JPH10111478A - 平行光出射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】投写型液晶表示装置などに使用して好適な平行
光を出射する平行光出射装置に関し、平行度の高い平行
光を出射することができると共に、小型化を図ることが
できるようにする。 【解決手段】ピンホールを形成したアパーチャ板を設け
る代わりに、ピンホールと同様の効果を得ることができ
るアパーチャ鏡１８を設け、回転楕円面鏡１５と、アパ
ーチャ鏡１８と、コリメートレンズ２０とを一方向に配
置しなくとも良いようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、投写型液晶表示装
置などに使用して好適な平行光を出射する平行光出射装
置に関する。

【０００２】投写型液晶表示装置においては、液晶表示
パネルに照射して画像変調を行うべき平行光を必要とす
るが、この平行光を出射する平行光出射装置として、発
光管と放物面鏡とを組み合わせてなるものが提案されて
いる。

【０００３】この平行光出射装置によれば、放物面鏡
は、焦点から放射された光線を進行方向の揃った平行光
線に変換する作用を持つので、発光管内の発光中心を放
物面鏡の焦点に合わせることにより、平行光を出射する
ことができる。

【０００４】しかし、実際の発行管内の発光部は、一定
の大きさを持つため、発光中心を放物面鏡の焦点に合わ
せたとしても、厳密には、放物面鏡の焦点からずれた位
置からも光線が放射され、これらの光線は、放物面鏡の
焦点からのズレ量に略比例して光軸との間に角度を持
ち、放物面鏡から出射することになる。

【０００５】一般的な発光管は、発光部のサイズが５ｍ
ｍ程度あり、発光部端から出射した光線は、発光部中心
から出射した光線に比べて、±５°程度ずれた光線とな
って放物面鏡から出射するが、放物面鏡から出射される
光線の角度は、その光線の起点と発光部中心との間の距
離に依存するので、この場合には、発光部内に発光の間
欠部分が存在しない限り、放物面鏡から出射される光線
は、±５°の範囲に間欠なく存在することになる。

【０００６】ここに、たとえば、投写型カラー液晶表示
装置には、小型・軽量化を図るために単板を使用し、角
度方向での色分離を行うようにされた装置があるが、こ
のような装置では、光線の平行度が悪い場合、充分に色
の角度分離を行うことができないという不都合がある。

【０００７】そこで、発光部のサイズにより光線の平行
度が決定されてしまい、平行度の高い光線を得ることが
困難である放物面鏡を使用した平行光出射装置の代り
に、回転楕円面鏡を使用した平行光出射装置を使用する
ことが提案されている。

【０００８】

【従来の技術】図７は回転楕円面鏡を使用した従来の平
行光出射装置を使用してなる投写型液晶表示装置の一例
の照明光学系の要部を概略的に示す断端面図である。

【０００９】図７において、１は筺体、２は回転楕円面
鏡、３は発光中心を回転楕円面鏡２の近い方の焦点（以
下、第１焦点という）Ｆ１に配置されたハロゲンラン
プ、メタルハライドランプ等の発光管である。

【００１０】また、４は光軸、５はピンホール６が回転
楕円面鏡２の遠い方の焦点（以下、第２焦点という）Ｆ
２に位置するように配置されたアパーチャ板、７は発光
管３から出射され、回転楕円面鏡２で反射され、ピンホ
ール６を通過した光線を平行光にするコリメートレンズ
である。

【００１１】また、８はコリメートレンズ７から出射さ
れた平行光を直線偏光とする偏光子、９は偏光子８から
出射される直線偏光とされた平行光を画像変調する液晶
表示パネルである。

【００１２】また、１０は検光子、１１はフィールドレ
ンズ、１２は投写レンズであり、液晶表示パネル９によ
って画像変調を受けた光線は、検光子１０及びフィール
ドレンズ１１を経て、投写レンズ１２により投写面に投
写される。

【００１３】この投写型液晶表示装置においては、筺体
１と、回転楕円面鏡２と、発光管３と、アパーチャ板５
と、コリメートレンズ７とで平行光出射装置が構成され
ているが、この平行光出射装置によれば、発光管３から
出射され、回転楕円面鏡２で反射され、ピンホール６に
集光できない光線は、アパーチャ板５の表面で遮断さ
れ、コリメートレンズ７に入射されることはないので、
放物面鏡を使用した平行光出射装置に比べて、平行度の
高い平行光をコリメートレンズ７から出射させることが
できる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この投写型液
晶表示装置において使用されている平行光出射装置にお
いては、回転楕円面鏡２、アパーチャ板５及びコリメー
トレンズ７を一方向に配列させているため、回転楕円面
鏡２とコリメートレンズ７との距離が長くなり、例え
ば、液晶表示パネル９として、対角方向の大きさを４イ
ンチとする液晶表示パネル９を使用する場合には、２５
０〜３００ｍｍの長さが必要となってしまい、装置の小
型化を図ることができないという問題点があった。

【００１５】本発明は、かかる点に鑑み、平行度の高い
平行光を出射することができると共に、小型化を図るこ
とができるようにした平行光出射装置を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明中、第１の発明
（請求項１記載の平行光出射装置）は、回転楕円面鏡
と、発光中心を回転楕円面鏡の第１焦点に配置された発
光管と、微小平面鏡面の中心が回転楕円面鏡の第２焦点
に位置し、かつ、微小平面鏡面が光軸と直交しないよう
に配置されたアパーチャ鏡と、発光管から出射され、回
転楕円面鏡で反射され、回転楕円面鏡の第２焦点に集光
し、微小平面鏡面で反射された光線を平行光にするコリ
メートレンズとを備えるというものである。

【００１７】この第１の発明によれば、アパーチャ鏡の
微小平面鏡面は、発光管から出射され、回転楕円面鏡で
反射され、回転楕円面鏡の第２焦点に一定の範囲で集光
する光線のみを反射し、回転楕円面鏡の第２焦点に一定
の範囲で集光できない光線を反射することはないので、
アパーチャ板に設けられるピンホールと同様の作用を行
うことになる。

【００１８】したがって、回転楕円面鏡の第２焦点に集
光する集光度の高い光線のみをコリメートレンズに入射
することができるので、平行度の高い平行光をコリメー
トレンズから出射させることができる。

【００１９】また、アパーチャ鏡の微小平面鏡面は、光
軸を屈曲することになり、回転楕円面鏡と、アパーチャ
鏡と、コリメートレンズとを一方向に配置しなくとも良
いので、装置の小型化を図ることができる。

【００２０】本発明中、第２の発明（請求項２記載の平
行光出射装置）は、第１の発明において、コリメートレ
ンズは、回転楕円面鏡に干渉しない程度に近接して配置
されているというものである。

【００２１】この第２の発明によれば、第１の発明の場
合と同様に、平行度の高い平行光をコリメートレンズか
ら出射させることができると共に、コリメートレンズ
は、回転楕円面鏡に干渉しない程度に近接して配置され
ているので、装置の小型化を最も効率的に図ることがで
きる。

【００２２】本発明中、第３の発明（請求項３記載の平
行光出射装置）は、第１又は第２の発明において、アパ
ーチャ鏡は、透明平板の表面の一部に微小平面鏡面を形
成して構成するというものである。

【００２３】この第３の発明によれば、第１又は第２の
発明と同様の作用を得ることができると共に、アパーチ
ャ鏡は、透明平板の表面の一部に微小平面鏡面を形成し
て構成するとしているので、微小鏡片を固定する場合に
比較して、アパーチャ鏡の固定を容易に行うことができ
る。

【００２４】本発明中、第４の発明（請求項４記載の平
行光出射装置）は、第３の発明において、アパーチャ鏡
は、微小平面鏡面を除く表面部分又は裏面部分、又は、
微小平面鏡面を除く表面部分及び裏面部分に反射防止膜
が形成されているというものである。

【００２５】この第４の発明によれば、第３の発明と同
様の作用を得ることができると共に、アパーチャ鏡の鏡
面以外の面の反射による不要な光線がコリメートレンズ
に入射しないようにし、コリメートレンズから出射され
る光線に平行度の悪い光線が含まれないようにすること
ができる。

【００２６】本発明中、第５の発明（請求項５記載の平
行光出射装置）は、第１、第２、第３又は第４の発明に
おいて、微小平面鏡面は、光軸から見た形状が円と看做
せるような楕円とされているというものである。

【００２７】この第５の発明によれば、第１、第２、第
３又は第４の発明と同様の作用を得ることができると共
に、微小平面鏡面は、光軸から見た形状が円と看做せる
ような楕円とされているので、回転楕円面鏡の第２焦点
に集光する光線を効率的に反射させることができる。

【００２８】本発明中、第６の発明（請求項６記載の平
行光出射装置）は、第１、第２、第３、第４又は第５の
発明において、アパーチャ鏡の固定部材には微小平面鏡
面と平行する露出面がないというものである。

【００２９】この第６の発明によれば、第１、第２、第
３、第４又は第５の発明と同様の作用を得ることができ
ると共に、アパーチャ鏡の固定部材には微小平面鏡面と
平行する露出面がないので、不要な光線がコリメートレ
ンズに入射しないようにし、コリメートレンズから出射
される光線に平行度の悪い光線が含まれないようにする
ことができる。

【００３０】本発明中、第７の発明（請求項７記載の平
行光出射装置）は、回転楕円面鏡と、発光中心を回転楕
円面鏡の第１焦点に配置された発光管と、光軸を屈曲さ
せるように回転楕円面鏡の前方に配置されたプリズム
と、発光管から出射され、回転楕円面鏡で反射された光
線が集光する位置にピンホールを位置させてなるアパー
チャと、発光管から出射され、回転楕円面鏡で反射さ
れ、ピンホールを通過した光線を平行光にするコリメー
トレンズとを備えるというものである。

【００３１】この第７の発明によれば、発光管から出射
され、回転楕円面鏡で反射された光線が集光する位置に
ピンホールを位置させてなるアパーチャを備えているの
で、平行度の高い平行光をコリメートレンズから出射さ
せることができる。

【００３２】また、プリズムは、光軸を屈曲することに
なり、回転楕円面鏡と、平面鏡と、コリメートレンズと
を一方向に配置しなくとも良いので、装置の小型化を図
ることができる。

【００３３】本発明中、第８の発明（請求項８記載の平
行光出射装置）は、第７の発明において、アパーチャ
は、プリズムの入射面又は出射面に接着されているとい
うものである。

【００３４】この第８の発明によれば、第７の発明と同
様の作用を得ることができると共に、アパーチャは、プ
リズムの入射面又は出射面に接着されるので、アパーチ
ャを別個に取り付けるための部材を必要とせず、構成が
簡略となる。

【００３５】本発明中、第９の発明（請求項９記載の平
行光出射装置）は、第７の発明において、プリズムは、
第１のプリズムと、この第１のプリズムの下流側に配置
された第２のプリズムからなり、アパーチャは、第１の
プリズムの出射面又は第２のプリズムの入射面に接着さ
れているというものである。

【００３６】この第９の発明によれば、２個のプリズム
を有する平行光出射装置に関し、第７の発明と同様の作
用を得ることができると共に、アパーチャは、第１のプ
リズムの出射面又は第２のプリズムの入射面に接着され
るので、アパーチャを別個に取り付けるための部材を必
要とせず、構成が簡略となる。

【００３７】本発明中、第１０の発明（請求項１０記載
の平行光出射装置）は、第７の発明において、アパーチ
ャは、プリズムの入射面又は出射面に蒸着膜を形成して
構成されているというものである。

【００３８】この第１０の発明によれば、第７の発明と
同様の作用を得ることができると共に、アパーチャは、
プリズムの入射面又は出射面に蒸着膜を形成して構成さ
れるので、アパーチャを別個に取り付けるための部材を
必要とせず、構成が簡略となる。

【００３９】本発明中、第１１の発明（請求項１１記載
の平行光出射装置）は、第７の発明において、プリズム
は、第１のプリズムと、この第１のプリズムの下流側に
配置された第２のプリズムからなり、アパーチャは、第
１のプリズムの出射面又は第２のプリズムの入射面に蒸
着膜を形成して構成されているというものである。

【００４０】この第１１の発明によれば、２個のプリズ
ムを有する平行光出射装置に関し、第７の発明と同様の
作用を得ることができると共に、アパーチャは、第１の
プリズムの出射面又は第２のプリズムの入射面に蒸着膜
を形成して構成されるので、アパーチャを別個に取り付
けるための部材を必要とせず、構成が簡略となる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図６を参照して、本
発明の実施の第１形態〜第４形態の平行光出射装置につ
いて説明する。

【００４２】第１形態・・図１ 図１は本発明の実施の第１形態の平行光出射装置を使用
してなる投写型液晶表示装置の照明光学系の要部を概略
的に示す断端面図である。

【００４３】図１において、１４は筺体、１５は回転楕
円面鏡、１６は発光中心を回転楕円面鏡１５の第１焦点
Ｆ１に配置されたハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ等の発光管、１７は光軸である。

【００４４】また、１８は発光管１６から出射され、回
転楕円面鏡１５で反射され、回転楕円面鏡１５の第２焦
点Ｆ２に一定の範囲で集光する光線を反射する短半径を
２ｍｍとする楕円形の平面鏡からなるアパーチャ鏡であ
る。

【００４５】このアパーチャ鏡１８は、鏡面１９の中心
が回転楕円面鏡１５の第２焦点Ｆ２に位置するように、
かつ、鏡面１９が光軸１７と直交しないように配置され
ており、かつ、入射側の光軸１７上から見て円形と看做
せるように長径が設定されている。

【００４６】また、アパーチャ鏡１８の固定は、背面に
設けられた固定部材により行われるが、この固定部材に
は、アパーチャ鏡１８の鏡面１９と平行する露出面がな
いようにし、発光管１６から出射され、回転楕円面鏡１
５で反射され、回転楕円面鏡１５の第２焦点Ｆ２に一定
の範囲で集光しなかった光線が後述するコリメートレン
ズに入射しないようにし、コリメートレンズから出射さ
れる光線に平行度の悪い光線が含まれることがないよう
にすることが好適である。

【００４７】また、２０は発光管１６から出射され、回
転楕円面鏡１５で反射され、回転楕円面鏡１５の第２焦
点Ｆ２に一定の範囲で集光してアパーチャ鏡１８の鏡面
１９で反射された光線を平行光にするコリメートレンズ
である。

【００４８】この例では、コリメートレンズ２０は、回
転楕円面鏡１５に干渉しない程度に近接して配置されて
おり、アパーチャ鏡１８とコリメートレンズ２０との距
離は、１００ｍｍとされている。

【００４９】また、２１はコリメートレンズ２０から出
射された平行光を直線偏光とする偏光子、２２は偏光子
２１から出射される直線偏光とされた平行光を画像変調
する液晶表示パネルである。

【００５０】また、２３は検光子、２４はフィールドレ
ンズ、２５は投写レンズであり、液晶表示パネル２２に
よって画像変調を受けた光線は、検光子２３及びフィー
ルドレンズ２４を経て、投写レンズ２５により投写面に
投写される。

【００５１】ここに、筺体１４と、回転楕円面鏡１５
と、発光管１６と、アパーチャ鏡１８と、コリメートレ
ンズ２０とで本発明の実施の第１形態の平行光出射装置
が構成されている。

【００５２】本発明の実施の第１形態の平行光出射装置
によれば、アパーチャ鏡１８は、発光管１６から出射さ
れ、回転楕円面鏡１５で反射され、回転楕円面鏡１５の
第２焦点Ｆ２に一定の範囲で集光する光線のみを反射
し、回転楕円面鏡１５の第２焦点Ｆ２に一定の範囲で集
光できない光線を反射することはないので、図７に示す
アパーチャ板５に設けられるピンホール６と同様の作用
を行うことになる。

【００５３】したがって、回転楕円面鏡１５の第２焦点
Ｆ２に一定の範囲で集光する集光度の高い光線のみをコ
リメートレンズ２０に入射することができるので、平行
度の高い平行光をコリメートレンズ２０から出射させる
ことができる。

【００５４】例えば、前述したように、アパーチャ鏡１
８の短径を２ｍｍとし、アパーチャ鏡１８とコリメート
レンズ２０との距離を１００ｍｍとすると、コリメート
レンズ２０から出射される光線は光軸１７に対して±１
°の範囲の平行光となる。

【００５５】また、このアパーチャ鏡１８は、光軸１７
を屈曲することになるので、回転楕円面鏡１５と、アパ
ーチャ鏡１８と、コリメートレンズ２０とを一方向に配
置しなくとも良く、しかも、コリメートレンズ２０は、
回転楕円面鏡１５に干渉しない程度に近接して配置され
ているので、装置の小型化を最も効率的に図ることがで
きる。

【００５６】また、アパーチャ鏡１８の鏡面１９は、光
軸１７から見た形状が円と看做せるような楕円とされて
いるので、回転楕円面鏡１５の第２焦点Ｆ２に一定の範
囲で集光する光線を効率的に反射させることができる。

【００５７】第２形態・・図２、図３ 図２は本発明の実施の第２形態の平行光出射装置を使用
してなる投写型液晶表示装置の照明光学系の要部を概略
的に示す断端面図である。

【００５８】図２において、２７は筺体、２８は回転楕
円面鏡、２９は発光中心を回転楕円面鏡２８の第１焦点
Ｆ１に配置されたハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ等の発光管、３０は光軸である。

【００５９】また、３１は図３にも示すように透明平板
３２の表面の一部に短半径を２ｍｍ程度とし、発光管２
９から出射され、回転楕円面鏡２８で反射され、回転楕
円面鏡２８の第２焦点Ｆ２に一定の範囲で集光する光線
を反射する楕円形の鏡面３３を形成してなるアパーチャ
鏡である。

【００６０】このアパーチャ鏡３１は、鏡面３３の中心
が回転楕円面鏡２８の第２焦点Ｆ２に位置するように、
かつ、鏡面３３が光軸３０と直交しないように配置さ
れ、かつ、入射側の光軸３０上から見て円形と看做せる
ように鏡面３３の長径が設定されている。

【００６１】なお、このような鏡面３３は、透明平板３
２の表面全面に対する反射膜の蒸着工程と、鏡面３３を
残すエッチング工程とを実行することにより形成するこ
とができる。

【００６２】また、アパーチャ鏡３１の鏡面３３を除く
表面及び裏面に反射防止膜を形成し、アパーチャ鏡３１
の鏡面３３以外の面の反射による不要な光線がコリメー
トレンズ３４に入射しないようにし、コリメートレンズ
３４から出射される光線に平行度の悪い光線が含まれる
ことがないようにすることが好適である。

【００６３】また、アパーチャ鏡３１の固定は、背面に
設けられた固定部材により行われるが、この固定部材
に、アパーチャ鏡３１と平行する露出面がないように
し、発光管２９から出射され、回転楕円面鏡２８で反射
され、回転楕円面鏡２８の第２焦点Ｆ２に一定の範囲で
集光しなかった光線が後述するコリメートレンズに入射
しないようにし、コリメートレンズから出射される光線
に平行度の悪い光線が含まれることがないようにするこ
とが好適である。

【００６４】また、３４は発光管２９から出射され、回
転楕円面鏡２８で反射され、回転楕円面鏡２８の第２焦
点Ｆ２に一定の範囲で集光してアパーチャ鏡３１の鏡面
３３で反射された光線を平行光にするコリメートレンズ
である。

【００６５】この例でも、コリメートレンズ３４は、回
転楕円面鏡２８に干渉しない程度に近接して配置されて
おり、アパーチャ鏡３１とコリメートレンズ３４との距
離は、１００ｍｍとされている。

【００６６】また、３５はコリメートレンズ３４から出
射された平行光を直線偏光とする偏光子、３６は偏光子
３５から出射される直線偏光とされた平行光を画像変調
する液晶表示パネルである。

【００６７】また、３７は検光子、３８はフィールドレ
ンズ、３９は投写レンズであり、液晶表示パネル３６に
よって画像変調を受けた光線は、検光子３７及びフィー
ルドレンズ３８を経て、投写レンズ３９により投写面に
投写される。

【００６８】ここに、筺体２７と、回転楕円面鏡２８
と、発光管２９と、アパーチャ鏡３１と、コリメートレ
ンズ３４とで本発明の実施の第２形態の平行光出射装置
が構成されている。

【００６９】本発明の実施の第２形態の平行光出射装置
によれば、アパーチャ鏡３１の鏡面３３は、発光管２９
から出射され、回転楕円面鏡２８で反射され、回転楕円
面鏡２８の第２焦点Ｆ２に一定の範囲で集光する光線の
みを反射し、回転楕円面鏡２８の第２焦点Ｆ２に一定の
範囲で集光できない光線を反射することはないので、図
７に示すアパーチャ板５に設けられるピンホール６と同
様の作用を行うことになる。

【００７０】したがって、回転楕円面鏡２８の第２焦点
Ｆ２に一定の範囲で集光する集光度の高い光線のみをコ
リメートレンズ３４に入射することができるので、平行
度の高い平行光をコリメートレンズ３４から出射させる
ことができる。

【００７１】また、このアパーチャ鏡３１の鏡面３３
は、光軸３０を屈曲することになるので、回転楕円面鏡
２８と、アパーチャ鏡３１と、コリメートレンズ３４と
を一方向に配置しなくとも良く、しかも、コリメートレ
ンズ３４は、回転楕円面鏡２８に干渉しない程度に近接
して配置されているので、装置の小型化を最も効率的に
図ることができる。

【００７２】また、アパーチャ鏡３１は、透明平板３２
の表面の一部に鏡面３３を形成して構成するとしている
ので、微小鏡片からなるアパーチャ鏡を固定する場合に
比較して、アパーチャ鏡３１の固定を容易に行うことが
できる。

【００７３】また、アパーチャ鏡３１の鏡面３３は、入
射側の光軸３０から見た形状が円と看做せるような楕円
とされているので、回転楕円面鏡２８の第２焦点Ｆ２に
一定の範囲で集光する光線を効率的に反射させることが
できる。

【００７４】第３形態・・図４、図５ 図４は本発明の実施の第３形態の平行光出射装置を使用
してなる投写型液晶表示装置の照明光学系の要部を概略
的に示す断端面図である。

【００７５】図４において、４１は筺体、４２は回転楕
円面鏡、４３は発光中心を回転楕円面鏡４２の第１焦点
Ｆ１に配置されたハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ等の発光管、４４は光軸である。

【００７６】また、４５は回転楕円面鏡４２の前方に配
置された光軸４４を屈曲させるための略くさび状のプリ
ズムであり、図５はプリズム４５の構成を示す概略的斜
視図である。

【００７７】また、４６はプリズム４５の入射面に形成
されたＡlＯ₂やＺnＯ₃等の蒸着膜からなるアパーチャ
膜、４７は発光管４３から出射され、回転楕円面鏡４２
で反射され、回転楕円面鏡４２の第２焦点Ｆ２に一定の
範囲で集光する光線を通過させるための短半径を２ｍｍ
程度とする楕円形のピンホールである。

【００７８】ここに、プリズム４５は、ピンホール４７
の中心が回転楕円面鏡４２の第２焦点Ｆ２に位置するよ
うに配置されており、また、ピンホール４７は、光軸４
４上から見て円形と看做せるように長径が設定されてい
る。

【００７９】また、４８は発光管４３から出射され、回
転楕円面鏡４２で反射され、回転楕円面鏡４２の第２焦
点Ｆ２に集光して、アパーチャ膜４６のピンホール４７
を通過し、プリズム４５で屈折され、プリズム４５の出
射面から出射された光線を平行光にするコリメートレン
ズである。

【００８０】また、４９はコリメートレンズ４８から出
射された平行光を直線偏光とする偏光子、５０は偏光子
４９から出射される直線偏光とされた平行光を画像変調
する液晶表示パネルである。

【００８１】また、５１は検光子、５２はフィールドレ
ンズ、５３は投写レンズであり、液晶表示パネル５０に
よって画像変調を受けた光線は、検光子５１及びフィー
ルドレンズ５２を経て、投写レンズ５３により投写面に
投写される。

【００８２】ここに、筺体４１と、回転楕円面鏡４２
と、発光管４３と、アパーチャ膜４６と、プリズム４５
と、コリメートレンズ４８とで本発明の実施の第３形態
の平行光出射装置が構成されている。

【００８３】本発明の実施の第３形態の平行光出射装置
によれば、ピンホール４７は、発光管４３から出射さ
れ、回転楕円面鏡４２で反射され、回転楕円面鏡４２の
第２焦点Ｆ２に一定の範囲で集光する光線のみを通過さ
せ、回転楕円面鏡４２の第２焦点Ｆ２に一定の範囲で集
光できない光線を通過させることはない。

【００８４】したがって、回転楕円面鏡４２の第２焦点
Ｆ２に一定の範囲で集光する集光度の高い光線のみをコ
リメートレンズ４８に入射することができるので、平行
度の高い平行光をコリメートレンズ４８から出射させる
ことができる。

【００８５】また、プリズム４５は光軸４４を屈曲する
ことになり、回転楕円面鏡４２と、ピンホール４７と、
コリメートレンズ４８とを一方向に配置しなくとも良い
ので、装置の小型化を図ることができる。

【００８６】また、ピンホール４７は、光軸４４から見
た形状が円と看做せるような楕円とされているので、回
転楕円面鏡４２の第２焦点Ｆ２に一定の範囲で集光する
光線を効率的に通過させることができる。

【００８７】また、アパーチャ膜４６は、プリズム４５
の入射面に蒸着されているので、アパーチャ板を別個に
設ける場合のように、アパーチャ板を固定する部材を必
要とせず、構成が簡略となる。

【００８８】また、アパーチャ膜４６の代わりに、回転
楕円面鏡４２の第２焦点Ｆ２をプリズム４５の出射面に
位置するようにし、アパーチャ膜をプリズム４５の出射
面に形成するようにしても良い。

【００８９】また、アパーチャ膜４６の代わりに、板や
シート等からなるアパーチャをプリズム４５の入射面又
は出射面に接着するようにしても良い。

【００９０】第４形態・・図６ 図６は本発明の実施の第４形態の平行光出射装置を使用
してなる投写型液晶表示装置の照明光学系の要部を概略
的に示す断端面図である。

【００９１】図６において、５５は筺体、５６は回転楕
円面鏡、５７は発光中心を回転楕円面鏡５６の第１焦点
Ｆ１に配置されたハロゲンランプ、メタルハライドラン
プ等の発光管、５８は光軸である。

【００９２】また、６０、６１は回転楕円面鏡５６の前
方に配置された光軸５８を屈曲させるための略くさび状
のプリズムであり、この例では、回転楕円面鏡５６の第
２焦点Ｆ２は、プリズム６１の入射面に位置するように
されている。

【００９３】また、６２はプリズム６１の入射面に形成
されたＡlＯ₂やＺnＯ₃等の蒸着膜からなるアパーチャ
膜、６３は発光管５７から出射され、回転楕円面鏡５６
で反射され、回転楕円面鏡５６の第２焦点Ｆ２に一定の
範囲で集光する光線を通過させるためのピンホールであ
る。

【００９４】また、６４は発光管５７から出射され、回
転楕円面鏡５６で反射され、プリズム６０を通過し、回
転楕円面鏡５６の第２焦点Ｆ２に一定の範囲で集光し、
ピンホール６３を通過し、プリズム６１を通過し、プリ
ズム６１の出射面から出射された光線を平行光にするコ
リメートレンズである。

【００９５】また、６５はコリメートレンズ６４から出
射された平行光を直線偏光とする偏光子、６６は偏光子
６５から出射される直線偏光とされた平行光を画像変調
する液晶表示パネルである。

【００９６】また、６７は検光子、６８はフィールドレ
ンズ、６９は投写レンズであり、液晶表示パネル６６に
よって画像変調を受けた光線は、検光子６７及びフィー
ルドレンズ６８を経て、投写レンズ６９により投写面に
投写される。

【００９７】ここに、筺体５５と、回転楕円面鏡５６
と、発光管５７と、プリズム６０、６１と、アパーチャ
膜６２と、コリメートレンズ６４とで本発明の実施の第
４形態の平行光出射装置が構成されている。

【００９８】本発明の実施の第４形態の平行光出射装置
によれば、ピンホール６３は、発光管５７から出射さ
れ、回転楕円面鏡５６で反射され、回転楕円面鏡５６の
第２焦点Ｆ２に一定の範囲で集光する光線のみを通過さ
せ、回転楕円面鏡５６の第２焦点Ｆ２に一定の範囲で集
光できない光線を通過させることはない。

【００９９】したがって、回転楕円面鏡５６の第２焦点
Ｆ２に一定の範囲で集光する集光度の高い光線のみをコ
リメートレンズ６４に入射することができるので、平行
度の高い平行光をコリメートレンズ６４から出射させる
ことができる。

【０１００】また、プリズム６０、６１は、光軸５８を
屈曲することになり、回転楕円面鏡５６と、ピンホール
６３と、コリメートレンズ６４とを一方向に配置しなく
とも良いので、装置の小型化を図ることができる。

【０１０１】また、アパーチャ膜６２は、プリズム６１
の入射面に蒸着されているので、アパーチャ板を別個に
設ける場合のように、アパーチャ板を固定する部材を必
要とせず、構成が簡略となる。

【０１０２】また、アパーチャ膜６２の代わりに、回転
楕円面鏡５６の第２焦点Ｆ２をプリズム６０の出射面に
位置するようにし、アパーチャ膜をプリズム６０の出射
面に形成するようにしても良い。

【０１０３】また、アパーチャ膜６２の代わりに、板や
シート等からなるアパーチャをプリズム６１の入射面又
はプリズム６０の出射面に接着するようにしても良い。

【０１０４】

【発明の効果】以上のように、第１の発明（請求項１記
載の平行光出射装置）によれば、アパーチャ鏡の微小平
面鏡面は、アパーチャ板に設けられるピンホールと同様
の作用を行い、回転楕円面鏡の第２焦点に一定の範囲で
集光する集光度の高い光線のみをコリメートレンズに入
射することができるので、平行度の高い平行光をコリメ
ートレンズから出射させることができると共に、アパー
チャ鏡の微小平面鏡面は、光軸を屈曲することになり、
回転楕円面鏡と、アパーチャ鏡と、コリメートレンズと
を一方向に配置しなくとも良いので、装置の小型化を図
ることができる。

【０１０５】また、第２の発明（請求項２記載の平行光
出射装置）によれば、第１の発明の場合と同様に、平行
度の高い平行光をコリメートレンズから出射させること
ができると共に、コリメートレンズは、回転楕円面鏡に
干渉しない程度に近接して配置されているので、装置の
小型化を最も効率的に図ることができる。

【０１０６】また、第３の発明（請求項３記載の平行光
出射装置）によれば、第１又は第２の発明と同様の効果
を得ることができると共に、アパーチャ鏡は、透明平板
の表面の一部に微小平面鏡面を形成して構成するとして
いるので、微小鏡片を固定する場合に比較して、アパー
チャ鏡の固定を容易に行うことができる。

【０１０７】また、第４の発明（請求項４記載の平行光
出射装置）によれば、第３の発明と同様の効果を得るこ
とができると共に、アパーチャ鏡の鏡面以外の面の反射
による不要な光線がコリメートレンズに入射しないよう
にし、コリメートレンズから出射される光線に平行度の
悪い光線が含まれないようにすることができる。

【０１０８】また、第５の発明（請求項５記載の平行光
出射装置）によれば、第１、第２、第３又は第４の発明
と同様の効果を得ることができると共に、微小平面鏡面
は、光軸から見た形状が円と看做せるような楕円とされ
ているので、回転楕円面鏡の第２焦点に一定の範囲で集
光する光線を効率的に反射させることができる。

【０１０９】また、第６の発明（請求項６記載の平行光
出射装置）によれば、第１、第２、第３、第４又は第５
の発明と同様の効果を得ることができると共に、アパー
チャ鏡の固定部材には微小平面鏡面と平行する露出面が
ないので、不要な光線がコリメートレンズに入射しない
ようにし、コリメートレンズから出射される光線に平行
度の悪い光線が含まれないようにすることができる。

【０１１０】また、第７の発明（請求項７記載の平行光
出射装置）によれば、発光管から出射され、回転楕円面
鏡で反射された光線が集光する位置にピンホールを位置
させてなるアパーチャを備えているので、平行度の高い
平行光をコリメートレンズから出射させることができる
と共に、プリズムは、光軸を屈曲することになり、回転
楕円面鏡と、ピンホールと、コリメートレンズとを一方
向に配置しなくとも良いので、装置の小型化を図ること
ができる。

【０１１１】また、第８の発明（請求項８記載の平行光
出射装置）によれば、第７の発明と同様の効果を得るこ
とができると共に、アパーチャは、プリズムの入射面又
は出射面に接着されるので、アパーチャを別個に取り付
けるための部材を必要とせず、構成の簡略化を図ること
ができる。

【０１１２】また、第９の発明（請求項９記載の平行光
出射装置）によれば、２個のプリズムを設けてなる平行
光出射装置に関し、第７の発明と同様の効果を得ること
ができると共に、アパーチャは、第１のプリズムの出射
面又は第２のプリズムの入射面に接着されるので、アパ
ーチャを別個に取り付けるための部材を必要とせず、構
成の簡略化を図ることができる。

【０１１３】また、第１０の発明（請求項１０記載の平
行光出射装置）によれば、第７の発明と同様の効果を得
ることができると共に、アパーチャは、プリズムの入射
面又は出射面に蒸着膜を形成して構成されるので、アパ
ーチャを別個に取り付けるための部材を必要とせず、構
成の簡略化を図ることができる。

【０１１４】また、第１１の発明（請求項１１記載の平
行光出射装置）によれば、２個のプリズムを設けてなる
平行光出射装置に関し、第７の発明と同様の効果を得る
ことができると共に、アパーチャは、第１のプリズムの
出射面又は第２のプリズムの入射面に蒸着膜を形成して
構成されるので、アパーチャを別個に取り付けるための
部材を必要とせず、構成の簡略化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１形態の平行光出射装置を使
用してなる投写型液晶表示装置の照明光学系の要部を概
略的に示す断端面図である。

【図２】本発明の実施の第２形態の平行光出射装置を使
用してなる投写型液晶表示装置の照明光学系の要部を概
略的に示す断端面図である。

【図３】本発明の実施の第２形態が備えているアパーチ
ャ鏡の構成を示す概略的平面図である。

【図４】本発明の実施の第３形態の平行光出射装置を使
用してなる投写型液晶表示装置の照明光学系の要部を概
略的に示す断端面図である。

【図５】本発明の実施の第３形態が備えているプリズム
４５の構成を示す概略的斜視図である。

【図６】本発明の実施の第４形態の平行光出射装置を使
用してなる投写型液晶表示装置の照明光学系の要部を概
略的に示す断端面図である。

【図７】回転楕円面鏡を使用した従来の平行光出射装置
を使用してなる投写型液晶表示装置の一例の照明光学系
の要部を概略的に示す断端面図である。

【符号の説明】

Ｆ１ 回転楕円面鏡の近い方の焦点（第１焦点） Ｆ２ 回転楕円面鏡の遠い方の焦点（第２焦点）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 小林 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転楕円面鏡と、 発光中心を前記回転楕円面鏡の近い方の焦点に配置され
   た発光管と、 微小平面鏡面の中心が前記回転楕円面鏡の遠い方の焦点
   に位置し、かつ、前記微小平面鏡面が光軸と直交しない
   ように配置されたアパーチャ鏡と、 前記発光管から出射され、前記回転楕円面鏡で反射さ
   れ、前記回転楕円面鏡の遠い方の焦点に集光し、前記微
   小平面鏡面で反射された光線を平行光にするコリメート
   レンズとを備えていることを特徴とする平行光出射装
   置。
2. 【請求項２】前記コリメートレンズは、前記回転楕円面
   鏡に干渉しない程度に近接して配置されていることを特
   徴とする請求項１記載の平行光出射装置。
3. 【請求項３】前記アパーチャ鏡は、透明平板の表面の一
   部に前記微小平面鏡面を形成して構成されていることを
   特徴とする請求項１又は２記載の平行光出射装置。
4. 【請求項４】前記アパーチャ鏡は、前記微小平面鏡面を
   除く表面部分又は裏面部分、又は、前記微小平面鏡面を
   除く表面部分及び裏面部分に反射防止膜が被着されてい
   ることを特徴とする請求項３記載の平行光出射装置。
5. 【請求項５】前記微小平面鏡面は、前記光軸から見た形
   状が円と看做せるような楕円とされていることを特徴と
   する請求項１、２、３又は４記載の平行光出射装置。
6. 【請求項６】前記アパーチャ鏡の固定部材には前記微小
   平面鏡面と平行する露出面がないことを特徴とする請求
   項１、２、３、４又は５記載の平行光出射装置。
7. 【請求項７】回転楕円面鏡と、 発光中心を前記回転楕円面鏡の近い方の焦点に配置され
   た発光管と、 光軸を屈曲させるように前記回転楕円面鏡の前方に配置
   されたプリズムと、 前記発光管から出射され、前記回転楕円面鏡で反射され
   た光線が集光する位置にピンホールを位置させてなるア
   パーチャと、 前記発光管から出射され、前記回転楕円面鏡で反射さ
   れ、前記ピンホールを通過した光線を平行光にするコリ
   メートレンズとを備えていることを特徴とする平行光出
   射装置。
8. 【請求項８】前記アパーチャは、前記プリズムの入射面
   又は出射面に接着されていることを特徴とする請求項７
   記載の平行光出射装置。
9. 【請求項９】前記プリズムは、第１のプリズムと、この
   第１のプリズムの下流側に配置された第２のプリズムか
   らなり、前記アパーチャは、前記第１のプリズムの出射
   面又は前記第２のプリズムの入射面に接着されているこ
   とを特徴とする請求項７記載の平行光出射装置。
10. 【請求項１０】前記アパーチャは、前記プリズムの入射
    面又は出射面に蒸着膜を形成して構成されていることを
    特徴とする請求項７記載の平行光出射装置。
11. 【請求項１１】前記プリズムは、第１のプリズムと、こ
    の第１のプリズムの下流側に配置された第２のプリズム
    からなり、前記アパーチャは、前記第１のプリズムの出
    射面又は前記第２のプリズムの入射面に蒸着膜を形成し
    て構成されていることを特徴とする請求項７記載の平行
    光出射装置。