(57)【要約】【課題】小型化可能であり、照明効率の高い画像表示装置を提供する。【解決手段】光源と、光源からの光線を集光して仮想的な２次光源を作る集光光学系と、集光光学系で集光された光線が入射する光学部材と、光学部材を出た光線が通過する直角プリズムと、直角プリズムを出た光線が通過するリレーレンズと、リレーレンズからの出射光が入射する画像形成素子と、画像形成素子を通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、を有し、直角プリズムは構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、光学部材の出射面の近傍に配置されている。【選択図】図１
2007126007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの光線を集光して仮想的な２次光源を作る集光光学系と、
前記集光光学系で集光された光線が入射する光学部材と、
前記光学部材を出た光線が通過する直角プリズムと、
前記直角プリズムを出た光線が通過するリレーレンズと、
前記リレーレンズからの出射光が入射する画像形成素子と、
前記画像形成素子を通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、
を有し、
前記直角プリズムは構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、前記光学部材の出射面の近傍に配置されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
光源と、
前記光源からの光線を集光して仮想的な２次光源を作る集光光学系と、
前記集光光学系で集光された光線が入射する直角プリズムと、
前記直角プリズムを出た光線が通過する光学部材と、
前記光学部材を出た光線が通過するリレーレンズと、
前記リレーレンズからの出射光が入射する画像形成素子と、
前記画像形成素子を通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、
を有し、
前記直角プリズムは構成する五つの面のすべてが研磨面で構成されて、前記光学部材の入射面の近傍に配置されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記直角プリズムの斜面に反射処理がなされている請求項１又は請求項２記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記光学部材はライトトンネルである請求項１から請求項３のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記光学部材はロッドレンズであり、前記直角プリズムと前記ロッドレンズの間には空気間隔が存在する請求項１から請求項３のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記集光光学系は集光ミラーである請求項１から請求項５のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記光源はＬＥＤであり、前記集光光学系はコンデンサーレンズ系である請求項１から請求項５のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項８】
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する三つのＬＥＤ光源と、
前記三つのＬＥＤ光源からのＲ、Ｇ、Ｂの各色の光線がそれぞれ入射する、並置された三つの光学部材と、
前記三つの光学部材のうち、中央の光学部材を除く２つの光学部材を出た光線が通過する、前記二つの光学部材に対応した二つの直角プリズムと、
前記中央の光学部材を出た光線、及び、前記二つの直角プリズムを出た光線が入射し、各色を合成して通過するダイクロイックプリズムと、
前記ダイクロイックプリズムからの出射光が入射する画像形成素子と、
前記画像形成素子を通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、
を有し、
前記ダイクロイックプリズムを構成する六つの外面のすべて、及び、前記直角プリズムを構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、前記直角プリズムが前記中央の光学部材を除く二つの光学部材の出射面近傍に各々配置され、前記直角プリズムと前記ダイクロイックプリズムの間にそれぞれ空気間隔が存在することを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する三つのＬＥＤ光源と、
前記三つのＬＥＤ光源からの光線がそれぞれ入射する、並置された三つの光学部材と、
前記三つの光学部材のうち、中央の光学部材を除く二つの光学部材を出た光線が通過する、前記二つの光学部材に対応した直角プリズムと、
前記中央の光学部材を出た光線、及び、前記二つの直角プリズムを出た光線がそれぞれ入射する三つの画像形成素子と、
前記三つの画像形成素子からの出射光が入射し、各色を合成して通過するダイクロイックプリズムと、
前記ダイクロイックプリズムを通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、
を有し、
前記ダイクロイックプリズムを構成する六つの外面のすべて、及び、前記直角プリズムを構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、前記直角プリズムが前記中央の光学部材を除く二つの光学部材の出射面近傍に各々配置され、前記直角プリズムと前記ダイクロイックプリズムの間にそれぞれ空気間隔が存在することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
前記直角プリズムの斜面に、反射処理がなされている請求項８又は請求項９記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記光学部材はライトトンネルである請求項８から請求項１０のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記光学部材はロッドレンズであり、中央のロッドレンズを除くロッドレンズと前記直角プリズムとの間にそれぞれ空気間隔が存在する請求項８から請求項１１のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項１３】
入射光を拡大して投影する投影レンズを備えた画像表示装置であって、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する三つのＬＥＤ光源と、
前記三つのＬＥＤ光源からのＲ、Ｇ、Ｂの各色の光線がそれぞれ入射する、並置された三つの光学部材と、
前記三つの光学部材のうち、前記投影レンズから遠い側の光学部材を出た光線が通過する直角プリズムと、
前記三つの光学部材のうち、中央の光学部材を出た光線、及び、前記直角プリズムを出た光線が入射し、２つの色を合成して通過する第１ダイクロイックプリズムと、
前記三つの光学部材のうち、前記投影レンズ側の光学部材を出た光線、及び、前記第１ダイクロイックプリズムから出た光線が入射し、各色を合成して通過する第２ダイクロイックプリズムと、
前記第２ダイクロイックプリズムの出射光が入射するとともに、前記投影レンズへ向けて光が透過する画像形成素子と、
を有し、
前記第１、及び、第２ダイクロイックプリズムを構成する六つの外面のすべて、及び、前記直角プリズムを構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、前記投影レンズから遠い側の光学部材の出射面の近傍に前記直角プリズムが、前記直角プリズムの出射面及び前記中央の光学部材の出射面の近傍に前記第１ダイクロイックプリズムが、前記第１ダイクロイックプリズムの出射面及び前記投影レンズ側の光学部材の出射面の近傍に前記第２ダイクロイックプリズムが、それぞれ配置され、前記直角プリズムと前記第１ダイクロイックプリズムの間、及び、前記第１ダイクロイックプリズムと前記第２ダイクロイックプリズムの間にそれぞれ空気間隔が存在することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
前記直角プリズムの斜面に、反射処理がなされている請求項１３記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記光学部材はライトトンネルである請求項１３又は請求項１４記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記光学部材はロッドレンズであり、各ロッドレンズとそれに対応した前記直角プリズム、第１ダイクロイックプリズム、及び、第２ダイクロイックプリズムとの間にそれぞれ空気間隔が存在する請求項１３又は請求項１４記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記光学部材は１枚、あるいは複数枚のレンズで構成される請求項１３又は請求項１４記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記第２ダイクロイックプリズムと画像形成素子の間にライトトンネルがあることを特徴とする、請求項１３から請求項１６のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記第２ダイクロイックプリズムと画像形成素子の間にロッドレンズがあることを特徴とする、請求項１３から請求項１６のいずれか１項記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マトリックス上に配列された画素を、各々オン、オフすることで、画像を形成する素子を用いた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像表示装置としては、例えば図１２〜図１４に示すものがあった。
図１２に示す画像表示装置１００では、三つのＬＥＤ光源１０１、１０２、１０３からのＲ、Ｇ、Ｂ各色の光線がコンデンサーレンズ１０４、１０５、１０６、ダイクロイックフィルタ１０７、１０８、コンデンサーレンズ１０９を介して第１反射ミラー１１０に入射し、この第１反射ミラー１１０による反射光がライトトンネル（又はロッドレンズ）１１１、リレーレンズ１１２を介して第２反射ミラー１２０に入射する。この第２反射ミラー１２０による反射光は第１反射ミラー１１０への入射光と平行かつ逆方向に進行し、リレーレンズ１２１を介して画像形成素子１３０に入射する。画像形成素子１３０に入射した光は、マトリックス状に配置された画素部をそれぞれオン、オフすることにより所望の画像として出射され、投影レンズ１４０によりその画像はスクリーン（不図示）に投影される。この画像表示装置１００では、第１反射ミラー１１０への入射光と第２反射ミラー１２０からの反射光の進行方向を互いに平行とし、かつ、これらの進行方向上に構成要素の多くを配置することにより、進行方向に直交する方向に関して画像表示装置１００の小型化を図っている。【０００３】
図１３に示す画像表示装置２００では、三つのＬＥＤ光源２０１、２０２、２０３からのＲ、Ｇ、Ｂ各色の光線が、ライトトンネル（又はロッドレンズ）２０４、２０５、２０６を介してダイクロイックプリズム２１０の三面から入射し、別の一面から画像形成素子２２０へ向けて出射する。この画像形成素子２２０に入射した光は、マトリックス状に配置された画素部をそれぞれオン、オフすることにより所望の画像として出射され、投影レンズ２３０によりその画像がスクリーン（不図示）に投影される。この画像表示装置２００では、ダイクロイックプリズム２１０の三方からＲ、Ｇ、Ｂ各色の光線を入射する構成としているため光学要素の数を減らすことができる。【０００４】
図１４に示す画像表示装置３００では、光源３０１からの光を集光ミラー３０２で集光してライトトンネル３０３に入射させる。ライトトンネル３０３からの出射光は第１反射ミラー３１０で反射し、リレーレンズ３１１を介して第２反射ミラー３２０に入射する。第２反射ミラー３２０からの反射光は、リレーレンズ３２１を介して画像形成素子３３０に入射する。この入射光は、マトリックス状に配置された画素部をそれぞれオン、オフすることにより所望の画像として投影レンズ３４０へ出射され、その画像がスクリーン（不図示）に投影される。この画像表示装置３００では、第１反射ミラー３１０への入射光と第２反射ミラー３２０からの反射光の進行方向を互いに平行とし、かつ、これらの進行方向上に構成要素の多くを配置することにより、進行方向に直交する方向に関して画像表示装置３００の小型化を図っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図１２に示す画像表示装置１００では、三つのＬＥＤ光源各々に対応したコンデンサーレンズ１０４、１０５、１０６、ダイクロイックフィルタ１０５、１０６、コンデンサーレンズ１０７その他の多数の光学要素が必要であるとともに、このような多数の光学要素を配置することにより装置が大型化せざるを得ないという課題がある。【０００６】
一方、図１３に示す画像表示装置２００では、ダイクロイックプリズム２１０の三方に三つのＬＥＤ光源２０１、２０２、２０３をそれぞれ配置する構成となっているため、装置を小型化することが難しいという課題がある。【０００７】
さらに、図１４に示す画像表示装置３００では、ライトトンネル３０３からの出射光を第１反射ミラー３１０で反射してリレーレンズ３１１に入射する構成であるため、第１反射ミラー３１０からの反射光をすべて入射させるためには、リレーレンズ３１１を大径とせざるを得ない。また、ライトトンネル３０３からの出射光をすべて所望の方向に反射させるには、第１反射ミラー３１０をライトトンネル３０３から十分離間させる必要があるが、この場合光学設計上、第２反射ミラーと画像形成素子３３０の間隔が長くなり、装置の小型化が難しいという課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の画像表示装置は、光源と、光源からの光線を集光して仮想的な２次光源を作る集光光学系と、集光光学系で集光された光線が入射する光学部材と、光学部材を出た光線が通過する直角プリズムと、直角プリズムを出た光線が通過するリレーレンズと、リレーレンズからの出射光が入射する画像形成素子と、画像形成素子を通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、を有し、直角プリズムは構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、光学部材の出射面の近傍に配置されていることを特徴としている。【０００９】
また、本発明の画像表示装置は、光源と、光源からの光線を集光して仮想的な２次光源を作る集光光学系と、集光光学系で集光された光線が入射する直角プリズムと、直角プリズムを出た光線が通過する光学部材と、光学部材を出た光線が通過するリレーレンズと、リレーレンズからの出射光が入射する画像形成素子と、画像形成素子を通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、を有し、直角プリズムは構成する五つの面のすべてが研磨面で構成されて、光学部材の入射面の近傍に配置されていることを特徴としている。【００１０】
さらに、本発明の画像表示装置は、別の態様によれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する三つのＬＥＤ光源と、三つのＬＥＤ光源からのＲ、Ｇ、Ｂの各色の光線がそれぞれ入射する、並置された三つの光学部材と、三つの光学部材のうち、中央の光学部材を除く２つの光学部材を出た光線が通過する、二つの光学部材に対応した二つの直角プリズムと、中央の光学部材を出た光線、及び、二つの直角プリズムを出た光線が入射し、各色を合成して通過するダイクロイックプリズムと、ダイクロイックプリズムからの出射光が入射する画像形成素子と、画像形成素子を通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、を有し、ダイクロイックプリズムを構成する六つの外面のすべて、及び、直角プリズムを構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、直角プリズムが中央の光学部材を除く二つの光学部材の出射面近傍に各々配置され、直角プリズムとダイクロイックプリズムの間にそれぞれ空気間隔が存在することを特徴としている。【００１１】
さらに別の態様によれば、本発明の画像表示装置は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する三つのＬＥＤ光源と、三つのＬＥＤ光源からの光線がそれぞれ入射する、並置された三つの光学部材と、三つの光学部材のうち、中央の光学部材を除く二つの光学部材を出た光線が通過する、二つの光学部材に対応した二つの直角プリズムと、中央の光学部材を出た光線、及び、二つの直角プリズムを出た光線がそれぞれ入射する三つの画像形成素子と三つの画像形成素子からの出射光が入射し、各色を合成して通過するダイクロイックプリズムと、ダイクロイックプリズムを通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、を有し、ダイクロイックプリズムを構成する六つの外面のすべて、及び、直角プリズムを構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、直角プリズムが中央の光学部材を除く二つの光学部材の出射面近傍に各々配置され、直角プリズムとダイクロイックプリズムの間にそれぞれ空気間隔が存在することを特徴としている。【００１２】
上記直角プリズムの斜面は、反射処理を施すこともできる。【００１３】
上記光学部材はライトトンネルで構成することができる。【００１４】
上記光学部材をロッドレンズで構成することができ、この場合はロッドレンズと直角プリズムとの間にそれぞれ空気間隔が存在するとよい。【００１５】
上記集光光学系は集光ミラーであるとよい。【００１６】
上記光源はＬＥＤであり、上記集光光学系はコンデンサーレンズ系であることが好ましい。【００１７】
さらに別の実施態様によれば、本発明の画像表示装置は、入射光を拡大して投影する投影レンズを備えるとともに、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する三つのＬＥＤ光源と、三つのＬＥＤ光源からのＲ、Ｇ、Ｂの各色の光線がそれぞれ入射する、並置された三つの光学部材と、三つの光学部材のうち、投影レンズから遠い側の１つの光学部材を出た光線が通過する直角プリズムと、三つの光学部材のうち、中央の光学部材を出た光線、及び、直角プリズムを出た光線が入射し、２つの色を合成して通過する第１ダイクロイックプリズムと、三つの光学部材のうち、投影レンズ側の１つの光学部材を出た光線、及び、第１ダイクロイックプリズムから出た光線が入射し、各色を合成して通過する第２ダイクロイックプリズムと、第２ダイクロイックプリズムの出射光が入射するとともに、投影レンズへ向けて光が透過する画像形成素子と、を有し、第１、及び、第２ダイクロイックプリズムを構成する六つの外面のすべて、及び、直角プリズムを構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、投影レンズから遠い側の光学部材の出射面の近傍に直角プリズムが、直角プリズムの出射面及び中央の光学部材の出射面の近傍に第１ダイクロイックプリズムが、第１ダイクロイックプリズムの出射面及び投影レンズ側の光学部材の出射面の近傍に第２ダイクロイックプリズムが配置され、直角プリズムと第１ダイクロイックプリズムの間、及び、第１ダイクロイックプリズムと第２ダイクロイックプリズムの間にそれぞれ空気間隔が存在することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示した平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る直角プリズムの構成を示す図であり、（ａ）は斜面及び上面側からみた斜視図、（ｂ）は斜面側からみた側面図である。
【図３】図１の直角プリズム付近の拡大図である。
【図４】図３のロッドレンズと直角プリズムを密着させた場合の光線の進行状態を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る直角プリズムの斜面における全反射状態を示した図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示した平面図である。
【図７】図６の一つの光源から出射した光線が直角プリズムを構成する面において全反射する状態を示した図である。
【図８】図６の一つの光源から出射した光線がダイクロイックプリズムを構成する面において全反射する状態を示した図である。
【図９】本発明の第２実施形態に対する比較例として、直角プリズムに代えてミラーを用いた構成を示した概観図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に対する比較例における光線の進行状態を示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る画像表示装置の全体構成を示した平面図である。
【図１２】３色のＬＥＤ光源を用いた従来の画像表示装置の構成を示す概観図である。
【図１３】３色のＬＥＤ光源及びダイクロイックプリズムを用いた従来の画像表示装置の構成を示す概観図である。
【図１４】従来の画像表示装置の構成を示す概観図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る第１実施形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。図１に示すように、第１実施形態に係る画像表示装置１は、光源１０、集光ミラー１２、ライトトンネル１４、直角プリズム１６、第１リレーレンズ系１８、反射ミラー２０、第２リレーレンズ系２２、画像形成素子２４、及び投影レンズ系（投影レンズ）２６を有する。【００２０】
光源１０は白色光源であって、例えば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプを用いることができる。【００２１】
集光ミラー（集光光学系）１２は、光源１０の周囲を囲むように配置されており、ライトトンネル１４側が出射口として開いた形状となっている。この集光ミラー１２は、光源１０から放射状に出射した光を反射、集光して、出射口１２ａからライトトンネル１４へ向けて出射し、ライトトンネル１４の入射面に仮想的な２次光源を形成する【００２２】
ライトトンネル（光学部材）１４は、その矩形形状の一方の端面（入射面）１４ａから入射した光を、内面で反射させることにより光量が均一化された光として、他方の端面（出射面）１４ｂから出射することができるものである。【００２３】
ライトトンネル１４の出射面１４ｂから出射した光は、ライトトンネル１４の出射面１４ｂの近傍（例えば、出射面１４ｂが１０ｍｍ×８ｍｍの長方形の場合、０ｍｍ以上１０ｍｍ未満の範囲）に側面１６ｃが配置された直角プリズム１６に入射する。側面１６ｃを出射面１４ｂの近傍に配置することによって、出射面１４ｂの出射光を無駄なく直角プリズム１６内に入射させることができる。直角プリズム１６は、図２に示すように、上面１６ａ及び底面１６ｂが直角二等辺三角形の角柱形状を備えており、この三角柱形状を構成する上面１６ａと底面１６ｂ、上面１６ａにおいて互いに直交する２辺１６ａ１、１６ａ２から底面１６ｂの対応する２辺１６ｂ１、１６ｂ２へそれぞれ延びる二つの側面１６ｃと１６ｄ、及び、上面１６ａの斜辺１６ａ３から底面１６ｂの斜辺１６ｂ３へ延びる斜面１６ｅからなり、これら五つの面１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅがすべて研磨面となっている。図１、図３に示すように、ライトトンネル１４からの出射光は、側面１６ｃから入射し、直接、あるいは上面１６ａ、底面１６ｂ、または側面１６ｄで全反射した後、斜面１６ｅに入射する。斜面１６ｅに入射した光は斜面１６ｅで反射し、直接、あるいは上面１６ａ、底面１６ｂ、または側面１６ｃで全反射した後に側面１６ｄから出射する。【００２４】
なお、ライトトンネル１４に代えて、ロッドレンズ（ガラス棒状のレンズ）１１４を用いることもできる。この場合、ロッドレンズの出射面と直角プリズム１６との間には空気間隔（ａｉｒ  ｓｐａｃｅ）（例えば０より大きく１０ｍｍ未満）を設けることが好ましい。これに対して、図４に示すように、ロッドレンズ１１４の出射面１１４ｂと直角プリズム１６の側面（入射面）１６ｃとの間隔をゼロとしてロッドレンズ１１４と直角プリズム１６を密着させた場合、ロッドレンズ１１４からの出射光は、直角プリズム１６に入射後、後述の条件にしたがって直角プリズム１６の各面で全反射した後、直角プリズム１６の入射面１６ｃを再び通過してロッドレンズ１１４の側面１１４ｃに到達する光が存在する。このような光が存在することにより、直角プリズム１６の出射面（側面）１６ｄにおいては、ロッドレンズ１１４に近い部分の出射光の均一性が低下し、さらに照明効率も低下する。したがって、このような問題を生じさせないためには、ロッドレンズ１１４の出射面１１４ｂと直角プリズム１６の入射面１６ｃとの間隔は０より大きいことが好ましい。【００２５】
ここで、屈折率ｎの直角プリズム１６の斜面１６ｅで全反射するための直角プリズム１６への入射角θ0の条件について、図５を参照しつつ説明する。
ライトトンネル１４から直角プリズム１６へ入射する光の、側面１６ｃに対する入射角をθ0、この入射光の側面１６ｃでの屈折角をθ1、この屈折光の斜面１６ｅへの入射角をθ2とするとき、以下の式（Ａ）が成り立つ。
ｓｉｎθ0＝ｎ・ｓｉｎθ1           （Ａ）
また、直角プリズム１６の上面１６ａは直角二等辺三角形であるから
θ1＝４５−θ2                 （Ｂ）
が成立する。したがって両式から
ｓｉｎ（４５−θ2）＝ｓｉｎθ0／ｎ    （Ｃ）
となって、θ2 とθ0との関係式
θ2＝４５−ａｓｉｎ（ｓｉｎθ0  ／ｎ）    （Ｄ）
が導かれる。この式（Ｄ）に全反射の条件式（Ｅ）
ｓｉｎθ2≧１／ｎ      （Ｅ）
を代入すると、
４５−ａｓｉｎ（ｓｉｎθ0／ｎ）≧ａｓｉｎ（１／ｎ）    （Ｆ）
という条件式（Ｆ）を導くことができる。【００２６】
同様に、光が側面１６ｃから入射した後、側面１６ｄから直角プリズムの外へ出射するまでのあいだに、斜面１６ｅを除く、上面１６ａ、底面１６ｂ、側面１６ｃ及び側面１６ｄで光が全反射する条件について説明する。光が側面１６ｃから入射した後、上面１６ａ、底面１６ｂ、側面１６ｃあるいは側面１６ｄへ入射する場合、その入射角をθ3とすると、
θ1＝９０−θ3                 （Ｇ）
が成立する。したがって（Ａ）と（Ｇ）両式から
ｓｉｎ（９０−θ3）＝ｓｉｎθ0／ｎ    （Ｈ）
となって、θ3 とθ0との関係式
θ3＝９０−ａｓｉｎ（ｓｉｎθ0  ／ｎ）    （Ｉ）
が導かれる。この式（Ｉ）に全反射の条件式（Ｊ）
ｓｉｎθ3≧１／ｎ      （Ｊ）
を代入すると、
９０−ａｓｉｎ（ｓｉｎθ0／ｎ）≧ａｓｉｎ（１／ｎ）    （Ｋ）
という条件式（Ｋ）を導くことができる。
条件式（Ｆ）と条件式（Ｋ）を比べると、
９０−ａｓｉｎ（ｓｉｎθ0／ｎ）＞４５−ａｓｉｎ（ｓｉｎθ0／ｎ）
であるため、条件式（Ｆ）が満たされる場合は条件式（Ｋ）も必ず満たすことになる。したがって、条件式（Ｆ）を満たす入射角θ0で直角プリズム１６に入射させれば直角プリズム１６の各面で全反射させることができる。第1実施形態に係る画像表示装置１では、ライトトンネル１４から直角プリズム１６へ入射する光はこの条件を満たすように設計されている。これにより、側面１６ｃから入射した光は、直接、あるいは上面１６ａ、底面１６ｂ、または側面１６ｄで全反射した後、斜面１６ｅに入射する。斜面１６ｅに入射した光は斜面１６ｅで全反射し、直接、あるいは上面１６ａ、底面１６ｂ、または側面１６ｃで全反射した後に側面１６ｄから出射する。このように直角プリズム１６の内面で全反射させることができるため、すべての入射光を側面１６ｄから、光量の低下が少なく均一化された光として出射することができる。直角プリズム１６の斜面１６ｅ、上面１６ａ、底面１６ｂに反射処理（例えばコーティング）を施してもよい。その場合、斜面１６ｅ、上面１６ａ、底面１６ｂでの反射は全反射でなくなり、全反射と比べて出射効率は若干低下するが、上述の条件式を満たす必要がなくなるため、例えばＢＫ７など屈折率が低い材料使用して製造コストの低減を図ることができる。【００２７】
直角プリズム１６の側面１６ｄからの出射光は、第１リレーレンズ系１８を経て反射ミラー２０に入射し、反射ミラー２０による反射光は第２リレーレンズ系２２を経て画像形成素子２４に入射する。この画像形成素子２４は、例えば、液晶パネルを用いることができる。この液晶パネルでは、駆動装置（不図示）により、画素ごとに、入射光を透過させる状態（オン状態）と、非透過として入射光を遮蔽する状態（オフ状態）と、選択駆動可能である。【００２８】
画像形成素子２４に入射した光は、各々の画素をオン（透過状態）、オフ（非透過状態）することにより画像を形成し、形成された画像は、投影レンズ系２６によりスクリーン（不図示）に投影される。【００２９】
上述のように、直角プリズム１６をライトトンネル１４の出射端の近傍に配置し、直角プリズム１６の側面１６ｄから光量が均一な光を出射し、かつ、出射面１６ｄの像を第１リレーレンズ系１８、反射ミラー２０、第２リレーレンズ系２２を介して画像形成素子２４上に結像させるため、画像形成素子２４上でも光量が均一化された光量が得られる。さらに、図１４に示す従来の画像表示装置３００のようにライトトンネル３０３からの出射光をミラーで反射させる場合には、ライトトンネル３０３の出射面とリレーレンズ３１１のミラーを介した間隔が長いため、その反射光を入射させるためにリレーレンズ３１１の径は大きくする必要があり、また光学設計上リレーレンズ３１１から画像表示装置３００までの間隔も長くなってしまうが、第１実施形態ではライトトンネル１４からの出射光を直角プリズム１６に入射する構成とすることにより、直角プリズム１６の出射面から第１リレーレンズ系１８までの間隔は短くすることが可能なため、第１リレーレンズ系１８を小型化することができ、これにより、光源１０から画像表示装置３００までの照明光学系の全長を短くすることができるため、装置１全体を小型化可能である。また、直角プリズム１６の研磨された各面の内面の全反射を利用するため、ミラーを使用した場合にくらべ、効率（入射光に対する出射光の割合）も高くできる。【００３０】
また、ライトトンネルの入射面の近傍に直角プリズムを置いてもよい。例えば、図１２に示す画像表示装置１００において、反射ミラー１１０に代えて、直角プリズムを、ライトトンネル１１１の入射面の近傍に配置すると、照明系の長さ（光源１０１、１０２、１０３からライトトンネル１１１の入射面までの長さ）を短くすることができ、コンデンサーレンズ１０４、１０５、１０６の径も小さくすることができる。【００３１】
＜第２実施形態＞
以下に第２実施形態について図６を参照しつつ説明する。
第１実施形態では、白色光源としての光源１０を用いていたが、第２実施形態の画像表示装置３０では、この光源１０に代えて、三つのＬＥＤ光源３１、３２、３３を用いる。このＬＥＤ光源３１、３２、３３は、発光色をＲ、Ｇ、Ｂのうちの任意の１色にそれぞれ設定することができるが、ここでは、ＬＥＤ光源３１がＲ（Ｒｅｄ）色を、ＬＥＤ光源３２がＧ（Ｇｒｅｅｎ）色を、ＬＥＤ光源３３がＢ（Ｂｌｕｅ）色を発光する場合について説明する。【００３２】
ＬＥＤ光源３１、３２、３３からの光は、各々のＬＥＤ光源３１、３２、３３の近傍において、互いに並列に配置されたライトトンネル（光学部材）４１、４２、４３にそれぞれ入射する。これら三つのライトトンネル４１、４２、４３のうち中央のライトトンネル４２を出た光は、その進行方向を変えずに、ライトトンネル４２の出射面４２ａの近傍に配置されたダイクロイックプリズム５２に直接入射する。【００３３】
これに対して、ライトトンネル４２と並列に配置された二つのライトトンネル４１、４３を出た光は、その出射面４１ａ、４３ａの近傍に配置された直角プリズム５１、５３にそれぞれ入射する。直角プリズム５１、５３は、第１実施形態の直角プリズム１６と同様に、構成する五つの面のすべてが研磨面で構成されており、ライトトンネル４１、４３からの入射角は上述の条件式（Ｆ）を満たしている。このため、入射面５１ａ、５３ａから入射した光は、直角プリズム５１、５３の内面で全反射されて、すべての光が出射面５１ｂ、５３ｂから、近傍に配置されたダイクロイックプリズム５２へ出射される（図７参照）。出射光は、直角プリズム５１、５３の出射面５１ｂ、５３ｂにおいて光量は均一化されている。この直角プリズム５１、５３を出た光は、中央のライトトンネル４２の光軸と直交する方向に沿って、互いに逆方向からダイクロイックプリズム５２に入射する。なお、図７には、説明の便宜上、ＬＥＤ光源３１から出射してライトトンネル４１、直角プリズム５１を経てダイクロイックプリズム５２に入射する光についてのみ表示したが、上述の説明のとおり、ＬＥＤ光源３３から出射してライトトンネル４３、直角プリズム５３を経てダイクロイックプリズム５２に入射する光についても同様である。この場合、２つの直角プリズム５１、５３の出射面とダイクロイックプリズムとの間にはそれぞれ空気間隔（ａｉｒ  ｓｐａｃｅ）（例えば０より大きく１０ｍｍ未満）を設けることが好ましい。これは、空気間隔がある場合は全反射した光が、空気間隔をゼロとしたときには、直角プリズムとダイクロイックプリズムの接する面で全反射せずに、直角プリズム内からダイクロイックプリズム内へ、あるいはその逆に通過してしまうため、ダイクロイックプリズム及び直角プリズムからの出射光の均一性が低下し、さらに照明効率も低下することを避けるためである。【００３４】
ダイクロイックプリズム５２は、略立方体を構成する６つの外面すべてが研磨面であり、その内部に、平面視正方形のダイクロイックプリズム５２の二つの対角線上にそれぞれ配置されたコーティング面５２ａ、５２ｂを備える。このコーティング面５２ａ、５２ｂは、特定の波長の光を反射して、それ以外の波長の光を透過させるような波長選択性を備えている。第２実施形態では、コーティング面５２ａには、Ｒ色光を反射してＧ色、Ｂ色光を透過させる波長選択性を持たせ、コーティング面５２ｂには、Ｂ色光を反射してＧ色、Ｒ色光を透過させる波長選択性を持たせているが、反射、透過の組み合わせは任意に設定することができる。【００３５】
中央のライトトンネル４２を出たＧ色光は、ダイクロイックプリズム５２に入射した後、二つのコーティング面５２ａ、５２ｂを透過して出射面５２ｃから出射する。これに対して、直角プリズム５１を出たＲ色光は、ダイクロイックプリズム５２に入射した後、コーティング面５２ａで反射して出射面５２ｃから出射する。直角プリズム５３を出たＢ色光は、ダイクロイックプリズム５２に入射した後、コーティング面５２ｂで反射して出射面５２ｃから出射する。ここでダイクロイックプリズム５２の各々の入射面から入射した光は、ダイクロイックプリズム５２の六つの外面のすべてが研磨面であるため、例えば中央のライトトンネル４２を出たＧ色光は、ダイクロイックプリズム５２に入射した後、直接、あるいは、４つの側面で全反射して出射面５２ｃに到達する。また直角プリズム５１を出たＲ色光は、ダイクロイックプリズム５２に入射した後、直接、あるいは上面、底面または出射面５２ｃで全反射した後、コーティング面５２ａに入射する。コーティング面５２ａに入射した光線はコーティング面５２ａで反射した後、直接、あるいは上面、底面または入射面で全反射した後に出射面５２ｃに到達する（図８参照）。直角プリズム５３を出たＢ色光についても同様である。このようにすべての光を出射面５２ｃから出射することができるとともに、ダイクロイックプリズム５２の出射面における出射光の光量を均一化することができる。なお、図８には、説明の便宜上、ＬＥＤ光源３１から出射してライトトンネル４１、直角プリズム５１を経てダイクロイックプリズム５２に入射する光についてのみ表示したが、上述の説明のとおり、ＬＥＤ光源３３から出射してライトトンネル４３、直角プリズム５３を経てダイクロイックプリズム５２に入射する光についても同様である。【００３６】
ダイクロイックプリズム５２から出射した光は、画像形成素子５４に入射する。この画像形成素子５４は、画像形成素子２４と同様に、例えば、液晶パネルを用いることができ、駆動装置（不図示）により、画素ごとに、入射光を透過させる状態（オン状態）と、非透過として入射光を遮蔽する状態（オフ状態）と、選択駆動可能である。画像形成素子５４に入射した光は、各々の画素をオン（透過状態）、オフ（非透過状態）することにより画像を形成し、形成された画像は、投影レンズ系（投影レンズ）５６によりスクリーン（不図示）に投影される。このとき、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のＬＥＤ光源３１、３２、３３の発光を経時的に切り替え、それに同期して画像形成素子５４も各色の画像を形成することにより、スクリーン上に所望のカラー画像を表示させることができる。【００３７】
上述のように中央のライトトンネル４２の両側に並置されたライトトンネル４１、４３の出射面４１ａ、４３ａの近傍に直角プリズム５１、５３を配置したため、直角プリズム５１、５３に入射した光は、それらの出射面５１ｂ、５３ｂにおいて光量を均一化することができる。一方、中央のライトトンネル４２の出射面４２ａでも光量は均一化されている。さらに、ダイクロイックプリズム５２を構成する６つの外面すべてが研磨面でるため、出射面５２ｃにおける光量は均一化される。このため、ダイクロイックプリズム５２の出射面５２ｃの近くに設置した画像形成素子５４上でも均一化された光量が得られる。さらに、図１２に示される従来の光学系に比べて、部品点数大幅に減らすことができ、さらに照明光学系の寸法も小さくできるため、画像表示装置３０全体を小型化可能である。また、光学部品が少ないため、表面反射などの損失を抑えられ、効率も高くできる。【００３８】
第２実施形態の比較例として、図９及び図１０を参照しつつ、画像表示装置３０の直角プリズム５１、５３に代えてミラー６１、６３を用いた画像表示装置６０について説明する。この画像表示装置６０では、ライトトンネル４１、４３からの出射光は、４１ａ、４３ａの近傍に配置したミラー６１、６３でそれぞれ反射し、反射光は、中央のライトトンネル４２の光軸と直交する方向に沿って、互いに逆方向からダイクロイックプリズム５２にそれぞれ入射する。【００３９】
しかしながら、図１０に表示されているように、ライトトンネル４１、４３を出てミラー６１、６３で反射はするものの、その後ダイクロイックプリズム５２には入射しない光線や、ライトトンネル４１、４３から出射した後に、ミラー６１、６３には入射せずに、直接ダイクロイックプリズム５２に入射してしまう光線が存在し、これらの光線は、最終的に投影レンズ系５６に入射しないことがわかる。これに対し、上述の第２実施形態では、ライトトンネル４１、４３の出射面４１ａ、４３ａの近傍に直角プリズム５１、５３を配置し、かつ、ライトトンネル４２の出射面４２ａの近傍にダイクロイックプリズム５２を配置しているため、直角プリズム５１、５３、さらにダイクロイックプリズム５２に入射したすべての光線を画像形成素子５４に導くことができる。よって、比較例のようにミラー６１、６３を使用した場合に比べて、ＬＥＤ光源３１、３２、３３からの出射光を高い効率で投影レンズ系５６に入射させることができる。なお、図１０には、説明の便宜上、ＬＥＤ光源３１から出射してライトトンネル４１を経てミラー６１で反射される光についてのみ表示したが、上述の説明のとおり、ＬＥＤ光源３３から出射してライトトンネル４３を経てミラー６３で反射される光についても同様である。【００４０】
次に、第２実施形態の変形例について説明する。
第２実施形態では、ダイクロイックプリズム５２の出射面５２ｃの近傍に１枚の画像形成素子５４を置いたが、これに代えて、ダイクロイックプリズム５２へＲ、Ｇ、Ｂ各色の光がそれぞれ入射する入射面の近傍に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色用の画像形成素子を１枚ずつ置くこともできる。このようにすると、ＬＥＤ光源３１、３２、３３の発光を経時的に切り替える必要がなくなるため、画像形成素子が１枚の場合に比べ、約３倍の明るさを得ることができる。【００４１】
また、三つのライトトンネル４１、４２、４３に代えて、同じように配置した三つのロッドレンズ（ガラス棒状のレンズ）を用いることもできる。この場合、両側に配置した二つのロッドレンズと直角プリズムとの間にはそれぞれ空気間隔（ａｉｒ  ｓｐａｃｅ）（例えば０より大きく１０ｍｍ未満）を設けることが好ましい。これは、空気間隔がある場合は全反射した光が、空気間隔をゼロとしたときには、両側に配置した二つのロッドレンズと直角プリズムの接する面で全反射せずに、直角プリズム内からロッドレンズ内へ通過してしまうため、直角プリズムからの出射光の均一性が低下し、さらに照明効率も低下することを避けるためである。
なお、その他の作用、効果、変形例は第１実施形態と同様である。【００４２】
＜第３実施形態＞
以下に第３実施形態について図１１を参照しつつ説明する。
第３実施形態の画像表示装置７０では、第２実施形態の画像表示装置３０と同様に、三つのＬＥＤ光源７１、７２、７３を用いる。このＬＥＤ光源７１、７２、７３は、発光色をＲ、Ｇ、Ｂのうちの任意の１色にそれぞれ設定することができるが、ここでは、ＬＥＤ光源７１がＲ（Ｒｅｄ）色を、ＬＥＤ光源７２がＧ（Ｇｒｅｅｎ）色を、ＬＥＤ光源７３がＢ（Ｂｌｕｅ）色を発光する場合について説明する。【００４３】
ＬＥＤ光源７１、７２、７３からの光は、各々のＬＥＤ光源７１、７２、７３の近傍において、互いに並列に配置されたライトトンネル（光学部材）７６、７７、７８にそれぞれ入射する。これら三つのライトトンネル７６、７７、７８のうち投影レンズ８６から遠い側のライトトンネル７６を出た光は、その出射面７６ａの近傍に配置された直角プリズム８１に入射する。直角プリズム８１は、第１実施形態の直角プリズム１６と同様に、構成する五つの面のすべてが研磨面で構成されており、ライトトンネル７６からの入射角は上述の条件式（Ｆ）を満たしている。このため、入射面８１ａから入射した光は、直角プリズム８１の内面で全反射されて、すべての光が出射面８１ｂから、近傍に配置された第１ダイクロイックプリズム８２へ出射される。【００４４】
ライトトンネル７６と並列に配置された中央のライトトンネル７７を出た光は、その出射面７７ａの近傍に配置された第１ダイクロイックプリズム８２に入射する。第１ダイクロイックプリズム８２は、略立方体を構成する６つの外面すべてが研磨面であり、その内部に、平面視正方形の第１ダイクロイックプリズム８２の一つの対角線上に配置されたコーティング面８２ａを備える。このコーティング面８２ａは、特定の波長の光を反射して、それ以外の波長の光を透過させるような波長選択性を備えている。第３実施形態では、コーティング面８２ａには、Ｒ色光を透過してＧ色光を反射させる波長選択性を持たせているが、反射、透過の組み合わせは任意に設定することができる。
この場合、直角プリズム８１の出射面と第１ダイクロイックプリズム８２との間には空気間隔（ａｉｒ  ｓｐａｃｅ）（例えば０より大きく１０ｍｍ未満）を設けることが好ましい。これは、空気間隔がある場合は全反射した光が、空気間隔をゼロとしたときには、直角プリズム８１と第１ダイクロイックプリズム８２の接する面で全反射せずに、直角プリズム８１内から第１ダイクロイックプリズム８２内へ、あるいはその逆に通過してしまうため、第１ダイクロイックプリズム８２及び直角プリズム８１からの出射光の均一性が低下し、さらに照明効率も低下することを避けるためである。このように第１ダイクロイックプリズム８２内で合成されたＲ色光とＧ色光は出射面８２ｂから、近傍に配置された第２ダイクロイックプリズム８３へ出射される。【００４５】
ライトトンネル７６及び７７と並列に配置された、投影レンズ８６側のライトトンネル７８を出た光は、その出射面７８ａの近傍に配置された第２ダイクロイックプリズム８３に入射する。第２ダイクロイックプリズム８３は、第１ダイクロイックプリズム８２と同様に略立方体を構成する６つの外面すべてが研磨面であり、その内部に、平面視正方形の第２ダイクロイックプリズム８３の一つの対角線上に配置されたコーティング面８３ａを備える。このコーティング面８３ａは、特定の波長の光を反射して、それ以外の波長の光を透過させるような波長選択性を備えている。第３実施形態では、コーティング面８３ａには、Ｒ色光及びＧ色光を透過してＢ色光を反射させる波長選択性を持たせているが、反射、透過の組み合わせは任意に設定することができる。この場合、第１ダイクロイックプリズム８２の出射面と第２ダイクロイックプリズム８３との間には空気間隔（ａｉｒ  ｓｐａｃｅ）（例えば０より大きく１０ｍｍ未満）を設けることが好ましい。これは、空気間隔がある場合は全反射した光が、空気間隔をゼロとしたときには、第１ダイクロイックプリズム８２と第２ダイクロイックプリズム８３の接する面で全反射せずに、第１ダイクロイックプリズム８２内から第２ダイクロイックプリズム８３内へ、あるいはその逆に通過してしまうため、第１ダイクロイックプリズム８２及び第２ダイクロイックプリズム８３からの出射光の均一性が低下し、さらに照明効率も低下することを避けるためである。【００４６】
ここで第１ダイクロイックプリズム８２の各々の入射面から入射した光は、第１ダイクロイックプリズム８２の六つの外面のすべてが研磨面であるため、例えば直角プリズム８１を出たＲ色光は、第１ダイクロイックプリズム８２に入射した後、直接、あるいは、４つの側面で全反射して出射面８２ｂに到達する。また中央のライトトンネル７７を出たＧ色光は、第１ダイクロイックプリズム８２に入射した後、直接、あるいは上面、底面または出射面８２ｂで全反射した後、コーティング面８２ａに入射する。コーティング面８２ａに入射した光線はコーティング面８２ａで反射した後、直接、あるいは上面、底面または入射面で全反射した後に出射面８２ｂに到達する。このようにすべての入射光を出射面８２ｂから出射することができるとともに、第１ダイクロイックプリズム８２の出射面８２ｂにおける出射光の光量を均一化することができる。第２ダイクロイックプリズム８３の各々の入射面から入射した光についても同様に、すべての入射光を出射面８３ｂから出射することができるとともに、第２ダイクロイックプリズム８３の出射面における出射光の光量を均一化することができる。【００４７】
第２ダイクロイックプリズム８３から出射した光は、画像形成素子８４に入射する。この画像形成素子８４は、第１実施形態の画像形成素子２４と同様に、例えば、液晶パネルを用いることができ、駆動装置（不図示）により、画素ごとに、入射光を透過させる状態（オン状態）と、非透過として入射光を遮蔽する状態（オフ状態）と、選択駆動可能である。画像形成素子８４に入射した光は、各々の画素をオン（透過状態）、オフ（非透過状態）することにより画像を形成し、形成された画像は、投影レンズ系（投影レンズ）８６によりスクリーン（不図示）に投影される。このとき、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色のＬＥＤ光源７１、７２、７３の発光を経時的に切り替え、それに同期して画像形成素子８４も各色の画像を形成することにより、スクリーン上に所望のカラー画像を表示させることができる。【００４８】
上述のように投影レンズ８６から遠い側のライトトンネル７６の出射面７６ａの近傍に直角プリズム８１を、直角プリズム８１の出射面８１ｂ及び中央のライトトンネル７７の出射面７７ａの近傍に第１ダイクロイックプリズム８２を、第１ダイクロイックプリズム８２の出射面８２ｂ及び投影レンズ８６側のライトトンネル７８の出射面７８ａの近傍に第２ダイクロイックプリズム８３を配置し、直角プリズム８１と第１及び第２ダイクロイックプリズムのすべての外面を研磨面とすることで、それら外面に内部から入射する光線は全反射するため、３つのＬＥＤ光源から発した光は効率よく第２ダイクロイックプリズム８３の出射面８３ｂから出射されるとともに、出射面８３ｂにおける光量は均一化される。このため、第２ダイクロイックプリズム８３の出射面８３ｂの近くに設置した画像形成素子８４上でも均一化された光量が得られる。さらに、図１２に示される従来の光学系に比べて、部品点数大幅に減らすことができ、さらに照明光学系の寸法も小さくできるため、画像表示装置７０全体を小型化可能である。また、光学部品が少ないため、表面反射などの損失を抑えられ、効率も高くできる。【００４９】
また、三つのライトトンネル７６、７７、７８に代えて、１枚、あるいは複数枚のレンズで構成される３組の集光光学系を用いることもできる。さらに第２ダイクロイックプリズムと画像形成素子の間に、ライトトンネルまたはロッドレンズを挿入して、画像形成素子８４上の均一性をより高めることもできる。
なお、その他の作用、効果、変形例は第１、第２実施形態と同様である。【００５０】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によると、ライトトンネル（あるいはロッドレンズ）の入射面又は出射面の近傍に直角プリズムを配置することにより、反射ミラーを配置した従来の例と比べて、画像表示装置を小型化することができる。さらに、直角プリズムからの出射光が入射するリレーレンズを小型化することができるため、画像表示装置を小型化することができる。また、直角プリズムの内面による全反射を利用するため、照明効率を高めることができる。さらに、三色の光源を使用するタイプの装置では、中央を除く２色の光源からの光線を直角プリズムに入射させてからダイクロイックプリズムに入射させる配置により、三つの光源の配置に自由度を持たせることができるため、装置の小型化を実現することができるとともに、コンデンサーレンズやリレーレンズを使用しないため、装置のコストを低くすることが可能である。
【図１】
2007126007.tif 000003
【図２】
2007126007.tif 000004
【図３】
2007126007.tif 000005
【図４】
2007126007.tif 000006
【図５】
2007126007.tif 000007
【図６】
2007126007.tif 000008
【図７】
2007126007.tif 000009
【図８】
2007126007.tif 000010
【図９】
2007126007.tif 000011
【図１０】
2007126007.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2007126007.tif 000014
【図１３】
2007126007.tif 000015
【図１４】
2007126007.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成19年8月22日(2007.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（削除）
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
（削除）
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する三つのＬＥＤ光源と、
前記三つのＬＥＤ光源からのＲ、Ｇ、Ｂの各色の光線がそれぞれ入射する、並置された三つの光学部材と、
前記三つの光学部材のうち、中央の光学部材を除く２つの光学部材を出た光線が通過する、前記二つの光学部材に対応した二つの直角プリズムと、
前記中央の光学部材を出た光線、及び、前記二つの直角プリズムを出た光線が入射し、各色を合成して通過するダイクロイックプリズムと、
前記ダイクロイックプリズムからの出射光が入射する画像形成素子と、
前記画像形成素子を通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、
を有し、
前記ダイクロイックプリズムを構成する六つの外面のすべて、及び、前記直角プリズムを構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、前記直角プリズムが前記中央の光学部材を除く二つの光学部材の出射面近傍に各々配置され、前記直角プリズムと前記ダイクロイックプリズムの間にそれぞれ空気間隔が存在することを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する三つのＬＥＤ光源と、
前記三つのＬＥＤ光源からの光線がそれぞれ入射する、並置された三つの光学部材と、
前記三つの光学部材のうち、中央の光学部材を除く二つの光学部材を出た光線が通過する、前記二つの光学部材に対応した直角プリズムと、
前記中央の光学部材を出た光線、及び、前記二つの直角プリズムを出た光線がそれぞれ入射する三つの画像形成素子と、
前記三つの画像形成素子からの出射光が入射し、各色を合成して通過するダイクロイックプリズムと、
前記ダイクロイックプリズムを通過した光線が入射し、この入射光を拡大して投影する投影レンズと、
を有し、
前記ダイクロイックプリズムを構成する六つの外面のすべて、及び、前記直角プリズムを構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、前記直角プリズムが前記中央の光学部材を除く二つの光学部材の出射面近傍に各々配置され、前記直角プリズムと前記ダイクロイックプリズムの間にそれぞれ空気間隔が存在することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
前記直角プリズムの斜面に、反射処理がなされている請求項８又は請求項９記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記光学部材はライトトンネルである請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記光学部材はロッドレンズであり、中央のロッドレンズを除くロッドレンズと前記直角プリズムとの間にそれぞれ空気間隔が存在する請求項８から請求項１１のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
入射光を拡大して投影する投影レンズを備えた画像表示装置であって、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色を発光する三つのＬＥＤ光源と、
前記三つのＬＥＤ光源からのＲ、Ｇ、Ｂの各色の光線がそれぞれ入射する、並置された三つの光学部材と、
前記三つの光学部材のうち、前記投影レンズから遠い側の光学部材を出た光線が通過する直角プリズムと、
前記三つの光学部材のうち、中央の光学部材を出た光線、及び、前記直角プリズムを出た光線が入射し、２つの色を合成して通過する第１ダイクロイックプリズムと、
前記三つの光学部材のうち、前記投影レンズ側の光学部材を出た光線、及び、前記第１ダイクロイックプリズムから出た光線が入射し、各色を合成して通過する第２ダイクロイックプリズムと、
前記第２ダイクロイックプリズムの出射光が入射するとともに、前記投影レンズへ向けて光が透過する画像形成素子と、
を有し、
前記第１、及び、第２ダイクロイックプリズムを構成する六つの外面のすべて、及び、前記直角プリズムを構成する五つの面のすべてが研磨面で構成され、前記投影レンズから遠い側の光学部材の出射面の近傍に前記直角プリズムが、前記直角プリズムの出射面及び前記中央の光学部材の出射面の近傍に前記第１ダイクロイックプリズムが、前記第１ダイクロイックプリズムの出射面及び前記答礼レンズ側の光学部材の出射面の近傍に前記第２ダイクロイックプリズムが、それぞれ配置され、前記直角プリズムと前記第１ダイクロイックプリズムの間、及び、前記第１ダイクロイックプリズムと前記第２ダイクロイックプリズムの間にそれぞれ空気間隔が存在することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
前記直角プリズムの斜面に、反射処理がなされている請求項１３記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記光学部材はライトトンネルである請求項１３又は請求項１４記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記光学部材はロッドレンズであり、各ロッドレンズとそれに対応した前記直角プリズム、第１ダイクロイックプリズム、及び、第２ダイクロイックプリズムとの間にそれぞれ空気間隔が存在する請求項１３又は請求項１４記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記光学部材は１枚、あるいは複数枚のレンズで構成される請求項１３又は請求項１４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記第２ダイクロイックプリズムと画像形成素子の間にライトトンネルがあることを特徴とする、請求項１３から請求項１６のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項１９】
前記第２ダイクロイックプリズムと画像形成素子の間にロッドレンズがあることを特徴とする、請求項１３から請求項１６のいずれか１項記載の画像表示装置。
【請求項２０】
前記三つの光学部材は、互いに同一形状であり、かつ、前記ＬＥＤ光源からの光路長が同一であるように配置されている請求項１、請求項３又は請求項１３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
【国際調査報告】
2007126007.tif 000017
2007126007.tif 000018
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