JP2000122178A5 - - Google Patents
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Description
【0013】
【課題を解決するための手段】
第1発明は、光を放射する光源部と、
投射レンズの入射瞳径、瞳距離、入射側有効径に基づいて決定された焦点距離を有したコレクターレンズと、
中心セルのみ球面のフライアイレンズと、
コンデンサーレンズと、
上記光源の発光中心部を中心とする球面鏡と、
該球面鏡の周辺部にリング状に設置された放物面鏡と
を有することを特徴とする照明装置である。
第2発明は、光を放射する光源部と、
前記光源の発光中心部を中心とし該光源の後方に配置された球面鏡と、
前記球面鏡の周縁部にリング状に設置された放物面鏡と、
前記光源から前方に発散する光を平行光束に変換し、外径が前記光源の硝子管と略同じであり、前記光源の直前に配置されたコレクタレンズと、
中心セルのみが球面であり、前記光源の軸上、軸外から発散された光束が前記コレクタレンズ通過後も斜め光として該中心セルに入射させるフライアイレンズと、
中心部がレンズ部材であり、略エッジ部に集光され2次光源を得る熱線吸収フィルタと、
前記2次光源の光束を平行光束に変換し、投射レンズの入射瞳位置に投射させるためのコンデンサーレンズと
を有することを特徴とする照明装置である。
本発明の実施態様は、以下のとおりである。前記球面鏡の口径が、光源部の管径とほぼ同じであることを特徴とする。前記放物面鏡と前記球面鏡の境界の径が、光源部の管径とほぼ同じであることを特徴とする。前記コレクターレンズの口径が、光源部の管径とほぼ同じであることを特徴とする。前記コレクターレンズが、熱線吸収タイプの硝材又は高屈折率かつ高耐熱性の硝材である。前記コレクターレンズが、中心部のみがレンズ作用を有し、前記中心部が前記フライアイレンズの中心セルと同一の形状を有することを特徴とする。前記フライアイレンズと前記コンデンサーレンズの間に、熱線吸収フィルターを配置し、その中心部のみがレンズ作用を有することを特徴とする。前記熱線吸収フィルターが、照明系の2次光源となるように構成されたことを特徴とする。前記コンデンサーレンズは、非球面レンズと投射レンズのピント面よりも光源側にかつ直前に配置され非球面を含む平凸レンズの2枚に構成されたことを特徴とする。前記コンデンサーレンズが、非球面レンズ1枚で構成されたことを特徴とする。前記投射レンズが、ズームレンズまたはバリフォーカルレンズで構成されていることを特徴とする。前記投射レンズのピント面の位置に、液晶パネルを配置して液晶プロジェクションテレビまたは液晶プロジェクター用に構成したことを特徴とする。
0013
[Means for solving problems]
The first invention includes a light source unit that emits light and
A collector lens with a focal length determined based on the entrance pupil diameter, pupil distance, and effective diameter on the entrance side of the projection lens.
With a spherical fly-eye lens only in the center cell,
With a condenser lens
A spherical mirror centered on the light emitting center of the light source,
It is a lighting device characterized by having a parabolic mirror installed in a ring shape in a peripheral portion of the spherical mirror.
The second invention includes a light source unit that emits light and
A spherical mirror arranged behind the light source with the light emitting center of the light source as the center,
A parabolic mirror installed in a ring shape on the periphery of the spherical mirror,
A collector lens that converts the light emitted forward from the light source into a parallel luminous flux, has an outer diameter substantially the same as that of the glass tube of the light source, and is arranged immediately in front of the light source.
A fly-eye lens in which only the central cell is spherical, and a luminous flux radiated from off-axis on the axis of the light source is incident on the central cell as oblique light even after passing through the collector lens.
A heat ray absorption filter whose central part is a lens member and which is focused on a substantially edge part to obtain a secondary light source.
The illuminating device is characterized by having a condenser lens for converting the luminous flux of the secondary light source into a parallel luminous flux and projecting it at the position of the entrance pupil of the projection lens.
Embodiments of the present invention are as follows. The aperture of the spherical mirror is substantially the same as the diameter of the tube of the light source unit. The diameter of the boundary between the parabolic mirror and the spherical mirror is substantially the same as the tube diameter of the light source unit. The collector lens is characterized in that the diameter is substantially the same as the tube diameter of the light source unit. The collector lens is a heat ray absorbing type glass material or a glass material having a high refractive index and high heat resistance. The collector lens is characterized in that only the central portion has a lens function, and the central portion has the same shape as the central cell of the fly-eye lens. A heat ray absorbing filter is arranged between the fly-eye lens and the condenser lens, and only the central portion thereof has a lens function. The heat ray absorbing filter is configured to be a secondary light source of an illumination system. The condenser lens is characterized by being composed of two lenses, an aspherical lens and a plano-convex lens including the aspherical surface, which is arranged on the light source side and immediately before the focus surface of the projection lens. The condenser lens is characterized by being composed of one aspherical lens. The projection lens is characterized by being composed of a zoom lens or a varifocal lens. A liquid crystal panel is arranged at a position on the focus surface of the projection lens to be configured for a liquid crystal projection television or a liquid crystal projector.
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例について詳細に説明する。実施形態の照明装置は、図1に示すように、面状の光源40の後方に、凹球面鏡41と、その周りを囲むように配置されるリング状の放物面鏡42が配置される。面状の光源40は、外壁硝子部によって被われている。凹球面鏡41及び放物面鏡42は、光軸上の同一位置に中心をもつように配置されている。凹球面鏡41の曲率半径Rは放物面鏡42のR成分の1/2 となっている。
Rを大きく、すなわち放物面鏡42の焦点距離を長くすると、光源からの光束NAを大きくするために放物面鏡42の口径を大きくしないから、設計時は装置全体としてバランスのとれた最適値を選択する必要がある。
コレクターレンズ44は、光源40の直前に配置される。コレクターレンズ44は、光源40から前方に発散する光を平行光束に変換するので、光源40とコレクターレンズ44との間隔はコレクターレンズ44の焦点距離にほぼ等しくなる。
0014.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, examples of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the lighting device of the embodiment, as shown in FIG. 1, a concave spherical mirror 41 and a ring-shaped parabolic mirror 42 arranged so as to surround the concave spherical mirror 41 are arranged behind the planar light source 40. The planar light source 40 is covered with an outer wall glass portion. The concave spherical mirror 41 and the parabolic mirror 42 are arranged so as to have a center at the same position on the optical axis. The radius of curvature R of the concave spherical mirror 41 is 1/2 of the R component of the parabolic mirror 42.
When R is increased, that is, when the focal length of the parabolic mirror 42 is increased, the diameter of the parabolic mirror 42 is not increased in order to increase the luminous flux NA from the light source. You need to select a value.
The collector lens 44 is arranged immediately before the light source 40. Since the collector lens 44 converts the light emitted forward from the light source 40 into a parallel luminous flux, the distance between the light source 40 and the collector lens 44 is substantially equal to the focal length of the collector lens 44.
但し、周辺部の放物面鏡42で折り返される光束はフライアイレンズ45に面光源40の軸外光束により斜めからも入射されるが、フライアイレンズ45の中心セルを除いた各セルの面形状を各光軸からオフセット又は傾けられた非球面状にすることにより、結局、光線は収差の少ない2次光源を形成するので、熱線吸収フィルター部46は平面でよい。また熱線吸収フィルター46Aの直前(投射レンズ側)には開口絞り47があり、この口径が照明系の開口数を決定する。この開口絞りの径Θは、
Θ≒ sinθ・2fcon
となるように、コンデンサーレンズ48の焦点位置がマスク面50の位置となるようにし、また、この開口径はコンデンサーレンズ48と光束を投射レンズの入射瞳の位置に絞り込むためのコンデンサー(コリメーター)レンズ49の組み合わせによる結像性能によっても決まるが、2次光源の形成される全範囲をカバーすることにより、最も有効に光束を使用できる。
However, the light beam folded back by the parabolic mirror 42 in the peripheral portion is incident on the fly-eye lens 45 from an oblique angle due to the off-axis light source of the surface light source 40, but the surface of each cell excluding the central cell of the fly-eye lens 45. By making the shape an aspherical shape offset or tilted from each optical axis, the light rays eventually form a secondary light source with less aberration, so that the heat ray absorbing filter portion 46 may be flat. Further, there is an aperture diaphragm 47 immediately before the heat ray absorbing filter 46A (on the projection lens side), and this aperture determines the numerical aperture of the illumination system. The diameter Θ of this aperture stop is
Θ ≒ sin θ ・ 2f con
The focal position of the condenser lens 48 is set to the position of the mask surface 50, and this aperture diameter is a condenser (collimator) for narrowing down the condenser lens 48 and the luminous flux to the position of the entrance pupil of the projection lens. Although it depends on the imaging performance of the combination of the lenses 49, the luminous flux can be used most effectively by covering the entire range where the secondary light source is formed.
これら複数の2次光源像から出た光はマスク面50上で重量されるので、光源40の輝度ムラや色ムラはマスク面50上では影響しない。図2にはマスク面の形状を示す。マスク面52の開口寸法は縦横の対角線の長さdがほぼ投射レンズの入射側物体像円53の直径とほぼ同等なるように設計する。
この縦横比率は、被照射面をどのような原稿サイズにするかでも変えることができるので、たとえばa:bとする。図3はフライアイレンズ60の正面図であるが、たとえば、前記のマスク面52を前記の理由でa:bとすると、フライアイレンズ60の1セル当たりの比率e:fも同じ比率とすることで光利用効率が向上する。
Since the light emitted from these plurality of secondary light source images is weighted on the mask surface 50, the brightness unevenness and the color unevenness of the light source 40 do not affect on the mask surface 50. FIG. 2 shows the shape of the mask surface. The aperture size of the mask surface 52 is designed so that the length d of the vertical and horizontal diagonal lines is substantially equal to the diameter of the incident side object image circle 53 of the projection lens.
This aspect ratio can be changed depending on the size of the document to be irradiated, so it is set to a: b, for example. FIG. 3 is a front view of the fly-eye lens 60. For example, if the mask surface 52 is a: b for the above reason, the ratio e: f per cell of the fly-eye lens 60 is also the same. This improves light utilization efficiency.
Claims (13)
投射レンズの入射瞳径、瞳距離、入射側有効径に基づいて決定された焦点距離を有したコレクターレンズと、
中心セルのみ球面のフライアイレンズと、
コンデンサーレンズと、
上記光源の発光中心部を中心とする球面鏡と、
該球面鏡の周辺部にリング状に設置された放物面鏡と
を有することを特徴とする照明装置。A light source that emits light;
A collector lens having a focal length determined based on the entrance pupil diameter, pupil distance, and entrance-side effective diameter of the projection lens;
Only the center cell has a spherical fly-eye lens,
A condenser lens,
A spherical mirror centered on the light emission center of the light source;
An illumination device comprising: a parabolic mirror installed in a ring shape around the spherical mirror.
前記光源の発光中心部を中心とし該光源の後方に配置された球面鏡と、
前記球面鏡の周縁部にリング状に設置された放物面鏡と、
前記光源から前方に発散する光を平行光束に変換し、外径が前記光源の硝子管と略同じであり、前記光源の直前に配置されたコレクタレンズと、
中心セルのみが球面であり、前記光源の軸上、軸外から発散された光束が前記コレクタレンズ通過後も斜め光として該中心セルに入射させるフライアイレンズと、
中心部がレンズ部材であり、略エッジ部に集光され2次光源を得る熱線吸収フィルタと、
前記2次光源の光束を平行光束に変換し、投射レンズの入射瞳位置に投射させるためのコンデンサーレンズと
を有することを特徴とする照明装置。A light source that emits light;
A spherical mirror centered on the light emission center of the light source and disposed behind the light source;
A parabolic mirror installed in a ring shape on the periphery of the spherical mirror;
The light diverging forward from the light source is converted into a parallel light flux, and the outer diameter is substantially the same as the glass tube of the light source, and a collector lens disposed immediately before the light source,
A fly-eye lens in which only the central cell is a spherical surface, and the light beam diverged from off-axis on the axis of the light source is incident on the central cell as oblique light after passing through the collector lens;
A heat ray absorption filter having a central portion which is a lens member and is condensed at a substantially edge portion to obtain a secondary light source;
An illuminating device comprising: a condenser lens for converting a light beam of the secondary light source into a parallel light beam and projecting it to an entrance pupil position of the projection lens.
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