのフライアイレンズ１３ａ、１４ａは複数の微小なレンズ素子を２次元的に規則的に配列したものであって、その各レンズ素子は後段の液晶表示パネルの有効領域と相似形状に形成されている。
【００２０】
第２フライアイレンズ１３ａは、光源部１０から出射された明るさムラの大きな略平行光を、複数の微小なレンズ素子に対応する複数の部分光線束に分割するとともに、各部分光線束をそれぞれ第１フライアイレンズ１４ａの近傍で集光させる。第１フライアイレンズ１４ａは、第２フライアイレンズ１３ａの各微小レンズ素子に対応する各微小レンズ素子を備えている。第１フライアイレンズ１４ａは、第２フライアイレンズ１３ａによる複数の光源像を重畳させ、レンズ１６、１７よりなる集光光学系１８を介して反射型液晶表示パネル１９の照射面上に結像させる。照射面上では、上記各部分光線束が互いに重畳することになるので、明るさムラの小さな照明光を実現することができる。
【００２１】
このように形成された照明光は反射型液晶表示パネル１９に対し斜め方向から所定の角度をもって入射し、その照射面で、所定の映像情報に応じて変調され、その反射光はこの入射光とは異なる方向へと出射されて、投写レンズ２０を介しスクリーン２１に拡大投映される。なお、上記所定の角度とは、液晶表示パネル１９に対する入射光および反射光の両光路上の部材が、互いに他の光路上の光線を遮る等悪影響を与えない程度の角度とされていることが望ましい。例えば、反射型画像表示素子として液晶表示パネル１９が用いられている場合には通常偏光板が両光路に配されるので、これらの部材のスペースを考慮する必要がある。
【００２２】
ここで、本実施形態では、第２フライアイレンズ１３ａ、第１フライアイレンズ１４ａ、および反射型液晶表示パネル１９は、互いに略平行となるように配置されている。すなわち、第２フライアイレンズ１３ａと第１フライアイレンズ１４ａの各微小レンズが配設された面と反射型液晶表示パネル１９の照射面は互いに略平行となる。
【００２３】
これにより、第２フライアイレンズ１３ａの各微小レンズ素子による複数の２次光源像は、第１フライアイレンズ１４ａの対応する微小レンズ素子近傍に、この第１フライアイレンズ１４ａの光軸と直交する平面上に結像され、さらに、この２次光源像はこの平面と平行な反射型液晶表示パネル１９の照射面に重畳される。第２フライアイレンズ１３ａ、第１フライアイレンズ１４ａ、および液晶表示パネル１９は、互いに略平行となるように配置されているので、この複数の２次光源像と液晶表示パネル１９との距離は液晶表示パネル１９のどの部分でも略等しく、照射面上での照度分布の均一性が高い。
【００２４】
これら３つの部材、第２フライアイレンズ１３ａ、第１フライアイレンズ１４ａ、および反射型液晶表示パネル１９を互いに平行とし、かつ、反射型液晶表示パネル１９に照明光を所定の角度をもって入射させるための具体的手法を、以下に３つの実施例を挙げて示す。
【００２５】
＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係る照明光学系を備えた投写型表示装置の構成を示す概略図である。本実施例において、第１フライアイレンズ１４ａは、第２フライアイレンズ１３ａに対し略平行となるように配置されているが、この位置は両フライアイレンズ１３ａ、１４ａのレンズ光軸に垂直となる方向にシフトされている。このようなシフト配置により、２枚のフライアイレンズ１３ａ、１４ａの中心を互いに結ぶ線の大略延長線上に液晶表示パネル１９を配置して、液晶表示パネル１９に照明光を所定の角度をもって入射させることができる。
【００２６】
なお、正メニスカスレンズの周辺部を利用した偏心レンズ１６、及び正レンズの周辺部を利用した偏心レンズ１７よりなる集光光学系１８は、第１フライアイレンズ１４ａと相俟って照明光を液晶表示パネル上に結像させる。上記「偏心レンズ」とは、レンズの光学的な中心がレンズの幾何学的な中心の位置からずれているレンズを意味しており、このようなレンズを用いることにより、スペース等の制約により上記シフト量が限定される場合にも、液晶表示パネル１９への照明光の入射角度を調整することが可能となる。また、レンズ１６の、光源側に凸面を向けた正メニスカス形状は収差補正に有効で、両フライアイレンズ１３ａ、１４ａのレンズ素子と相似形状をなす液晶表示パネル１９の有効領域に無駄なく照明光を照射し、照明効率向上を図ることができる。また、レンズ１７は液晶表示パネル１９の近傍に配され、この液晶表示パネルへの照明光の入射角を小さくする作用も有する。照明光を斜めに入射させる構成であっても、画像表示素子として液晶表示パネルを用いる場合は、十分な性能が発揮されるためには入射角が小さい方が望ましい。
【００２７】
なお、集光光学系１８のレンズ１６、１７を非球面レンズとするか、または集光光学系１８中に別の非球面レンズを追加することにより、収差補正をさらに良好とすることができ、照明効率向上を図ることができる。
【００２８】
また、本実施例では、２枚のフライアイレンズ１３ａ、１４ａがシフト配置されているので、光源部１０の配置も図１に示すとおり、この光源部１０の光軸と２枚のフライアイレンズ１３ａ、１４ａの中心を互いに結ぶ線とが、互いに略平行となるように配置されている。２枚のフライアイレンズ１３ａ、１４ａは必ずしも対応するレンズ素子が同サイズで、同一配置のものに限られないが、このような同一構成の２枚のフライアイレンズ１３ａ、１４ａの場合は、光源部１０の光軸は、一方のフライアイレンズのレンズ素子の中心を通り、かつもう一方のフライアイレンズの対応するセルの中心を通る光線に対しても、略平行となる。光源部１０は、この光源部１０の光軸と２枚のフライアイレンズ１３ａ、１４ａの中心を互いに結ぶ線とが一致するように配置された場合に、照明効率が最大となる。
【００２９】
＜実施例２＞
図２は、本発明の実施例２に係る照明光学系を備えた投写型表示装置の構成を示す概略図である。本実施例について、実施例１と同様の部分については同一の符号で示しており、説明は省略する。
【００３０】
本実施例において、第１フライアイレンズ１４ｂは、第２フライアイレンズ１３ｂに対し略平行で、かつこの２枚のフライアイレンズ１３ｂ、１４ｂと光源部１０の光軸とが共軸となるように配置されている。２枚のフライアイレンズ１３ｂ、１４ｂとが共軸となるように配置することにより、第２フライアイレンズ１３ｂに光源部１０からの略平行光束が略垂直に入射するように構成することができ、さらに照明効率の点を考え併せると、望ましくは光源部１０は２枚のフライアイレンズ１３ｂ、１４ｂと共軸となるように配置する。
【００３１】
このように配置された場合、第２フライアイレンズ１３ｂと同様のレンズを第１フライアイレンズ１４ｂの位置に配置し、後段の集光光学系の屈折力のみによって液晶表示パネル１９に照明光を所定の角度をもって入射させることも可能ではあるが、本実施例では、第１フライアイレンズ１４ｂを、光軸に対して垂直な方向に偏心した複数の微小レンズ素子よりなるよう構成することで、照明光の進行方向を変向させ、液晶表示パネル１９に照明光を所定の角度をもって入射させている。第１フライアイレンズ１４ｂの作用により照明光を変向させる場合には、集光光学系の屈折力のみを利用して変向させる場合に比べ、集光光学系の屈折力を小さくすることができるので、収差補正を良好とすることができ好ましい。
【００３２】
図３は、この第１フライアイレンズ１４ｂの構成を示す概略図であり、（ａ）は液晶表示パネル側から見た正面図、（ｂ）は（ａ）の側面図、（ｃ）は（ａ）の上面図である。図３に示すとおり、この第１フライアイレンズ１４ｂは、外周部に保持枠２３を備え、複数の長方形の微小レンズ２２が互いの辺が接する状態で密に配置された構成とされている。微小レンズ２２は、このレンズの幾何学的な中心に対し光学的な中心が図３（ｂ）において紙面左上方向に偏心したレンズであって、これにより照明光の進行方向を変向させる。
【００３３】
なお、図３においては、同一形状の微小レンズ２２が７行５列に配列されているが、フライアイレンズの行数列数は任意である。また、微小レンズは、必ずしも同一の長方形状でなくともよい。また、図３においては、（ｂ）および（ｃ）に示されるとおり、微小レンズ２２は、フライアイレンズ１４ｂのｙ軸方向に偏心し、ｘ軸方向には偏心しない（レンズの幾何学的な中心と光学的な中心とが一致した同心レンズ状である）レンズとされているが、所望の照明光の変向方向に応じ、いずれの軸方向にどれだけ偏心させるかを適宜選択する。
【００３４】
また、この複数の微小レンズ素子２２の偏心方向および偏心量を、図３に示すように、この第１フライアイレンズ１４ｂの全ての微小レンズ素子２２において共通とする場合には、フライアイレンズ１４ｂの製造が容易となりコスト低減を図ることができる。
【００３５】
＜実施例３＞
図４は、本発明の実施例３に係る照明光学系を備えた投写型表示装置の構成を示す概略図である。本実施例について、実施例１と同様の部分については同一の符号で示しており、説明は省略する。また、本実施例において、実施例２と略同様に第１フライアイレンズ１４ｃは、第２フライアイレンズ１３ｃに対し略平行で、かつこの２枚のフライアイレンズ１３ｃ、１４ｃと光源部１０の光軸とが共軸となるように配置されている。その作用効果は実施例２と同様であるので説明は省略する。
【００３６】
本実施例による構成では、第１フライアイレンズ１４ｃの複数の微小レンズは第２フライアイレンズ１３ｃのものと同様の同心レンズとされ、第１フライアイレンズ１４ｃと反射型液晶表示パネル１９の間に配される集光光学系１８が、照明光の進行方向を変向させるためのプリズム２４を備えている。このプリズム２４の作用により照明光の進行方向を変向させ、液晶表示パネル１９に照明光を所定の角度をもって入射させている。
【００３７】
なお、このような照明光の進行方向を変向させるためのプリズム２４は、本実施例のみならず、インテグレータ部が上述した実施例に示したように構成されている場合にも集光光学系中に配することができる。また、このプリズム２４と同様に照明光の進行方向を変向させる作用を得られるものとして、集光光学系中にプリズム２４に代えてフレネルレンズや回折光学素子を配置することもできる。プリズム２４やこれらの部材の配設位置は集光光学系中の任意の位置とすることができる。また、フレネルレンズのように集光作用をも併せ持つ部材とした場合には、集光光学系中の他のレンズ部材のパワーを分担させることもできるので、収差補正をより良好とすることができる。
【００３８】
以上、３つの実施例により、２枚のフライアイレンズおよび反射型液晶表示パネルの３つの部材を互いに平行とし、かつ、反射型液晶表示パネルに照明光を所定の角度をもって入射させるための具体的手法を示した。なお、本発明の実施形態において、例えば装置のコンパクト化を目的として、照明光の進行方向を変向させるための反射鏡を、上記３つの部材の光学的平行性を保って任意の位置に配することが可能である。
【００３９】
ところで一般に、上記のような光源を用いる場合には、ランプ性能を発揮させるためにランプの軸が水平となるように設置しなければならない。上記実施例１はこの条件を満足していないが、本発明の実施形態としては、光路中に照明光の進行方向を変向させる反射鏡が配置されていても光学的に上記３つの部材の平行性が保たれていれば同様の作用効果を得ることができるので、このような反射鏡によりランプの光軸が水平となるように構成することが可能である。
【００４０】
図５は、上記実施例１として説明した投写型表示装置を、このように構成した場合の側面図である。この装置は、反射型液晶表示パネル側に配置されたフライアイレンズ（図示せず）と反射型液晶表示パネル３９との間に、光源部３０の光軸と反射型液晶表示パネル３９の水平方向軸とが互いに略平行となるように、照明光の進行方向を変向させる反射鏡３１を有する照明光学系を備えてなる。光源部３０から出射された略平行光束は、紙面手前から奥行方向に進み、図示を省略しているが上述した実施例１と略同様に配されたインテグレータ部および偏心レンズを介し、反射鏡３１により変向されて偏心レンズ３７を介し液晶表示パネル３９に照明光として入射される。液晶表示パネル３９で反射され画像情報を担持した光束は、投写レンズ４０を介しこの画像をスクリーン４１上に拡大投映する。
【００４１】
なお、上記「液晶表示パネルの水平方向軸」とは、反射型画像表示素子が映像信号に応じて表示する映像画面の水平方向と平行な方向に延びる軸を表すものであり、図５においてこの水平方向軸と光源部３０のランプの軸とは、共に紙面に対し垂直となる。このような反射鏡３１を配することにより、２枚のフライアイレンズおよび反射型液晶表示パネルの３つの部材を互いに平行とし、かつ、反射型液晶表示パネルに照明光を所定の角度をもって入射させながらも、ランプの軸が水平となるように構成することができ、ランプ性能を十分に発揮させることができる。なお、上記実施例２、３に示した構成のインテグレータ部を用いた照明光学系の場合でも、構成によってはこのような反射鏡を配置することが有効となる。
【００４２】
また、図６は、図５に示した装置に、さらに光線の進行方向を変向させるための反射鏡４２を加えた構成の投写型表示装置を示している。この装置においても、２枚のフライアイレンズおよび反射型液晶表示パネルの３つの部材を互いに平行とし、かつ、反射型液晶表示パネルに照明光を所定の角度をもって入射させ、さらに、光源部３０のランプの軸が液晶表示パネル３９の水平方向軸と互いに略平行となるように構成されている。このような構成は、例えば背面投写型のプロジェクタとして用いた場合、装置のコンパクト化が可能となり特に有効である。
【００４３】
なお、本発明に係る照明光学系およびこれを用いた投写型表示装置としては、上記実施形態のものに対し種々の態様の変更が可能である。例えば、集光光学系のレンズ形状、レンズ枚数は上記のものに限定されない。
【００４４】
また、画像表示素子としては、反射型液晶表示素子に限られず、例えば、複数の微小鏡面素子を配列してなる微小鏡面素子パネル（ＤＭＤ素子）を用いることができる。この微小鏡面素子パネルも、そのパネルの法線に対して所定角度をもって斜めから光束を入射させることが必要とされているが、この場合は、集光光学系において、上記レンズ１７として示したような、素子近傍に配され素子への入射角度を小さくするように機能するレンズを配する必要はない。
【００４５】
また、カラー化のために色分離合成用プリズムを反射型画像表示素子の前段に配し、分離された各色毎に画像表示素子により画像情報を担持させるようにしてもよい。また、カラーホイールを、例えば光源部とインテグレータ部の間に配しカラー化を図るように構成してもよい。
【００４６】
また、上記照明光学系は投写型表示装置のほか、均一な照明光が必要な種々の装置に適応可能であり、これら照明光学系および投写型表示装置の構成も上記のものに限定されるものではない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の照明光学系によれば、反射型画像表示素子に対し斜め方向から照明する偏心照明光学系において、２枚のフライアイレンズと反射型画像表示素子とを互いに略平行に配置することによって、光源側フライアイレンズによる２次光源像が反射型画像表示素子に対して平行に配列されるようになり、反射型画像表示素子を照射する光の照度を均一にすることができる。また、この照明光学系を用いた投写型表示装置において、均一な照度分布を持った投映画像をスクリーン上に投映することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る投写型表示装置の概略構成図
【図２】本発明の実施例２に係る投写型表示装置の概略構成図
【図３】図２の第１フライアイレンズの構成を示す図
【図４】本発明の実施例３に係る投写型表示装置の概略構成図
【図５】図１の装置の第１の変更例
【図６】図１の装置の第２の変更例
【図７】従来の投写型表示装置の概略構成図
【符号の説明】
１０、３０、５０　光源部
１１、５１　光源
１２、５２　リフレクタ
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、５３　第２フライアイレンズ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、５４　第１フライアイレンズ
１５、５５　インテグレータ部
１６、１７、３７、５６、５７　レンズ
１８、５８　集光光学系
１９、３９、５９　液晶表示パネル
２０、４０　投写レンズ
２１、４１　スクリーン
２２　微小レンズ
２３　保持枠
２４　プリズム
３１、４２　反射鏡
Ｘ　光軸
【図１】
2004029325.tif 000003
【図２】
2004029325.tif 000004
【図３】
2004029325.tif 000005
【図４】
2004029325.tif 000006
【図５】
2004029325.tif 000007
【図６】
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【図７】
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