JPH11271668A

JPH11271668A - 照明光学装置および投写型表示装置

Info

Publication number: JPH11271668A
Application number: JP10072147A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Tanaka; 孝明田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-10-08

Abstract

(57)【要約】【課題】投写型表示装置に用いられる照明光学装置に
おいて、複数の光源を用いた場合であっても、光源から
の光を効率よく均一に画像形成手段に照明できる照明光
学装置と明るい投写型表示装置を提供することを目的と
する。【解決手段】複数の光源３０、３１からの光を集光す
るそれぞれの凹面鏡３２、３３と、複数の凹面鏡からの
光束をそれぞれ偏角し、合成するプリズムアレイ板３４
と、２枚のレンズアレイ板３５、３６とを用いて照明光
学装置を構成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光源からの光を画像
形成手段に照明する照明光学装置と画像形成手段に形成
される画像を照明光で照射し、投写レンズによりスクリ
ーン上に拡大投写する投写型表示装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】大画面の画像を得るために、映像信号に
応じた光学像を形成する小型の画像形成手段に、光源か
らの光を照明し、投写レンズによりその光学像をスクリ
ーン上に投写、拡大する投写型表示装置が用いられてい
る。画像形成手段には、アクティブマトリクス方式であ
って、ツイストネマチック型の液晶セルの両側に偏光板
を直交ニコルに配置した構成で、偏光を利用して光を変
調する液晶パネルが広く実用的に用いられている。液晶
パネルに光源からの光を照明する照明光学装置には、複
数のレンズから構成される２枚のレンズアレイ板が用い
られている（例えば特開平３−１１１８０６号公報）。
２枚のレンズアレイ板は、光源側に配置される一方のレ
ンズアレイ板に入射する光束を多数に分割し、分割され
た各光束を液晶パネル上に重畳し、効率よく均一に照明
するものである。

【０００３】また、偏光を利用した液晶パネルを用いた
投写型表示装置の照明光学装置として、偏光分離手段で
ある偏光分離プリズムと、偏光回転手段である１／２波
長板を用いて、自然光を偏光方向が一方向の光に変換す
る偏光変換光学部材を構成し、投写型表示装置の光利用
効率を向上させ、投写型表示装置の高輝度化を図る照明
光学装置が開示されている（例えば、特開平８−３０４
７３９号公報）。さらに、投写型表示装置の高輝度化を
図るため、複数の光源を用いた照明光学装置が開示され
ている（例えば、特開平６−２６５８８７号公報）。

【０００４】（図８）は従来の複数の光源を用いた照明
光学装置を導入した投写型表示装置を示したものであ
る。光源である２つの放電ランプ１、２からの放射光は
それぞれの凹面鏡３、４により集光され、略平行光の光
束に変換される。それぞれの平行光束は対応する第１レ
ンズアレイ板５に入射する。第１レンズアレイ板５は複
数の矩形のレンズから構成され、各矩形のレンズにより
入射光束を多数に分割し、それぞれの第２レンズアレイ
板６の複数の各レンズに収束させる。第２レンズアレイ
板６の各レンズには多数の微小な光源像が形成される。
第２レンズアレイ板６は第１レンズアレイ板５の各レン
ズを液晶パネル１６、１７、１８上に重畳結像させる。

【０００５】照明光学装置７を出射した光はダイクロイ
ックミラー８、９により、緑、赤、青の３原色光に分離
された後、それぞれの色光に対応する液晶パネル１６、
１７、１８に入射する。このようにして、分割した多数
の光束を液晶パネル上に重畳させて均一な照明を行う。
リレーレンズ１１、１２は、第２レンズアレイ板と液晶
パネルまでの距離である照明光路長の違いによる液晶パ
ネルへの照明光の強度差を補正している。フィールドレ
ンズ１４、１３、１５はそれぞれ液晶パネル１６、１
７、１８への照明光を投写レンズ２０の瞳面２１に集光
する。投写レンズ２０の液晶パネル１６、１７、１８か
ら出射した青、緑、赤の３原色光をダイクロイックプリ
ズム１９により合成された後、投写レンズ２０に入射す
る。投写レンズ２０は液晶パネル１６、１７、１８の画
像をスクリーン（図示せず）上に拡大投写する。複数の
光源を用いるため明るい投写型表示装置が構成できる。

【０００６】（図８）には、投写レンズの瞳面２１に形
成される光源像の様相を示している。２つの光源１、２
がレンズアレイ板により微小な光源像２４となり、さら
に、光源像群２２、２３を形成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、投写型表示
装置の明るさを向上させるためには、放電ランプの消費
電力を高くすればよいが、放電ランプの寿命を確保しつ
つ、消費電力を高くすると、発光部が大きくなり、光利
用効率が低下するという問題がある。このため、比較的
消費電力の小さい複数の光源を用いた方が、投写型表示
装置の明るさを効率よく向上させることができる。（図
８）のような複数の光源を用いた従来の照明光学装置の
構成では、投写レンズの光軸を挟んで、２つの光源が対
称に配置されている。このような場合、投写レンズの瞳
面に形成される光源の像は（図８）の投写レンズの瞳面
に示すように、光軸を挟んで、２つの光源からの像が形
成されることになる。投写レンズには口径蝕があり、ス
クリーン上で、中心の照度に対して周辺の照度が低下す
る。これは、投写レンズの瞳面での光源像が口径蝕によ
りケラレを生じるためである。したがって、光軸を挟ん
で配置される２つの光源の発光特性が異なる場合には、
スクリーン周辺部の明るさに寄与する光源像が異なるた
め、スクリーン上で投写画像の色むらを生じる。また、
１つの光源が不点灯になった場合には、スクリーン上で
の照度分布が不均一となるという問題を生じる。

【０００８】さらに、このような照明光学装置を（図
８）に示すような投写型表示装置に導入した場合、３原
色の中の１つの赤の色光については、投写レンズの瞳面
に形成される光源の像が、光軸に対して反転する。した
がって、投写レンズの瞳面での各光源像は、光源１の
緑、青の光源像が２２の領域に形成され、光源１の赤の
光源像は２３の領域に形成される。また、光源２の緑、
青の光源像は、２３の領域に形成され、光源２の赤の光
源像が２２の領域に形成される。このため、２つの光源
の発光特性が少しでも異なれば、投写レンズの口径食に
より、光源像のケラレの様相が変わり、結果として、ス
クリーン上で大きな色むらを生じるとう問題を生じる。

【０００９】したがって、複数の光源を用いて照明光学
装置および投写型表示装置を構成する場合、それぞれの
光源により形成される投写レンズの瞳面での光源像が、
光軸に対してできるだけ対称であることが必要であっ
た。また、（図８）に示す構成では、照明光学装置から
の光を高率よく導くには投写レンズのＦナンバーを明る
くする必要があった。さらに、２つの凹面鏡に対して、
それぞれ、第１および第２のレンズアレイ板が必要であ
り、コスト高になるという問題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の照明光学装置は、光源からの光を集
光し画像を形成する画像形成手段に照明する照明光学装
置であって、複数の光源と、前記複数の光源からの放射
光をそれぞれ集光する凹面鏡と、前記凹面鏡からの光が
入射し、複数のプリズムから構成され前記凹面鏡からの
光をそれぞれ偏角し、合成するプリズムアレイ板と、前
記プリズムアレイ板からの光が入射し、複数のレンズか
ら構成され前記プリズムアレイ板からの光を多数の光束
に分割する第１のレンズアレイ板と、複数のレンズから
構成され前記第１のレンズアレイ板からの光が入射する
第２のレンズアレイ板とを備えたものである。

【００１１】本発明の第２の照明光学装置は、光源から
の光を集光し画像を形成する画像形成手段に照明する照
明光学装置であって、複数の光源と、前記複数の光源か
らの放射光をそれぞれ集光する凹面鏡と、前記凹面鏡か
らの光が入射し、複数のプリズムから構成され前記凹面
鏡からの光をそれぞれ偏角し、合成するプリズムアレイ
板と、前記プリズムアレイ板からの光が入射し、複数の
レンズから構成され前記プリズムアレイ板からの光を多
数の光束に分割する第１のレンズアレイ板と、複数のレ
ンズから構成され前記第１のレンズアレイ板からの光が
入射する第２のレンズアレイ板と、前記第２のレンズア
レイ板からの光が入射し、自然光を偏光方向が直交する
２つの偏光光に分離する偏光分離手段と、前記偏光分離
手段からの光が入射し、前記偏光分離手段から出射した
一方の偏光方向を回転する偏光回転手段とを備えたもの
である。

【００１２】本発明の第３の照明光学装置は、光源から
の光を集光し画像を形成する画像形成手段に照明する照
明光学装置であって、複数の光源と、前記複数の光源か
らの放射光をそれぞれ集光する凹面鏡と、前記凹面鏡か
らの光が入射し、複数のプリズムから構成され前記凹面
鏡からの光をそれぞれ偏角する複数の第１のプリズムア
レイ板と、前記複数の第１のプリズムアレイ板からの光
がそれぞれ入射し、複数のプリズムから構成され前記複
数の第１のプリズムアレイ板からの光をそれぞれ偏角
し、合成する第２のプリズムアレイ板と、前記第２のプ
リズムアレイ板からの光が入射し、複数のレンズから構
成され前記光源からの光を多数の光束に分割する第１の
レンズアレイ板と、複数のレンズから構成され前記第１
のレンズアレイ板からの光が入射する第２のレンズアレ
イ板とを備えたものである。

【００１３】本発明の第４の照明光学装置は、光源から
の光を集光し画像を形成する画像形成手段に照明する照
明光学装置であって、複数の光源と、前記複数の光源か
らの放射光をそれぞれ集光する凹面鏡と、前記凹面鏡か
らの光が入射し、複数のプリズムから構成され前記凹面
鏡からの光をそれぞれ偏角する複数の第１のプリズムア
レイ板と、前記複数の第１のプリズムアレイ板からの光
がそれぞれ入射し、複数のプリズムから構成され前記複
数の第１のプリズムアレイ板からの光をそれぞれ偏角
し、合成する第２のプリズムアレイ板と、前記第２のプ
リズムアレイ板からの光が入射し、複数のレンズから構
成され前記光源からの光を多数の光束に分割する第１の
レンズアレイ板と、複数のレンズから構成され前記第１
のレンズアレイ板からの光が入射する第２のレンズアレ
イ板と、前記第２のレンズアレイ板からの光が入射し、
自然光を偏光方向が直交する２つの偏光光に分離する偏
光分離手段と、前記偏光分離手段からの光が入射し、前
記偏光分離手段から出射した一方の偏光方向を回転する
偏光回転手段とを備えたものである。

【００１４】本発明の第１の投写型表示装置は、光源
と、光源からの光を集光し画像形成手段に照明する照明
光学手段と、前記照明光学手段からの光が入射し、映像
信号に応じて光学像を形成する１つの画像形成手段と、
前記画像形成手段上の光学像をスクリーン上に投写する
投写レンズとを備えて、前記照明光学手段として、本発
明第１乃至第４の照明光学手段で構成さあれたものであ
る。

【００１５】本発明の第２の投写型表示装置は、光源
と、光源からの光を集光し画像形成手段上に照明する照
明光学手段と、前記光源からの白色光を青、緑、赤の色
成分の光に分離する色分離光学手段と、前記色分離光学
手段からの各色光が入射し、映像信号に応じて光学像が
形成される３つの画像形成手段と、前記画像形成手段か
らの青、緑、赤の出射光を受け青、緑、赤の色光を合成
する色合成光学手段と、前記画像形成手段上の光学像を
スクリーン上に投写する投写レンズとを備えて、前記照
明光学手段として、本発明の第１乃至第４の照明光学手
段で構成されたものである。

【００１６】本発明光源と、光源からの光を集光し画像
形成手段上に照明する照明光学手段と、前記光源からの
白色光を青、緑、赤の色成分の光に分離する色分離光学
手段と、前記色分離光学手段からの各色光が入射し、入
射する光を直交する二つの偏光方向の光に分離する偏光
分離プリズムと、偏光分離プリズムからの光が入射し、
映像信号に応じて光学像が形成される３つの画像形成手
段と、前記画像形成手段からの青、緑、赤の出射する光
が前記偏光分離プリズムを透過して入射する青、緑、赤
の色光を合成する色合成光学手段と、前記画像形成手段
上の光学像をスクリーン上に投写する投写レンズとを備
えて、前記照明光学手段としては、本発明の第１乃至第
４の照明光学手段で構成されたものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例の照明光学装
置および投写型表示装置について図面を参照しながら説
明する。

【００１８】（発明の実施の形態１）（図１）は本発明
における第１の照明光学装置の構成を示したものであ
る。画像形成手段として、偏光や散乱を利用して光を変
調する液晶パネルを用いる。

【００１９】３０、３１は放電ランプ、３２、３３は放
物面鏡、３４は複数のプリズムから構成されるプリズム
アレイ板、３５は第１レンズアレイ板、３６は第２レン
ズアレイ板、３７は本発明の第１の照明光光学装置、３
８はフィールドレンズ、液晶パネル、４０は投写レン
ズ、４１は投写レンズの瞳面である。（図１）中には、
投写レンズの瞳面に形成される光源像の様相を示してい
る。

【００２０】メタルハライドランプ、超高圧水銀ラン
プ、キセノンランプ等のランプ３０、３１から放射され
る光はそれぞれ対応する放物面鏡３２、３３により、集
光し略平行光に変換される。それぞれの光束は複数のプ
リズムから構成されるプリズムアレイ板３４に入射す
る。プリズムアレイ板３４のプリズム素子は、頂角が６
０度の三角柱プリズムである。プリズムアレイ板３４の
各プリズムは放物面鏡３２、３３から入射する光を全反
射させ、それぞれの光軸を６０度偏角する。放物面鏡３
２、３３からの光束はプリズムアレイ板３４によりそれ
ぞれ分割され、そして、分割された光束が交互に合成さ
れる。交互に合成さた光束は、複数のレンズで構成され
る第１レンズアレイ板３５に入射する。プリズムアレイ
板３４のプリズムピッチは、第１レンズアレイ板３５の
レンズ素子ピッチ（プリズムの配列方向のピッチ）の２
倍にしている。プリズムアレイ板３４のプリズムの一辺
で反射した光束の境界が、第１レンズアレイ板３５のレ
ンズ素子の開口内部とを一致させないためである。ま
た、プリズムアレイ板３４と第１レンズアレイ板は密着
させる。

【００２１】このようにして、第１レンズアレイ板３５
のレンズ素子へ入射する光束には、プリズムアレイ板３
４で分割された光束が均一に入射し、液晶パネル３９へ
均一な照明ができるようにしている。

【００２２】第１レンズアレイ板３５に入射した光束
は、プリズムアレイ板３４からの光束を多数の光束に分
割される。分割された多数の光束は、複数のレンズから
構成される第２レンズアレイ板３６に収束する。第２レ
ンズアレイ板３６上には多数の２次光源像が形成され
る。第１レンズアレイ板３５のレンズ素子の焦点距離は
第１のレンズアレイ板３５と第２レンズアレイ板３６の
間隔と等しくしている。第１レンズアレイ板３５のレン
ズ素子と第２レンズアレイ板３６のレンズ素子は矩形開
口形状である。第２レンズアレイ板３６のレンズ素子は
第１レンズアレイ板３５面と液晶パネル面３９とが略共
役関係となるように焦点距離を決めている。第２レンズ
アレイ板３６の各レンズ素子からの出射した光を液晶パ
ネル３９上に照明するため、第２レンズアレイ板３６の
レンズ素子および第１レンズアレイ板３５の各レンズ素
子はそれぞれ適切に偏芯させている。第２レンズアレイ
板３６から出射する多数の光束は、液晶パネル３９上に
重畳され、液晶パネル３９上に均一に照明される。

【００２３】フィールドレンズ３８は液晶パネル３９上
に照明される光を投写レンズ４０の瞳面４１に集光する
ためのものである。投写レンズ４０の瞳面４１と第２レ
ンズアレイ板３６面とは略共役関係となる。

【００２４】投写レンズ４０の瞳面４１には光源３０お
よび３１の光源像の様相を図示している。プリズムアレ
イ板のプリズム配列方向に、それぞれ光源３０、３１の
微小光な源像４２、４３が交互に形成される。

【００２５】この瞳面４１が光源として、スクリーン上
（図示せず）に投写される。（図８）に示す従来の照明
光学装置のような投写レンズの瞳面での光源像と比べ
て、光軸に対して２つの光源像が対称に形成されている
ことががわかる。また、投写レンズの瞳面の全体に光源
像が形成されることがわかる。

【００２６】プリズムアレイ板は、成形で製作してもよ
い。成形品を用いることにより、低コストなプリズムア
レイ板が構成できる。この場合、プリズム頂角のだれと
平面部の精度が低くなるが、多少損失が増大するだけで
ある。また、プリズムアレイ板を耐熱性の高い樹脂で構
成してもよい。プリズムアレイ板を樹脂で製作すれば、
さらに、低コスト化できる。

【００２７】以上のように、複数の光源からの光をプリ
ズムアレイ板により偏角し、合成するため、投写レンズ
瞳面に形成される光源像が光軸に対してほぼ対称に配置
され、スクリーン上の照度均一性および色均一性が良
く、光利用効率の高い照明光学装置が構成できる。ま
た、投写レンズのＦナンバーを小さくすることなく、複
数の光源を合成できるため、小型で低コストな投写型表
示装置が構成できる。

【００２８】（発明の実施の形態２）（図２）は本発明
における第２の照明光学装置の構成を示したものであ
る。画像形成手段として、偏光を利用して光を変調する
液晶パネルを用いる。

【００２９】５０、５１は放電ランプ、５２、５３は放
物面鏡、５４はプリズムアレイ板、５５は第１レンズア
レイ板、５６は第２レンズアレイ板であり、以上は（図
１）の照明光学装置と同様である。（図１）と異なるの
は、偏光分離手段である偏光分離膜５９、と反射膜６０
を複数形成して構成した偏光分離プリズムアレイ６１と
偏光回転手段である１／２波長板６２とから構成される
偏光変換光学部材５８と、補助レンズ５７を備えている
点である。６３は本発明の第２の照明光学装置である。

【００３０】６５は偏光を利用して光を変調する液晶パ
ネル、６４はフィールドレンズである。

【００３１】６６は投写レンズ、６７は投写レンズの瞳
面を示す。（図２）中には、偏光変換光学部材５８を示
す側面図と、偏光変換光学部材５８の動作を説明する拡
大図を示している。また、投写レンズ６６の瞳面６７に
形成される光源像の様相を示している。

【００３２】ランプ５０、５１から放射される光はそれ
ぞれ対応する放物面鏡５２、５３により、集光し略平行
光に変換される。それぞれの光束は複数のプリズムから
構成されるプリズムアレイ板５４に入射する。プリズム
アレイ板５４のプリズム素子は、頂角が６０度の三角柱
プリズムである。プリズムアレイ板５４の各プリズムは
放物面鏡５２、５３から入射する光を全反射させ、それ
ぞれの光軸を６０度偏角する。放物面鏡５２、５３から
の光束はプリズムアレイ板５４によりそれぞれ分割さ
れ、そして、分割された光束が交互に合成される。交互
に合成さた光束は、複数のレンズで構成される第１レン
ズアレイ板５５に入射する。プリズムアレイ板５４のプ
リズムピッチは、第１レンズアレイ板５５のレンズ素子
ピッチ（プリズムの配列方向のピッチ）の２倍にしてい
る。プリズムアレイ板５４のプリズムの一辺で反射した
光束の境界が、第１レンズアレイ板５５のレンズ素子の
開口内部とを一致させないためである。このようにし
て、第１レンズアレイ板５５のレンズ素子へ入射する光
束には、プリズムアレイ板５４で分割された光束が均一
に入射し、液晶パネル６５へ均一な照明ができるように
している。

【００３３】第１レンズアレイ板３５に入射した光束
は、プリズムアレイ板３４からの光束を多数の光束に分
割される。第１レンズアレイ板５５に入射し、多数の光
束に分割される。分割された多数の光束は、第２レンズ
アレイ板５６に収束する。第２レンズアレイ板５６上に
は多数の２次光源像が形成される。第１レンズアレイ板
５５のレンズ素子の焦点距離は第１のレンズアレイ板５
５と第２レンズアレイ板５６の間隔と等しくしている。
第１レンズアレイ板５５レンズ素子と第２レンズアレイ
板５６レンズ素子は同一の矩形開口形状で、焦点距離も
等しい。第２レンズアレイ板５６レンズ素子は第１レン
ズアレイ板５５面と液晶パネル面６５とが略共役関係と
なるように焦点距離を決めている。補助レンズ５７は第
２レンズアレイ板５６の周辺から出射する光束を液晶パ
ネル６５上に照明するためのレンズであり、焦点距離は
補助レンズ面から液晶パネル面までの面間距離としてい
る。

【００３４】第２レンズアレイ板５６から出射する多数
の光束は、微小な偏光分離プリズムをプリズムアレイ板
のプリズム配列方向と直角な一方向に複数配列した偏光
分離プリズムアレイ５８に入射する。微小な偏光分離プ
リズムは第２レンズアレイ板５６のレンズピッチの約１
／２のピッチで配列している。一つの偏光分離プリズム
に入射した光は偏光分離膜５９によりＰ偏光は透過し、
Ｓ偏光は反射する。反射したＳ偏光の光は、隣の反射膜
６０に入射し再び反射され、１／２波長板６２に入射す
る。１／２波長板６２は入射した光の偏光方向を９０°
回転するように配置され、入射したＳ偏光の光をＰ偏光
に変換する。偏光変換光学部材５８により自然光を一つ
の偏光方向の光に変換した光は補助レンズ５７に入射す
る。補助レンズ５７で屈折された多数の光束は液晶パネ
ル６９上に重畳され、液晶パネル６９を均一に照明す
る。偏光変換光学部材５８を配置することにより、損失
していた一方の偏光方向の光を利用できるため、液晶パ
ネルを照明する有効な偏光の光束が増大できる。

【００３５】フィールドレンズ６４は液晶パネル６５上
に照明される光を投写レンズ６６の瞳面６７に集光する
ためのものである。投写レンズ６６の瞳面６７と第２レ
ンズアレイ板５６面とは略共役関係となる。

【００３６】投写レンズ６６の瞳面６７には光源５０お
よび５１の光源像の様相を図示している。プリズムアレ
イ板のプリズム配列方向に、それぞれ光源５０、５１の
一方向の偏光成分の微小な光源像６８、６９が交互に形
成される。さらに、偏光変換光学部材の偏光分離プリズ
ム配列方向に、もう一方の偏光成分の微小な光源像７
０、７１が形成される。

【００３７】この瞳面６７が光源として、スクリーン上
（図示せず）に投写される。（図８）に示す従来の照明
光学装置のような投写レンズの瞳面での光源像と比べ
て、光軸に対して２つの光源像が対称に形成されている
ことががわかる。また、投写レンズの瞳面の全体に緻密
に光源像が形成されることがわかる。

【００３８】プリズムアレイ板は、成形で製作してもよ
い。成形品を用いることにより、低コストなプリズムア
レイ板が構成できる。この場合、プリズム頂角のだれと
平面部の精度が低くなるが、多少損失が増大するだけで
ある。また、プリズムアレイ板を耐熱性の高い樹脂で構
成してもよい。プリズムアレイ板を樹脂で製作すれば、
さらに、低コスト化できる。

【００３９】以上のように、複数の光源からの光をプリ
ズムアレイ板により偏角し、合成するため、投写レンズ
瞳面に形成される光源像が光軸に対してほぼ対称に配置
され、スクリーン上の照度均一性および色均一性が良
く、光利用効率の高い照明光学装置が構成できる。ま
た、投写レンズのＦナンバーを小さくすることなく、複
数の光源を合成できるため、小型で低コストな投写型表
示装置が構成できる。さらに、自然光を一方向の偏光の
光に変換する偏光変換光学部材を配置するため、光利用
効率が非常に高い照明光学装置が構成できる。

【００４０】（発明の実施の形態３）（図３）は本発明
における第３の照明光学装置の構成を示したものであ
る。画像形成手段として、偏光や散乱を利用して光を変
調する液晶パネルを用いる。

【００４１】８０、８１は放電ランプ、８２、８３は放
物面鏡、８５は第２のプリズムアレイ板、８６は第１レ
ンズアレイ板、８７は第２レンズアレイ板であり、以上
は（図１）の照明光学装置と同様である。（図１）と異
なるのは、第１のプリズムアレイ板を、放物面鏡８２、
８３と第２のプリズムアレイ板の間に備えている点であ
る。８８は本発明の第３の照明光学装置である。９０は
偏光や散乱を利用して光を変調する液晶パネル、８９は
フィールドレンズ、９１は投写レンズである。

【００４２】（図１）に示す照明光学装置において、プ
リズムアレイ板のプリズム配列方向の開口と放物面鏡の
開口の大きさの比は、光束を６０度偏角するため、２：
１となる。この場合、プリズムアレイ板、第１および第
２のレンズアレイ板の開口を小型に構成すると、放物面
鏡の開口を小さくすることが必要となり、放物面鏡のラ
ンプからの光の集光率が低下する。

【００４３】そこで、集光率を向上させるため、放物面
鏡の開口と、レンズアレイ板に近接して配置するプリズ
ムアレイ板の開口が同等になるように、放物面鏡からの
光束を３０度偏角し、第２のプリズムアレイ板８５に入
射させる第１のプリズムアレイ板８４を備えるものであ
る。

【００４４】ランプ８０、８１から放射される光はそれ
ぞれ対応する放物面鏡８２、８３により、集光し略平行
光に変換される。それぞれの光束は複数のプリズムから
構成される第１のプリズムアレイ板８４に入射する。第
１のプリズムアレイ板８４のプリズム素子は、頂角が９
０度の三角柱プリズムである。第１のプリズムアレイ板
８４のプリズム素子は放物面鏡８２、８３から入射する
光を損失させることなく、屈折させ、それぞれの光源か
ら光を３０度偏角する。３０度を偏角させるため、プリ
ズム素子の屈折率は略１．７３の媒質を用いている。第
１のプリズムアレイ板８４は投写レンズの光軸に対して
対称となるよう配置している。また、２つの放物面鏡８
２、８３からの光束が入射する第１のプリズムアレイ板
８４を一つで構成しているが、それぞれの放物面鏡８
２、８３からの光束に対応する複数の第１のプリズムア
レイ板で構成してもよい。

【００４５】第１のプリズムアレイ板８４のプリズム素
子により偏角した光は第２のプリズムアレイ板８５に入
射する。第２のプリズムアレイ板のプリズム素子の数
は、第１のプリズムアレイ板のプリズム素子の数の１／
２で構成している。第２のプリズムアレイ板のプリズム
配列方向の開口と放物面鏡の開口の大きさの比は１．１
５：１となりほぼ同等となる。したがって、第２のプリ
ズムアレイ板、第１および第２レンズアレイ板を小型に
構成しても、放物面鏡のランプからの光の集光率を高く
できる。

【００４６】第２のプリズムアレイ板８５のプリズム素
子は、放物面鏡８２、８３から第１のプリズムアレイ板
を屈折して入射する光を全反射させ、それぞれの光軸を
６０度偏角する。入射した光束は第２のプリズムアレイ
板８５によりそれぞれ分割され、そして、分割された光
束が交互に合成される。交互に合成さた光束は、複数の
レンズで構成される第１レンズアレイ板８６に入射す
る。

【００４７】第１レンズアレイ板８６に入射した光束
は、第２のプリズムアレイ板８７からの光束を多数の光
束に分割される。分割された多数の光束は、複数のレン
ズから構成される第２レンズアレイ板８７に収束する。
第２レンズアレイ板８７上には多数の２次光源像が形成
される。第１レンズアレイ板８６のレンズ素子と第２レ
ンズアレイ板８７のレンズ素子は矩形開口形状である。
第２レンズアレイ板８７のレンズ素子は第１レンズアレ
イ板８６面と液晶パネル面９０とが略共役関係となるよ
うにレンズ素子の焦点距離を決めている。第２レンズア
レイ板８７の各レンズ素子からの出射した光を液晶パネ
ル９０上に照明するため、第２レンズアレイ板８７のレ
ンズ素子および第１レンズアレイ板８６のレンズ素子は
それぞれ適切に偏芯させている。第２レンズアレイ板８
６から出射する多数の光束は、液晶パネル９０上に重畳
され、液晶パネル９０上に均一に照明される。

【００４８】フィールドレンズ８９は液晶パネル９０上
に照明される光を投写レンズ９１の瞳面に集光するため
のものである。投写レンズ９１の瞳面と第２レンズアレ
イ板８７面とは略共役関係となる。

【００４９】第１および第２のプリズムアレイ板は、成
形で製作してもよい。成形品を用いることにより、低コ
ストなプリズムアレイ板が構成できる。この場合、プリ
ズム頂角のだれと平面部の精度が低くなるが、多少損失
が増大するだけである。また、第２のプリズムアレイ板
を耐熱性の高い樹脂で構成してもよい。第１および第２
のプリズムアレイ板を樹脂で製作すれば、さらに、低コ
スト化できる。

【００５０】以上のように、複数の光源からの光を第２
のプリズムアレイ板により偏角し、合成するため、投写
レンズの瞳面に形成される光源像が光軸に対してほぼ対
称に配置され、スクリーン上の照度均一性および色均一
性が良く、光利用効率の高い照明光学装置が構成でき
る。また、投写レンズのＦナンバーを小さくすることな
く、複数の光源を合成できるため、小型で低コストな投
写型表示装置が構成できる。さらに、放物面鏡からの光
を３０度偏角する第１のプリズムアレイ板を備えるた
め、放物面鏡開口と第２のプリズムアレイ板、第１およ
び第２レンズアレイ板の開口の大きさを同等にでき、非
常に高い光利用効率の照明光学装置が構成できる。

【００５１】（発明の実施の形態４）（図４）は本発明
における第４の照明光学装置の構成を示したものであ
る。画像形成手段として、偏光を利用して光を変調する
液晶パネルを用いる。

【００５２】１００、１０１は放電ランプ、１０２、１
０３は放物面鏡、１０４は第１のプリズムアレイ板、１
０５は第２のプリズムアレイ板、１０６は第１レンズア
レイ板、１０７は第２レンズアレイ板であり、以上は
（図３）の照明光学装置と同様である。（図３）と異な
るのは、偏光分離手段である偏光分離膜１１０と、反射
膜１１１を複数形成して構成した偏光分離プリズムアレ
イ１１２と偏光回転手段である１／２波長板１１３とか
ら構成される偏光変換光学部材１０９と、補助レンズ１
０８を備えている点である。１１４は本発明の第４の照
明光学装置である。

【００５３】１１６は偏光を利用して光を変調する液晶
パネル、１１５はフィールドレンズである。１１７は投
写レンズを示す。（図４）中には、偏光変換光学部材１
０９を示す側面図と、偏光変換部材１０９の動作を説明
する拡大図を示している。

【００５４】ランプ１００、１０１から放射される光は
それぞれ対応する放物面鏡１０２、１０３により、集光
し略平行光に変換される。それぞれの光束は複数のプリ
ズムから構成される第１のプリズムアレイ板１０４に入
射する。第１のプリズムアレイ板１０４のプリズム素子
は、頂角が９０度の三角柱プリズムである。第１のプリ
ズムアレイ板１０４の各プリズム素子は放物面鏡１０
２、１０３から入射する光を損失させることなく、屈折
させ、それぞれの光源から光を３０度偏角する。３０度
を偏角させるため、プリズム素子の屈折率は略１．７３
の媒質を用いている。第１のプリズムアレイ板１０４の
プリズムにより偏角した光は第２のプリズムアレイ板１
０５に入射する。第２のプリズムアレイ板１０５のプリ
ズム配列方向の開口と放物面鏡の開口の大きさの比は
１．１５：１となりほぼ同等となる。したがって、第２
のプリズムアレイ板、第１および第２レンズアレイ板を
小型に構成しても、放物面鏡の集光率を高くできる。

【００５５】第２のプリズムアレイ板１０５の各プリズ
ム素子は、放物面鏡１０２、１０３から第１のプリズム
アレイ板１０４を屈折して入射する光を全反射させ、そ
れぞれの光軸を６０度偏角する。入射した光束は第２の
プリズムアレイ板１０５によりそれぞれ分割され、そし
て、分割された光束が交互に合成される。交互に合成さ
た光束は、複数のレンズで構成される第１レンズアレイ
板１０６に入射する。

【００５６】第１レンズアレイ板１０６に入射した光束
は、プリズムアレイ板３４からの光束を多数の光束に分
割される。第１レンズアレイ板５５に入射し、多数の光
束に分割される。分割された多数の光束は、第２レンズ
アレイ板５６に収束する。第２レンズアレイ板５６上に
は多数の２次光源像が形成される。第１レンズアレイ板
１０６のレンズ素子の焦点距離は第１レンズアレイ板１
０６と第２レンズアレイ板１０７の間隔と等しくしてい
る。第１レンズアレイ板１０６レンズの素子と第２レン
ズアレイ板１０７のレンズ素子は同一の矩形開口形状
で、焦点距離も等しい。第２レンズアレイ板１０７のレ
ンズ素子は第１レンズアレイ板１０６面と液晶パネル面
１１６とが略共役関係となるように焦点距離を決めてい
る。補助レンズ１０８は第２レンズアレイ板１０７の周
辺から出射する光束を液晶パネル１１６上に照明するた
めのレンズであり、焦点距離は補助レンズ面から液晶パ
ネル面までの面間距離としている。

【００５７】第２レンズアレイ板１０７から出射する多
数の光束は、微小な偏光分離プリズムをプリズムアレイ
板のプリズム配列方向と直角な一方向に複数配列した偏
光分離プリズムアレイ１０９に入射する。微小な偏光分
離プリズムは第２レンズアレイ板１０７のレンズピッチ
の約１／２のピッチで配列している。一つの偏光分離プ
リズムに入射した光は偏光分離膜１１０によりＰ偏光は
透過し、Ｓ偏光は反射する。反射したＳ偏光の光は、隣
の反射膜１１１に入射し再び反射され、１／２波長板１
１３に入射する。１／２波長板１１３は入射した光の偏
光方向を９０°回転するように配置され、入射したＳ偏
光の光をＰ偏光に変換する。偏光変換光学部材１０９に
より自然光を一つの偏光方向の光に変換した光は補助レ
ンズ１０８に入射する。補助レンズ１０８で屈折された
多数の光束は液晶パネル１１６上に重畳され、液晶パネ
ル１１６を均一に照明する。偏光変換光学部材１０９を
配置することにより、損失していた一方の偏光方向の光
を利用できるため、液晶パネルを照明する有効な偏光の
光束が増大できる。

【００５８】フィールドレンズ１１５は液晶パネル１１
６上に照明される光を投写レンズ１１７に集光するため
のものである。投写レンズ１１７の瞳面と第２レンズア
レイ板５６面とは略共役関係となる。

【００５９】以上のように、複数の光源からの光を第２
のプリズムアレイ板により偏角し、合成するため、光源
からの光投写レンズ瞳面に形成される光源像が光軸に対
してほぼ対称に配置され、照度均一性および色均一性が
高く、光利用効率の高い照明光学装置が構成できる。投
写レンズのＦナンバーを小さくすることなく、複数の光
源を合成できるため、小型で低コストな投写型表示装置
が構成できる。また、放物面鏡からの光を３０度偏角す
る第１のプリズムアレイ板を備えるため、放物面鏡開口
と第２のプリズムアレイ板、第１および第２レンズアレ
イ板の開口の大きさを同等にでき、非常に高い光利用効
率の照明光学装置が構成できる。さらに、自然光を一方
向の偏光の光に変換する偏光変換光学部材を配置するた
め、光利用効率が非常に高い照明光学装置が構成でき
る。

【００６０】（発明の実施の形態５）（図５）は本発明
における第１の投写型表示装置の構成を示したものであ
る。

【００６１】画像形成手段としては偏光や散乱を利用し
て光を変調する液晶パネルを用いる。８０、８１はラン
プ、８２、８３は放物面鏡、８４は第１のプリズムアレ
イ板、８５は第２のプリズムアレイ板、８６は第１レン
ズアレイ板、８７は第２レンズアレイ板、８８は本発明
の第３の照明光学装置である。

【００６２】１３１は液晶パネル、１３０はフィールド
レンズ、１３２は投写レンズ、１３３はスクリーンであ
る。

【００６３】照明光学装置８８から出射した光は、フィ
ールドレンズ１３０を透過し、液晶パネル１３１に入射
する。液晶パネル１３１の各画素には青、緑、赤のカラ
ーフィルタが形成されている。液晶パネル１３１はアク
ティブマトリックス方式であって、映像信号に応じた画
素への印加電圧の制御により光を変調し、カラー画像を
形成する。フィールドレンズ１３０は液晶パネル１３１
への照明光を投写レンズ１３２の瞳面に集光させるもの
である。液晶パネル１３１を透過した色光は、投写レン
ズ１３２によりスクリーン１３３上に拡大投写される。

【００６４】以上のように、２つの光源を用いた照明光
学装置として、第１のプリズムアレイ板および第２のプ
リズムアレイ板を備えることにより、２つの光源からの
光を非常に効率よく、均一に液晶パネルへ照明できる。
したがって、均一性が良く、光利用効率の高い投写型表
示装置が構成できる。１枚の液晶パネルを用いて構成す
るため、小型で、低コストな投写型表示装置を構成でき
る。また、照明光学装置として、入射光を６０度偏角す
るプリズムアレイ板だけを用いた本発明の第１の照明光
学装置を用いてもよい。さらに、液晶パネルが偏光を利
用して光を変調する方式の場合には、照明光学装置とし
て偏光変換光学部材を備えた本発明の第２、第４の照明
光学装置を用いてもよい。

【００６５】（発明の実施の形態６）（図６）は本発明
における第２の投写型表示装置の構成を示したものであ
る。画像形成手段として、偏光を利用して光を変調する
液晶パネルを用いる。

【００６６】８０、８１はランプ、８２、８３は放物面
鏡、８４は第１のプリズムアレイ板、８５は第２のプリ
ズムアレイ板、８６は第１レンズアレイ板、８７は第２
レンズアレイ板、８８は本発明の第３の照明光学装置で
ある。

【００６７】１４０、１４１はそれぞれ青反射、緑反射
のダイクロイックミラー、１４２はダイクロイックミラ
ーから構成される色分離光学手段、１４３、１４４、１
４５はミラー、１４６，１４７はリレーレンズ、１４
９、１４８、１５０はフィールドレンズ、１５１、１５
２、１５３は液晶パネル、１５６は色合成手段であるダ
クロイックプリズム、１５４、１５５はそれぞれダイク
ロイックプリズム１５６を構成する青反射、赤反射のダ
イクロイックミラー、１５７は投写レンズである。

【００６８】照明光学装置８８から出射した光は、色分
離光学手段１４２に入射する。色分離光学手段１４２に
入射した光は、青反射のダイクロイックミラー１４０、
緑反射のダイクロイックミラー１４１により、青、緑、
赤の色光に分離される。緑、青の色光はそれぞれフィー
ルドレンズ１４９、１５０を透過し、液晶パネル１５
１、１５３に入射する。赤の色光はリレーレンズ１４
６、１４７やミラーを透過もしくは反射して、フィール
ドレンズ１４８を透過後、液晶パネル１５２に入射す
る。３枚の液晶パネル１５１、１５２、１５３はアクテ
ィブマトリックス方式であって、映像信号に応じた画素
への印加電圧の制御により光を変調し、それぞれ赤、
緑、青の画像を形成する。液晶パネル１５１、１５２、
１５３を透過した色光は、色合成光学手段であるダイク
ロイックプリズム１５６により、合成され投写レンズ１
５７によりスクリーン（図示せず）上に拡大投写され
る。

【００６９】以上のように、２つの光源を用いた照明光
学装置として、第１のプリズムアレイ板および第２のプ
リズムアレイ板を備えることにより、２つの光源からの
光を非常に効率よく、均一に液晶パネルへ照明できる。
したがって、均一性が良く、光利用効率の高い投写型表
示装置が構成できる。３枚の液晶パネルを用いて構成す
るため、明るく高精細の投写型表示装置が構成できる。
また、照明光学装置として、入射光を６０度偏角するプ
リズムアレイ板だけを用いた本発明の第１の照明光学装
置を用いてもよい。さらに、照明光学装置として偏光変
換光学部材を備えた本発明の第２、第４の照明光学装置
を用いてもよい。

【００７０】（発明の実施の形態７）（図７）は本発明
における第３の投写型表示装置の構成を示したものであ
る。画像形成手段として、偏光を利用して光を変調する
反射型の液晶パネルを用いる。

【００７１】８０、８１はランプ、８２、８３は放物面
鏡、８４は第１のプリズムアレイ板、８５は第２のプリ
ズムアレイ板、８６は第１レンズアレイ板、８７は第２
レンズアレイ板、８８は本発明の第３の照明光学装置で
ある。

【００７２】１８０、１８１はそれぞれ赤透過、緑反射
のダイクロイックミラー、１８２はダイクロイックミラ
ーから構成される色分離光学手段、１８３はミラー、１
８４、１８５、１８６は偏光分離プリズム、１８７、１
８８、１８９は反射型の液晶パネル、１９０、１９１は
１／２波長板、１９４は色合成手段であるダクロイック
プリズム、１９２、１９３はそれぞれダイクロイックプ
リズム１５６を構成する赤反射、青反射のダイクロイッ
クミラー、１９５は投写レンズである。

【００７３】照明光学装置８８から出射した光は、色分
離光学手段１８２に入射する。色分離光学手段１８２に
入射した光は、赤透過のダイクロイックミラー１８０、
緑反射のダイクロイックミラー１８１により、青、緑、
赤の色光に分離される。分離された緑、赤、青の色光は
それぞれ偏光分離プリズム１８４、１８５、１８６に入
射する。偏光分離プリズム１８４、１８５、１８６は誘
電体多層膜から構成される偏光分離膜を有するプリズム
である。偏光分離膜の入射角は４５°であり、偏光分離
膜面に対してのＰ偏光を透過させＳ偏光を反射させる。
反射した緑、赤、青の色光のＳ偏光はそれぞれ反射型の
液晶パネル１８７、１８８、１８９に入射する。反射型
の液晶パネル１８７、１８８、１８９は、アクティブマ
トリクス方式であって、液晶層と反射膜とを備えてい
る。液晶にはホメオトロピック液晶やＨＡＮモード液
晶、４５度ツイストネマチック液晶が用いられる。反射
型の液晶パネルは、映像信号に応じて電圧が印加される
と液晶の複屈折が変化する。反射型の液晶パネルへの入
射光は液晶を透過し、反射膜で反射され、再び液晶を透
過する過程で、複屈折により光の偏光状態がＳ偏光から
Ｐ偏光に変化し、出射する。反射型の液晶パネル１８７
から出射した緑のＰ偏光の色光は偏光分離プリズム１８
４を透過した後、色合成手段であるダイクロイックプリ
ズム１９４に入射する。反射型の液晶パネル１８８、１
８９からそれぞれ出射した赤、青のＰ偏光の各色光は、
偏光分離プリズム１８５、１８６を透過し、１／２波長
板１９１、１９３により偏光方向をＳ偏光に回転された
後、色合成手段であるダイクロイックプリズム１１５に
入射する。ダイクロイックプリズム１９４により緑、
赤、青の各色光は合成され、投写レンズ１９５によりス
クリーン上に拡大投写される。

【００７４】一方、反射型の液晶パネル１８７、１８
８、１８９により偏光状態が変化されないＳ偏光は、偏
光分離プリズム１８４、１８５、１８６で反射し、照明
光学装置８８側に戻る。このようにして、反射型の液晶
パネルで光の偏光状態の変化として形成される光学像が
スクリーン（図示せず）上に拡大投写され、フルカラー
の投写画像が形成される。

【００７５】以上のように、２つの光源を用いた照明光
学装置として、第１のプリズムアレイ板および第２のプ
リズムアレイ板を備えることにより、２つの光源からの
光を非常に効率よく、均一に液晶パネルへ照明できる。
したがって、均一性が良く、光利用効率の高い投写型表
示装置が構成できる。３枚の反射型の液晶パネルを用い
て構成するため、明るく高精細の投写型表示装置が構成
できる。また、照明光学装置として、入射光を６０度偏
角するプリズムアレイ板だけを用いた本発明の第１の照
明光学装置を用いてもよい。さらに、照明光学装置とし
て偏光変換光学部材を備えた本発明の第２、第４の照明
光学装置を用いてもよい。

【００７６】上記実施例において、画像形成手段とし
て、偏光や散乱を利用した液晶パネルを用いた例を示し
たが、回折、反射などの変化として映像信号に応じた光
学像を形成する画像形成手段を用いてもよい。また、透
過型のスクリーンを用いて、背面投写の投写型表示装置
を構成してもよい。

【００７７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、画像形成
手段に照明する照明光学装置において、複数の光源から
の光を偏角、合成するプリズムアレイ板を備えることに
より、複数の光源からの光を非常に効率よく、均一に液
晶パネルへ照明する照明光学装置が実現できる。また、
均一性が良く、光利用効率が高い、明るい投写型表示装
置を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における照明光学装
置の構成図

【図２】本発明の第２の実施の形態における照明光学装
置の構成図

【図３】本発明の第３の実施の形態における照明光学装
置の構成図

【図４】本発明の第４の実施の形態における照明光学装
置の構成図

【図５】本発明の第５の実施の形態における投写型表示
装置の構成図

【図６】本発明の第６の実施の形態における投写型表示
装置の構成図

【図７】本発明の第７の実施の形態における投写型表示
装置の構成図

【図８】従来の照明光学装置および投写型表示装置の構
成図

【符号の説明】

３０，３１，５０，５１，８０，８１，１００，１０１
ランプ３２，３３，５２，５３，８２，８３，１０２，１０３
放物面鏡３４，５４プリズムアレイ板３５，５５，８６，１０６第１レンズアレイ板３６，５６，８７，１０７第２レンズアレイ板３７，６３，８８，１１４照明光学装置３８，６４，８９，１３０，１４８，１４９，１５０
フィールドレンズ３９，６５，９０，１３１，１５１，１５２，１５３
液晶パネル４０，６６，９１，１３２，１５７，１９５投写レン
ズ４１，６７投写レンズの瞳面４２，４３，６８，６９，７０，７１微少な光源像５７，１０８補助レンズ５８，１０９偏光変換光学部材５９，１１０偏光分離膜６０，１１１反射膜６１，１１２，１８４，１８５，１８６偏光分離プリ
ズム６２，１１３，１９０，１９１１／２波長板８４，１０４第１のプリズムアレイ板８５，１０５第２のプリズムアレイ板１３３スクリーン１４０青反射のダイクロイックミラー１４１，１８１緑反射のダイクロイックミラー１４２，１８２色分離光学手段１４３，１４４，１４５，１８３ミラー１４６，１４７リレーレンズ１５４，１９３青反射のダイクロイックミラー１５５，１９２赤反射のダイクロイックミラー１５６，１９４ダイクロイックプリズム１８０赤透過のダイクロイックミラー１８７，１８８，１８９反射型の液晶パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０９Ｆ 9/00 ３６０Ｇ０９Ｆ 9/00 ３６０ＤＨ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ 9/31 9/31 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光を集光し画像を形成する画像
形成手段に照明する照明光学装置であって、複数の光源
と、前記複数の光源からの放射光をそれぞれ集光する凹
面鏡と、前記凹面鏡からの光が入射し、複数のプリズム
から構成され前記凹面鏡からの光をそれぞれ偏角し、合
成するプリズムアレイ板と、前記プリズムアレイ板から
の光が入射し、複数のレンズから構成され前記プリズム
アレイ板からの光を多数の光束に分割する第１のレンズ
アレイ板と、複数のレンズから構成され前記第１のレン
ズアレイ板からの光が入射する第２のレンズアレイ板と
を備えた照明光学装置。
【請求項２】光源からの光を集光し画像を形成する画像
形成手段に照明する照明光学装置であって、複数の光源
と、前記複数の光源からの放射光をそれぞれ集光する凹
面鏡と、前記凹面鏡からの光が入射し、複数のプリズム
から構成され前記凹面鏡からの光をそれぞれ偏角し、合
成するプリズムアレイ板と、前記プリズムアレイ板から
の光が入射し、複数のレンズから構成され前記プリズム
アレイ板からの光を多数の光束に分割する第１のレンズ
アレイ板と、複数のレンズから構成され前記第１のレン
ズアレイ板からの光が入射する第２のレンズアレイ板
と、前記第２のレンズアレイ板からの光が入射し、自然
光を偏光方向が直交する２つの偏光光に分離する偏光分
離手段と、前記偏光分離手段からの光が入射し、前記偏
光分離手段から出射した一方の偏光方向を回転する偏光
回転手段とを備えた照明光学装置。
【請求項３】プリズムアレイ板を構成するプリズムは全
反射により光を偏角するプリズムである請求項１または
２記載の照明光学装置。
【請求項４】プリズムアレイ板を構成するプリズムは頂
角が６０度のプリズムである請求項１または２記載の照
明光学装置。
【請求項５】プリズムアレイ板は入射した光を略６０度
偏角するプリズムから構成される請求項１または２記載
の照明光学装置。
【請求項６】プリズムアレイ板を構成するプリズムの配
列ピッチは、第１のレンズアレイ板を構成するレンズの
配列ピッチの略２倍である請求項１または２記載の照明
光学装置。
【請求項７】プリズムアレイ板と第１レンズアレイ板と
を密着させた請求項１または２記載の照明光学装置。
【請求項８】光源からの光を集光し画像を形成する画像
形成手段に照明する照明光学装置であって、複数の光源
と、前記複数の光源からの放射光をそれぞれ集光する凹
面鏡と、前記凹面鏡からの光が入射し、複数のプリズム
から構成され前記凹面鏡からの光をそれぞれ偏角する第
１のプリズムアレイ板と、前記第１のプリズムアレイ板
からの光がそれぞれ入射し、複数のプリズムから構成さ
れ前記第１のプリズムアレイ板からの光をそれぞれ偏角
し、合成する第２のプリズムアレイ板と、前記第２のプ
リズムアレイ板からの光が入射し、複数のレンズから構
成され前記光源からの光を多数の光束に分割する第１の
レンズアレイ板と、複数のレンズから構成され前記第１
のレンズアレイ板からの光が入射する第２のレンズアレ
イ板とを備えた照明光学装置。
【請求項９】光源からの光を集光し画像を形成する画像
形成手段に照明する照明光学装置であって、複数の光源
と、前記複数の光源からの放射光をそれぞれ集光する凹
面鏡と、前記凹面鏡からの光が入射し、複数のプリズム
から構成され前記凹面鏡からの光をそれぞれ偏角する第
１のプリズムアレイ板と、前記第１のプリズムアレイ板
からの光がそれぞれ入射し、複数のプリズムから構成さ
れ前記第１のプリズムアレイ板からの光をそれぞれ偏角
し、合成する第２のプリズムアレイ板と、前記第２のプ
リズムアレイ板からの光が入射し、複数のレンズから構
成され前記光源からの光を多数の光束に分割する第１の
レンズアレイ板と、複数のレンズから構成され前記第１
のレンズアレイ板からの光が入射する第２のレンズアレ
イ板と、前記第２のレンズアレイ板からの光が入射し、
自然光を偏光方向が直交する２つの偏光光に分離する偏
光分離手段と、前記偏光分離手段からの光が入射し、前
記偏光分離手段から出射した一方の偏光方向を回転する
偏光回転手段とを備えた照明光学装置。
【請求項１０】第１のプリズムアレイ板を構成するプリ
ズムは屈折により光を偏角するプリズムである請求項８
または９記載の照明光学装置。
【請求項１１】第２のプリズムアレイ板を構成するプリ
ズムは全反射により光を偏角するプリズムである請求項
８または９記載の照明光学装置。
【請求項１２】第１のプリズムアレイ板を構成するプリ
ズムは直角プリズムである請求項８または９記載の照明
光学装置。
【請求項１３】第１のプリズムアレイ板は入射した光を
略３０度偏角するプリズムである請求項８または９記載
の照明光学装置。
【請求項１４】第２のプリズムアレイ板を構成するプリ
ズムは頂角が６０度のプリズムで構成される請求項８ま
たは９記載の照明光学装置。
【請求項１５】第２のプリズムアレイ板を構成するプリ
ズムの配列ピッチは、第１のレンズアレイ板を構成する
レンズの配列ピッチの略２倍である請求項８または９記
載の照明光学装置。
【請求項１６】第１のプリズムアレイ板のプリズムの要
素数は第２のプリズムアレイ板の要素数の２倍である請
求項８または９記載の照明光学装置。
【請求項１７】プリズムアレイ板は成形により製造され
た請求項１、２、８または９記載の照明光学装置。
【請求項１８】プリズムアレイ板は樹脂により製造され
た請求項１、２、８または９記載の照明光学装置。
【請求項１９】光源と、光源からの光を集光し画像形成
手段に照明する照明光学手段と、前記照明光学手段から
の光が入射し、映像信号に応じて光学像を形成する１つ
の画像形成手段と、前記画像形成手段上の光学像をスク
リーン上に投写する投写レンズとを備えて、前記照明光
学手段が請求項１、２、８または９記載の照明光学手段
である投写型表示装置。
【請求項２０】光源と、光源からの光を集光し画像形成
手段上に照明する照明光学手段と、前記光源からの白色
光を青、緑、赤の色成分の光に分離する色分離光学手段
と、前記色分離光学手段からの各色光が入射し、映像信
号に応じて光学像が形成される３つの画像形成手段と、
前記画像形成手段からの青、緑、赤の出射光を受け青、
緑、赤の色光を合成する色合成光学手段と、前記画像形
成手段上の光学像をスクリーン上に投写する投写レンズ
とを備えて、前記照明光学手段が請求項１、２、８また
は９記載の投写型表示装置。
【請求項２１】光源と、光源からの光を集光し画像形成
手段上に照明する照明光学手段と、前記光源からの白色
光を青、緑、赤の色成分の光に分離する色分離光学手段
と、前記色分離光学手段からの各色光が入射し、入射す
る光を直交する二つの偏光方向の光に分離する偏光分離
プリズムと、偏光分離プリズムからの光が入射し、映像
信号に応じて光学像が形成される３つの画像形成手段
と、前記画像形成手段からの青、緑、赤の出射する光が
前記偏光分離プリズムを透過して入射する青、緑、赤の
色光を合成する色合成光学手段と、前記画像形成手段上
の光学像をスクリーン上に投写する投写レンズとを備え
て、前記照明光学手段が請求項１、２、８または９記載
の照明光学手段である投写型表示装置。
【請求項２２】画像形成手段が液晶パネルである請求項
１９、２０または２１記載の投写型表示装置
【請求項２３】画像形成手段が反射型の液晶パネルであ
る２１記載の投写型表示装置。