(57)【要約】【課題】投写レンズのコストを抑制しながら、スクリーン等に投写された画像の照度分布を容易に均一にすることが可能な光学系装置、及び、この光学系装置を備える投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】光源３１０と、光源３１０が発する光の光軸方向に垂直な面形状を有する液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３と、液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３上に表示される画像を拡大する投写レンズ１２０とを備える光学系装置３００において、液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３が投写レンズ１２０の物面に配置され、光源３１０が、投写レンズ１２０の物面の近傍で物面と平行となる平面上において、光軸が通る光軸部分よりも光軸部分の周辺に位置する周辺部分を明るく照らす。【選択図】図４
2007041546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、光変調素子と、前記光変調素子上に表示される画像を拡大する投写レンズとを備える光学系装置であって、
前記光変調素子は、前記投写レンズの物面の近傍に配置され、
前記光源は、前記投写レンズの前記物面の近傍で前記物面と平行となる平面上において、前記光軸が通る光軸部分よりも前記光軸部分の周辺に位置する周辺部分を明るく照らすことを特徴とする光学系装置。
【請求項２】
前記光源の発する光が前記光変調素子に入射する側、又は、前記光源の発する光が前記光変調素子から出射する側に配置される光透過フィルタを備え、
前記光透過フィルタは、前記光軸が通る部分であるフィルタ光軸部分と、前記フィルタ光軸部分の周辺に位置する部分であるフィルタ周辺部分とを有し、
前記フィルタ周辺部分の透過率は、前記フィルタ光軸部分の透過率よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の光学系装置。
【請求項３】
前記光源の前記光変調素子側に配置され、前記光軸方向に沿って延びる形状を有するテーパーロッドと、
前記テーパーロッドの前記光変調素子側に配置され、前記光軸方向に沿って延びる形状を有する導光部材とを備え、
前記テーパーロッドは、前記光源から前記導光部材に向けて末広がりとなる形状を有し、
前記導光部材は、前記テーパーロッドを通った光を前記導光部材の側面で反射させて前記光変調素子側に導くことを特徴とする請求項１に記載の光学系装置。
【請求項４】
前記導光部材は、透明媒体によって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の光学系装置。
【請求項５】
前記導光部材は、前記導光部材の内壁がミラーで構成される筒状の形状を有することを特徴とする請求項３に記載の光学系装置。
【請求項６】
前記導光部材の長さは、前記テーパーロッドの長さよりも短いことを特徴とする請求項３に記載の光学系装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光学系装置を備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源と、光源が発する光の光軸方向に垂直な面形状を有する光変調素子（液晶パネル）とを備える光学系装置、及び、この光学系装置を備える投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネルやＤＭＤなどの光変調素子上に表示された画像を拡大してスクリーン等に投写する投写レンズを備えた投写型映像表示装置（プロジェクターやプロジェクションテレビ）が一般的に広く知られている。
【０００３】
一般に、投写レンズの光利用効率は、投写レンズ上で光軸が通る部分（以下、光軸部分）に比べて周辺部分の方が悪い。そのため、スクリーン上に投写された画像（投写像）の周辺部分が暗くなる（いわゆる、周辺光量落ちが生じる）という弊害があった。従って、スクリーン等に投写された画像（投写像）の照度分布を均一にするために様々な手法が提案されている。
【０００４】
このような手法の一例として、凸レンズや凹レンズを多数組み合せて投写レンズ群を構成し、光変調素子上に表示された画像を投写レンズ群によって拡大することによって、スクリーン等に投写された画像の照度分布を均一にする手法が挙げられる（例えば、特許文献１）。
【０００５】
また、光利用効率が悪い投写レンズの周辺部分の利用を避けるために、大口径の投写レンズを用いてイメージサークルを広げる手法も考えられる。
【特許文献１】特開２０００−１４７３７７号公報（請求項１、〔００１７〕段落、図２等）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の手法では、多数のレンズを所定の要件を満たすように組み合せて投写レンズ群を構成したり、大口径の投写レンズを用いたりしなければならない。すなわち、投写レンズ群の構成が複雑であるという問題や投写レンズのコストが高くなるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、投写レンズのコストを抑制しながら、スクリーン等に投写された画像の照度分布を容易に均一にすることが可能な光学系装置、及び、この光学系装置を備える投写型映像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】
本発明の第１の特徴は、光源（光源３１０）と、光変調素子（液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３）と、前記光変調素子上に表示される画像を拡大する投写レンズ（投写レンズ１２０）とを備える光学系装置において、前記光変調素子が、前記投写レンズの物面の近傍に配置され、前記光源が、前記投写レンズの前記物面の近傍で前記物面と平行となる平面上において、前記光軸が通る光軸部分よりも前記光軸部分の周辺に位置する周辺部分を明るく照らすことを要旨とする。
【０００９】
かかる特徴によれば、光源が、投写レンズの物面と平行となる平面上において光軸部分よりも周辺部分を明るく照らすことにより、大口径の投写レンズを用いずに、スクリーン等に投写された画像（投写像）の照度分布を均一にすることができる。また、投写レンズ群の構成を複雑にせずに、スクリーン等に投写された画像の照度分布を容易に均一にすることができる。
【００１０】
なお、本明細書で記載する光は、最終的にスクリーンに到達する光、すなわち、スクリーンに投写される有効な光であることに留意すべきである。
【００１１】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記光源の発する光が前記光変調素子に入射する側、又は、前記光源の発する光が前記光変調素子から出射する側に配置される光透過フィルタ（光透過フィルタ３６１）を光学系装置が備え、前記光透過フィルタが、光軸が通る部分であるフィルタ光軸部分（フィルタ光軸部分３６１ａ）と、前記フィルタ光軸部分の周辺に位置する部分であるフィルタ周辺部分（フィルタ周辺部分３６１ｂ）とを有し、前記フィルタ周辺部分の透過率は、前記フィルタ光軸部分の透過率よりも高いことを要旨とする。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記光源の前記光変調素子側に配置され、前記光軸方向に沿って延びる形状を有するテーパーロッド（テーパーロッド３８１ａ〜テーパーロッド３８３ａ）と、前記テーパーロッドの前記光変調素子側に配置され、前記光軸方向に沿って延びる形状を有する導光部材（導光部材３８１ｂ〜導光部材３８３ｂ）とを光学系装置が備え、前記テーパーロッドは、前記光源から前記導光部材に向けて末広がりとなる形状を有し、前記導光部材は、前記テーパーロッドを通った光を前記導光部材の側面で反射させて前記光変調素子側に導くことを要旨とする。
【００１３】
本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴において、前記導光部材が、透明媒体によって形成されていることを要旨とする。
【００１４】
本発明の第５の特徴は、本発明の第３の特徴において、前記導光部材が、前記導光部材の内壁がミラーで構成される筒状の形状を有することを要旨とする。
【００１５】
本発明の第６の特徴は、本発明の第３の特徴において、前記導光部材の長さは、前記テーパーロッドの長さよりも短いことを要旨とする。
【００１６】
本発明の第７の特徴は、本発明の第１の特徴乃至第６の特徴のいずれかに記載の光学系装置を投写型映像表示装置が備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、投写レンズのコストを抑制しながら、スクリーン等に投写された画像の照度分布を容易に均一にすることが可能な光学系装置、及び、この光学系装置を備える投写型映像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置の構成）
以下において、本発明の第１実施形態に係る投写型映像表示装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、投写型映像表示装置１００は、スクリーン２００上に映像を映し出すプロジェクター等である。具体的には、投写型映像表示装置１００は、高圧水銀灯やＬＥＤなどの光源や液晶パネルなどの光変調素子を収容する本体部１１０と、光変調素子上に表示される画像を拡大する投写レンズ１２０を備える。
【００２０】
なお、第１実施形態では、投写型映像表示装置１００がプロジェクターであるものとして説明するが、これに限定されるものではなく、プロジェクションテレビであってもよい。
【００２１】
（光学系装置の構成）
以下において、本発明の第１実施形態に係る光学系装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る光学系装置３００を示す図である。
【００２２】
図２に示すように、光学系装置３００は、光源３１０が発する光を液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３に照射するとともに、液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３を通る光を色合成部３７０で合成して画像を生成する。また、光学系装置３００は、生成した画像を投写レンズ１２０で拡大してスクリーン２００上に表示する。
【００２３】
具体的には、光源３１０は、光を発する高圧水銀灯３１１と、高圧水銀灯３１１が発する光を反射するリフレクタ３１２とを有する。
【００２４】
フライアイレンズ３２１、フライアイレンズ３２２及びコンデンサレンズ３２４は、高圧水銀灯３１１が発する光を均質化し、偏光変換素子３２３は、出射された光の偏光方向を揃える。また、ミラー３２５は、コンデンサレンズ３２４を通る光を反射する。
【００２５】
ダイクロイックミラー３３１は、青色に相当する波長の光を透過するとともに、緑色及び赤色に相当する波長の光を反射する。同様に、ダイクロイックミラー３３２は、赤色に相当する波長の光を透過するとともに、緑色に相当する波長の光を反射する。
【００２６】
ミラー３４１は、ダイクロイックミラー３３１を透過する光（青色に相当する波長の光）を反射する。同様に、ミラー３４２及びミラー３４３は、ダイクロイックミラー３３２を透過する光（赤色に相当する波長の光）を反射する。
【００２７】
液晶パネル３５１は、光源３１０が発する光の光軸ａ方向に垂直な面形状を有し、青色に対応する画像を表示するとともに、青色に相当する波長の光を透過する。同様に、液晶パネル３５２は、光源３１０が発する光の光軸ａ方向に垂直な面形状を有し、緑色に対応する画像を表示するとともに、緑色に相当する波長の光を透過する。また、液晶パネル３５３は、光源３１０が発する光の光軸ａ方向に垂直な面形状を有し、赤色に対応する画像を表示するとともに、赤色に相当する波長の光を透過する。ここで、液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３は、投写レンズ１２０の物面に配置される。
【００２８】
光透過フィルタ３６１は、光源３１０の発する光が液晶パネル３５１から出射する側（すなわち、液晶パネル３５１の色合成部３７０側）に配置される。同様に、光透過フィルタ３６２は、光源３１０の発する光が液晶パネル３５２から出射する側（すなわち、液晶パネル３５２の色合成部３７０側）に配置され、光透過フィルタ３６３は、光源３１０の発する光が液晶パネル３５３から出射する側（すなわち、液晶パネル３５３の色合成部３７０側）に配置される。なお、光透過フィルタ３６１〜光透過フィルタ３６３の詳細については後述する（図３を参照）。
【００２９】
色合成部３７０は、液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３を透過する光を合成する。すなわち、色合成部３７０は、各液晶パネルに表示される青色、緑色及び赤色の画像を合成して、１つの画像を生成する。また、投写レンズ１２０は、色合成部３７０によって生成された画像を拡大投写する。
【００３０】
なお、第１実施形態では、光透過フィルタ３６１〜光透過フィルタ３６３は、光源３１０の発する光が液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３から出射する側に配置されるが、これに限定されるものではなく、光源３１０の発する光が液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３に入射する側（すなわち、液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３の光源３１０側）に配置されてもよい。
【００３１】
（光透過フィルタの構成）
以下において、本発明の第１実施形態に係る光透過フィルタの構成について、図面を参照しながら説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る光透過フィルタ３６１〜光透過フィルタ３６３を示す図である。なお、光透過フィルタ３６１〜光透過フィルタ３６３は同様の構成を有するため、図３では、光透過フィルタ３６１を例に挙げて説明する。
【００３２】
図３に示すように、光透過フィルタ３６１は、光軸ａが通る部分であるフィルタ光軸部分３６１ａと、フィルタ光軸部分３６１ａの周辺に位置する部分であるフィルタ周辺部分３６１ｂとを有する。また、フィルタ周辺部分３６１ｂの透過率は、フィルタ光軸部分３６１ａの透過率よりも高い。
【００３３】
ここで、フィルタ光軸部分３６１ａ及びフィルタ周辺部分３６１ｂのサイズは、投写レンズ１２０の光利用効率に応じて決定される。具体的には、フィルタ光軸部分３６１ａは、イメージサークルの範囲内で光利用効率が高くなる部分に応じたサイズを有し、フィルタ周辺部分３６１ｂは、イメージサークルの範囲内で光利用効率が低くなる部分に応じたサイズを有する。
【００３４】
なお、光透過フィルタ３６１は、光軸ａが通る点から放射方向に向けて、投写レンズ１２０の光利用効率の低下に応じて段階的に光透過率が高くなるように構成されていることが好ましい。
【００３５】
このように、光源３１０の発する光は、光透過フィルタ３６１を通ることによって、投写レンズ１２０の物面の近傍で物面と平行となる平面において、光軸ａが通る光軸部分よりも光軸部分の周辺に位置する周辺部分を明るく照らす。
【００３６】
なお、第１実施形態において、「投写レンズ１２０の物面の近傍で物面と平行となる平面」とは、光源３１０の発する光が光透過フィルタ３６１から出射する側で物面と平行となる平面を意味する。
【００３７】
また、第１実施形態で記載した光は、最終的にスクリーンに到達する光、すなわち、スクリーンに投写される有効な光であることに留意すべきである。
【００３８】
（作用及び効果）
本発明の第１実施形態に係る光学系装置（又は、これを備える投写型映像表示装置）によれば、フィルタ周辺部分３６１ｂの透過率がフィルタ光軸部分３６１ａの透過率よりも高い光透過フィルタ３６１〜光透過フィルタ３６３が、液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３の近傍に配置されることにより、光源４１０は、投写レンズ１２０の物面の近傍で物面と平行となる平面において、光軸が通る光軸部分よりも周辺部分を明るく照らすことができる。すなわち、投写レンズ１２０の周辺部分の光量落ちを光透過フィルタ３６１〜光透過フィルタ３６３が相殺することによって、大口径の投写レンズを用いずに、スクリーン２００に投写された画像（投写像）の照度分布を均一にすることができる。また、投写レンズ１２０の構成を複雑にせずに、スクリーン２００に投写された画像の照度分布を容易に均一にすることができる。
【００３９】
［第２実施形態］
（光学系装置の構成）
以下において、本発明の第２実施形態に係る光学系装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係る光学系装置３００を示す図である。なお、図４では、上述した図２と同様の構成要素には同一の符号を付しており、図２との相違点を主として説明する。
【００４０】
図４に示すように、光学系装置３００は、各液晶パネルに光を照射するＬＥＤ（青色ＬＥＤ３１１ａ、緑色ＬＥＤ３１１ｂ及び赤色ＬＥＤ３１１ｃ）と、ＬＥＤから導光部材に向けて末広がりとなる形状を有するテーパーロッド（テーパーロッド３８１ａ、テーパーロッド３８２ａ及びテーパーロッド３８３ａ）と、ＬＥＤの光を液晶パネルに導く導光部材（導光部材３８１ｂ、導光部材３８２ｂ及び導光部材３８３ｂ）とを有する。
【００４１】
具体的には、テーパーロッド３８１ａは、青色ＬＥＤ３１１ａの液晶パネル３５１側に配置され、光軸ｂ方向に沿って延びる形状を有する。同様に、テーパーロッド３８２ａは、緑色ＬＥＤ３１１ｂの液晶パネル３５２側に配置され、光軸ｇ方向に沿って延びる形状を有し、テーパーロッド３８３ａは、赤色ＬＥＤ３１１ｃの液晶パネル３５３側に配置され、光軸ｒ方向に沿って延びる形状を有する。
【００４２】
導光部材３８１ｂは、テーパーロッド３８１ａの液晶パネル３５１側に配置され、光軸ｂ方向に沿って延びる角柱状の形状を有する。同様に、導光部材３８２ｂは、テーパーロッド３８２ａの液晶パネル３５２側に配置され、光軸ｇ方向に沿って延びる角柱状の形状を有し、導光部材３８３ｂは、テーパーロッド３８３ａの液晶パネル３５３側に配置され、光軸ｒ方向に沿って延びる角柱状の形状を有する。
【００４３】
（テーパーロッド及び導光部材の構成）
以下において、本発明の第２実施形態に係るテーパーロッド及び導光部材の構成について、図面を参照しながら説明する。図５（ａ）は、本発明の第２実施形態に係るテーパーロッド３８１ａ〜テーパーロッド３８３ａを示す図であり、図５（ｂ）は、本発明の第２実施形態に係る導光部材３８１ｂ〜導光部材３８３ｂを示す図である。なお、テーパーロッド３８１ａ〜テーパーロッド３８３ａは同様の構成を有するため、図５（ａ）では、テーパーロッド３８１ａを例に挙げて説明する。また、導光部材３８１ｂ〜導光部材３８３ｂは同様の構成を有するため、図５（ｂ）では、導光部材３８１ｂを例に挙げて説明する。
【００４４】
図５（ａ）に示すように、テーパーロッド３８１ａは、青色ＬＥＤ３１１ａから導光部材３８１ｂに向けて末広がりとなる角柱状の形状を有する。また、テーパーロッド３８１ａは、青色ＬＥＤ３１１ａ側の端部に入射端面３９１を有し、導光部材３８１ｂ側の端部に出射端面３９２を有し、青色ＬＥＤ３１１ａが発する光を入射端面３９１から出射端面３９２まで導く。なお、テーパーロッド３８１ａは、上述したように、末広がりとなる形状を有しており、入射端面３９１の面積は、出射端面３９２の面積よりも小さい。
【００４５】
図５（ｂ）に示すように、導光部材３８１ｂは、ガラスなどの透明媒体によって形成されており、角柱状の形状を有する。また、導光部材３８１ｂは、テーパーロッド３８１ａ側の端部に入射端面３９３を有し、液晶パネル３５１側の端部に出射３９４を有する。また、導光部材３８１ｂは、青色ＬＥＤ３１１ａの発する光を導光部材３８１ｂの側面で反射させて入射端面３９３から出射３９４まで導く。なお、入射端面３９３及び出射３９４の面積は、液晶パネル３５１の表示領域と略等しい。
【００４６】
このように、導光部材３８１ｂは、側面を反射面として有する角柱であり、導光部材３８１ｂに入射した各種入射角度の光束を重畳させる。また、テーパーロッド３８１ａと併せて用いた場合には、導光部材３８１ｂの長さを変えることによって、所望の強度分布を有する光を導光部材３８１ｂから出力させることができる。
【００４７】
また、導光部材３８１ｂの光軸ｂ方向の長さＬ２とテーパーロッド３８１ａの光軸ｂ方向の長さＬ１との比率は、入射端面３９１と出射端面３９２との面積比、導光部材の材質及びＬＥＤの指向性などに応じて適切に選択されることが好ましい。
【００４８】
なお、第２実施形態で記載した光は、最終的にスクリーンに到達する光、すなわち、スクリーンに投写される有効な光であることに留意すべきである。
【００４９】
（作用及び効果）
本発明の第２実施形態に係る光学系装置３００（又は、投写型映像表示装置１００）によれば、青色ＬＥＤ３１１ａ〜赤色ＬＥＤ３１１ｃから導光部材３８１ｂ〜導光部材３８３ｂに向けて末広がりとなる角柱状のテーパーロッド３８１ａ〜テーパーロッド３８３ａを有することにより、導光部材３８１ｂ〜導光部材３８３ｂ内で反射する光は低分散化される。また、低分散化された光は、光軸に垂直な面内で偏りを生じて、液晶パネル３５１〜液晶パネル３５３（投写レンズ１２０の物面の近傍で物面と平行となる平面）において光軸が通る光軸部分よりも周辺部分を明るく照らす。従って、大口径の投写レンズを用いずに、スクリーン２００に投写された画像（投写像）の照度分布を均一にすることができる。また、投写レンズ１２０の構成を複雑にせずに、スクリーン２００に投写された画像の照度分布を容易に均一にすることができる。
【００５０】
［第３実施形態］
（光学系装置の構成）
以下において、本発明の第３実施形態に係る光学系装置の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第２実施形態との相違点を主として説明する。
【００５１】
具体的には、第２実施形態では、緑色ＬＥＤ３１１ｂが発する光は、ミラーによって反射されずに液晶パネル３５２を照射するが、第３実施形態では、緑色ＬＥＤ３１１ｂが発する光は、ミラーによって反射されてから液晶パネル３５２を照射する。
【００５２】
図６は、本発明の第３実施形態に係る光学系装置３００を示す図である。なお、図６では、上述した図４と同様の構成要素には同一の符号を付しており、図４との相違点を主として説明する。
【００５３】
図６に示すように、光学系装置３００は、反射ミラー３８４ａを備える折り曲げプリズム３８４を有する。折り曲げプリズム３８４は、テーパーロッド３８２ａの出射端面３９２及び導光部材３８２ｂの入射端面３９３に取付けられ、反射ミラー３８４ａは、緑色ＬＥＤ３１１ｂが発する光を反射する。
【００５４】
なお、第３実施形態において、折り曲げプリズム３８４は、テーパーロッド３８２ａの出射端面３９２に取付けられるが、これに限定されるものではなく、導光部材３８２ｂの途中に配置されていてもよい。この場合において、導光部材３８２ｂの長さは、折り曲げプリズム３８４による光路長に応じて短くされる。
【００５５】
また、折り曲げプリズム３８４とテーパーロッド３８２ａの出射端面３９２との間、及び、折り曲げプリズム３８４と導光部材３８２ｂの入射端面３９３との間には、エアギャップが設けられていることが好ましい。
【００５６】
（作用及び効果）
本発明の第３実施形態に係る光学系装置３００（又は、投写型映像表示装置１００）によれば、緑色ＬＥＤ３１１ｂの発する光が反射ミラー３８４ａによって反射されることにより、導光部材３８２ｂの光軸ｇ方向の長さを短くすることができ、各ＬＥＤを小スペースで配置することができる。
【００５７】
また、第２実施形態と同様に、大口径の投写レンズを用いたり、投写レンズ１２０の構成を複雑にしたりせずに、スクリーン２００に投写された画像（投写像）の照度分布を容易に均一にすることができる。
【００５８】
［第４実施形態］
（光学系装置の構成）
以下において、本発明の第４実施形態に係る光学系装置の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第２実施形態との相違点を主として説明する。
【００５９】
具体的には、第２実施形態では、緑色ＬＥＤ３１１ｂが発する光は、ミラーによって反射されずに液晶パネル３５２を照射するが、第４実施形態では、緑色ＬＥＤ３１１ｂが発する光は、ミラーによって反射されてから液晶パネル３５２を照射する。
【００６０】
図７は、本発明の第４実施形態に係る光学系装置３００を示す図である。なお、図７では、上述した図４と同様の構成要素には同一の符号を付しており、図４との相違点を主として説明する。
【００６１】
図７に示すように、光学系装置３００は、反射ミラー３８７と、リレーレンズ（リレーレンズ３８６ａ及びリレーレンズ３８６ｂ）とを有する。リレーレンズ３８６ａは、緑色ＬＥＤ３１１ｂが発する光を反射ミラー３８７に中継し、反射ミラー３８７は、リレーレンズ３８６ａによって中継される光を反射する。また、リレーレンズ３８６ｂは、反射ミラー３８７によって反射される光を液晶パネル３５２に中継する。
【００６２】
（作用及び効果）
本発明の第４実施形態に係る光学系装置３００（又は、投写型映像表示装置１００）によれば、緑色ＬＥＤ３１１ｂの発する光が反射ミラー３８７によって反射されることにより、導光部材３８２ｂの光軸ｇ方向の長さを短くすることができる。また、各ＬＥＤを小スペースで配置することができ、ＬＥＤのレイアウトの自由度を高くすることができる。
【００６３】
さらに、第２実施形態と同様に、大口径の投写レンズを用いたり、投写レンズ１２０の構成を複雑にしたりせずに、スクリーン２００に投写された画像（投写像）の照度分布を容易に均一にすることができる。
【００６４】
［第５実施形態］
（光学系装置の構成）
以下において、本発明の第５実施形態に係る光学系装置の構成について、図面を参照しながら説明する。なお、以下においては、上述した第２実施形態との相違点を主として説明する。
【００６５】
具体的には、第２実施形態では、青色ＬＥＤ３１１ａ、緑色ＬＥＤ３１１ｂ及び赤色ＬＥＤ３１１ｃが光源として設けられているが、第５実施形態では、放電ランプが光源として設けられている。
【００６６】
また、第２実施形態では、テーパーロッドがＬＥＤごとに設けられているが、第５実施形態では、放電ランプに対応するテーパーロッド１つ設けられている。
【００６７】
図８は、本発明の第５実施形態に係る光学系装置３００を示す図である。なお、図８では、上述した図４と同様の構成要素には同一の符号を付しており、図４との相違点を主として説明する。
【００６８】
図８に示すように、光学系装置３００は、放電ランプ４１１及びリフレクタ４１２を備える光源４１０と、光軸ａ方向に沿って末広がりとなる角柱状の形状を有する共通テーパーロッド３８８と、各色（青色、緑色及び赤色）に相当する波長の光に光源４１０（放電ランプ４１１）が発する光を分離する色分離プリズム３８９と、折り曲げプリズム３９６〜折り曲げプリズム３９９とを備える。
【００６９】
ここで、緑色に相当する波長の光が通る光路長（すなわち、導光部材３８２ｂの光軸方向の長さ）は、青色及び赤色に相当する波長の光が通る光路長（すなわち、導光部材３８１ｂ及び導光部材３８３ｂの光軸方向の長さ）よりも短いため、導光部材３８２ｂは、導光部材３８１ｂ及び導光部材３８３ｂとは異なる屈折率を有する媒質で構成される。
【００７０】
（作用及び効果）
本発明の第５実施形態に係る光学系装置３００（又は、投写型映像表示装置１００）によれば、複数のテーパーロッド（テーパーロッド３８１ａ〜テーパーロッド３８３ａ）に代えて、共通テーパーロッド３８８が設けられることにより、省スペース化を図ることができる。また、光源４１０として、輝度及び汎用性に優れた白色光源を用いることができる。
【００７１】
さらに、第２実施形態と同様に、大口径の投写レンズを用いたり、投写レンズ１２０の構成を複雑にしたりせずに、スクリーン２００に投写された画像（投写像）の照度分布を容易に均一にすることができる。
【００７２】
［評価結果］
以下において、本発明の第２実施形態〜第５実施形態に係る評価結果について、図面を参照しながら説明する。図９は、本発明の第２実施形態に係る評価結果を示す図である。図９では、投写レンズ１２０の物面において光軸が通る光軸部分の光量と光軸部分の周辺に位置する周辺部分の光量との比（周辺光量比）を縦軸にとり、導光部材の長さＬ２を横軸にとっている。なお、本評価では、投写レンズ１２０の焦点距離と有効径とに応じて（Ｆナンバーに応じて）、投写レンズ１２０に有効に取り入れられる光のみを扱っている。
【００７３】
また、本評価において、テーパーロッド（テーパーロッド３８１ａ〜テーパーロッド３８３ａ）の長さＬ１は１００ｍｍであり、入射端面３９１と出射端面３９２との面積比は１５．５であり、導光部材（導光部材３８１ｂ〜導光部材３８３ｂ）の材質はＢＫ７であり、各ＬＥＤ（青色ＬＥＤ３１１ａ〜赤色ＬＥＤ３１１ｃ）はランバーシアンよりも指向性に優れたもの（半値幅５２°）である。
【００７４】
図９に示すように、本評価においては、導光部材の長さＬ２が２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内である場合に、周辺光量比が１００％を超えた（すなわち、周辺部分の方が光軸部分よりも明るくなった）。また、導光部材の長さＬ２が１６０ｍｍ〜２１５ｍｍの範囲内である場合に、周辺光量比が１００％を超えた。
【００７５】
従って、導光部材の長さＬ２を２０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲内又は１６０ｍｍ〜２１５ｍｍの範囲内とすることによって、投写レンズ１２０の周辺光量落ちを相殺することができ、スクリーン２００上に投写される画像（投写像）の照度分布を均一にすることができた。
【００７６】
なお、テーパーロッドの長さＬ１、入射端面３９１と出射端面３９２との面積比、導光部材の材質及びＬＥＤの指向性などに応じて、導光部材の長さＬ２が最適となる範囲が異なることはもちろんである。
【００７７】
（周辺光量比が１００％を超えるメカニズム）
以下において、導光部材の長さに応じて周辺光量比が１００％を超えるメカニズムについて、図面を参照しながら模式的に説明する。図１０〜図１３は、導光部材の長さに応じて周辺光量比が１００％を超えるメカニズムを説明するための図である。
【００７８】
最初に、テーパーロッド内で反射する反射光を考慮せずに、導光部材内に導かれる光について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。図１０に示すように、導光部材内に導かれる光は、導光部材内で反射しない直進光（直進光１〜直進光３など）と、導光部材内で反射する反射光（反射光１〜反射光４など）とを含む。
【００７９】
続いて、図１１に示すように、導光部材内では、直進光のみの領域（白抜き部分）と、直進光と反射光とが重畳された領域（斜線部分及び網掛け部分）とが存在する。また、直進光と反射光とが重畳された領域（斜線部分及び網掛け部分）の光量は、直進光のみの領域（白抜き部分）の光量よりも多い。
【００８０】
従って、テーパーロッド内で反射する反射光を考慮しない場合には、導光部材の長さが閾値Ｌｔｈ０以下であれば、周辺光量比（周辺部分／中心部分）が１００％を超える。なお、閾値Ｌｔｈ０とは、テーパーロッド内で反射する反射光を考慮せずに考察した場合に、導光部材の入射面から入射面の外縁で反射する反射光の交点までの長さである。
【００８１】
なお、図１１〜図１３では、光点ａ０を通過する光についてのみ考慮している点に留意すべきである。また、図１１〜図１３では、光点ａ０を通過する光のうち、光軸に対する角度が最も大きい光を示す線についてのみ記載している点に留意すべきである。
【００８２】
次に、テーパーロッド内で反射する反射光のみに着目して、導光部材内に導かれる光について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。なお、図１２及び図１３では、反射面で反射する光は入射角と等しい出射角で反射するというエウクレイデスの光の反射法則に従っており、また、説明を簡単にするために、テーパーロッドの入射面の中心（後述する光点ａ０）を通過する光についてのみ考察している。
【００８３】
図１２に示すように、光点ａ０を通過するとともにテーパーロッド内で１回だけ反射する反射光（側面Ｌｘで反射する反射光）は、テーパーロッドの側面（Ｌｘ）の延長線に対して光点ａ０の線対称となる位置（光点ａ１）から出射する直進光として考えられる。
【００８４】
テーパーロッド内で１回だけ反射する反射光に着目した場合には、上述した図１１と同様に、導光部材内では、直進光のみの領域（白抜き部分）と、直進光と反射光とが重畳された領域（斜線部分及び網掛け部分）とが存在する。
【００８５】
従って、テーパーロッド内で１回だけ反射する反射光のみに着目した場合には、導光部材の長さが閾値Ｌｔｈ１以下であれば、周辺光量比（周辺部分／中心部分）が１００％を超える。なお、閾値Ｌｔｈ１とは、テーパーロッド内で１回だけ反射する反射光のみについて考察した場合に、導光部材の入射面から入射面の外縁で反射する反射光の交点までの長さである。
【００８６】
同様に、図１３に示すように、光点ａ０を通過するとともにテーパーロッド内で１回だけ反射する反射光（側面Ｌｙで反射する反射光）は、テーパーロッドの側面Ｌｙの延長線に対して光点ａ０の線対称となる位置（光点ａ’１）から出射する直進光としても考えられる。また、光点ａ０を通過するとともにテーパーロッド内で２回だけ反射する反射光（側面Ｌｙ及び側面Ｌｘで反射する反射光）は、テーパーロッドの側面の延長線Ｌｘに対して光点ａ’１の線対称となる位置（光点ａ２）から出射する直進光として考えられる。
【００８７】
テーパーロッド内で２回だけ反射する反射光のみに着目した場合には、上述した図１１と同様に、導光部材内では、直進光のみの領域（白抜き部分）と、直進光と反射光とが重畳された領域（斜線部分及び網掛け部分）とが存在する。
【００８８】
従って、テーパーロッド内で２回だけ反射する反射光のみに着目した場合には、導光部材の長さが閾値Ｌｔｈ２以下であれば、周辺光量比（周辺部分／中心部分）が１００％を超える。なお、閾値Ｌｔｈ２とは、テーパーロッド内で２回だけ反射する反射光のみについて考察した場合に、導光部材の入射面から入射面の外縁で反射する反射光の交点までの長さである。
【００８９】
なお、図１２又は図１３では、テーパーロッドの一方の側面で１回又は２回だけ反射される反射光について考察したが、テーパーロッドの他方の側面で１回又は２回だけ反射される反射光についても同様である。
【００９０】
テーパーロッド内で０〜２回反射した光をすべて考慮すると、導光部材内では、図１１〜図１３に示した光が全て重畳されるが、図１１〜図１３に示したように、導光部材の長さが一定の閾値（Ｌｔｈ０〜Ｌｔｈ２）以下である場合には、周辺光量比（周辺部分／中心部分）が１００％を超える。
【００９１】
従って、導光部材に入射する全ての光について考慮した場合において、導光部材の入射面から入射面の外縁で反射する反射光の交点までの長さのうち最も短い長さよりも、導光部材の長さ（入射面から出射面までの長さ）が短い場合には、周辺光量比（周辺部分／中心部分）が１００％を超えるものと推察される。すなわち、導光部材の長さがテーパーロッドの長さよりも短い場合には、周辺光量比（周辺部分／中心部分）が１００％を超えるものと推察される。
【００９２】
（波長（色）に対応する周辺光量比の違い）
以下において、波長（色）に対応する周辺光量比の違いについて、図面を参照しながら説明する。図１４は、波長（色）に対応する周辺光量比の違いについて説明するための図である。なお、図１４では、緑色と赤色とを例に挙げて説明する。
【００９３】
図１４に示すように、緑色と赤色とでは、導光部材の長さに応じた周辺光量比が異なっている。具体的には、導光部材の長さが同一（例えば、５０ｍｍ）であっても、緑色の周辺光量比（例えば、１１８％）と赤色の周辺光量比（例えば、１０９％）とが異なる。なお、各色の周辺光量比の違いは、各色の光源の指向性分布や波長の違いなどに起因するものと推察される。
【００９４】
ここで、各色の周辺光量比が異なると、色むらが生じてしまうため、各色の周辺光量比が同一となるように揃えることが好ましい。
【００９５】
従って、各色に対応する導光部材の長さを異ならせることによって、各色の周辺光量比を同一の周辺光量比に揃える。例えば、緑色に対応する導光部材の長さを９０ｍｍとするとともに、赤色に対応する導光部材の長さを７５ｍｍとすることによって、各色の周辺光量比を１０５％に揃える。
【００９６】
このように、波長の長さに応じて周辺光量比の特徴が異なる場合には、各色に対応する導光部材の長さを異ならせることによって、各色の周辺光量比を同一の周辺光量比に揃えることができる。
【００９７】
［その他の実施形態］
上述した第１実施形態〜第５実施形態では、光学系装置３００は、３板式であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、単板式であってもよい。また、上述した第１実施形態〜第５実施形態では、投写型映像表示装置１００は、光変調素子として液晶パネルを用いているが、これに限定されるものではなく、光変調素子としてＤＭＤ（Digital  Micro  Mirror  Device）を用いたＤＬＰ（Digital  Light  Processing；登録商標）方式の表示装置であってもよい。
【００９８】
上述した第２実施形態〜第５実施形態では、テーパーロッド（テーパーロッド３８１ａ〜テーパーロッド３８３ａ、共通テーパーロッド３８８）及び導光部材（導光部材３８１ｂ〜導光部材３８３ｂ）は、角柱状の形状を有する中実部材であるが、これに限定されるものではなく、内壁がミラーで構成される角筒状の形状を有する中空部材であってもよい。
【００９９】
また、テーパーロッド及び導光部材の断面（光軸に垂直な断面）は、四角形であるが、これに限定されるものではなく、円形や他の多角形であってもよい。
【０１００】
上述した第５実施形態では、放電ランプ４１１が光源として設けられるが、これに限定されるものではなく、白色ＬＥＤが光源として設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光学系装置３００を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光透過フィルタ３６１を示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る光学系装置３００を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るテーパーロッド３８１ａ及び導光部材３８１ｂを示す図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る光学系装置３００を示す図である。
【図７】本発明の第４実施形態に係る光学系装置３００を示す図である。
【図８】本発明の第５実施形態に係る光学系装置３００を示す図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る評価結果を示す図である。
【図１０】導光部材の長さに応じて周辺光量比が１００％を超えるメカニズムを説明するための図である（その１）。
【図１１】導光部材の長さに応じて周辺光量比が１００％を超えるメカニズムを説明するための図である（その２）。
【図１２】導光部材の長さに応じて周辺光量比が１００％を超えるメカニズムを説明するための図である（その３）。
【図１３】導光部材の長さに応じて周辺光量比が１００％を超えるメカニズムを説明するための図である（その４）。
【図１４】波長（色）に対応する周辺光量比の違いについて説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１００・・・投写型映像表示装置、１１０・・・本体部、１２０・・・投写レンズ、２００・・・スクリーン、３００・・・光学系装置、３１０・・・光源、３１１・・・高圧水銀灯、３１１ａ〜３１１ｃ・・・ＬＥＤ、３１２・・・リフレクタ、３２１、３２２・・・フライアイレンズ、３２３・・・偏光変換素子、３２４・・・コンデンサレンズ、３２５・・・ミラー、３３１、３３２・・・ダイクロイックミラー、３４１〜３４３・・・ミラー、３５１〜３５３・・・液晶パネル、３６１〜３６３・・・光透過フィルタ、３６１ａ・・・フィルタ光軸部分、３６１ｂ・・・フィルタ周辺部分、３７０・・・色合成部、３８１ａ〜３８３ａ・・・テーパーロッド、３８１ｂ〜３８３ｂ・・・導光部材、３８４・・・折り曲げプリズム、３８４ａ・・・反射ミラー、３８６ａ、３８６ｂ・・・リレーレンズ、３８７・・・反射ミラー、３８８・・・共通テーパーロッド、３８９・・・色分離プリズム、３９１・・・入射端面、３９２・・・出射端面、３９３・・・入射端面、３９４・・・出射端面、３９６〜３９９・・・折り曲げプリズム、４１０・・・光源、４１１・・・放電ランプ、４１２・・・リフレクタ
【図１】
2007041546.tif 000003
【図２】
2007041546.tif 000004
【図３】
2007041546.tif 000005
【図４】
2007041546.tif 000006
【図５】
2007041546.tif 000007
【図６】
2007041546.tif 000008
【図７】
2007041546.tif 000009
【図８】
2007041546.tif 000010
【図９】
2007041546.tif 000011
【図１０】
2007041546.tif 000012
【図１１】
2007041546.tif 000013
【図１２】
2007041546.tif 000014
【図１３】
2007041546.tif 000015
【図１４】
2007041546.tif 000016