JP4458352B2 - 照明光学装置および投射型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、フライアイレンズを含む照明光学装置およびそれを用いた投射型表示装置に関するものである。

たとえば、液晶表示装置を備えた投射型表示装置（プロジェクタ）等に適用される照明光学装置は、一対のフライアイレンズを含んで構成される。
一対のフライアイレンズを含む照明光学装置では、光源による照明光を一対のフライアイレンズにより光量分布を均一化して、たとえば空間光変調素子としての液晶表示パネル等の被照射面に照射する。

この種の照明光学装置として、たとえば以下に示す照明や露光のための第１から第３の光学装置が提案されている。

第１の光学装置は、いわゆるオプティカルインテグレータと被照射面との間の光路中にフライアイレンズが配置されている構成を有する照明光学装置である。フライアイレンズは２枚のフライアイ部材から構成され、このフライアイ部材は所定方向に回転や移動させることができる。

第２の光学装置は、フライアイレンズ後段にアパーチャを有し、マスク面上を照射する光の強度を均一化する投影露光装置であって、フライアイレンズを透過した光がミラーにより照射方向を変えられる構成を有する（たとえば特許文献１参照）。また、この装置において、フライアイレンズは、マスク上での光源光の時間重ね合わせが得られるようにするために、フライアイレンズを回転可能としている。

第３の光学装置は、フライアイレンズを有する照明光学装置であって、照射光の方向を変えるミラーを含む装置として構成されている（たとえば特許文献２参照）。
特開平５−１３３００号公報 特開平７−１６１６０１号公報

しかしながら、上述した従来の光学装置によれば、フライアイレンズを回転させる構成を有するものの、フライアイレンズの成形誤差や組み込み時の傾き誤差等が生じ、これが原因でフライアイレンズ境界線上の像が設計上の位置からずれてしまうという不利益がある。
この照明光学装置を、投射型表示装置に適用すると、前記の位置ずれに起因してスクリーン上に投影されることにより輝度むらが生じるという不利益がある。

本発明の目的は、フライアイレンズ境界線上の像が設計上の位置からずれてしまうことを防止でき、ひいては輝度むらの発生を抑止できる照明光学装置および投射型表示装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の第１の観点は、少なくとも第１のフライアイレンズと第２のフライアイレンズとを含む照明光学装置であって、前記第１のフライアイレンズを保持する第１のレンズ保持部材と、前記第１のレンズ保持部材と連結し、前記第２のフライアイレンズを保持する第２のレンズ保持部材と、前記第２のレンズ保持部材と連結し、少なくとも一つの光学レンズを保持する第３のレンズ保持部材と、を有し、前記第２のレンズ保持部材の前記第１のレンズ保持部材側であって、光軸から所定の距離に設けられたボス状の第１の係合部材と、前記第２のレンズ保持部材の前記第３のレンズ保持部材側であって、光軸から所定の距離に設けられたボス状の第２の係合部材と、前記第１のレンズ保持部材の前記第２のレンズ保持部材側であって前記第１の係合部材と係合する長孔からなる第１の被係合部と、前記第３のレンズ保持部材の前記第２のレンズ保持部材側であって前記第２の係合部材と係合する長孔からなる第２の被係合部と、を有し、前記第２のレンズ保持部材は、前記第１のレンズ保持部材と連結して固定される第１のレンズ保持部材側面と、前記第３のレンズ保持部材と連結して固定される第３のレンズ保持部材側面と、が所定の距離をもって形成され、前記第３のレンズ保持部材側面に前記第２のフライアイレンズが固定され、前記第１のレンズ保持部材と前記第２のレンズ保持部材のうちの少なくとも一方を前記光軸を中心に回転可能であり、前記第１の係合部材と前記第１の被係合部は、前記光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能であり、前記第２の係合部材と前記第２の被係合部は、前記光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能であり、前記第１の係合部材と前記第１の被係合部とが係合状態にあるときに、前記第１のレンズ保持部材と前記第２のレンズ保持部材とを固定可能な第１の固定部と、前記第２の係合部材と前記第２の被係合部とが係合状態にあるときに、前記第２のレンズ保持部材と前記第３のレンズ保持部材とを固定可能な第２の固定部と、を有する。

好適には、前記第１の係合部材と前記第１の被係合部は、前記光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能であり、前記第２の係合部材と前記第２の被係合部は、前記光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能であり、前記第１の係合部材と前記第１の被係合部とが係合状態にあるときに、前記第１のレンズ保持部材と前記第２のレンズ保持部材とを固定可能な第１の固定部と、前記第２の係合部材と前記第２の被係合部とが係合状態にあるときに、前記第２のレンズ保持部材と前記第３のレンズ保持部材とを固定可能な第２の固定部と、を有する。

本発明の第３の観点の投射型表示装置は、照明光を出射する光源と、照明光が照射されて画像を形成する画像表示素子と、少なくとも第１のフライアイレンズと第２のフライアイレンズとを含み、前記画像表示素子に前記光源による照明光を照射する照明光学装置と、前記画像表示素子により形成された画像を投射する投射光学系と、を有し、前記照明光学装置は、前記第１のフライアイレンズを保持する第１のレンズ保持部材と、前記第１のレンズ保持部材と連結し、前記第２のフライアイレンズを保持する第２のレンズ保持部材と、前記第２のレンズ保持部材と連結し、少なくとも一つの光学レンズを保持する第３のレンズ保持部材と、を有し、前記第２のレンズ保持部材の前記第１のレンズ保持部材側であって、光軸から所定の距離に設けられたボス状の第１の係合部材と、前記第２のレンズ保持部材の前記第３のレンズ保持部材側であって、光軸から所定の距離に設けられたボス状の第２の係合部材と、前記第１のレンズ保持部材の前記第２のレンズ保持部材側であって前記第１の係合部材と係合する長孔からなる第１の被係合部と、前記第３のレンズ保持部材の前記第２のレンズ保持部材側であって前記第２の係合部材と係合する長孔からなる第２の被係合部と、を有し、前記第２のレンズ保持部材は、前記第１のレンズ保持部材と連結して固定される第１のレンズ保持部材側面と、前記第３のレンズ保持部材と連結して固定される第３のレンズ保持部材側面と、が所定の距離をもって形成され、前記第３のレンズ保持部材側面に前記第２のフライアイレンズが固定され、前記第１のレンズ保持部材と前記第２のレンズ保持部材のうちの少なくとも一方を前記光軸を中心に回転可能であり、前記第１の係合部材と前記第１の被係合部は、前記光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能であり、前記第２の係合部材と前記第２の被係合部は、前記光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能であり、前記第１の係合部材と前記第１の被係合部とが係合状態にあるときに、前記第１のレンズ保持部材と前記第２のレンズ保持部材とを固定可能な第１の固定部と、前記第２の係合部材と前記第２の被係合部とが係合状態にあるときに、前記第２のレンズ保持部材と前記第３のレンズ保持部材とを固定可能な第２の固定部と、を有する。

好適には、前記第３のレンズ保持部材は、光路を折り曲げるミラーを挟んで配置される第１のレンズ群と第２のレンズ群が保持し、照明光の光路に沿って、前記第１のフライアイレンズ、第２のフライアイレンズ、第１のレンズ群、ミラー、および第２のレンズ群が配置されている。

好適には、前記第２のレンズ群の照明光が出射する側にプリズムが配置される。

本発明によれば、フライアイレンズ境界線上の像が設計上の位置からずれてしまうことを防止でき、ひいては輝度むらの発生を抑止できる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明に係る投射型表示装置の第１の状態の構成と第２の状態の構成を並列に記載した光学系の第１の実施形態を示す図であって、図１（Ａ）が第１の状態の構成を、図１（Ｂ）が第２の状態の構成をそれぞれ示している。
なお、本実施形態における距離、長さ、間隔等の単位はｍｍである。

本実施形態の投射型表示装置１００は、基本的に、光源１０１、アパーチャ１０２、コリメータレンズ１０３、第１のフライアイレンズ１０４、第２のフライアイレンズ１０５、第１のリレーレンズ群（第１のレンズ群という場合もある）１０６、折り返しミラー１０７、第２のリレーレンズ群（第２のレンズ群という場合もある）１０８、ＴＩＲプリズム１０９、色分離合成プリズム１１０、および反射型画像表示素子１１１を有している。
そして、本実施形態の第１の状態における投射型表示装置１００−１は、光源１０１−１、アパーチャ１０２−１、コリメータレンズ１０３−１、第１のフライアイレンズ１０４−１、第２のフライアイレンズ１０５−１、第１のリレーレンズ群（第１のレンズ群という場合もある）１０６−１、折り返しミラー１０７−１、第２のリレーレンズ群（第２のレンズ群という場合もある）１０８−１、ＴＩＲプリズム１０９−１、色分離合成プリズム１１０−１、および反射型画像表示素子１１１−１を有している。
同様に、本実施形態の第２の状態における投射型表示装置１００−２は、光源１０１−２、アパーチャ１０２−２、コリメータレンズ１０３−２、第１のフライアイレンズ１０４−２、第２のフライアイレンズ１０５−２、第１のリレーレンズ群１０６−２、折り返しミラー１０７−２、第２のリレーレンズ群１０８−２、ＴＩＲプリズム１０９−２、色分離合成プリズム１１０−２、および反射型画像表示素子１１１−２を有している。

本実施形態の第１および第２の状態の投射型表示装置１００−１，１００−２において、第１のフライアイレンズ１０４（−１，−２）と第２のフライアレイレンズ１０５）−１、−２）は互いの焦点位置に配置される。
また、本実施形態の第１および第２の状態の投射型表示装置１００−１，１００−２において、光路を折り曲げるミラー１０７（−１，−２）を挟んで第１のリレーレンズ群１０６（−１，−２）と第２のリレーレンズ群１０８（−１，−２）が配置される。

そして、本実施形態の投射型表示装置は、画像表示素子形状やプリズム内の光路長が異なる場合においてもレンズの筐体を共通化することができるように、上述したように、第１のフライアイレンズと第２のフライアイレンズを互いの焦点位置に配置するとともに、同じ焦点距離、異なるバックフォーカスのリレーレンズ系を同じ配置にしている。

具体的には、光路長の異なるプリズムに対応するために、同じ焦点距離でバックフォーカスの異なる二つの第１および第２のリレーレンズ群を実現するときに、それぞれのレンズ群が下記の条件式を満たすように構成される。

（数１）
ｅ１＝−（φ−φ１１−φ１２）／（φ１１×φ１２） …（１）
ｅ２＝−（φ−φ２１−φ２２）／（φ２１×φ２２） …（２）
φ１１＝（１−ｆｂ１×φ）／ｅ１ …（３）
φ２１＝（１−ｆｂ２×φ）／ｅ２ …（４）
０．９５＜ ｅ１／ｅ２ ＜ １．０５ …（５）
１．１×（１−ｅ１×φ）/φ＜ ｆｂ ＜ｆ×０．９ …（６）

ここで、φはリレーレンズ系全体の屈折力（焦点距離の逆数）、φ１１は第１の状態の第１のレンズ群屈折力、φ１２は第１の状態の第２のレンズ群屈折力、φ２１は第２の状態の第１のレンズ群屈折力、φ２２は第２の状態の第２のレンズ群屈折力、ｅ１は第１の状態での第１のレンズ群と第２のレンズ群の近軸的な群間隔、ｅ２は第２の状態での第１のレンズ群と第２のレンズ群の近軸的な群間隔、ｆｂ１：第１の状態で、無限遠光束に対するリレーレンズ系の近軸バックフォーカス、ｆｂ２は第２の状態で、無限遠光束に対するリレーレンズ系の近軸バックフォーカスをそれぞれ示している。

以上の条件を満足することにより、本実施形態の投射型表示装置においては、各光学素子の形状は変更されても共通の筐体で光学素子を配置できる光学系を提供している。

上記の条件式（１）〜（５）は、二つの異なるリレーレンズ系が同じ焦点距離を有し、かつ異なるバックフォーカスを有する場合に、第１のレンズ群と第の２レンズ群の近軸関係を示している。
式（１）〜（４） は一般的な近軸式であり、式（５） は第１の状態と第２の状態で第１のレンズ群と第２のレンズ群の間隔が大きく変化せず筐体が共通化できる条件を示している。
これにより、焦点距離を維持した状態でバックフォーカスだけを変更できるためプリズムの光路長の変更に対応することができる。

式（６）は第１のレンズ群と第２のレンズ群の屈折力が適切に配分され、リレーレンズ系として良好な結像性能を有するための条件である。
バックフォーカスが式（６）の下限を下回ると第２のレンズ群の屈折力が弱くなり、屈折力が第１群に片寄り収差補正上好ましくない。また、バックフォーカスが上限を超えると第１のレンズ群の屈折力が弱くなり、第２のレンズ群に屈折力が片寄り同様に好ましくない。

画像表示素子サイズが変更される場合に、フライアイレンズの配置を一定に保つためには、２枚のフライアイレンズは、同一形状、同一材料であり互いの略焦点位置に配置され、画像表示素子の変更に伴いセル形状だけが変更される、という条件を満足することが必要である。
照明光学系の照明領域は、第１のフライアイレンズのレンズセル開口形状が第２フライアイレンズとリレーレンズ系によって画像表示素子上に拡大投影されることで形成される。拡大の倍率は第２フライアイレンズの焦点距離とリレーレンズ系の焦点距離の比率で決まることから、フライアイレンズとリレーレンズ系の焦点距離を一定に保つことによって、拡大倍率を一定に保つことができる。倍率を一定に保つことによって、画像表示素子のサイズ変更に対しては、フライアイレンズセルの開口形状を変更することによって対応することが可能になる。
リレーレンズ系焦点距離を一定にすることで、互いの配置は画像表示素子の形状やリレーレンズ系のバックフォーカスとは無関係に、互いの配置を常に一定にすることができる。

以上のような特性を有する本実施形態の照明光学装置（系）は、第１のフライアイレンズ１０４、第２のフライアイレンズ１０５、第１のレンズ群１０６、ミラー１０７、および第２のレンズ群を含んで構成される。
そして、上述した各焦点距離等の条件を満足し、互いの配置を常に一定に保持し、かつ、フライアイレンズの成形誤差、組み込み誤差を吸収し、フライアイレンズ境界線上の像が設計上の位置からずれてしまうことを防止でき、ひいては輝度むらの発生を抑止できるように、第１のフライアイレンズ１０４および第２のフライアイレンズ１０５の一方を固定し、他方を回転調整することが可能な保持機構を採用している。

以下に、この保持機構について、図２〜図７に関連付けて説明する。
この保持機構は、基本的に、第２のフライアイレン１０５を固定した状態で第１のフライアイレンズ１０４が基準軸（たとえば光軸）を中心に回転し固定する機構を有し、かつ、第１のフライアイレンズ１０４と第２のフライアイレンズ１０５の相対的な位置関係を維持した状態で第１のフライアイレンズ１０４と第２のフライアイレンズ１０５が同時に回転する機能を有する。

図２および図３は、照明光学装置のフライアイレンズを保持していない状態の保持機構の分解斜視図である。
図４および図５は、照明光学装置のフライアイレンズを保持している状態の保持機能の分解斜視図である。
図６および図７は、照明光学装置の保持機能の組み立て状態を示す斜視図である。

保持機構２００は、図に示すように、第１のフライアイレンズ１０４を保持する第１のレンズ保持部材３００と、第１のレンズ保持部材３００と連結し、第２のフライアイレンズ１０５を保持する第２のレンズ保持部材４００と、第２のレンズ保持部材４００と連結し、第１のリレーレンズ群１０６、ミラー１０７、および第２のリレーレン群１０８を保持する第３のレンズ保持部材５００と、を有している。

第１のレンズ保持部材３００は、方形の薄板状に形成され、図２において右側部よりに方形の開口部３０１ａが形成され、第１のフライアイレンズ１０４が取り付けられる取り付け部３０１が形成されている。
取り付け部３０１の図２中の上縁部の中央部、右縁部の中央、並びに下縁部の中央部（図２、図３には図示していない）に第２のレンズ保持部材４００に形成されるボス状の第１の係合部材が係合する長孔からなる第１の被係合部３０２，３０３，３０４（図４）が形成されている。
取り付け部３０１の図２中の上縁部の第１の被係合部３０２の図中左側近傍、および右側部、取り付け部３０１の右縁部の第１の被係合部３０３の下近傍、並びに、取り付け部３０１の下縁部の第１の被係合部３０４の近傍に、第１のレンズ保持部材３００を第２のレンズ保持部材４００に連結し固定するために雄ねじが挿通されるねじ孔３０５〜３０８が形成されている。
また、取り付け部３０１の周囲に第１のフライアイレンズ１０４をねじ止めするための雌ねじ部３０９〜３１４が形成されている。

第２のレンズ保持部材４００は、所定厚さを有する箱状をなし、第１のレンズ保持部材３００と連結し固定される第１のレンズ保持部材側面４０１と、第３のレンズ保持部材５００と連結し固定される第３のレンズ保持部材側面４０２と、が所定の距離をもって形成され、第１のレンズ保持部材側面４０１と第３のレンズ保持部材側面４０２とは連通して開口している。
第２のフライアイレンズ１０５は、図６および図７に示すように、第３のレンズ保持部材側面４０２に取り付け固定される。
そして、第２のレンズ保持部材４００の第１のレンズ保持部材側面４０１と第３のレンズ保持部材面側４０２との距離は、たとえば第１のレンズ保持部材面４０１に対して、第１のフライアイレンズ１０４を取り付けた第１のレンズ保持部材３００を連結固定したときに、第１のフライアイレンズ１０４の焦点距離に第２のフライアイレンズ１０５が位置することになる値に設定されている。

第１のレンズ保持部材側面４０１には、第１のレンズ保持部材３００に形成された第１の被係合部３０２，３０３，３０４と係合するボス状（円柱状の突部）の第１の係合部材４０３，４０４，４０５が、上縁部、図２中の右縁部、および下縁部に形成されている。
そして、第１のレンズ保持部材３００に形成されたねじ孔３０５，３０６，３０７，３０８を挿通された雄ねじが螺着される雌ねじ部４０６，４０７，４０８，４０９が上縁部、図２中の右縁部、および下縁部に形成されている。
第１のレンズ保持部材３００のねじ孔３０５〜３０８と第２のレンズ保持部材４００の雌ねじ部４０６〜４０９により第１の固定部が構成される。

第２のレンズ保持部材側面４０２には、図４および図５に示すように、第３のレンズ保持部材５００に形成された第２の被係合部と係合するボス状（円柱状の突部）の第２の係合部材４１０，４１１，４１２が、上縁部、図４，図５中の右縁部、および下縁部に形成されている。
そして、第２のレンズ保持部材側面４０２の図４，図５中の上縁部の中央部、下縁部の両端部に第２のレンズ保持部材４００を第３のレンズ保持部材５００に連結し固定するために、雄ねじが挿通されるねじ孔４１３，４１４，４１５が形成されている。このねじ孔４１３〜４１５は長孔として形成されており、第２のレンズ保持部材４００を所定範囲で回転させながら第３のレンズ保持部材４００の固定作業を行うことが可能となっている。
また、第２のレンズ保持部材面側４０２の図４および図５中の右上縁部および左下縁部に、第３のレンズ保持部材５００に形成された長孔状のねじ孔を挿通された雄ねじが螺着される雌ねじ部４１６，４１７が形成されている。

第３のレンズ保持部材５００は、所定の角度に折れ曲がった筒状に形成されており、ミラー１０７が取り付けされる屈曲部分５０１は、図４に示すように、所定の角度で切断されている。
第１のリレーレンズ群１０６と第２リレーレンズ群１０８はそれぞれミラー１０７を挟んで第２のフライアイレンズ側とＴＩＲプリズム側から組み込む構造になっている。
具体的には、屈曲した保持部材５００の一端側（フライアイレンズ側）の開口部５０２に第１のリレーレンズ群１０６が組み込まれ、他端側（ＴＩＲプリズム側）の開口部５０３に第２のリレーレンズ群１０８が組み込まれる。

第３のレンズ保持部材５００の開口部５０２の周縁部には、第２のレンズ保持部材４００の第３のレンズ保持部材側面４０２に形成されたボス状（円柱状の突部）の第２の係合部材４１０，４１１，４１２が係合する長孔状の第２の被係合部５０４，５０５，５０６が、上縁部、図２中の左縁部、および下縁部に形成されている。
そして、第２のレンズ保持部材４００の第２のレンズ保持部材側面４０２に形成されたねじ孔４１３，４１４，４１５を挿通された雄ねじが螺着される雌ねじ部５０７，５０８，５０９が上縁部、および下縁部の両端側に形成されている。
また、第３のレンズ保持部材５００の開口部５０２の周縁部には、第２のレンズ保持部材４００の第３のレンズ保持部材側面４０２に形成された雌ねじ部４１６，４１７に螺着される雄ねじが挿通される長孔状のねじ孔５１０，（５１１）が形成されている。
第１のレンズ保持部材３００のねじ孔３０５〜３０８と第２のレンズ保持部材４００の雌ねじ部４０６〜４０９により第１の固定部が構成される。

以上の構成を有する保持機構２００において、第２のレンズ保持部材４００の第１のレンズ保持部材側面４０１に形成された第１の係合部材４０３〜４０５と第１のレンズ保持部材３００に形成された第１の被係合部３０２〜３０４は、光軸（基準軸）を中心に所定範囲で回転可能に係合可能である。
同様に、第２のレンズ保持部材４００の第３のレンズ保持部材側面４０３に形成された第２の係合部材４１０〜４１２と第３のレンズ保持部材５００に形成された第２の被係合部５０４〜５０６は、光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能である。
そして、第１のレンズ保持部材３００に形成されたねじ孔３０５〜３０８と第２のレンズ保持部材４００に形成された雌ねじ部４０６〜４０９は、図示しない雄ねじとともに、第１の係合部材４０３と第１の被係合部３０２〜３０４とが係合状態にあるときに、所定範囲の回転を抑止して、ねじにより第１のレンズ保持部材３００と第２のレンズ保持部材とを固定可能な第１の固定部として機能する。
同様に、第２のレンズ保持部材４００の第３のレンズ保持部材面側４０３に形成されたねじ孔４１３〜４１５、雌ねじ部４１７，４１７、並びに第３のレンズ保持部材５００に形成されたねじ孔５１０，５１１、雌ねじ部５０７〜５０９は、図示しない雄ねじとともに、第２のレンズ保持部材４００の第３のレンズ保持部材側面４０３に形成された第２の係合部材４１０〜４１２と第３のレンズ保持部材５００に形成された第２の被係合部５０４〜５０６とが係合状態にあるときに、所定範囲の回転を抑止して第２のレンズ保持部材４００と第３のレンズ保持部材５００とを固定可能な第２の固定部として機能する。

そして、以上の構成を有する保持機構２００により、第１のフライアイレンズ１０４および第２のフライアイレンズ１０５の一方を固定し、他方を回転調整することができる。これにより、各焦点距離等の条件を満足し、互いの配置を常に一定に保持し、かつ、フライアイレンズの成形誤差、組み込み誤差を吸収し、フライアイレンズ境界線上の像が設計上の位置からずれてしまうことを防止でき、ひいては輝度むらの発生を抑止できるように、簡単な作業で調整することができる。

以上のように、２枚のフライアイレンズを互いの焦点位置に配置し、リレーレンズ群のパワー配置が条件式（１）〜（６）を満たすようにすれば、共通の筐体で画像表示素子サイズやプリズム光路長の変更に対応することが可能になる。
以下に、図１の各部の具体的な構成および機能、並びに、条件式の具体的な値に基づく評価、考察について順を追って説明する。

なお、図１において、画像表示素子１１１（−１，−２）は、ＤＭＤなどの反射型画像表示素子であり画像表示領域がそれぞれ異なる。また、ＴＩＲプリズム１０９（−１，−２）と色分離合成プリズム１１０（−１，−２）は、それぞれ光路長が異なる。

光源１０１（−１，−２）は、たとえばハロゲンランプ、メタルハライドランプや回転楕円リフレクタを含んで構成され、白色光の照明光を出射する。
アパーチャ１０２（−１，−２）は、矩形開口を有し、光源１０１による照明光のうちの不要な光束を遮断する。図には示していないが、光源１０１の回転楕円体リフクレタからの収斂光がアパーチャ１０２に入射する。
コリメータレンズ１０３（−１，−２）は、アパーチャ１０２に入射した収斂光を平行光束に変換して第１のフライアイレンズ１０４に出射する。
なお、上記の回転楕円体リフクレタ、アパーチャ１０２、コリメータレンズ１０３からなる構成を、回転放物面リフレクタの光源によっても構成することができる。

第１のフライアイレンズ１０４（−１，−２）および第２のフライアイレンズ１０５（−１，−２）は、材質、厚さ、レンズセル面形状を同じにすることで同一の焦点距離を有し、互いの焦点位置に配置することで、第１の状態と第２の状態で同じ位置関係を保っている。
また、レンズセル開口形状を画像表示素子形状と略相似形状にすることで異なるサイズの画像表示素子に対応している。

第１のレンズ群１０６（−１，−２）と第２のレンズ群１０８（−１，−２）はリレーレンズ系を形成し、それぞれ第１のレンズ群１０６（−１，−２）と第２のレンズ群１０８（−１，−２）がミラー１０７（−１，−２）を挟んで配置されている。
リレーレンズ全体の焦点距離は、第１の状態と第２の状態で等しく、バックフォーカスはそれぞれのプリズムの光路長に合わせて異なっている。

図１中の破線は、各光学素子が第１の状態と第２の状態で同じ配置になっていることを示している。
図１に示すように、第１のフライアイレンズ１０４（−１，−２）と、第２のフライアイレンズ１０５（−１，−２）、リレーレンズ系の第１のレンズ群１０６（−１，−２） の入射面、ミラー１０７（−１，−２）が折り返し作用を受けていない同一光軸上においてコリメータレンズ１０３（−１，−２）側から順番に配置されている。
そして、第１の状態におけるミラー１０７−１から第２のリレーレンズ群１０８−１の光入射面までの間隔（距離）ｄ１と、第２の状態におけるミラー１０８−２から第２のリレーレンズ群１０８−２の光入射面までの間隔（距離）ｄ２を共通に（等しく；ｄ１≒ｄ２）することで筐体共通化を図っている。
また、同一集光角のランプを用いれば、アパ−チャ１０２、コリメータレンズ１０３についても図１に示すごとく配置を同一にすることができる。

以下に示す表１は、本第１の実施形態の近軸配置の上記式（１）〜（６）の条件式における各パラメータの具体的な値の一例を示している。この例は、条件式を満足する例である。

表１に示すように、第１の状態（状態１）における各パラメータは次のように設定されている。
リレー系全体の屈折力φの逆数（１／φ）が“１６２．０”、第１のレンズ群１０６−１の屈折力の逆数（１／φ１１）が“２６５．０７”、第１のレンズ群１０６−１と第２のレンズ群１０８−１の近軸的な群間隔ｅ１が“１０９．７７”、第２のレンズ群１０８−１の屈折力の逆数（１／φ１２）が“２４４．２１”、無限遠光束に対するリレーレンズ系の近軸バックフォーカスｆｂ１が“９４．９３”にそれぞれ設定されている。

同様に、第２の状態（状態２）における各パラメータは次のように設定されている。
リレー系全体の屈折力φの逆数（１／φ）が“１６２．０”、第１のレンズ群１０６−２の屈折力の逆数（１／φ２１）が“４８２．１”、第１のレンズ群１０６−２と第２のレンズ群１０８−２の近軸的な群間隔ｅ２が“１０５．２９”、第２のレンズ群１０８−２の屈折力の逆数（１／φ２２）が“１９０．７１”、無限遠光束に対するリレーレンズ系の近軸バックフォーカスｆｂ２が“１２６．６２”にそれぞれ設定されている。

表１のように各パラメータが設定されている第１の実施形態の投射型表示装置１００における“ｅ１／ｅ２”が“１．０４”であり、条件式（５）で規定する範囲にあり、条件を満足している。
また、バックフォーカスｆｂの最大値Ｆｂｍａｘが“１４５．８（１６２×０．９）”、第１の状態におけるバックフォーカスｆｂの最小値Ｆｂｍｉｎ１が“５７．４５”、第２の状態におけるバックフォーカスｆｂの最小値Ｆｂｍｉｎ２が“６２．３８”となり、条件式（６）で規定する範囲にあり、条件を満足している。

図８（Ａ），（Ｂ）は、本第１の実施形態に係るリレーレンズ系の保持部材を示す構成図であり、円筒の断面を示している。図８（Ａ）が第１の状態に対応し、図８（Ｂ）が第２の状態に対応している。

前述したように、保持部材５００は、所定の角度に折れ曲がった筒状に形成されており、ミラー１０７が取り付けされる屈曲部分５０１は、所定の角度で切断されている。
第１のリレーレンズ群１０６と第２リレーレンズ群１０８はそれぞれミラー１０７を挟んでフライアイレンズ側とＴＩＲプリズム側から組み込む構造になっている。
具体的には、屈曲した保持部材５００の一端側（フライアイレンズ側）の開口部５０２に第１のリレーレンズ群１０６が組み込まれ、他端側（ＴＩＲプリズム側）の開口部５０３に第２のリレーレンズ群１０８が組み込まれている。

このような構造をとることにより、本第１の実施形態に係る投射型表示装置１００においては、第１のリレーレンズ群１０６の射出面頂点と第２のリレーレンズ群１０８の入射頂点間隔が共通になっており、これにより、共通の筐体でリレーレンズを組み込むことが可能になる。
曲率の差により筐体のレンズ保持面から面頂点までの高さにわずかなずれが生じるが、簡単なスペ−サによって補正することができ、またレンズ面高さを考慮してスペ−サの不要な設計を行うことも可能である。

図９（Ａ） ，（Ｂ）は、本第１の実施形態における第１の状態および第２の状態のリレーレンズ系の光路図である。
図からわかるように、本第１の実施形態の投射型表示装置１００においては、平行光が画像表示素子１１１−１，１１１−２上で結像している。

図１０（Ａ），（Ｂ）は、第１フライアイレンズが第２フライアイレンズの焦点位置に配置されることによる光束の状態を示す図である。
図１０（Ａ），（Ｂ）からわかるように、本第１の実施形態の投射型表示装置１００は、第１フライアイレンズ１０４−１，１０４−２が第２フライアイレンズ１０５−１，１０５−２の焦点位置に配置されることにより、第１フライアイレンズ表面から射出した光束が平行になる。

図１１（Ａ），（Ｂ）は、図９（Ａ），（Ｂ）および図１０（Ａ），（Ｂ）を統合した図であって、第１のフライアイレンズ表面が第２フライアイレンズとリレーレンズにより画像表示素子１１１−１，１１１−２上に結像される様子を、中心のレンズセルと周辺レンズセルについて示している。

図１２は、第１の実施形態の第１の状態の光路における画像表示素子の照明状態を示す図である。
図１３は、第１の実施形態の第２の状態の光路における画像表示素子の照明状態を示す図である。
図１２および図１３より、本第１の実施形態の投射型表示装置１００においては、異なる大きさの画像表示素子を共通の筐体で正確に照明していることが分かる。

表２は第１の実施形態の第１の状態の光学データを示し、表３は同じく第２の状態の光学データを示している。
表２および表３に示すように、第１の実施形態の投射型表示装置１００は、フライアイレンズの配置は同じであるが、レンズセルの大きさを変更することで、異なる大きさの画像表示素子に対応している。

＜第２実施形態＞
図１４は、本発明に係る投射型表示装置の第１の状態の構成と第２の状態の構成を並列に記載した光学系の第２の実施形態を示す図であって、図１４（Ａ）が第１の状態の構成を、図１４（Ｂ）が第２の状態の構成をそれぞれ示している。

本第２の実施形態の投射型表示装置１００Ａは、基本的な構成は第１の実施形態の投射型表示装置１００と同様の構成を有する。
第２の実施形態の投射型表示装置１００Ａが第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態の構成とリレーレンズの焦点距離、レンズ群の間隔を、上記条件式（１）〜（６）を満たす範囲で、筐体の共通化が可能であることを示している。

以下に示す表４は、本第２の実施形態の近軸配置の上記式（１）〜（６）の条件式における各パラメータの具体的な値の一例を示している。この例は、条件式を満足する例である。

表４に示すように、第１の状態（状態１）における各パラメータは次のように設定されている。
リレー系全体の屈折力φの逆数（１／φ）が“２００．０”、第１のレンズ群１０６−１の屈折力の逆数（１／φ１１）が“２３４．２３”、第１のレンズ群１０６−１と第２のレンズ群１０８−１の近軸的な群間隔ｅ１が“１１７．６７”、第２のレンズ群１０８−１の屈折力の逆数（１／φ１２）が“６８２．４０”、無限遠光束に対するリレーレンズ系の近軸バックフォーカスｆｂ１が“９３．００”にそれぞれ設定されている。

同様に、第２の状態（状態２）における各パラメータは次のように設定されている。
リレー系全体の屈折力φの逆数（１／φ）が“２００．０”、第１のレンズ群１０６−２の屈折力の逆数（１／φ２１）が“３４２．４７”、第１のレンズ群１０６−２と第２のレンズ群１０８−２の近軸的な群間隔ｅ２が“１２０．５８”、第２のレンズ群１０８−２の屈折力の逆数（１／φ２２）が“３１１．３７”、無限遠光束に対するリレーレンズ系の近軸バックフォーカスｆｂ２が“１２６．６”にそれぞれ設定されている。

表４のように各パラメータが設定されている第２の実施形態の投射型表示装置１００Ａにおける“ｅ１／ｅ２”が“０．９７６”であり、条件式（５）で規定する範囲にあり、条件を満足している。
また、バックフォーカスｆｂの最大値Ｆｂｍａｘが“１８０（２００×０．９）”、第１の状態におけるバックフォーカスｆｂの最小値Ｆｂｍｉｎ１が“９０．５６”、第２の状態におけるバックフォーカスｆｂの最小値Ｆｂｍｉｎ２が“８７．３６”となり、条件式（６）で規定する範囲にあり、条件を満足している。

表５は第２の実施形態の第１の状態の光学データを示し、表６は同じく第２の状態の光学データを示している。
表５および表６に示すように、第２の実施形態の投射型表示装置１００Ａは、フライアイレンズの配置は同じであるが、レンズセルの大きさを変更することで、異なる大きさの画像表示素子に対応している。

図１５は、第２の実施形態の第１の状態の光路における画像表示素子の照明状態を示す図である。
図１６は、第２の実施形態の第２の状態の光路における画像表示素子の照明状態を示す図である。
図１５および図１６より、本第２の実施形態の投射型表示装置１００Ａにおいては、異なる大きさの画像表示素子の領域を均等に（共通の筐体で正確に）照明していることが分かる。

＜第３実施形態＞
図１７は、本発明に係る投射型表示装置の第１の状態の構成と第２の状態の構成を並列に記載した光学系の第３の実施形態を示す図であって、図１７（Ａ）が第１の状態の構成を、図１７（Ｂ）が第２の状態の構成をそれぞれ示している。

本第３の実施形態の投射型表示装置１００Ｂは、基本的な構成は第１および第２の実施形態の投射型表示装置１００，１００Ａと同様の構成を有する。
第３の実施形態の投射型表示装置１００Ｂが第１および第２の実施形態と異なる点は、上記条件式（５）を満足しておらず、筐体を共通化することができないことを示し、第１および第２の実施形態に対する比較例として示している。

以下に示す表７は、本第３の実施形態の近軸配置の上記式（１）〜（６）の条件式における各パラメータの具体的な値の一例を示している。この例は、条件式を満足していない例である。

表７に示すように、第１の状態（状態１）における各パラメータは次のように設定されている。
リレー系全体の屈折力φの逆数（１／φ）が“２００．０”、第１のレンズ群１０６−１の屈折力の逆数（１／φ１１）が“２１５．１７”、第１のレンズ群１０６−１と第２のレンズ群１０８−１の近軸的な群間隔ｅ１が“１０３．１８”、第２のレンズ群１０８−１の屈折力の逆数（１／φ１２）が“１４６９．９３”、無限遠光束に対するリレーレンズ系の近軸バックフォーカスｆｂ１が“９３．００”にそれぞれ設定されている。

同様に、第２の状態（状態２）における各パラメータは次のように設定されている。
リレー系全体の屈折力φの逆数（１／φ）が“２００．０”、第１のレンズ群１０６−２の屈折力の逆数（１／φ２１）が“３４２．４７”、第１のレンズ群１０６−２と第２のレンズ群１０８−２の近軸的な群間隔ｅ２が“１２０．５８”、第２のレンズ群１０８−２の屈折力の逆数（１／φ２２）が“３１１．３７”、無限遠光束に対するリレーレンズ系の近軸バックフォーカスｆｂ２が“１２６．６”にそれぞれ設定されている。

表７のように各パラメータが設定されている第３の実施形態の投射型表示装置１００Ｂにおける“ｅ１／ｅ２”が“０．８５６”であり、条件式（５）で規定する範囲の下限値０．９５より小さい値であり、条件式（５）を満足していない。
また、バックフォーカスｆｂの最大値Ｆｂｍａｘが“１８０（２００×０．９）”、第１の状態におけるバックフォーカスｆｂの最小値Ｆｂｍｉｎ１が“１０６．５”、第２の状態におけるバックフォーカスｆｂの最小値Ｆｂｍｉｎ２が“８７．３６”となり、条件式（６）で規定する範囲を満足していない。

表８は第２の実施形態の第１の状態の光学データを示し、表９は同じく第２の状態の光学データを示している。

上述したように、本第３の実施形態の投射型表示装置１００Ｂは、条件式（５）の下限値な超えた場合の例であり、第１のレンズ群１０６と第２のレンズ群１０８の間隔が１０ｍｍ変化していることがわかる。この場合、筐体を共通化することができない。

＜第４実施形態＞
第４の実施形態としてレンズ頂点間隔を一定としてバックフォーカスを変化させてリレーレンズ系を設計した場合に、条件式（６）の値の変化について調べる。

図１８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、焦点距離２００ｍｍで配置を一定にしてバックフォーカスを変動させた場合の光路図である。図１８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）においては、ミラーによる折り曲げを省略し、プリズム光路を空気換算し図示している。

この場合、図１８（Ａ）に示すように、焦点距離に対してバックフォーカスを短くすると第２のレンズ群１０８の屈折力が弱くなり、屈折力が第１のレンズ群１０６に片寄る。絞りに近い第１のレンズ群１０６に屈折力が集中するため、像面湾曲が発生し、照明エリアの矩形境界線がディフォーカスし好ましくない。
逆に、図１８（Ｃ）に示すように、バックフォーカスが焦点距離に近くなると、第２のレンズ群１０８に屈折力が集中する。この場合、絞りに近い位置にある第１のレンズ群１０６の屈折力が弱いために球面収差が発生し、照明エリア境界線が全体的にボケて幅が広くなり好ましくない。これはボケが広い場合は、境界線が鮮鋭な場合に比べて、有効な領域を確保するために照明エリアを広くとる必要があるからである。
以上の理由により条件式（６）を満足する必要がある。

図１８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）のパワー配置を表１０に示す。合わせてバツクフォーカス条件式の値を示す。
表１０において、ａは図１８（Ａ）に対応し、ｂは図１８（Ｂ）に対応し、ｃは図１８（Ｃ）に対応している。
表１０に示すように、ａ，ｃは条件式を満たしていない。

表１１に、図１８（Ａ）の構成の光学データを示す。同様に、表１２に図１８（Ｂ）の構成の光学データを示し、表１３に図１８（Ｃ）の構成の光学データを示す。

図１９（Ａ）、（Ｂ）は図１８（Ａ）の構成に対応したリレーレンズ系の収差図であって、（Ａ）が球面収差を、（Ｂ）が像面湾曲を示している。
図２０（Ａ）、（Ｂ）は図１８（Ｂ）の構成に対応したリレーレンズ系の収差図であって、（Ａ）が球面収差を、（Ｂ）が像面湾曲を示している。
図２１（Ａ）、（Ｂ）は図１８（Ｃ）の構成に対応したリレーレンズ系の収差図であって、（Ａ）が球面収差を、（Ｂ）が像面湾曲を示している。

図１９〜図２１の収差図は、第２のフライアイレンズ表面位置を開口絞りに設定し、無限遠光束に対する収差として評価している。これは第１のフライアイレンズ１０５が第２のフライアイレンズ１０６の光源側焦点位置に配置され、第１のフライアイレンズ表面の結像性能を評価することに相当する。
条件式（６）を満たしていない図１８（Ａ），（Ｃ）の構成における収差が多く発生していることを示している。
この観点からも条件式（６）を満足することが必要であることがわかる。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１のフライアイレンズ１０４を保持する第１のレンズ保持部材３００と、第１のレンズ保持部材３００と連結し、第２のフライアイレンズ１０５を保持する第２のレンズ保持部材４００と、第２のレンズ保持部材４００と連結し、第１のレンズ群１０６、ミラー１０７、第２のレンズ群１０８を保持する第３のレンズ保持部材５００と、を有し、第１のレンズ保持部材３００と第２のレンズ保持部材４００とは、光軸を中心として回転可能に連結されるので、各焦点距離等の条件を満足し、互いの配置を常に一定に保持し、かつ、フライアイレンズの成形誤差、組み込み誤差を吸収し、フライアイレンズ境界線上の像が設計上の位置からずれてしまうことを防止でき、ひいては輝度むらの発生を抑止できる。

また、画像表示素子１１１（−１，−２）と、光源による照明光を画像表示素子に照射する照明光学系と、画像表示素子により形成された画像を投射する投射光学系と、を有し、照明光学系は、互いの焦点位置に配置される第１フライアイレンズ１０４（−１，−２）および第２のフライアイレンズ１０５（−１，−２）と、光路を折り曲げるミラー１０７（−１、−２）を挟んで配置される第１のレンズ群１０６（−１，−２）と第２のレンズ群１０８（−１、−２）と、を有し、第１および第２のレンズ群は、同じ焦点距離で異なるバックフォーカスを有し、（１）〜（６）の条件式を満足することから、画像表示素子サイズやプリズム光路長が変わっても共通の筐体にレンズを組み込むことができ、開発、製品コストを安価にすることが可能になる。

本発明に係る投射型表示装置の第１の状態の構成と第２の状態の構成を並列に記載した光学系の第１の実施形態を示す図である。 照明光学装置のフライアイレンズを保持していない状態の保持機構の分解斜視図である。 照明光学装置のフライアイレンズを保持していない状態の保持機構の分解斜視図である。 照明光学装置のフライアイレンズを保持している状態の保持機能の分解斜視図である。 照明光学装置のフライアイレンズを保持している状態の保持機能の分解斜視図である。 照明光学装置の保持機能の組み立て状態を示す斜視図である。 照明光学装置の保持機能の組み立て状態を示す斜視図である。 本第１の実施形態に係るリレーレンズ系の保持部材を示す構成図である。 本第１の実施形態における第１の状態および第２の状態のリレーレンズ系の光路図である。 第１フライアイレンズが第２フライアイレンズの焦点位置に配置されることによる光束の状態を示す図である。 図６および図１０を統合した図である。 第１の実施形態の第１の状態の光路における画像表示素子の照明状態を示す図である。 第１の実施形態の第１の状態の光路における画像表示素子の照明状態を示す図である。 本発明に係る投射型表示装置の第１の状態の構成と第２の状態の構成を並列に記載した光学系の第２の実施形態を示す図である。 第２の実施形態の第１の状態の光路における画像表示素子の照明状態を示す図である。 第２の実施形態の第２の状態の光路における画像表示素子の照明状態を示す図である。 本発明に係る投射型表示装置の第１の状態の構成と第２の状態の構成を並列に記載した光学系の第３の実施形態を示す図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、焦点距離２００ｍｍで配置を一定にしてバックフォーカスを変動させた場合の光路図である。 図１８（Ａ）の構成に対応したリレーレンズ系の収差図である。 図１８（Ｂ）の構成に対応したリレーレンズ系の収差図である。 図１８（Ｃ）の構成に対応したリレーレンズ系の収差図である。

符号の説明

１００，１００Ａ，１００Ｂ…投射型表示装置、１０１…光源、１０２…アパーチャ、１０３…コリメータレンズ、１０４…第１のフライアイレンズ、１０５…第２のフライアイレンズ、１０６…第１のリレーレンズ群（第１のレンズ群）、１０７…折り返しミラー、１０８…第２のリレーレンズ群（第２のレンズ群）、１０９…ＴＩＲプリズム、１１０…色分離合成プリズム、１１１…反射型画像表示素子、２００…保持機構、３００…第１のレンズ保持部材、４００…第２のレンズ保持部材、５００…第３のレンズ保持部材。

Claims (5)

1. 少なくとも第１のフライアイレンズと第２のフライアイレンズとを含む照明光学装置であって、
   前記第１のフライアイレンズを保持する第１のレンズ保持部材と、
   前記第１のレンズ保持部材と連結し、前記第２のフライアイレンズを保持する第２のレンズ保持部材と、
   前記第２のレンズ保持部材と連結し、少なくとも一つの光学レンズを保持する第３のレンズ保持部材と、を有し、
   前記第２のレンズ保持部材の前記第１のレンズ保持部材側であって、光軸から所定の距離に設けられたボス状の第１の係合部材と、
   前記第２のレンズ保持部材の前記第３のレンズ保持部材側であって、光軸から所定の距離に設けられたボス状の第２の係合部材と、
   前記第１のレンズ保持部材の前記第２のレンズ保持部材側であって前記第１の係合部材と係合する長孔からなる第１の被係合部と、
   前記第３のレンズ保持部材の前記第２のレンズ保持部材側であって前記第２の係合部材と係合する長孔からなる第２の被係合部と、を有し、
   前記第２のレンズ保持部材は、前記第１のレンズ保持部材と連結して固定される第１のレンズ保持部材側面と、前記第３のレンズ保持部材と連結して固定される第３のレンズ保持部材側面と、が所定の距離をもって形成され、前記第３のレンズ保持部材側面に前記第２のフライアイレンズが固定され、
   前記第１のレンズ保持部材と前記第２のレンズ保持部材のうちの少なくとも一方を前記光軸を中心に回転可能であり、
   前記第１の係合部材と前記第１の被係合部は、前記光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能であり、
   前記第２の係合部材と前記第２の被係合部は、前記光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能であり、
   前記第１の係合部材と前記第１の被係合部とが係合状態にあるときに、前記第１のレンズ保持部材と前記第２のレンズ保持部材とを固定可能な第１の固定部と、
   前記第２の係合部材と前記第２の被係合部とが係合状態にあるときに、前記第２のレンズ保持部材と前記第３のレンズ保持部材とを固定可能な第２の固定部と、を有する
   照明光学装置。
2. 前記第３のレンズ保持部材は、光路を折り曲げるミラーを挟んで配置される第１のレンズ群と第２のレンズ群を保持し、
   照明光の光路に沿って、前記第１のフライアイレンズ、第２のフライアイレンズ、第１のレンズ群、ミラー、および第２のレンズ群が配置されている
   請求項１に記載の照明光学装置。
3. 照明光を出射する光源と、
   照明光が照射されて画像を形成する画像表示素子と、
   少なくとも第１のフライアイレンズと第２のフライアイレンズとを含み、前記画像表示素子に前記光源による照明光を照射する照明光学装置と、
   前記画像表示素子により形成された画像を投射する投射光学系と、を有し、
   前記照明光学装置は、
   前記第１のフライアイレンズを保持する第１のレンズ保持部材と、
   前記第１のレンズ保持部材と連結し、前記第２のフライアイレンズを保持する第２のレンズ保持部材と、
   前記第２のレンズ保持部材と連結し、少なくとも一つの光学レンズを保持する第３のレンズ保持部材と、を有し、
   前記第２のレンズ保持部材の前記第１のレンズ保持部材側であって、光軸から所定の距離に設けられたボス状の第１の係合部材と、
   前記第２のレンズ保持部材の前記第３のレンズ保持部材側であって、光軸から所定の距離に設けられたボス状の第２の係合部材と、
   前記第１のレンズ保持部材の前記第２のレンズ保持部材側であって前記第１の係合部材と係合する長孔からなる第１の被係合部と、
   前記第３のレンズ保持部材の前記第２のレンズ保持部材側であって前記第２の係合部材と係合する長孔からなる第２の被係合部と、を有し、
   前記第２のレンズ保持部材は、前記第１のレンズ保持部材と連結して固定される第１のレンズ保持部材側面と、前記第３のレンズ保持部材と連結して固定される第３のレンズ保持部材側面と、が所定の距離をもって形成され、前記第３のレンズ保持部材側面に前記第２のフライアイレンズが固定され、
   前記第１のレンズ保持部材と前記第２のレンズ保持部材のうちの少なくとも一方を前記光軸を中心に回転可能であり、
   前記第１の係合部材と前記第１の被係合部は、前記光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能であり、
   前記第２の係合部材と前記第２の被係合部は、前記光軸を中心に所定範囲で回転可能に係合可能であり、
   前記第１の係合部材と前記第１の被係合部とが係合状態にあるときに、前記第１のレンズ保持部材と前記第２のレンズ保持部材とを固定可能な第１の固定部と、
   前記第２の係合部材と前記第２の被係合部とが係合状態にあるときに、前記第２のレンズ保持部材と前記第３のレンズ保持部材とを固定可能な第２の固定部と、を有する
   投射型表示装置。
4. 前記第３のレンズ保持部材は、光路を折り曲げるミラーを挟んで配置される第１のレンズ群と第２のレンズ群を保持し、
   照明光の光路に沿って、前記第１のフライアイレンズ、第２のフライアイレンズ、第１のレンズ群、ミラー、および第２のレンズ群が配置されている
   請求項３に記載の投射型表示装置。
5. 前記第２のレンズ群の照明光の出射側にプリズムが配置される
   請求項３または４に記載の照明光学装置。

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