【手続補正書】
【提出日】平成20年9月9日(2008.9.9)
【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】
光源手段からの光束を複数の光束に分割する分割手段と、分割された光束を画像表示素子に重畳し、照明する重畳手段とを有する照明光学系において、該分割手段は、光軸と平行な第１断面において、該光源手段からの光束を分割し、該分割された光束を用いて第１光源像領域内に複数の第１光源像を形成する第１光束分割手段と、該光軸と平行でかつ該第１断面と垂直な第２断面において、光源手段からの光束を分割し、該分割された光束を用いて第２光源像領域内に複数の第２光源像を形成する第２光束分割手段とを有し、該第２光束分割手段の該光源手段側には、入射した光束の幅を狭めて射出させる圧縮光学系が配置されており、該圧縮光学系は該光源手段側から該画像表示素子側へ順に正の屈折力の光学素子と、負の屈折力を有する光学素子を含んでおり、該負の屈折力を有する光学素子の該画像表示素子側の面は凹形状であることを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記第２光束分割手段と前記画像表示素子との間に偏光分離面を有した光学素子が配置されており、該偏光分離面を有した光学素子の偏光分離面の法線と前記第２断面は平行であることを特徴とする請求項１の照明光学系。
【請求項３】
前記第２光束分割手段に入射する光束の第２断面での幅が、前記第１光束分割手段に入射する光束の第１断面での幅より小さいことを特徴とする請求項１又は２の照明光学系。
【請求項４】
前記第１光束分割手段に入射する光束の第１断面での幅をＷ１、前記第２光束分割手段に入射する光束の第２断面での幅をＷ２とするとき、
０．１＜Ｗ２／Ｗ１＜０．８
なる条件を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項の照明光学系。
【請求項５】
前記圧縮光学系の負の屈折力を有する光学素子は、第２断面において屈折力を有するレンズアレイからなり、該レンズアレイを構成する各レンズは偏芯しており、該レンズアレイ面は前記画像表示素子側にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項の照明光学系。
【請求項６】
前記圧縮光学系は、アフォーカル系より成ることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の照明光学系。
【請求項７】
光源手段からの光束を複数の光束に分割する分割手段と、分割された光束を画像表示素子に重畳し、照明する重畳手段とを有する照明光学系において、該分割手段は、光軸と平行な第１断面において、該光源手段からの光束を分割し、該分割された光束を用いて第１光源像領域内に複数の第１光源像を形成する第１光束分割手段と、該光軸と平行でかつ該第１断面と垂直な第２断面において、光源手段からの光束を分割し、該分割された光束を用いて第２光源像領域内に複数の第２光源像を形成する第２光束分割手段とを有し、該第２光束分割手段の該光源手段側には、入射した光束の幅を狭めて射出させる圧縮光学系が配置されており、該圧縮光学系は該光源手段側から該画像表示素子側へ順に正の屈折力の光学素子と、負の屈折力を有する光学素子を含んでおり、該負の屈折力を有する光学素子は第２断面において屈折力を有するレンズアレイからなり、該レンズアレイを構成する各レンズは偏芯していることを特徴とする照明光学系。
【請求項８】
前記圧縮光学系の負の屈折力を有する光学素子は、レンズアレイ面が前記画像表示素子側にあることを特徴とする請求項７の照明光学系。
【請求項９】
前記第２光束分割手段と前記画像表示素子との間に偏光分離面を有した光学素子が配置されており、該偏光分離面を有した光学素子の偏光分離面の法線と前記第２断面は平行であることを特徴とする請求項７又は８の照明光学系。
【請求項１０】
前記第２光束分割手段に入射する光束の第２断面での幅が、前記第１光束分割手段に入射する光束の第１断面での幅より小さいことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項の照明光学系。
【請求項１１】
前記第１光束分割手段に入射する光束の第１断面での幅をＷ１、前記第２光束分割手段に入射する光束の第２断面での幅をＷ２とするとき、
０．１＜Ｗ２／Ｗ１＜０．８
なる条件を満足することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項の照明光学系。
【請求項１２】
光源手段からの光束を複数の光束に分割する分割手段と、分割された光束を画像表示素子に重畳する重畳手段とを有する照明光学系において、該分割手段は、光軸と平行な第１断面において、光源手段からの光束を分割する第１光束分割手段と、前記光軸と平行でかつ前記第１断面と垂直な第２断面において、光源手段からの光束を分割する第２光束分割手段とを有し、前記第２光束分割手段の光源手段側には、入射した光束の幅を狭める圧縮光学系が配置されており、該圧縮光学系は光源手段側から画像表示素子側へ順に正の屈折力の光学素子と、負の屈折力を有する光学素子を含んでおり、該負の屈折力を有する光学素子の前記画像表示素子側の面は凹形状であることを特徴とする照明光学系。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載の照明光学系と、画像表示素子と、該画像表示素子の画像を投影する投射レンズを有することを特徴とする投射型表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明の照明光学系は、
光源手段からの光束を複数の光束に分割する分割手段と、分割された光束を画像表示素子に重畳し、照明する重畳手段とを有する照明光学系において、該分割手段は、光軸と平行な第１断面において、該光源手段からの光束を分割し、該分割された光束を用いて第１光源像領域内に複数の第１光源像を形成する第１光束分割手段と、該光軸と平行でかつ該第１断面と垂直な第２断面において、光源手段からの光束を分割し、該分割された光束を用いて第２光源像領域内に複数の第２光源像を形成する第２光束分割手段とを有し、該第２光束分割手段の該光源手段側には、入射した光束の幅を狭めて射出させる圧縮光学系が配置されており、該圧縮光学系は該光源手段側から該画像表示素子側へ順に正の屈折力の光学素子と、負の屈折力を有する光学素子を含んでおり、該負の屈折力を有する光学素子の該画像表示素子側の面は凹形状であることを特徴とを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
この他、本発明の照明光学系は、
光源手段からの光束を複数の光束に分割する分割手段と、分割された光束を画像表示素子に重畳し、照明する重畳手段とを有する照明光学系において、該分割手段は、光軸と平行な第１断面において、該光源手段からの光束を分割し、該分割された光束を用いて第１光源像領域内に複数の第１光源像を形成する第１光束分割手段と、該光軸と平行でかつ該第１断面と垂直な第２断面において、光源手段からの光束を分割し、該分割された光束を用いて第２光源像領域内に複数の第２光源像を形成する第２光束分割手段とを有し、該第２光束分割手段の該光源手段側には、入射した光束の幅を狭めて射出させる圧縮光学系が配置されており、該圧縮光学系は該光源手段側から該画像表示素子側へ順に正の屈折力の光学素子と、負の屈折力を有する光学素子を含んでおり、該負の屈折力を有する光学素子は第２断面において屈折力を有するレンズアレイからなり、該レンズアレイを構成する各レンズは偏芯していることを特徴とを特徴としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
この他、本発明の照明光学系は、
光源手段からの光束を複数の光束に分割する分割手段と、分割された光束を画像表示素子に重畳する重畳手段とを有する照明光学系において、該分割手段は、光軸と平行な第１断面において、光源手段からの光束を分割する第１光束分割手段と、前記光軸と平行でかつ前記第１断面と垂直な第２断面において、光源手段からの光束を分割する第２光束分割手段とを有し、前記第２光束分割手段の光源手段側には、入射した光束の幅を狭める圧縮光学系が配置されており、該圧縮光学系は光源手段側から画像表示素子側へ順に正の屈折力の光学素子と、負の屈折力を有する光学素子を含んでおり、該負の屈折力を有する光学素子の前記画像表示素子側の面は凹形状であることを特徴としている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
この平行光束は、第１のシリンドリカルレンズアレイ（第１光束分割手段）（光学素子アレイ、このシリンドリカルレンズアレイの斜視図を図２に示す。）３によって複数の部分光束に分割され、その各々の部分光束は第１光源像領域内に集光する。各々の分割された光束は第２のシリンドリカルレンズアレイ４又はその近傍に集光され、各々の部分光束が各々光源像（第１光源像）（２次光源像）１ａを形成する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
アフォーカル光学系５は、光源手段１側から順に正レンズ５ａ、負レンズ５ｂで構成されており、負レンズ５ｂの液晶パネル１１側の面は凹形状である。アフォーカル光学系５を出射して圧縮された平行光束は、第３のシリンドリカルレンズアレイ（第２光束分割手段）６によって分割され、第４のシリンドリカルレンズアレイ７の近傍（第２光源像領域内）に各分割光束が集光され、光源像（２次光源像）１ｂが形成される。実施例１における、第２断面に屈折力を有する第３シリンドリカルレンズ６により形成される光源像１ｂを図３（Ｂ）に示す。この図３（Ｂ）は照明光学系Ｅａの光軸Ｌａに対して垂直な面における光源像について図示している。この図３（Ｂ）内での第２断面の一例は図３（Ｂ）内に示した第２断面（一例）のように直線で表すことができる。このとき、この断面内方向での幅をＷ２とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
この図３（Ｂ）と図３（Ａ）とを比較すれば分かるように、第１断面での光源像幅Ｗ１にくらべ第２断面の光源像幅Ｗ２は狭いことが分かる。この幅Ｗ１と幅Ｗ２の大小関係（比）がそのまま色分解光学系１０内の偏光ビームスプリッタ１０ａでの角度分布の大小関係（比）となる。このためＷ１＞Ｗ２となる関係、好ましくはＷ２／Ｗ１が０．８より小さく０．１より大きくなる構成（０．１＜Ｗ２／Ｗ１＜０．８）を満足することが望ましい。ここで、この条件式において、上限値を上回ると、コントラストを高めるなどの効果が十分に得られない。