(57)【要約】【目的】色分解手段の前段に全ての被照明領域に対する照明範囲調整手段を備え、色分解手段の後段に一部の被照明領域のみに対する照明範囲調整手段を備えた、簡易な構成で、各被照明領域に対して照明範囲の大きさを正確に調整し得る、照明効率の高い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１０からの光束を、ダイクロイックミラー３０、３１で色分解し反射型液晶表示素子７０ａ〜ｃで光変調させクロスダイクロイックプリズム７３で合成し、投写光学系９０を介して投映する装置である。第１の調整手段２０のレンズＡ２と、リレー光路上の第２の調整手段４０のレンズＣ３とは光軸方向に可動とされ、各々対応する照明範囲を調整する。リレーなし光学系とリレー光学系とは、照明範囲が大の場合に比べ小の場合の方が、被照明領域の周辺部照明性能が良好となるように設定され、所定の条件式（１）〜（６）を満足する。【選択図】          図１
2005043448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を、色分解手段により少なくとも２以上の光束に色分解し、この各光束ごとに互いに異なる光路を経由させて各々の光束に対応する各々の被照明領域に対して照明を行う照明光学系において、
前記光源と前記色分解手段との間の光路に、少なくとも１枚の凹レンズと少なくとも１枚の凸レンズとが配置され、該凹レンズと該凸レンズとのうち少なくともいずれか１枚を光軸方向に移動させることにより、全ての光束に対応する前記各被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされ、
前記色分解手段で色分解された前記各光束の光路うちの一部の光路に、光軸方向に移動可能な少なくとも１枚のレンズが配置され、このレンズを光軸方向に移動させることにより、この光路を経由する光束に対応する少なくとも１つの前記被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされていることを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
光源からの光束を、色分解手段により少なくとも２以上の光束に色分解し、各々の光束に対応する各々の被照明領域に対して照明を行う照明光学系において、
前記色分解手段で色分解される各光束は、各光束ごとに、前記色分解手段と前記被照明領域の間に該被照明領域と共役な位置が存在しない前記光源から前記被照明領域までの第１の光路、または、前記色分解手段と前記被照明領域の間に該被照明領域と共役な位置が少なくとも１つ存在する前記光源から前記被照明領域までの第２の光路、をそれぞれ少なくとも１つの光束が通過して前記各被照明領域に対して照明を行い、
前記色分解手段の前段の光路に、少なくとも１枚の凹レンズと少なくとも１枚の凸レンズとが配置され、該凹レンズと該凸レンズとのうち少なくともいずれか１枚を光軸方向に移動させることにより、全ての光束に対応する前記各被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされ、
前記第１の光路と前記第２の光路とを分別する前記色分解手段の後段の、前記第２の光路のうちの少なくとも１つの光路に、光軸方向に移動可能な少なくとも１枚のレンズが配置され、このレンズを光軸方向に移動させることにより、この光路を経由する光束に対応する少なくとも１つの前記被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされ、
以下の条件式（１）〜（３）を満足するように構成されたことを特徴とする照明光学系。
１．０３＜ｆ１Ｓ／ｆ１Ｌ  ・・・・（１）
１．０５＜ｆ２Ｓ／ｆ２Ｌ  ・・・・（２）
Ｄ／ｆ１Ｓ＜０．２  ・・・・・・・（３）
ただし、
ｆ１Ｓ：第１の光路上の光学系の最短焦点距離
ｆ１Ｌ：第１の光路上の光学系の最長焦点距離
ｆ２Ｓ：第２の光路上の光学系の絶対値最短焦点距離
ｆ２Ｌ：第２の光路上の光学系の絶対値最長焦点距離
Ｄ：第１の光路と第２の光路とを分別する色分解手段の前段の凸レンズと凹レンズにおいて最も離れているもののレンズ間距離
【請求項３】
以下の条件式（４）および（５）を満足することを特徴とする請求項２記載の照明光学系。
ｆ１Ｓ／ｆ１Ｌ＜１．０７  ・・・・（４）
ｆ２Ｓ／ｆ２Ｌ＜１．１５  ・・・・（５）
【請求項４】
前記光源から前記各被照明領域までの光路上の各光学系は、前記被照明領域に対する照明範囲が大となるように調整された場合に比べ、該被照明領域に対する照明範囲が小となるように調整された場合の方が、該被照明領域の周辺部照明性能が良好となるように設定されていることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載の照明光学系。
【請求項５】
前記光源と前記色分解手段との間の光路の、前記少なくとも１枚の凹レンズは固定とされ、前記少なくとも１枚の凸レンズが光軸方向に移動可能とされ、該少なくとも１枚の凸レンズを光軸方向に移動させることにより、全ての光束に対応する前記各被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされていることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項記載の照明光学系。
【請求項６】
下記の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項５記載の照明光学系。
−０．７≦β＜−０．２  ・・・・（６）
ただし、β：色分解手段の前段の、移動可能な凸レンズの最短焦点距離時の横倍率
【請求項７】
前記色分解手段の後段の光路に配置され、光軸方向に移動可能とされ、この移動によりこの光路を経由する光束に対応する少なくとも１つの前記被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされる前記レンズが、１枚の凸レンズとされていることを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項記載の照明光学系。
【請求項８】
前記色分解手段の後段の光路に、請求項７記載の１枚の凸レンズが、互いに別体として移動可能となるように複数個配置されていることを特徴とする照明光学系。
【請求項９】
前記光源と前記色分解手段との間に、前記光源からの光束の光量分布均一化を図るフライアイレンズが配置され、このフライアイレンズの近傍に、前記光源からの光束の偏光方向を所定の方向に整える偏光変換光学系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項記載の照明光学系からの光束により、各々の色の光束に対応する各々のライトバルブを照明し、これらのライトバルブで光変調された光束を、投写レンズを用いて投写する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、液晶や微小反射素子などの照明光束に対し映像情報に応じた光変調を行うライトバルブを、照明する照明光学系に関するものであり、またこのライトバルブからの映像情報を担持した光束をスクリーン上に拡大投映する投写型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プロジェクタの明るさは光源、ライトバルブ、照明光学系などの改良により照明効率が飛躍的に向上し、明るくなってきている。
【０００３】
照明光学系の設計においても様々な照明効率向上のための手段が用いられているが、設計にあたっては、１つ１つの光学部品における製造誤差や、組立時に発生する誤差により照明欠損がおきないよう、被照明領域に対しあらかじめ大きめの照明範囲を確保するように配慮されている。しかし照明範囲をあらかじめ大きめに設定するということは、被照明領域からはみ出た光は損失光となってしまい、照明効率低下の要因となりかねない。
【０００４】
この問題を解決するため特許文献１は、照明範囲調整手段を備えた照明光学系を開示している。この照明光学系によれば、例えばライトバルブが１つのモノクロ画像表示装置などでは、被照明領域に対して照明範囲の大きさを正確に合わせ込むことができる。
【０００５】
しかしながら、現在多く用いられているカラー画像表示装置においては、光源からの光束が色分解され、各色の光束は光路長の異なる複数の光路を経由して複数のライトバルブを照明する構成が一般的である。そして、他に比べて光路長が長い光路にはリレー光学系が設けられている場合が多い。このようなリレー光路では、リレーを行っていない光路に比べて照明範囲の大きさに影響を与える光学系の構成要素が多く設けられているので、被照明領域付近における照明範囲誤差の発生度合いが、リレーを行っていない光路よりも大きくなりやすい。特許文献１においては、リレー光路とリレーを行っていない光路については考慮されておらず、照明範囲誤差の異なるこれらの光路を経由した場合の、各ライトバルブに対する照明範囲を調整することはできない。
【０００６】
また、特許文献２および特許文献３には、異なる光路を経由した照明光束で複数ライトバルブを照明する場合の、リレー光路における照明範囲調整手段が開示されている。しかしながら、このプロジェクタでは、リレーを行っていない光路を経由した光束の照明範囲については考慮されていない。誤差による照明欠損を避けるためには被照明領域より大きめの照明範囲を確保する必要がある。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２９６５３８号公報
【特許文献２】
特開２００２−９０８７８号公報
【特許文献３】
特開２００２−２１４５６５号広報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
これらの従来技術を踏まえて、リレー光路とリレーを行っていない光路とを備えた照明光学系において、どちらの光路を経由した光束についても、対応する被照明領域に対して照明範囲の大きさを正確に調整し得る照明光学系が要望されている。
【０００９】
特に留意すべきは、光源からの光束を色分解し、リレー光路を経由させた光束と、リレーを行っていない光路を経由させた光束とがそれぞれ対応する被照明領域を照明する構成となっている場合、各々の光束の照明範囲を調整するためには、リレーを行っている光路のレンズ系と、リレーを行っていない光路のレンズ系とを、相互に関連させて全体的に設計する必要があることである。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、光源からの光束が色分解され、各色の光束が光路長の異なる複数の光路を各々経由して各々対応する被照明領域を照明する照明光学系において、簡易な構成でありながら、どの光路を経由した光束についても、対応する被照明領域に対して照明範囲の大きさを正確に調整でき、照明効率の高い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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る照明光学系は、光源からの光束を、色分解手段により少なくとも２以上の光束に色分解し、この各光束ごとに互いに異なる光路を経由させて各々の光束に対応する各々の被照明領域に対して照明を行う照明光学系において、
前記光源と前記色分解手段との間の光路に、少なくとも１枚の凹レンズと少なくとも１枚の凸レンズとが配置され、該凹レンズと該凸レンズとのうち少なくともいずれか１枚を光軸方向に移動させることにより、全ての光束に対応する前記各被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされ、
前記色分解手段で色分解された前記各光束の光路うちの一部の光路に、光軸方向に移動可能な少なくとも１枚のレンズが配置され、このレンズを光軸方向に移動させることにより、この光路を経由する光束に対応する少なくとも１つの前記被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る照明光学系は、光源からの光束を、色分解手段により少なくとも２以上の光束に色分解し、各々の光束に対応する各々の被照明領域に対して照明を行う照明光学系において、
前記色分解手段で色分解される各光束は、各光束ごとに、前記色分解手段と前記被照明領域の間に該被照明領域と共役な位置が存在しない前記光源から前記被照明領域までの第１の光路、または、前記色分解手段と前記被照明領域の間に該被照明領域と共役な位置が少なくとも１つ存在する前記光源から前記被照明領域までの第２の光路、をそれぞれ少なくとも１つの光束が通過して前記各被照明領域に対して照明を行い、
前記色分解手段の前段の光路に、少なくとも１枚の凹レンズと少なくとも１枚の凸レンズとが配置され、該凹レンズと該凸レンズとのうち少なくともいずれか１枚を光軸方向に移動させることにより、全ての光束に対応する前記各被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされ、
前記第１の光路と前記第２の光路とを分別する前記色分解手段の後段の、前記第２の光路のうちの少なくとも１つの光路に、光軸方向に移動可能な少なくとも１枚のレンズが配置され、このレンズを光軸方向に移動させることにより、この光路を経由する光束に対応する少なくとも１つの前記被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされ、
以下の条件式（１）〜（３）を満足するように構成されたことを特徴とするものである。
１．０３＜ｆ１Ｓ／ｆ１Ｌ  ・・・・（１）
１．０５＜ｆ２Ｓ／ｆ２Ｌ  ・・・・（２）
Ｄ／ｆ１Ｓ＜０．２  ・・・・・・・（３）
ただし、
ｆ１Ｓ：第１の光路上の光学系の最短焦点距離
ｆ１Ｌ：第１の光路上の光学系の最長焦点距離
ｆ２Ｓ：第２の光路上の光学系の絶対値最短焦点距離
ｆ２Ｌ：第２の光路上の光学系の絶対値最長焦点距離
Ｄ：第１の光路と第２の光路とを分別する色分解手段の前段の凸レンズと凹レンズにおいて最も離れているもののレンズ間距離
【００１３】
なお、上記ｆ１Ｓ、ｆ１Ｌ、ｆ２Ｓ、ｆ２Ｌの各焦点距離は、各光路上にフライアイ等のインテグレータが配されている場合には、このインテグレータより後段の光学系の焦点距離を示すものである。また、上記「Ｄ：第１の光路と第２の光路とを分別する色分解手段の前段の凸レンズと凹レンズにおいて最も離れているもののレンズ間距離」とは、複数の凸レンズおよび／または複数の凹レンズが配されている場合には、これらのレンズのうち最もレンズ間距離が離れた凸レンズと凹レンズを対象とするものである。また、移動可能なレンズの移動状態において、凸レンズと凹レンズの間隔が最も離れている場合のレンズ間距離を示すものである。
【００１４】
また、以下の条件式（４）および（５）を満足することを特徴とすることが好ましい。
ｆ１Ｓ／ｆ１Ｌ＜１．０７  ・・・・（４）
ｆ２Ｓ／ｆ２Ｌ＜１．１５  ・・・・（５）
【００１５】
また、前記光源から前記各被照明領域までの光路上の各光学系は、前記被照明領域に対する照明範囲が大となるように調整された場合に比べ、該被照明領域に対する照明範囲が小となるように調整された場合の方が、該被照明領域の周辺部照明性能が良好となるように設定されていることが好ましい。
【００１６】
また、前記光源と前記色分解手段との間の光路の、前記少なくとも１枚の凹レンズは固定とされ、前記少なくとも１枚の凸レンズが光軸方向に移動可能とされ、該少なくとも１枚の凸レンズを光軸方向に移動させることにより、全ての光束に対応する前記各被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされていることが好ましい。
【００１７】
また、下記の条件式（６）を満足することが好ましい。
−０．７≦β＜−０．２  ・・・・（６）
ただし、β：色分解手段の前段の、移動可能な凸レンズの最短焦点距離時の横倍率
【００１８】
また、前記色分解手段の後段の光路に配置され、光軸方向に移動可能とされ、この移動によりこの光路を経由する光束に対応する少なくとも１つの前記被照明領域に対して照明範囲を調整可能とされる前記レンズは、１枚の凸レンズとされていることが好ましい。また、前記色分解手段の後段の光路に、このような１枚の凸レンズが、互いに別体として移動可能となるように複数個配置されていてもよい。
【００１９】
また、前記光源と前記色分解手段との間に、前記光源からの光束の光量分布均一化を図るフライアイレンズが配置され、このフライアイレンズの近傍に、前記光源からの光束の偏光方向を所定の方向に整える偏光変換光学系が配置されていることが好ましい。
【００２０】
本発明に係る投写型表示装置は、上記いずれかの照明光学系からの光束により、各々の色の光束に対応する各々のライトバルブを照明し、これらのライトバルブで光変調された光束を、投写レンズを用いて投写することを特徴とするものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
＜実施例１＞
本発明の実施形態について、本発明の実施例１に係る照明光学系を例として説明する。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概略構成を示す断面図である。まずこの投写型表示装置の概要について説明する。
【００２２】
この投写型表示装置は、本発明の実施例１に係る照明光学系により３原色に対応させた反射型液晶表示素子７０ａ〜ｃを照明し、液晶表示素子７０ａ〜ｃで光変調された画像情報を担持した各投映光束をクロスダイクロイックプリズム７３で合成し、投写光学系９０を介してスクリーン（不図示）にフルカラー画像を投映する装置である。また、この照明光学系は、光源（その発光点を１０として示している）からの光束を、色分解手段としてのダイクロイックミラー３０、３１により３原色の光束に色分解しつつ、各光束ごとに互いに異なる光路を経由させ光路上のレンズＡ１、Ａ２、Ｂ１、Ｃ１〜Ｃ４を介し、各々の光束に対応する各々の被照明領域としての液晶表示素子７０ａ〜ｃに対して照明を行う照明光学系である。
【００２３】
光源１０は放物面鏡よりなるリフレクタ１１の焦点に配置され、リフレクタ１１からは略平行な照明光束が出射される。この光源１０は、発光分布が小さく発光効率の高いものが望ましく、現在では、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプなどの発光管等からなることが一般的である。リフレクタ１１としては放物面鏡に限られず凹面鏡を用いることができ、例えば楕円面鏡よりなるものを用いて後段に凹レンズを配すれば略同様の作用とすることができる。
【００２４】
第１のフライアイレンズ１２および第２のフライアイレンズ１３は、照明光束の光軸と垂直な断面における光量分布の均一化を図るもので、それぞれ微小な凸レンズによるレンズセルが縦横に複数配列されている。フライアイレンズ１２、１３のレンズセル分割数は互いに等しく、互いのレンズセルが１対１で対応するように構成されている。フライアイレンズ１２、１３のレンズセルの凸レンズ形状は、光源側、被照明領域側、またはその両方に凸面を向けたものとすることができる。第１のフライアイレンズ１２は入射した略平行な照明光束を第１のフライアイレンズ１２のレンズセルの数と同数の部分光束に分割し、第２のフライアイレンズ１３を構成する各レンズセルの中心近傍に光源の２次光源像を形成させることにより光量分布の均一化を図る。
【００２５】
偏光変換部１４は、照明光束の偏光方向を揃えるものである。本実施例のようにライトバルブが所定の偏光方向の光束のみ利用可能な素子の場合には、偏光変換部１４を配することにより光利用効率を向上させることができる。偏光変換部１４は、内部に複数の偏光分離面と複数の反射面とが互いに平行に、略等間隔で所定方向に交互に形成された偏光ビームスプリッタアレイと、この偏光ビームスプリッタアレイの光出射面側に配設され複数のλ／２位相膜がストライプ状に配設されたλ／２位相板とからなる。偏光変換部１４により、ランダムな偏光である照明光束は偏光方向の揃った照明光束に変換され、互いにほぼ平行な角度で出射される。
【００２６】
その後、照明光束は、凹レンズよりなるレンズＡ１および凸レンズよりなるレンズＡ２に入射される。レンズＡ２は光軸方向に可動とされ、このレンズＡ２を光軸方向に移動させることにより、全ての液晶表示素子７０ａ〜ｃに対して照明範囲を調整可能とされている。以下、色分解前の照明光束の光路に配されてすべての被照明領域に対して照明範囲を調整するレンズを第１の調整手段２０と称する。図１においては、レンズＡ２が第１の調整手段２０として機能している。
【００２７】
ダイクロイックミラー３０は、後段のダイクロイックミラー３１とともに、色分解手段として機能し、照明光束を３原色光に分解する。ダイクロイックミラー３０は、照明光束を、反射される第１色光成分の照明光束と透過される第２、第３色光成分の合成照明光束とに分解し、ダイクロイックミラー３１は、ダイクロイックミラー３０を透過した第２、第３色光成分の合成照明光束を、反射される第２色光成分の照明光束と透過される第３色光成分の照明光束とに分解する。なお、実施例１および以下の実施例２および実施例３において、第１〜第３色光成分とは、青色、緑色、赤色の３原色光を任意の順に対応させることができる。
【００２８】
第２、第３色光成分の合成照明光束の光路上にはレンズＢ１が配され、第２色光成分の照明光束と第３色光成分の照明光束とは、第２のフライアイレンズ１３を構成する各レンズセル、レンズＡ１、Ａ２、Ｂ１によって、各々対応する液晶表示素子７０ｂ、７０ｃの光入射面上で重畳される。
【００２９】
第１色光成分の照明光束の光路上には、レンズＣ１〜Ｃ４と偏向のための全反射ミラー４１〜４３とが配され、第１色光成分の照明光束は、第２のフライアイレンズ１３を構成する各レンズセル、レンズＡ１、Ａ２、Ｃ１〜Ｃ４によって、対応する液晶表示素子７０ａの光入射面上で重畳される。第１色光成分の照明光束の光路は、第２、第３色光成分の照明光束の光路よりも長い光路とされているが、この光路長の違いを補償し結像関係を第２色光成分の照明光束と第３色光成分の照明光束とに対し見かけ上同等とするためにリレー光学系が配され、ダイクロイックミラー３０と液晶表示素子７０ａとの間に液晶表示素子７０ａと共役な位置が少なくとも１つ存在するリレー光路とされている。
【００３０】
このリレー光路上のレンズＣ３は光軸方向に可動とされ、このレンズＣ３を光軸方向に移動させることにより、この光路を経由する光束に対応する液晶表示素子７０ａに対して照明範囲を調整可能とされている。以下、色分解後の一部の照明光束の光路に配されて一部の被照明領域に対して照明範囲を調整するレンズを第２の調整手段４０と称する。図１においては、レンズＣ３が第２の調整手段４０として機能している。
【００３１】
なお、各液晶表示素子７０ａ〜ｃの前段には各々偏光ビームスプリッタプリズム７１ａ〜ｃが配され、内部の偏光分離膜７２ａ〜ｃの作用により、各液晶表示素子７０ａ〜ｃに入射される照明光束と、各液晶表示素子７０ａ〜ｃから出射された投映光束とを分離している。所定の画像情報に基づいて光変調された第１〜第３色光成分の投映光束は、色合成手段としての、第１色光成分を反射するダイクロイック膜７４ａと第３色光成分を反射するダイクロイック膜７４ｂとを内部に有する、クロスダイクロイックプリズム７３により合成され、投写光学系９０により投映される。
【００３２】
この照明光学系によれば、色分解手段のうち最も光源側のものよりも前段に配され、全ての液晶表示素子（図１では７０ａ〜ｃ）に対して照明範囲を調整する作用を有する第１の調整手段２０と、色分解手段のうち最も光源側のものよりも後段の少なくとも１つの光路に配され、一部の液晶表示素子（図１では７０ｂ、７０ｃ）のみに対して照明範囲を調整する作用を有する第２の調整手段４０とを備えることにより、簡易な構成でありながら、どの液晶表示素子に対しても照明範囲の大きさを正確に調整し得る照明光学系とすることができる。
【００３３】
設計に対して照明範囲誤差の発生度合いが小さい光路に関しては、第１の調整手段２０により液晶表示素子（図１では７０ｂ、７０ｃ）に対して照明範囲の大きさを正確に合わせ込むようにし、設計に対して照明範囲誤差の発生度合いが大きい光路に関しては、さらに第２の調整手段４０により液晶表示素子（図１では７０ａ）に対して照明範囲の大きさを正確に合わせ込むようにすれば、簡易な構成で正確な調整が可能となり、照明効率が向上する。前者の光路上には、照明範囲調整手段として第１の調整手段２０だけが配されているのに対し、後者の光路上には、照明範囲調整手段として第１の調整手段２０と第２の調整手段４０とが配されているので、第１の調整手段２０による調整の過不足を第２の調整手段４０により補正できるように、両者の光路上の光学系を相互に関連させて全体的に設計することが肝要である。
【００３４】
ところで、カラー画像表示装置においては、この照明光学系のように、色分解された各色の光束は光路長の異なる複数の光路を経由して複数のライトバルブを照明する構成とされており、他に比べて光路長が長い光路にはリレー光学系が設けられ、最も光源側の色分解手段と被照明領域の間に被照明エリアと共役となる位置が存在する、リレー光路とされている場合が一般的である。このようなリレー光路では、リレーを行っていない光路（以下、リレーなし光路と称する）に比べて、レンズやミラー等の光学系の構成要素が多く設けられているので、製造誤差や組立時に発生する誤差により、被照明領域付近における照明範囲誤差の発生度合いが、リレーなし光路よりも大きくなりやすい。
【００３５】
そこで、この照明光学系では、照明範囲のずれ度合いの違いが大きいリレー光路とリレーなし光路とを区別して調整することで、精度のよい調整を可能としている。調整の精度の観点からは、厳密には各照明領域に対して個別に、各光路ごとに照明範囲調整手段を配して照明範囲を調整する構成とすることも可能であるが、本発明に係る照明光学系は、より簡易な構成でありながら実用上は差障りがない程度に良好な精度とすることができる。
【００３６】
また、上記のようなリレー光路とリレーなし光路とを区別して調整するためには、いずれか一方の光路に照明範囲調整手段を配すればよいものであるが、より望ましいのは、リレー光路に照明範囲調整手段を配することである。比較すればリレー光路の方が誤差が生じやすく、設計からのずれが大きくなりやすいので、設計で見込んだ余裕よりもずれが大きくなってしまうこともないとはいえず、リレー光路の方に、独立して照明範囲を調整し得る第２の調整手段４０が設けられていることが好ましい。
【００３７】
図１においては、光源１０から液晶表示素子７０ａに至る光路がリレー光路とされ、照明範囲調整手段として第１の調整手段２０と第２の調整手段４０とが配されている。また、光源１０から液晶表示素子７０ｂ、７０ｃに至る光路はリレーなし光路とされ、最も光源側の色分解手段と被照明領域の間に被照明エリアと共役となる位置が存在せず、照明範囲調整手段としては第１の調整手段２０のみが配されている。すなわち、第１の調整手段２０は全ての液晶表示素子７０ａ〜ｃに対して照明範囲を調整する作用を有するが、これをリレーなし光路を経由する光束の照明範囲を被照明領域に合わせて調整するようにし、さらにリレー光路を経由する光束の照明範囲は第２の調整手段４０により該当する被照明領域に合わせて調整することができる。第２の調整手段４０により、照明範囲誤差の発生度合いが大きくなりやすいリレー光路だけ独立に調整可能とされているので、照明範囲が対応する被照明領域よりも小さくなって照明欠損が生じたり、または照明範囲が対応する被照明領域よりも大きくなって照明効率が低下したりする虞がない。
【００３８】
なお、第１の調整手段２０としてのレンズＡ２を含む色分解手段より前段の光学系が、リレー光路とリレーなし光路との両方に含まれるため、リレー光路の光路上のリレー光学系と、リレーなし光路の光路上のリレーなし光学系とは、相互に関連させて全体的に設計することが必要となる。以下の条件式（１）〜（３）は、リレー光学系とリレーなし光学系とがともに良好な光学性能を発揮しうる許容範囲である。
【００３９】
１．０３＜ｆ１Ｓ／ｆ１Ｌ  ・・・・（１）
１．０５＜ｆ２Ｓ／ｆ２Ｌ  ・・・・（２）
Ｄ／ｆ１Ｓ＜０．２  ・・・・・・・（３）
ただし、
ｆ１Ｓ：リレーなし光路上の光学系の最短焦点距離
ｆ１Ｌ：リレーなし光路上の光学系の最長焦点距離
ｆ２Ｓ：リレー光路上の光学系の絶対値最短焦点距離
ｆ２Ｌ：リレー光路上の光学系の絶対値最長焦点距離
Ｄ：リレーなし光路とリレー光路とを分別する色分解手段の前段の凸レンズと凹レンズにおいて最も離れているもののレンズ間距離
【００４０】
上記条件式（１）、条件式（２）はそれぞれ、リレーなし光路とリレー光路において、焦点距離が最も短いときと最も長いときの比を規定している。第１の調整手段２０と第２の調整手段４０の照明範囲調整機能をバランスよく発揮させるためには、少なくともこれらの下限値よりも大きくなるように、焦点距離を変化させる必要がある。なお、上記ｆ１Ｓ、ｆ１Ｌ、ｆ２Ｓ、ｆ２Ｌの各焦点距離は、各光路上にフライアイ等のインテグレータが配されている場合には、このインテグレータでの影響を考慮せず、このインテグレータより後段の光学系の焦点距離を示すものである。
【００４１】
上記条件式（３）は、色分解手段の前段の凸レンズと凹レンズに関し、レンズ間距離を規定するものである。なお、「Ｄ：リレーなし光路とリレー光路とを分別する色分解手段の前段の凸レンズと凹レンズにおいて最も離れているもののレンズ間距離」とは、この位置に複数の凸レンズおよび／または複数の凹レンズが配されている場合には、これらのレンズのうち最もレンズ間距離が離れた凸レンズと凹レンズを対象とするものである。また、移動可能なレンズの移動状態において、凸レンズと凹レンズの間隔が最も離れている場合のレンズ間距離を示すものである。条件式（３）の上限値を越えて凹レンズと凸レンズの距離が離れ過ぎると、収差補正が困難となり、良好な光学性能で照明範囲を調節することが難しくなる。
【００４２】
また、この照明光学系は、以下の条件式（４）および（５）を満足することが、リレー光学系とリレーなし光学系の性能バランス上、好ましい。条件式（４）および（５）はそれぞれ、条件式（１）および（２）に規定された焦点距離の比の上限値を規定している。この上限値を超えるとレンズ移動の空間的スペースが大きくなりすぎたり、被照明領域での周辺部の収差補正が困難となったりする。
ｆ１Ｓ／ｆ１Ｌ＜１．０７  ・・・・（４）
ｆ２Ｓ／ｆ２Ｌ＜１．１５  ・・・・（５）
【００４３】
また、この照明光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）は、リレー光学系とリレーなし光学系の双方において、変倍時の像面の移動を極めて小さくすることが可能となるような数値範囲を規定したものである。なお、βはリレーなし光路とリレー光路とを分別する色分解手段の前段の、移動可能な凸レンズの最短焦点距離時の横倍率である。
−０．７≦β＜−０．２  ・・・・（６）
【００４４】
なお、第１および第２の調整手段２０、４０として光軸方向にレンズを移動させる際には、後段のライトバルブが液晶表示素子の場合は特に、ライトバルブへの照明光束の入射角度をあまり変化させることなく、照明範囲の大きさを調整することが好ましい。
【００４５】
また、この照明光学系では、リレーなし光学系とリレー光学系とは、被照明領域に対する照明範囲が大となるように調整された場合に比べ、該被照明領域に対する照明範囲が小となるように調整された場合の方が、被照明領域の周辺部照明性能が良好となるように設定されている。照明範囲が小さくなる状態（一般には焦点距離の短い場合）の方が照明効率が高いので、両光学系とも、照明効率が高い状態で周辺部照明性能が良好となるように設定されていることが好ましい。
【００４６】
また、この照明光学系では、光源１０とダイクロイックミラー３０との間の光路の、凹レンズよりなるレンズＡ１は固定とされ、凸レンズよりなるレンズＡ２は光軸方向に移動可能とされ、このレンズＡ２が第１の調整手段２０として配置されている。これにより、変倍時の像面の移動を小さくし良好な光学性能を維持しつつ照明範囲を調整することが可能となる。
【００４７】
この照明光学系では、光源１０とダイクロイックミラー３０との間の光路には、凹レンズ１枚と凸レンズ１枚とが配された構成とされており、この凸レンズが動くという最も簡易な構成になっている。なお、本発明の照明光学系としては、光源１０とダイクロイックミラー３０との間の光路には、複数枚の凹レンズおよび／または複数枚の凸レンズを備えていてもよく、それにより光学性能を向上させることが可能となる。複数枚の凸レンズを備えている場合、より多くの凸レンズを光軸方向に移動可能として、良好な光学性能で照明範囲を調整するようにしてもよい。光源１０とダイクロイックミラー３０との間の光路に配される凸レンズと凹レンズの、光源側からの配列順は任意である。
【００４８】
また、この照明光学系では、ダイクロイックミラー３０の後段のリレー光路に、１枚の凸レンズＣ３が第２の調整手段４０として配置されている。１枚のレンズが可動とされているだけなので、調整が容易であり簡易な機構とすることができる。
【００４９】
下記表１の上段に、本実施例に係る照明光学系のリレーなし光学系およびリレー光学系について、各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面間隔という）Ｄ、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよびアッベ数νの値を示す。表１および以下の表２、表３において、曲率半径Ｒ、軸上面間隔Ｄは、リレーなし光学系の最短焦点距離を１として規格化された値であり、面番号の数字はレンズ群Ａ〜Ｃごとに、光源側からの順番を表すものである。なお、本実施例では、第２色光成分の光路と第３色光成分の光路とは光路長が互いに略等しく、レンズＢ１は共通のレンズとされ、他の光学面も略同様のものが略等しい位置に配されているので、レンズデータとしてはリレーなし光学系のものとして一括して示している。
【００５０】
またその下段には、両光学系の焦点距離の可変範囲およびそれに対応する軸上面間隔Ｄの欄における空気間隔の可変値を示し、さらにその下段には、この照明光学系における条件式（１）〜（６）の値を示す。条件式は全て満足されている。
【００５１】
【表１】
2005043448.tif 000003
【００５２】
また、この投写型表示装置は、上記のような照明光学系を備えているので、簡易な構成でありながら、どの光路を経由した光束についても、対応する被照明領域に対して照明範囲の大きさを正確に調整でき、照明効率の高い投写型表示装置とされている。
【００５３】
＜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概略構成を示す断面図である。この投写型表示装置は、本発明の実施例２に係る照明光学系により３原色に対応させた透過型液晶表示素子８０ａ〜ｃを照明し、液晶表示素子８０ａ〜ｃで光変調された画像情報を担持した各投映光束をクロスダイクロイックプリズム８１で合成し、投写光学系９０を介してスクリーン（不図示）にフルカラー画像を投映する装置である。
【００５４】
この照明光学系は、光源１０から色分解手段としてのダイクロイックミラー３２、３３までの構成は実施例１と略同様であるので、重複する説明は省略する。この照明光学系の色分解手段はクロスダイクロイックミラーとされ、ダイクロイックミラー３２は、照明光束のうち第１色光成分の照明光束を反射し、その余の照明光束を透過する。また、ダイクロイックミラー３３は、照明光束のうち第２色光成分の照明光束を反射し、その余の照明光束を透過するので、照明光束はこのクロスダイクロイックミラーにより３原色光に分解されて、異なる光路を経由して液晶表示素子８０ａ〜ｃに向かう。
【００５５】
第３色光成分の照明光束の光路上にはレンズＢ１が配され、第３色光成分の照明光束は、第２のフライアイレンズ１３を構成する各レンズセル、レンズＡ１、Ａ２、Ｂ１によって、対応する液晶表示素子８０ｃの光入射面上で重畳される。
【００５６】
第１色光成分の照明光束の光路と第２色光成分の照明光束の光路とには、各々、レンズＣ１ａ〜Ｃ４ａ、Ｃ１ｂ〜Ｃ４ｂと偏向のための全反射ミラー４４ａ、４５ａ、４４ｂ、４５ｂとが配され、各照明光束は、第２のフライアイレンズ１３を構成する各レンズセル、レンズＡ１、Ａ２、ならびにレンズＣ１ａ〜Ｃ４ａまたはレンズＣ１ｂ〜Ｃ４ｂによって、各々対応する液晶表示素子８０ａ、８０ｂの光入射面上で重畳される。第１色光成分の照明光束の光路と第２色光成分の照明光束の光路とは、第３色光成分の照明光束の光路よりも長い光路とされているが、この光路長の違いを補償し結像関係を第３色光成分の照明光束と見かけ上同等とするためにリレー光学系が配され、ダイクロイックミラー３２、３３と液晶表示素子８０ａ、８０ｂとの間に液晶表示素子８０ａ、８０ｂと共役な位置が少なくとも１つ存在するリレー光路とされている。
【００５７】
このリレー光路上のレンズＣ２ａ、Ｃ３ａ、Ｃ２ｂ、Ｃ３ｂは光軸方向に可動とされ、これらのレンズを光軸方向に移動させることにより、この光路を経由する光束に対応する液晶表示素子８０ａ、８０ｂに対して照明範囲を調整可能とされている。図２においては、レンズＣ２ａ、Ｃ３ａ、Ｃ２ｂ、Ｃ３ｂが第２の調整手段４０として機能している。
【００５８】
所定の画像情報に基づいて光変調された第１〜第３色光成分の投映光束は、色合成手段としての、第１色光成分を反射するダイクロイック膜８２ａと第２色光成分を反射するダイクロイック膜８２ｂとを内部に有する、クロスダイクロイックプリズム８１により合成され、投写光学系９０により投映される。
【００５９】
下記表２の上段に、本実施例に係る照明光学系のリレーなし光学系およびリレー光学系について、各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよびアッベ数νの値を示す。なお、本実施例では、第１色光成分の光路と第２色光成分の光路とは、第３色光成分の光軸に対して互いに対称に構成されており、レンズＣ１ａ〜Ｃ４ａとレンズＣ１ｂ〜Ｃ４ｂは同様であるので、レンズデータとしてはリレー光学系のものとして一括して示している。
【００６０】
またその下段には、両光学系の焦点距離の可変範囲およびそれに対応する軸上面間隔Ｄの欄における空気間隔の可変値を示し、さらにその下段には、この照明光学系における条件式（１）〜（６）の値を示す。
【００６１】
【表２】
2005043448.tif 000004
【００６２】
なお、表２においては、第１色光成分の光路および第２色光成分の光路上のリレー光学系を一括して示しているが、これは設計値として同値とされているのであって、実際の構成としては各々の光路ごとに発生する誤差に対応させて、各々の光路ごとに第２の調整手段４０ａ、４０ｂのレンズを移動させて、適宜調整を行うものである。
【００６３】
この照明光学系によれば、色分解手段のうち最も光源側のものよりも前段に配され、全ての液晶表示素子（図２では８０ａ〜ｃ）に対して照明範囲を調整する作用を有する第１の調整手段２０と、色分解手段のうち最も光源側のものよりも後段の少なくとも１つの光路に配され、一部の液晶表示素子（図２では８０ｂ、８０ｃ）のみに対して照明範囲を調整する作用を有する第２の調整手段４０とを備えることにより、どの液晶表示素子に対しても照明範囲の大きさを正確に調整し得る照明光学系とすることができる。
【００６４】
本実施例では、光源１０から液晶表示素子８０ａ、８０ｂに至る光路がリレー光路とされ、照明範囲調整手段として第１の調整手段２０と第２の調整手段４０ａ、４０ｂとが配されている。また、光源１０から液晶表示素子８０ｃに至る光路は、リレーなし光路とされ、照明範囲調整手段としては第１の調整手段２０のみが配されている。第２の調整手段４０ａ、４０ｂにより、照明範囲誤差の発生度合いが大きくなりやすいリレー光路だけ独立に調整可能とされているので、どの液晶表示素子に対しても照明範囲の大きさを正確に調整し得る。
【００６５】
また、この照明光学系は条件式（１）〜（６）を満足しており、リレー光学系とリレーなし光学系とがバランスよく良好な光学性能を発揮しうる構成とされている。
【００６６】
また、この照明光学系では、リレーなし光学系とリレー光学系とは、被照明領域に対する照明範囲が大となるように調整された場合に比べ、該被照明領域に対する照明範囲が小となるように調整された場合の方が、被照明領域の周辺部照明性能が良好となるように設定されている。したがって両光学系とも、照明効率が高い状態で周辺部照明性能が良好となる。
【００６７】
また、この照明光学系では、光源１０からダイクロイックミラー３２、３３までの構成は実施例１と略同様であり、簡易な構成でありながら、変倍時の像面の移動を小さくし良好な光学性能を維持しつつ照明範囲を調整することが可能である。また、この照明光学系では、ダイクロイックミラー３２、３３の後段のリレー光路に、各光路に２枚ずつの凸レンズＣ２ａ、Ｃ３ａ、Ｃ２ｂ、Ｃ３ｂが、それぞれ第２の調整手段４０ａ、４０ｂとして配置されている。実施例１のものよりも１つの光路上で移動可能なレンズの枚数が多く、このように互いに別体として移動可能なレンズの枚数を増加することにより、より良好な光学性能で照明範囲を調整することができる。
【００６８】
また、この投写型表示装置は、上記のような照明光学系を備えているので、簡易な構成でありながら、どの光路を経由した光束についても、対応する被照明領域に対して照明範囲の大きさを正確に調整でき、照明効率の高い投写型表示装置とされている。
【００６９】
＜実施例３＞
図３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概略構成を示す断面図である。この投写型表示装置は、本発明の実施例３に係る照明光学系により３原色に対応させた透過型液晶表示素子８０ａ〜ｃを照明し、液晶表示素子８０ａ〜ｃで光変調された画像情報を担持した各投映光束をクロスダイクロイックプリズム８１で合成し、投写光学系９０を介してスクリーン（不図示）にフルカラー画像を投映する装置である。
【００７０】
この照明光学系は、光源１０から色分解手段としてのダイクロイックミラー３４までの構成は実施例１と略同様であるので、重複する説明は省略する。また、この照明光学系のライトバルブは透過型液晶表示素子８０ａ〜ｃとされ、それらの後段の構成は実施例２と略同様であるので、重複する説明は省略する。
【００７１】
レンズＡ２から出射された照明光束は偏向のための全反射ミラー２２を介し、色分解手段に入射される。この照明光学系の色分解手段はダイクロイックミラー３４、３５よりなり、照明光束を３原色光に分解する。ダイクロイックミラー３４は、照明光束を、反射される第１、第３色光成分の合成照明光束と透過される第２色光成分の照明光束とに分解し、ダイクロイックミラー３５は、ダイクロイックミラー３４で反射された第１、第３色光成分の合成照明光束を、透過される第１色光成分の照明光束と反射される第３色光成分の照明光束とに分解する。
【００７２】
第２色光成分の照明光束の光路と第３色光成分の照明光束の光路とには、各々レンズＢ１ａ、Ｂ１ｂが配され、各照明光束は、第２のフライアイレンズ１３を構成する各レンズセル、レンズＡ１、Ａ２ならびにＢ１ａまたはＢ１ｂによって、各々対応する液晶表示素子８０ｂ、８０ｃの光入射面上で重畳される。また、第２色光成分の照明光束の光路上には、偏向のための全反射ミラー４８が配されており、第２色光成分の照明光束の光路と第３色光成分の照明光束の光路とは互いに略等しい光路長に設定されている。
【００７３】
第１色光成分の照明光束の光路には、レンズＣ１〜Ｃ４と偏向のための全反射ミラー４６、４７とが配され、第１色光成分の照明光束は、第２のフライアイレンズ１３を構成する各レンズセル、レンズＡ１、Ａ２、ならびにレンズＣ１〜Ｃ４によって、対応する液晶表示素子８０ａの光入射面上で重畳される。第１色光成分の照明光束の光路は、第２色光成分の照明光束の光路または第３色光成分の照明光束の光路よりも長い光路とされているが、この光路長の違いを補償し、結像関係を第２色光成分の照明光束の光路または第３色光成分の照明光束と見かけ上同等とするために、リレー光学系が配され、ダイクロイックミラー３５と液晶表示素子８０ａとの間に液晶表示素子８０ａと共役な位置が少なくとも１つ存在するリレー光路とされている。
【００７４】
このリレー光路上のレンズＣ３は光軸方向に可動とされ、これらのレンズを光軸方向に移動させることにより、この光路を経由する光束に対応する液晶表示素子８０ａに対して照明範囲を調整可能とされている。図３においては、レンズＣ３が第２の調整手段４０として機能している。
【００７５】
下記表３の上段に、本実施例に係る照明光学系のリレーなし光学系およびリレー光学系について、各レンズ面の曲率半径Ｒ、各レンズの軸上面間隔Ｄ、各レンズのｄ線における、屈折率Ｎおよびアッベ数νの値を示す。なお、本実施例では、第２色光成分の光路と第３色光成分の光路とは光路長が互いに略等しく、レンズＢ１ａレンズとＢ１ｂとは同様のレンズが相対的に略等しい位置に配されているので、レンズデータとしてはリレーなし光学系のものとして一括して示している。
【００７６】
またその下段には、両光学系の焦点距離の可変範囲およびそれに対応する軸上面間隔Ｄの欄における空気間隔の可変値を示し、さらにその下段には、この照明光学系における条件式（１）〜（６）の値を示す。
【００７７】
【表３】
2005043448.tif 000005
【００７８】
この照明光学系によれば、色分解手段のうち最も光源側のものよりも前段に配され、全ての液晶表示素子（図３では８０ａ〜ｃ）に対して照明範囲を調整する作用を有する第１の調整手段２０と、色分解手段のうち最も光源側のものよりも後段の少なくとも１つの光路に配され、一部の液晶表示素子（図３では８０ａ）のみに対して照明範囲を調整する作用を有する第２の調整手段４０とを備えることにより、どの液晶表示素子に対しても照明範囲の大きさを正確に調整し得る照明光学系とすることができる。
【００７９】
本実施例では、光源１０から液晶表示素子８０ａに至る光路がリレー光路とされ、照明範囲調整手段として第１の調整手段２０と第２の調整手段４０とが配されている。また、光源１０から液晶表示素子８０ｂ、８０ｃに至る光路は、リレーなし光路とされ、照明範囲調整手段としては第１の調整手段２０のみが配されている。第２の調整手段４０により、照明範囲誤差の発生度合いが大きくなりやすいリレー光路だけ独立に調整可能とされているので、どの液晶表示素子に対しても照明範囲の大きさを正確に調整し得る。
【００８０】
また、この照明光学系は条件式（１）〜（６）を満足しており、リレー光学系とリレーなし光学系とがバランスよく良好な光学性能を発揮しうる構成とされている。
【００８１】
また、この照明光学系では、リレーなし光学系とリレー光学系とは、リレーなし光学系とリレー光学系とは、被照明領域に対する照明範囲が大となるように調整された場合に比べ、該被照明領域に対する照明範囲が小となるように調整された場合の方が、被照明領域の周辺部照明性能が良好となるように設定されている。したがって両光学系とも、照明効率が高い状態で周辺部照明性能が良好となる。
【００８２】
また、この照明光学系では、光源１０からダイクロイックミラー３４までの構成は実施例１と略同様であり、簡易な構成でありながら、変倍時の像面の移動を小さくし良好な光学性能を維持しつつ照明範囲を調整することが可能となる。また、この照明光学系では、第２の調整手段４０として１枚の凸レンズＣ３が可動とされているだけなので、調整が容易であり簡易な機構とすることができる。
【００８３】
また、この投写型表示装置は、上記のような照明光学系を備えているので、簡易な構成でありながら、どの光路を経由した光束についても、対応する被照明領域に対して照明範囲の大きさを正確に調整でき、照明効率の高い投写型表示装置とされている。
【００８４】
本発明に係る照明光学系および投写型表示装置としては、上述したものに限られるものではなく、種々の態様の変更が可能である。例えば、上記実施例として示した照明光学系では、色分解手段により光源からの光束を３原色に分解しているが、これに限られるものではなく、色分解手段により少なくとも２以上の光束に色分解し、この各光束ごとに互いに異なる光路を経由させて各々の光束に対応する各々の被照明領域に対して照明を行う照明光学系において、本発明の構成を適用することができる。３原色に分解する構成としても、各構成要素の配置の仕方は上記実施例の構成に限られるものではなく、また、適宜反射ミラーを備えるようにすることもできる。
【００８５】
また、本発明に係る照明光学系としては、リレー光路とリレーなし光路とを区別して調整するためには、いずれか一方の光路に照明範囲調整手段を配すればよいものであって、リレー光路でなくリレーなし光路に第２の調整手段を配する構成を否定するものではない。例えば、図１のレンズＣ３を固定とし、レンズＢ１を第２の調整手段４０として光軸方向に移動可能とする構成とされていてもよい。この場合には、共通する第２の調整手段４０により２つの反射型液晶表示素子７０ｂ、７０ｃに対して照明範囲を調整することになる。
【００８６】
また上記実施例においては、照明光束の光軸と垂直な断面における光量分布の均一化を図る手段としてフライアイレンズを用いているが、このような手段として、例えば、ロッドインテグレータを用いてもよい。
【００８７】
また、上記実施例においては反射型および透過型の液晶表示素子を用いているが、投写型表示装置のライトバルブはこれらに限られず、例えば、テキサス・インスツルメンツ社製のデジタルマイクロミラーデバイスのような、微小反射素子を用いる装置に本発明を適用することも可能である。
【００８８】
【発明の効果】
以上に説明したように、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によれば、光源からの光束が色分解され、各色の光束が光路長の異なる複数の光路を各々経由して各々対応する被照明領域を照明する照明光学系において、色分解手段のうち最も光源側のものよりも前段に配され、全ての被照明領域に対して照明範囲を調整する作用を有する第１の調整手段と、色分解手段のうち最も光源側のものよりも後段の少なくとも１つの光路に配され、一部の被照明領域のみに対して照明範囲を調整する作用を有する第２の調整手段とを備えることにより、簡易な構成でありながら、各被照明領域に対して照明範囲の大きさを正確に調整し得る、照明効率の高い照明光学系およびこれを用いた投写型表示装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係る照明光学系を備えた投写型表示装置の概略構成図
【図２】実施例２に係る照明光学系を備えた投写型表示装置の概略構成図
【図３】実施例３に係る照明光学系を備えた投写型表示装置の概略構成図
【符号の説明】
１０    光源
１１    放物面リフレクタ
１２    第１のフライアイレンズ
１３    第２のフライアイレンズ
１４    偏光変換部
２０    第１の調整手段
２２、４１〜４３、４４ａ、４４ｂ、４５ａ、４５ｂ、４６〜４８    全反射ミラー
３０〜３５    ダイクロイックミラー
４０    第２の調整手段
７０ａ〜ｃ    反射型液晶表示素子
７１ａ〜ｃ    偏光ビームスプリッタプリズム
７２ａ〜ｃ    偏光分離膜
７３、８１    クロスダイクロイックプリズム
７４ａ、７４ｂ、８２ａ、８２ｂ    ダイクロイック膜
８０ａ〜ｃ    透過型液晶表示素子
９０    投写光学系
Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｃ１〜Ｃ４、Ｃ１ａ〜Ｃ４ａ、Ｃ１ｂ〜Ｃ４ｂ    レンズ
【図１】
2005043448.tif 000006
【図２】
2005043448.tif 000007
【図３】
2005043448.tif 000008