CN1178092C - 照明光学系统和使用该照明光学系统的投影仪 - Google Patents

Abstract

相对第二透镜阵列(130A)的第二小透镜(132Ab)的位置调整第三小透镜(132Ab)的曲面位置，以便使在照明区域(LA)上透过偏振分光膜(142)的光照射的第一区域(W1)的大小与在照明区域(LA)上被偏振分光膜(142)和反射膜(144)反射的光照射的第二区域(W2)的大小相等，通过采用这种构成，可以抑制使用偏振变换光学系统的现有技术中的光学系统发生的照明效率下降。

Description

照明光学系统和使用该 照明光学系统的投影仪

技术领域

本发明涉及把从光源射出的非偏的光变成方向几乎一致的一种直线偏振射出的光学系统，另外，本发明还涉及可以利用该照明光学系统显示明亮图象的投影仪。

背景技术

在投影仪中，照射在被称为光阀的电光装置上的照明光，根据要显示的住处进行调制，然后把该调制过的光映射在屏幕上实现图象显示，通常利用液晶板的液晶光阀作为这种电光装置。

被投影仪显示的图象最好是明亮的，为此，最好提高从组装在投影仪内的照明光学系统射出的照明光的利用率。然而因为在投影仪上使用的液晶光阀通常只利用一种直线偏振光，所以在射出非偏振光的照明光学系统的情况下，存在不能被液晶光阀利用的偏振方向的光。因此使从照明光学系统射出的照明光的利用率降低。为了提高液晶光阀中的照明光的利用效率，现有技术中一直在利用把从光源射出的非偏振光变换成一种直线偏振光的偏振变换光学系统的照明系统。

图13是表示照明光学系统的概略平面构成图。

设光的行进方向为Z轴方向(与照明光学系统的光轴SX平行的方向)。设朝向光行进的方向12时的方向为Y轴方向(纵向)，设3时的方向为X轴方向(横向)。该照明光系统具有光源1110，第一透镜阵列1120，第二透镜阵列1130，偏振变换光学系统1140、重叠透镜1150沿光轴SX顺次排列的结构。第一透镜阵列1120具有多个小透镜1122。第二透镜阵列1130与第一透镜阵列1120的多个小透镜相对应地具有多个小透镜1132。

偏振变换光学系统1140的多组互相平行的偏振分光膜1142和反射膜1144沿X轴方向排列。这些偏振分光膜1142和反射膜1144相对Z方向具有一定的倾斜。在各偏振分光膜1142的射出面侧分别设置λ/2相差片1148。

从光源1110射出的大致平行的光被第一透镜阵列1120的多个小透镜1122分割成多个局部光束。被分割后的多个局部光束通过第一透镜阵列1120和第二透镜阵列1130的各个小透镜1122和1132的聚光作用分别会聚在偏振变换光学系统1140的偏振分光膜1142附近。光源1110的光轴LX相对照明光学系统的光轴X在-X方向只偏移Dp(＝Wp/2)，以便使从第一透镜阵列1120射出的多个局部光束高效率地入射到偏振变换光学系统1140的偏振分光膜1142上，Wp表示偏振分光膜1142与反射膜1144的间隔。

会聚在偏振分光膜1142附近的光中的一直线偏振成分(例如D偏振)几乎全部透过偏振分光膜1142。而另一直线偏振成分(例如S偏振)几乎全部被偏振分光膜1142反射，经偏振分光膜1142反射的另一直线偏振成分被反射膜1144反射，入射到重叠透镜1150上。透过偏振分光膜1142的那部分直线偏振成分入射到λ/2相位差片1148后与另一直线偏振成分变成同一方向的直线偏振光，入射到重叠透镜1150上。入射到重叠透镜1150的多个局部光线束在各自的照明区域LA上大致重叠。如上所述，传统的照明光学系统的照明区域可以被一种大致直线偏振光照明。

图14是表示传统的照明光学系统的问题的说明图。图14(A)示出了透过偏振分光膜1142的光(以下也有简称透射光的情况)的光路，图14(B)是表示被偏振分光膜1142和反射膜1144反射的光(以下也有简称“反射光”的情况)的光路。为了容易说明起见，在把偏振分光膜1142和反射膜1144的反射光路置换成直线形的等效光路，略去重叠透镜1150引起的偏移的同时示出在图14(A)和图14(B)中。

如图14(A)和图14(B)所示，入射在偏振分光膜1142上的光中从反射光的偏振分光膜1142到照明区域的光路长度与透射光的光路长度相比，只长从偏振分光膜1142到反射膜1144的光路长度Wp。因此，反射光照明的照明区域LA上的第二区域W2的大小比透射光照明的第一区域W1的大小要大，所以反射光产生的照明效率比透射光产生的照明效率要低。结果引起照明光学系统的照明效率变低的问题。

发明内容

本发明是为解决已有技术中的上述问题而提出的，目的是提供抑制在使用偏振变换光学系统的现有技术的照明光学系统时发生的照明效率降低的技术。

为了解决上述问题的至少一部分，本发明的照明光学系统的特点在于装备有：

发射非偏振的光的光源；

将至少一组互相平行的偏振分光膜和反射膜沿规定方向倾斜配置，并使入射的非偏振的光变换成具有规定偏振方向的直线偏振的光的偏振变换光学系统；

具有设置在上述光源与上述偏振分光膜之间的光路上的至少一个第一透镜的第一光学系统；

第二光学系统，具有从上述第一透镜射出的第一光中透过上述偏振分光膜后的第二光入射的第二透镜，以及被上述偏振分光膜和上述反射膜反射后的第三光入射的第三透镜，

调整上述第二透镜和上述第三透镜中的至少一方的光学特性，以使在规定的照明区域上的上述第二光照射的区域的大小和上述第三光照射的区域的大小相等。

按照本发明的照明光学系统，因为使在规定的区域上第二光照射的第一区域的大小与在规定的区域上第三光照射的第二区域的大小调整到相等的状态，所以可抑制在利用偏振变换光学系统的现有照明光学系统中发生的照明效率的降低。结果可实现照明效率高的照明光学系统。

在上述照明光学系统中

最好在与照明光学系统光轴平行的方向上，把上述第三透镜的曲面所配置的位置调整到相对上述第二透镜曲面所配置位置偏移的位置上。

如上所述，通过把第三透镜的曲面位置调整到相对上述第二透镜曲面位置偏移的位置上，可以将在规定的区域上第二光照射的区域的大小与第三光照射的区域的大小调整到相等的状态。

另外，最好使上述第二透镜和第三透镜具有相同的曲面形状。

这样一来，仅在与照明光学系统光轴平行的方向上，把第三透镜的曲面所配置的位置调整到相对上述第二透镜的曲面所配置的位置偏移的位置上，就可以容易地把在规定的照明区域上第二光照射的区域的大小与第三光照射的区域的大小调整到相等的状态。

在此，上述第二透镜的曲面所配置的位置与上述第三透镜的曲面所配置的位置的差Di可以由下式确定：

Di＝(Wp·Wi)/(Wi+W)

式中Wi为上述第一透镜上述第一透镜在上述规定方向的宽度，W为上述规定的照明区域上的、上述第二光所照射的区域的上述规定方向的长度，Wp为上述偏振分光膜与上述反射膜的间隔。借此可以简单地确定上述第二透镜曲面位置与上述第三透镜曲面的关系。

另外本发明的投影仪的特点在于装备有：

发射照明光的照明光学系统；

响应图象信息调制来自上述照明光学系统的光的电光学装置；

投射由上述电光学装置获得的调制光的投射光学系统，

所述的照明光学系统装备有：

射出非偏振光的光源。

将至少一组互相平行的偏振分光膜和反射膜沿规定方向倾斜配置，并使入射的非偏振的光变换成具有规定的偏振方向的直线偏振的光的偏振变换光学系统；

第一光学系统，具有被设置在上述光源和上述偏振分光膜之间的光路上的至少一个第一透镜；

第二光学系统，具有从上述第一透镜射出的光中透过上述偏振分光膜后的第二光入射的第二透镜，以及被上述偏振分光膜和上述反射膜反射后的第三光入射的第三透镜；

调整上述第二透镜和上述第三透镜中至少一方的光学特性，以使在上述电光学装置上的上述第二光照射的区域的大小与第三透镜照射的区域的大小相等。

由于本发明的投影仪使用上述发明的照明光学系统，与使用现有技术的照明光学系统的情况相比，可以高效率地将光照射在电光学装置上，结果可以显示比现有技术明亮的图象。

附图的简要说明

图1是显示作为本发明的一个实施例的照明光学系统的主要部分的概略平面构成图；

图2(A)-(C)是表示第一透镜阵列120外观的说明图；

图3是表示偏振变换光学系统140的外观的斜视图；

图4是表示偏振变换光学系统140的功能的说明图；

图5是表示第二透镜阵列130A外观的说明图；

图6(A)-(C)是表示第二透镜阵列130A功能的说明图；

图7是表示照明光学系统100A的变型例的概略平面构成图；

图8是表示照明光学系统100A另一变型例的概略平面构成图；

图9是表示照明光学系统其它变型例的概略平面构成图；

图10是表示图7所示的照明光学系统100B的变型例的概略平面构成图；

图11是表示图8所示的照明光学系统100C的变型例的概略平面构成图；

图12是表示使用本发明的照明光学系统的投影仪的说明图；

图13是表示现有技术照明光学系统主要部件的概略平面构成图；

图14(A)、(B)是表示现有技术的照明光学系统存在问题的说明图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的优选实施例。在以下的实施例中，如没有特殊说明，都设光的行进方向为Z轴方向(与光轴平行方向)，朝着光行进方向12时的方向为Y轴方向，3时方向为X轴方向(横向)

A、照明光学系统

图1是表示作为本发明的照明光学系统的主要部件的概略平面构成图。该照明光学系统100包括：光源110、第一透镜阵列120、偏振变换光学系统140、第二透镜阵列130A和重叠透镜150。偏振变换光学系统140、第二透镜阵列和重叠透镜150以使其中心光轴大致与照明光学系统100A的系统光轴SX一致的方式配置。光源110的光源光轴LX仅从系统光轴SX向-X轴方向大致平行地偏移规定的值Dp。这个偏移值Dp将在以后说明。

光源110具有射出放射状的光线的发射光源的光源灯112和使光源灯射出的放射光射向第一透镜阵列120的方向的凹面镜114。作为光源灯112，通常用金属卤化物灯或高压水银灯等。作为凹面镜114最好用抛物面或椭圆面镜等。如用抛物面镜，则可以射出大致平行的光。如用椭圆面镜，可以射出会聚光。在本实施例中用抛物面镜作为凹面镜114。

图2是表示第一透镜阵列120的外观的说明图。图2(A)是平面图，图2(B)是正面图，图2(C)是侧面图。第一透镜阵列120具有使具有大致矩形形状轮廓的平凸状的第一小透镜122排列成M行N列的矩形状的结构。图2示出了M＝5、N＝4的例子。最好将第一小透镜122设定成从正面(Z轴方向)看到的形状与照明光学系统的照明区域LA的实际照明对象的形状大致相似。例如后面所述，在把本实施例的照明光学系统使用在使用液晶光阀的投影仪上的情况下，如果液晶光阀的图象形成区域的纵横比(横向尺寸与纵向尺寸的比率)为4∶3，则第一小透镜122的纵横比(WiX∶WiY)也大致设定为4∶3。借此使由从第一小透镜122的射出的光束照明的照明区域LA上的区域变成与第一小透镜122的形状相似的形状。

图3是表示偏振变换光学系统140的外观的斜视图。该偏振变换光学系统140包括偏振光分束阵列141和可选择地配置在偏振光分束阵列的光射出面一部分上的λ/2相位差片148(图中用斜线表示)。偏振光分束阵列141具有将断面分别为平行四边形的多个柱状透光性器材146顺次贴合后的形状。在透光性器材146的界面上交错地形成偏振分光膜142与反射膜144。λ/2相位差板148选择地贴附在偏振分光膜142或反射膜144的光射出面的X方向的映象部分上。在本例中，使λ/2相位片148贴在偏振分光膜142的射出面的X方向的映象部分上。通过以使偏振分光膜142和反射膜144交错配置的方式粘合形成有这些膜的多个玻璃片后再按规定的角度加以倾斜切断，即可制作该偏振光分束镜阵列141。偏振分光膜142是电介质多层膜，反射膜144可以用电介质多层膜或铝膜构成。

偏振变换光学系统140具有把入射的光束变换一种直线偏振光(例如S偏振光或P偏振光等)后射出的功能。图4是表示偏振变换光学系统140功能的说明图。含S偏振成分和P偏振成分的非偏振光(具有随机偏振方向的入射光)入射在该偏振变换光学系统140的入射面上。该入射光首先被偏振分光膜142分成S偏振光和P偏振光。P偏振光按原样透过偏振分光膜142。在透过偏振分光膜的P偏振光的射出面上预先配置好λ/2相位差板148。将该P偏振光变换成S偏振光射出。另外，S偏振光几乎被偏振分光膜142垂直地反射，又经反射膜144反射，在与按原样通过偏振分光膜142的P偏振光大致平行的状态下，反向X轴方向平行移动距离Wp后射出。因此通过偏振变换系统140的光基本上变成S偏振光射出。在想把从偏振变换光学系统射出的光变成P偏振光的场合下，也可以把λ/2相位差片148配置在由反射膜144反射的S偏振光射出的射出面上。

另外，可以把包括相邻的一个偏振分光膜142和一个反射膜144和一个λ/2相位差片148而构成的一个部件作为偏振变换元件。偏振分光器阵列141是由这样的偏振变换元件149沿X方向多列配置而成的，在这个例子中是由四列偏振变换元件149构成。

可是，从图4可以清楚看出，从偏振变换光学系统140射出的两束S偏振光的中心(两束S偏振光的中央)比入射的非偏振光(S偏振光+P偏振光)的中心更加向X方向偏移。这个偏移量大致等于偏振分光膜142与反射膜144的间隔Wp(即偏振分光膜142沿X轴方向的宽度)的一半。因此，如图1所示，将光源110的光轴LX设定在从系统光轴SX仅偏移大致等于Wp/2的距离Dp的位置上，而间隔Wp设定为大致等于第一小透镜122的X方向的宽度WiX(图示)的一半。

如上述地入射到偏振变换光学系统140的光被变换成透过偏振分光膜142的光和反射的光这两种光。因此，从第一透镜阵列120射出的多部分光束通过偏振光学系统140后分别变换成两部分光束。

图5是表示第二透镜阵列130A外观的说明图。图5(A)是平面图、图5(B)是正面图、图5(C)是侧面图。第二透镜阵列130A具有分别与透过偏振分光膜142的多个部分光束对应的多个第二小透镜132Aa、和分别与被偏振分光膜142和反射膜144反射的光对应的多个第三小透镜132Ab。设定第二小透镜132Aa和第三小透镜132Ab的Y轴方向的宽度，使其等于第一小透镜122的Y轴方向的宽度WiY的一半，设定第二小透镜132Aa和第三小透镜132Ab的X轴方向的宽度，使其等于第一小透镜122的X轴方向宽度WiX的一半。如图1所示，按照使第二小透镜132Aa和第三小透镜132Ab的曲面朝向偏振变换光学系统140侧的方式来配置第二透镜阵列130A。第三小透镜132Ab的曲面位置，根据后述的理由，与第二小透镜132Aa的曲面位置相比只高一个高度Di。因此如图1所示，第三小透镜132Ab的曲面位置比第二小透镜132Aa的曲面位置向偏振变换光学系统140侧只偏离长度Di。第二小透镜132Aa和第三小透镜132Ab的曲面形状相同。曲面形状由透镜的折射率和焦距确定。

由入射在第二透镜阵列130A的第二小透镜132Aa和第三小透镜130Ab的部分光束使在第一小透镜122内形成的像通过重叠透镜150成像在照明区域LA上。

即透过图1的偏振变换光学系统140的偏振分光膜142的多个部分光束通过第二小透镜阵列130A对应的第二小透镜132Aa入射在重叠透镜150上。另外被偏振分光膜142和反射膜144反射的多个部分光束通过第二透镜阵列130A对应的第三小透镜132Ab入射在重叠透镜150上。入射在重叠透镜150上的多个部分光束在照明区域LA上大致重叠。如上所述，本实施例的照明光学系统100A，可以只由大致一种直线偏振光照明在照明区域LA上面。

照明光学系统100A的特征在于：在偏振变换光学系统140射出面侧设置如图5所示的第二透镜阵列130A。即特征在于：第三小透镜132Ab的曲面位置被配置成比第二小透镜132Aa的曲面位置反向偏振变换光学系统140侧偏移长度Di。

图6是表示第二透镜阵列130A功能的说明图。图6(A)示出了透过偏振分光膜142的光(以下有时简单称“透射光”)的光路。6(B)图和图(C)分别示出了被偏振分光膜142和反射膜144反射的光(以下有时简单称为“反射光”)的光路。但图6(B)表示假定第三小透镜132Ab配列在与图5所示的第三小透镜132Ab的曲面位置处在第二小透镜132Aa的曲面位置处在相同高度的情况。为了说明方便，在图6中，在用直线形的等效光路代替偏振分光膜142和反射膜144反射的光路的同时，略去了因重叠透镜150引起的光的偏向。

如图6(A)和6(B)所示，在第三小透镜132Ab的曲面位置与第二小透镜132Aa的曲面位置同高度、即Di＝O的情况，与用图14说明的现有技术的照明光学系统相同，反射光的光路长度与透射光的光路长度相比，变成几乎只等于从偏振分光膜142到反射膜144的光路长度Wp(Wp是偏振分光膜142与反射膜144的间隔)。因此，显然反射光照明的照明区域LA上的第二区域W2的大小比透射光照明的第一区域W1的大小要大。

另外，如图6C所示，由于可通过改变第三小透镜132Ab的曲面位置，来改变入射在第三小透镜132Ab上的反射光的宽度，所以可以最终改变反射光照明的区域LA上的区域W2的大小。具体地说，通过使第三小透镜132Ab的曲面位置从图6B的位置向偏振变换光学系统140侧偏移，可以使反射光照明的照明区域LA上的第二区域W2的大小变小(图1)。结果可以把第二区域W2的大小调整成与第一区域W1的大小相等。

另外，该长度Di即第二小透镜132Aa的曲面位置与第三小透镜132Ab的曲面位置的差(偏移量)Di可以根据下述方法求出。

首先，在图6(A)和(C)中，根据几何学的关系求出下式(1)至(3)的关系式。

T1/T2＝R1/R2＝Wi/W    (1)

T1+T2+Wp＝R1+R2       (2)

T1+Di＝R1             (3)

式中T1是第一小透镜122与第二小透镜132Aa间的光路长，T2是第二小透镜132Aa与照明区域LA间的光路长，R1是第一小透镜122与第三小透镜132Ab间的光路长，R2是第三小透镜132Ab与照明区域LA间的光路长。而Wi表示第一小透镜122的大小。W表示照明区域LA上的第一区域W1的大小。Wp表示偏振分光膜142与反射膜144的间隔，该间隔与偏振变换光学系统140中的透射光和反射光的光路长的差大致相等。

偏移量Di可以根据上述(1)式至(3)式按下式(4)求出：

Di＝R1-T1＝(Wp·Wi)/(Wi+W)    (4)

若利用上述(4)式，可以简单求出第二透镜阵列132Aa的曲面位置与第三小透镜阵列132Ab的曲面位置的偏移量。而该偏移量Di通常可以设定在0＜Di＜Wi的范围但也可设定在Di＞Wi的范围内。

另外，在图1中，虽然是使第一透镜阵列130A和重叠透镜150隔开配置的，但也可以使它们紧密靠近配置。另外也可以用光学粘接剂互相贴合在一起。另外，偏振变换光学系统在图1中虽然是使其与第二透镜阵列130A隔开配置的，但同样也可以使其与第二透镜阵列130A紧密靠近配置，也可以互相贴合在一起。

图7是概略表示照明光学系统100A的变型例的平面构成图。该照明光学系统100B表示把第二透镜阵列130A置换成第二透镜阵列130B的例子。表示出第二透镜阵列处在使第二小透镜132Ba和第三小透镜阵列132Bb的曲面朝向重叠透镜150侧配置的情况。但在这种情况下，最好是使第二小透镜132Ba的曲面位置比第三小透镜132Bb的曲面位置只高出Di地形成。另外，虽然偏振变换光学系统140与第二透镜阵列130B是隔开配置的，但也可以互相紧密靠配置，也可以互相贴合在一起。

图8是概略表明照明光学系统100A的另一变型例的平面构成图。该照明光学系统100C表示把第二透镜阵列130A置换成第二透镜阵列130C的例子。第二透镜阵列130C表示处在使第二小透镜132Ca的曲面朝向重叠透镜150侧，而使第三小透镜132Cb的曲面位置朝向偏振光学系统140侧配置的情况。但在这种情况下，最好使第二小透镜132Ca的曲面位置与第三小透镜132Cb的位置的差形成为Di。另外，虽然偏振变换光学系统140与第二透镜阵列130C是隔开配置的，但也可以紧密靠近配置，也可以互相贴合在一起。

另外，上述实施例和各个变型侧还可按下述变型。

图9是概略表示照明光学系统100A的另一变型例的平面构成图。表示该照明光学系统100D将照明光学系统100A的第二透镜阵列130A和重叠透镜150置换成第二透镜130D的例子。使第二小透镜阵列130D由具有相应于第二和第三小透镜的位置的偏心量的偏心透镜构成，以使第二透镜阵列130A的第二小透镜132Aa和第三小透镜132Ab分别兼备重叠透镜150的功能。

图10是概略表示图7所示的照明光学系统100B的变型例的平面图。表示该照明光学系统100E将照明光学系统100B的第二透镜阵列与重叠透镜150置换成第二透镜阵列130E，由具有相应于第二透镜阵列130B的第二小透镜132Ba和第三小透镜132b  的各自位置的偏心量的偏心透镜构成，以便使所述各个小透镜分别兼备重叠透镜150的功能。

图11是概略表示图8所示的照明光学系统100C的变型例的平面构成图。表示该照明光学系统100F把照明光学系统100C的第二透镜阵列和重叠透镜150置换成第二透镜阵列130C的例子。使第二透镜阵列130F由具有相应于第二透镜阵列130C的第二小透镜132Ca和第三小透镜132Cb各自的位置的偏心量的偏心透镜构成，以便使所述各个小透镜分别兼备重叠透镜150的功能。

因为可以在上述任何的实施例或变型例等中，使第三小透镜的曲面位置相对第二小透镜的位置向偏振变换光学系统140侧偏移，所以可以把透过偏振分光膜142的光照明的区域的大小和被子偏振分光膜144反射的光照明区域的大小调整到与由偏振分光膜142以及反射膜144反射的光照明的区域的大小大致相等的状态。从而可以限制在现有技术的照明光学系统中发生的照明光学系统的照明效率的下降。另外，因为可省略重叠透镜150，所以可实现照明光学系统的简单化和降低成本。

另外，虽然上述实施例和各变型例等具有沿着用直线表示的系统光轴SX配置各光学元件的构成，但不限于这些构成，也可以采用把反射片配置在各光学元件间的某个位置上构成使光的光路偏向的构成。

从以上说明可以清楚看出，第一透镜阵列和第二透镜阵列分别相当于本发明的第一光学系统和第二光学系统。另外，第一小透镜至第三小透镜分别相当本发明的第一透镜至第三透镜阵列。

B、投影仪

图12是表示使用本发明的照明光学系统的投影仪的说明图。该投影仪1000由照明光学系统100F、色光分离光学系统200、传递光学系统220、三个透射型液晶光阀(液晶面板)300R、300G和300B，交叉分色棱镜520以及投影光学系统540构成。

照明光学系统100F，如上所述，使与偏振方向一致的直线偏振光(在上述例子中为S偏振光)的照明光射出，在色光分离光学系统200中分离成红(R)、绿(G)、蓝(B)三色的色光，已分离出的各色光照射在相当于照明区域LA的光阀300R、300G、300B上，并响应各自对应的色光的色信号(图像信息)受到调制。被液晶光阀300R、300G、300B调制后的三色调制光束被交叉分色棱镜520合成后经投影光学系统540投射在屏幕SC上。借此在屏幕SC上显示出图象。而关于如图12所示的投影仪的各部件的构成和功能，由于已在例如被本申请人公开的特开平10-325954号公报中详细描述，所以在本说明书中省略详细说明。

由于本发明的投影仪1000使用了能抑制在现有技术的光学系中发生的照明光学系统照明效率下降的照明光学系统100F，而可以显示比较明亮的图象。

另外作为该投影仪1000的照明光学系统，利用上述其它的实施例和变型例也可以获得同样的效果。

另外，液晶光阀300R、300G、300B相当于本发明中的电光学装置。

另外，本发明不受上述实施例和实施方式的限定，在不脱离本发明宗旨的范围内可以各种方式实施。

(1)虽然在上述照明光学系统中是就通过使第三小透镜的曲面位置相对第二透镜阵列的第二小透镜的曲面位置偏移来抑制照明效率下降的例子说明的，但本发明不受这个限制。通过使第二小透镜和第三小透镜的曲面形状在第二小透镜和第三小透镜上变化，也可以抑制照明效率下降。即可以调整第二小透镜和第三小透镜中的至少一方的光学特性，以便使透过偏振分光膜的光的照明区域的大小与被偏振分光膜和反射膜反射的光的照明区域的大小相等。另外在本发明的光学特性中，不限于折射率和曲面形状等所说的光学特性，也包含透镜曲面的位置。

(2)另外，在上述照明光学系统中，虽然是以装备具有多组偏振分光膜和反射膜的偏振变换光学系统的情况为例说明的，但也可以用装备有一组偏振分光膜和反射膜的偏振变换光学系统的构成。

(3)虽然在上述投影仪中，是以使用透射型液晶光阀作为电光学装置为例进行说明的，但这不是对本发明的投影仪的限定，也可以是使用反射型液晶光阀的投影仪。还可以是使用把特定的直线偏振光作为照明光利用的所有型号的电光学装置的投影仪。

(4)虽然在上述实施例中，是就把本发明的照明光学系统使用在投影仪上的情况说明的，但不受投影仪这个限定。本发明的照明光学系统可以作为各种装置中的照明光学系统使用。

Claims (8)

1.一种发射照明光的照明光学系统，其特征在于装备有：

发射非偏振的光的光源；

将至少一组互相平行的偏振分光膜和反射膜沿规定方向倾斜配置，并使入射的非偏振的光变换成具有规定偏振方向的直线偏振的光的偏振变换光学系统；

具有设置在上述光源与上述偏振分光膜之间的光路上的至少一个第一透镜的第一光学系统；

第二光学系统，具有从上述第一透镜射出的第一光中透过上述偏振分光膜后的第二光入射的第二透镜，以及被上述偏振分光膜和上述反射膜反射后的第三光入射的第三透镜；

调整上述第二透镜或上述第三透镜中的光学特性，使在规定的照明区域上的上述第二光照射的区域的大小和上述第三光照射的区域的大小相等。

2.如权利要求1所述的照明光学系统，其特征在于：在与上述照明光学系统的光轴平行的方向上，上述第三透镜的曲面所配置的位置被调整到相对上述第二透镜曲面所配置的位置偏离的位置上。

3.如权利要求2所述的照明光学系统，其特征在于：上述第二透镜和上述第三透镜具有相同的曲面形状。

4.如权利要求2或权利要求3所述的照明光学系统，其特征在于：在与上述照明光学系统的光轴平行的方向上的上述第二透镜的曲面所配置的位置与上述第三透镜曲面所配置的位置的差Di，如设上述第一透镜在上述规定方向的宽度为Wi，设上述规定的照明区域上的、上述第二光所照射的区域的上述规定方向的长度为W，上述偏振分光膜与上述反射膜的间隔为Wp时，则由下式Di＝(WpWi)/(Wi+W)来确定。

5.一种投影仪，其特征在于装备有：

发射照明光的照明光学系统；

响应图象信息调制来自上述照明光学系统的光的电光学装置；

投射由上述电光学装置获得的调制光的投射光学系统，

所述的照明光学系统装备有：

发射非偏振光的光源；

将至少一组互相平行的偏振分光膜和反射膜沿规定方向倾斜配置，并使入射的非偏振的光变换成具有规定的偏振方向的直线偏振的光的偏振变换光学系统；

第一光学系统，该系统具有被设置在上述光源和上述偏振分光膜之间的光路上的至少一个第一透镜；

第二光学系统，具有从上述第一透镜射出的第一光中透过上述偏振分光膜后的第二光入射的第二透镜，以及被上述偏振分光膜和上述反射膜反射后的第三光入射的第三透镜；

调整上述第二透镜或上述第三透镜中的光学特性，以使在上述电光学装置上的上述第二光照射的区域的大小与上述第三光照射的区域的大小相等。

6.如权利要求5所述的投影仪，其特征在于：在与上述照明光学系统的光轴平行的方向上，将上述第三透镜的曲面所配置的位置调整到相对上述第二透镜的曲面所配置的位置偏离的位置上。

7.如权利要求6所述的投影仪，其特征在于：上述第二透镜和上述第三透镜具有相同的曲面形状。

8.如权利要求6或7所述的投影仪，其特征在于：在与上述照明光学系统的光轴平行的方向上的上述第二透镜的曲面所配置的位置与上第三透镜的曲面所配置的位置的差Di，如设上述第一透镜在上述规定方向的宽度为Wi，上述电光学装置上的、上述第二光所照射的区域的上述规定方向的长度为W，上述偏振分光膜与上述反射膜的间隔为Wp，则由下式Di＝(Wp·Wi)/(Wi+W)来确定。

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