JP2000330195A - Illuminator and liquid crystal projector - Google Patents

Illuminator and liquid crystal projector

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JP2000330195A
JP2000330195A JP11136521A JP13652199A JP2000330195A JP 2000330195 A JP2000330195 A JP 2000330195A JP 11136521 A JP11136521 A JP 11136521A JP 13652199 A JP13652199 A JP 13652199A JP 2000330195 A JP2000330195 A JP 2000330195A
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JP
Japan
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lens
light
focal point
liquid crystal
projection
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JP11136521A
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Japanese (ja)
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Yoshitoshi Yamauchi
佐敏 山内
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make reducible the aperture of a projection lens in a state small in the spatial distance from a light source while increasing the availability of light and to miniaturize a projector by setting a spheroidal mirror as a reflection mirror, disposing a light emitting source in the vicinity of the 1st focal point of the mirror, setting a 2nd focal point in the vicinity of a body to be projected and disposing a lens array in luminous flux converged to be condensed onto the 2nd focal point. SOLUTION: The spheroidal mirror 4 has the 1st focal point F1 and the 2nd focal point F2, is formed to be open in a length a little shorter than the half of the 1st focal point F1 side on the mirror 4, and condenses light from the light emitting source 3 disposed in the vicinity of the 1st focal point F1 onto the 2nd focal point F2 side. The 2nd focal point F2 is set to the vicinity of a liquid crystal panel 1. An integrator optical system 5 is formed of the lens array 7 whose shape is nearly similar to the shape of the liquid crystal panel 1, which is formed in rectangular shape whose ratio is 4:3 and where plural lens elements 6 are two-dimensionally arrayed. The lens array 7 is disposed between a middle point between the 1st and the 2nd focal points F1 and F2 and the 2nd focal point F2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルなどの
矩形状の被投射体を照明するのに適した照明装置及びこ
の照明装置を用いた液晶プロジェクタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illumination device suitable for illuminating a rectangular projection object such as a liquid crystal panel, and a liquid crystal projector using the illumination device.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶パネルのような矩形状の被投射体を
均一に照明するための照明光学系としては、従来より、
2組のレンズアレイを組合せたインテグレータ光学系が
例えば特開平3−111806号公報により知られてい
る。
2. Description of the Related Art As an illumination optical system for uniformly illuminating a rectangular projection object such as a liquid crystal panel, a conventional illumination optical system has been proposed.
An integrator optical system combining two lens arrays is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-111806.

【0003】同公報等に示されるインテグレータ光学系
は、放物面反射器、楕円面反射器、双曲面反射器等の反
射器を備えた光源からの光束を、第1のレンズアレイを
構成している複数の矩形状の集光レンズにより分割して
2次光源像を形成し、これらの2次光源像を第1のレン
ズアレイの複数の矩形状の集光レンズに対応させた複数
の集光レンズを備えた第2のレンズアレイを介して同一
の被投射体上に重畳結像させるようにしたものである。
このようなインテグレータ光学系によれば、光源光の利
用効率が向上するとともに、被投射体面上の光の強度分
布をほぼ一様にすることができるとされている。特に、
第1,2のレンズアレイにおける各集光レンズの形状を
矩形状の被投射体のアスペクト比率に対応させて、例え
ば、4:3なる比率の矩形状に形成することにより光の
利用効率及び強度分布の均一化を図ることができる。
The integrator optical system disclosed in the publication and the like constitutes a first lens array by using a light beam from a light source having a reflector such as a parabolic reflector, an elliptical reflector, or a hyperboloid reflector. The secondary light source images are formed by being divided by a plurality of rectangular condensing lenses, and a plurality of condensing lenses corresponding to the plurality of rectangular condensing lenses of the first lens array are formed. An image is superimposed and formed on the same projection object via a second lens array having an optical lens.
According to such an integrator optical system, it is described that the utilization efficiency of the light from the light source is improved and the light intensity distribution on the surface of the projection target can be made substantially uniform. In particular,
The light utilization efficiency and intensity are formed by forming the shape of each condenser lens in the first and second lens arrays into a rectangular shape having a ratio of 4: 3, for example, in accordance with the aspect ratio of the rectangular projection object. The distribution can be made uniform.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
インテグレータ光学系を用いた従来例による場合、被投
射体上での強度分布の均一化を図る点では効果的である
が、光利用の高効率化や投射レンズ口径の小型化の点で
はまだ十分とはいえず、改善の余地がある。即ち、光源
から被投射体までの空間的距離を十分長くとれば投射レ
ンズ口径を小さくすることは可能であるが、それでは、
照明装置全体ないしは液晶プロジェクタの小型化を図る
ことはできない。
However, in the case of the conventional example using such an integrator optical system, it is effective in making the intensity distribution uniform on the object to be projected. Efficiency and miniaturization of the projection lens diameter are not yet sufficient, and there is room for improvement. That is, if the spatial distance from the light source to the projection target is sufficiently long, it is possible to reduce the diameter of the projection lens.
It is not possible to reduce the size of the entire lighting device or the liquid crystal projector.

【0005】そこで、本発明は、光利用の高効率化を図
りつつ、光源から被投射体までの空間的距離の短い状態
で、投射レンズの口径を小さくすることができ、より小
型化を図れる照明装置及び液晶プロジェクタを提供する
ことを目的とする。
Accordingly, the present invention makes it possible to reduce the aperture of the projection lens in a state in which the spatial distance from the light source to the projection target is short while improving the efficiency of light utilization, thereby achieving further miniaturization. It is an object to provide a lighting device and a liquid crystal projector.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明の照
明装置は、発光源と、第1焦点付近に前記発光源が配設
され矩形状の被投射体付近に第2焦点が設定された回転
楕円面鏡と、前記第1,2焦点の中間点と前記第2焦点
との間に配設されて、前記被投射体の形状と略相似形を
なす矩形状に形成された複数のレンズ要素が2次元状に
配列されて前記発光源から出射される光から複数の2次
光源像を分割形成し各々前記被投射体上に重畳させて投
射するレンズアレイと、を備える。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a lighting apparatus, wherein a light emitting source is provided near a first focal point, and a second focal point is set near a rectangular projection object. And a plurality of spheroidal mirrors disposed between the intermediate point between the first and second focal points and the second focal point, and formed in a rectangular shape substantially similar to the shape of the projection target. A lens array in which lens elements are two-dimensionally arranged, a plurality of secondary light source images are divided from light emitted from the light emitting source, and each of the secondary light source images is superimposed and projected on the projection target.

【0007】従って、光源装置における反射鏡を回転楕
円面鏡とし、その第1焦点付近に発光源を配設し被投射
体付近に第2焦点を設定することで、発光源が発する光
の利用効率を高め得る上に、第2焦点へ向けて集光され
ることで絞り込まれる光束中にいわゆるインテグレータ
光学系のレンズアレイを配設させることで、特に別個の
集光レンズ等を用いることなく被投射体を照射するため
の仮想光源をなす2次光源像の広がりを極力小さくする
ことができ、発光源から被投射体までの空間的距離の短
い状態で、投射レンズの口径を小さくするために有効な
構成となる。なお、本発明においては、特に光源装置に
おける発光源を点光源と見倣せる場合には2次光源像自
体も点光源と見倣せるため、インテグレータ光学系に第
2のレンズアレイを要することなく、実現し得る。
[0007] Accordingly, by using the spheroidal mirror as the reflecting mirror in the light source device, disposing the light emitting source near the first focal point and setting the second focal point near the projection target, the light emitted from the light emitting source can be used. In addition to improving the efficiency, by disposing a lens array of a so-called integrator optical system in the light beam converged by being converged toward the second focal point, it is possible to cover the light beam without using a separate condensing lens or the like. To minimize the spread of the secondary light source image, which forms a virtual light source for illuminating the projection object, and to reduce the diameter of the projection lens in a state where the spatial distance from the light emitting source to the projection target is short. It is an effective configuration. In the present invention, in particular, when the light source in the light source device can be regarded as a point light source, the secondary light source image itself can be regarded as a point light source, so that the integrator optical system does not require the second lens array. , Can be realized.

【0008】請求項2記載の発明の照明装置は、発光源
と、第1焦点付近に前記発光源が配設され矩形状の被投
射体付近に第2焦点が設定された回転楕円面鏡と、前記
第1,2焦点の中間点と前記第2焦点との間に配設され
て、前記被投射体の形状と略相似形をなす矩形状に形成
された複数の第1のレンズ要素が2次元状に配列された
第1のレンズアレイと、前記第1のレンズ要素による焦
点位置に配設されて、前記第1のレンズ要素に各々対応
する複数の第2のレンズ要素が2次元状に配列されて各
々の第2のレンズ要素を透過する光束を前記被投射体上
に重畳させて投射する第2のレンズアレイと、を備え
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a lighting device, comprising: a light-emitting source; and a spheroidal mirror having the light-emitting source disposed near a first focal point and having a second focal point set near a rectangular projection object. A plurality of first lens elements disposed between the intermediate point between the first and second focal points and the second focal point and formed in a rectangular shape substantially similar to the shape of the projection target; A first lens array arranged two-dimensionally and a plurality of second lens elements respectively arranged at a focal position of the first lens element and corresponding to the first lens element are two-dimensionally arranged. And a second lens array for projecting light beams transmitted through the respective second lens elements so as to be superimposed on the projection target.

【0009】従って、光源装置における反射鏡を回転楕
円面鏡とし、その第1焦点付近に発光源を配設し被投射
体付近に第2焦点を設定することで、発光源が発する光
の利用効率を高め得る上に、第2焦点へ向けて集光され
ることで絞り込まれる光束中にいわゆるインテグレータ
光学系のレンズアレイを配設させることで、特に別個の
集光レンズ等を用いることなく被投射体を照射するため
の仮想光源をなす2次光源像の広がりを極力小さくする
ことができ、発光源から被投射体までの空間的距離の短
い状態で、投射レンズの口径を小さくするために有効な
構成となる。
[0009] Therefore, by using a spheroidal mirror as the reflecting mirror in the light source device, disposing the light emitting source near the first focal point and setting the second focal point near the projection target, the light emitted from the light emitting source can be used. In addition to improving the efficiency, by disposing a lens array of a so-called integrator optical system in the light beam converged by being converged toward the second focal point, it is possible to cover the light beam without using a separate condensing lens or the like. To minimize the spread of the secondary light source image, which forms a virtual light source for illuminating the projection object, and to reduce the diameter of the projection lens in a state where the spatial distance from the light emitting source to the projection target is short. It is an effective configuration.

【0010】請求項3記載の発明の照明装置は、発光源
と、第1焦点付近に前記発光源が配設され矩形状の被投
射体付近に第2焦点が設定された回転楕円面鏡と、前記
第1,2焦点の中間点と前記第2焦点との間に配設され
て、前記被投射体の形状と略相似形をなす矩形状に形成
された複数の第1のレンズ要素が2次元状に配列された
第1のレンズアレイと、前記第1のレンズ要素による焦
点位置に配設されて、前記第1のレンズ要素に各々対応
する複数の第2のレンズ要素が2次元状に配列された第
2のレンズアレイと、この第2のレンズアレイを透過し
た光に対して発散作用を示し、前記第1,2のレンズ要
素を透過する光束を前記被投射体上に重畳させて投射す
る第2のレンズと、を備える。
[0010] According to a third aspect of the present invention, there is provided a lighting device, comprising: a light-emitting source; a spheroidal mirror having the light-emitting source disposed near a first focal point and having a second focal point set near a rectangular projection object. A plurality of first lens elements disposed between the intermediate point between the first and second focal points and the second focal point and formed in a rectangular shape substantially similar to the shape of the projection target; A first lens array arranged two-dimensionally and a plurality of second lens elements respectively arranged at a focal position of the first lens element and corresponding to the first lens element are two-dimensionally arranged. And a divergent effect on the light transmitted through the second lens array, and the luminous flux transmitted through the first and second lens elements is superimposed on the projection target. And a second lens that projects light.

【0011】従って、光源装置における反射鏡を回転楕
円面鏡とし、その第1焦点付近に発光源を配設し被投射
体付近に第2焦点を設定することで、発光源が発する光
の利用効率を高め得る上に、第2焦点へ向けて集光され
ることで絞り込まれる光束中にいわゆるインテグレータ
光学系の第1のレンズアレイを配設させることで、特に
別個の集光レンズ等を用いることなく被投射体を照射す
るための仮想光源をなす2次光源像の広がりを極力小さ
くすることができ、発光源から被投射体までの空間的距
離の短い状態で、投射レンズの口径を小さくするために
有効な構成となる。特に、凹レンズのような発散作用を
示す第2のレンズを用いているので、被投射体を照射す
るための仮想光源をなす2次光源像の広がりをより一層
小さくすることができ、投射レンズの口径を小さくする
ためにさらに有効な構成となる。
[0011] Therefore, by using a spheroidal mirror as the reflecting mirror in the light source device, disposing the light emitting source near the first focal point and setting the second focal point near the projection target, the light emitted from the light emitting source can be used. In addition to increasing the efficiency, by disposing the first lens array of a so-called integrator optical system in the light beam focused by being focused toward the second focal point, a separate focusing lens or the like is particularly used. The spread of the secondary light source image, which forms a virtual light source for illuminating the projection object without irradiating, can be reduced as much as possible, and in a state where the spatial distance from the light emitting source to the projection object is short, the projection lens diameter is reduced This is an effective configuration for performing In particular, since the second lens having a diverging effect, such as a concave lens, is used, the spread of the secondary light source image forming a virtual light source for irradiating the projection target can be further reduced, and the projection lens This is a more effective configuration for reducing the diameter.

【0012】請求項4記載の発明は、請求項3記載の照
明装置における前記第2のレンズは前記回転楕円面鏡が
前記第2焦点に向けて集光する主光束を略平行光束化さ
せる作用を示し、前記第2のレンズの出射側に、偏光方
向がランダムな各光束につき、P偏光成分又はS偏光成
分の何れか一方のみの偏光成分に揃えて出射させる偏光
変換要素を備える。
According to a fourth aspect of the present invention, in the illuminating device according to the third aspect, the second lens has a function of converting the main light beam focused by the spheroidal mirror toward the second focal point into a substantially parallel light beam. Is provided on the emission side of the second lens, for each light flux having a random polarization direction to be aligned with only one of the P-polarized component and the S-polarized component and emitted.

【0013】従って、被投射体として偏光光を変調する
タイプの液晶パネルのようにP偏光成分又はS偏光成分
のみの1種類の偏光光しか利用できない場合に、偏光方
向がランダムな光束を発する発光源では、その光源光の
約半分は利用されないことになってしまい、光源光の利
用効率の悪いものとなるが、偏光変換要素を備えて何れ
か一方のみの偏光成分に揃えて出射させるので、光源光
の利用効率を高め得る。この際、第2のレンズにより略
平行光束化された光束を偏光変換要素に入射させて偏光
方向を揃えるので、偏光変換の効率もよい。
Therefore, when only one type of polarized light having only a P-polarized light component or an S-polarized light component can be used, such as a liquid crystal panel of a type that modulates polarized light as a projection target, light emission that emits a light beam having a random polarization direction is obtained. In the source, about half of the light source light will not be used, and the utilization efficiency of the light source light will be poor.However, since the light source is provided with a polarization conversion element and emitted with only one of the polarization components, it is emitted. The use efficiency of the light source light can be improved. At this time, since the light flux substantially parallelized by the second lens is made incident on the polarization conversion element to align the polarization directions, the efficiency of the polarization conversion is high.

【0014】ここに、偏光変換要素としては、偏光ビー
ムスプリッタと反射プリズムと1/2波長板との組合せ
構成等でよく、例えば第2のレンズ要素対応のピッチに
よる複数組のアレイ状組合せ構成等が用いられる。
Here, the polarization conversion element may be a combination configuration of a polarization beam splitter, a reflection prism and a half-wave plate, and may be, for example, a plurality of array combination configurations with a pitch corresponding to the second lens element. Is used.

【0015】請求項5記載の発明の液晶プロジェクタ
は、情報表示システムにより投射すべき像が形成される
少なくとも1つの液晶パネルと、この液晶パネルを被投
射体として照明する請求項1ないし4の何れか一に記載
の照明装置と、前記液晶パネルの像をスクリーン上に投
射する投射レンズ系と、を備える。
According to a fifth aspect of the present invention, in the liquid crystal projector, at least one liquid crystal panel on which an image to be projected is formed by the information display system, and the liquid crystal panel is illuminated as an object to be projected. And a projection lens system for projecting an image of the liquid crystal panel on a screen.

【0016】従って、請求項1ないし4の何れか一に記
載の照明装置を利用して液晶パネルを照明するので、全
体的に光の利用効率の高い照明の下に液晶パネルを照明
して、口径の小さめな投射レンズ系によりスクリーン上
に投射させることができ、液晶プロジェクタ全体の小型
化を図ることができる。
Therefore, the liquid crystal panel is illuminated by using the illuminating device according to any one of claims 1 to 4, so that the liquid crystal panel is illuminated under illumination with high light use efficiency as a whole. The projection can be made on the screen by a projection lens system having a small diameter, and the size of the entire liquid crystal projector can be reduced.

【0017】ここに、液晶パネルとしては、反射型液晶
パネルであっても透過型液晶パネルであってもよい。ま
た、カラー表示の場合であれば、通常、3原色、RGB
(レッド、グリーン、ブルー)の3つの液晶パネルが,
例えば、ダイクロイックプリズム又はミラーのような分
光素子等とともに用いられる。
Here, the liquid crystal panel may be a reflection type liquid crystal panel or a transmission type liquid crystal panel. In the case of color display, usually, three primary colors, RGB
(Red, green, blue) three liquid crystal panels,
For example, it is used with a spectroscopic element such as a dichroic prism or a mirror.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
に基づいて説明する。本実施の形態は、請求項1記載の
発明に相当するもので、図1にその照明装置A1の概要
を示す。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It will be described based on. This embodiment corresponds to the first aspect of the present invention, and FIG. 1 shows an outline of the illumination device A1.

【0019】この照明装置A1は、縦横のアスペクト比
率が4:3なる矩形状の液晶パネル1を被投射体とする
もので、その前面には各液晶素子に対して光を集光させ
るためのコンデンサレンズ2が付設されている。このよ
うな液晶パネル1に対して、本実施の形態の照明装置A
1は、点光源状の発光源3と、この発光源3が内蔵配設
される反射鏡用の回転楕円面鏡4と、インテグレータ光
学系5とにより構成されている。
This illumination device A1 has a rectangular liquid crystal panel 1 having a vertical and horizontal aspect ratio of 4: 3 as an object to be projected, and has a front surface for condensing light to each liquid crystal element. A condenser lens 2 is provided. For such a liquid crystal panel 1, the lighting device A of the present embodiment is used.
Reference numeral 1 denotes a light source 3 in the form of a point light source, a spheroid mirror 4 for a reflecting mirror in which the light source 3 is provided, and an integrator optical system 5.

【0020】回転楕円面鏡4は、第1焦点F1と第2焦
点F2とを有し、第1焦点F1側の半分より少し短い長
さで開口形成されたもので、第1焦点F1付近に配設さ
せた発光源3からの光を第2焦点F2側に向けて集光さ
せる集光作用を示す。ここに、この第2焦点F2は液晶
パネル1付近に設定されている。また、インテグレータ
光学系5は、本実施の形態では、液晶パネル1の形状
(アスペクト比率が4:3なる矩形状)と略相似形をな
す4:3の比率の矩形状に形成された複数のレンズ要素
6が2次元状に配列されたレンズアレイ7により形成さ
れている。即ち、いわゆるインテグレータ光学系の第1
のレンズアレイ側に相当し、レンズアレイ7は発光源3
から出射され回転楕円面鏡4で反射される光から各レン
ズ要素6毎に2次光源像8を分割形成することになる。
よって、9が仮想光源面となる。ここに、レンズアレイ
7は第1,2焦点F1,F2の中間点と第2焦点F2と
の間(本実施の形態では、第1,2焦点F1,F2の中
間点付近の第2焦点F2寄りの位置)に配設されてい
る。
The spheroid mirror 4 has a first focal point F1 and a second focal point F2, and is formed with an opening slightly shorter than half of the first focal point F1 side. The light condensing function of condensing the light from the disposed light emitting source 3 toward the second focal point F2 is shown. Here, the second focal point F2 is set near the liquid crystal panel 1. Further, in the present embodiment, the integrator optical system 5 has a plurality of rectangular shapes having a ratio of 4: 3 substantially similar to the shape of the liquid crystal panel 1 (a rectangular shape having an aspect ratio of 4: 3). The lens elements 6 are formed by a lens array 7 arranged two-dimensionally. That is, the first of the so-called integrator optical system
, And the lens array 7 includes the light emitting source 3.
A secondary light source image 8 is divided and formed for each lens element 6 from the light emitted from the light source and reflected by the spheroidal mirror 4.
Therefore, 9 is the virtual light source surface. Here, the lens array 7 is located between the intermediate point between the first and second focal points F1 and F2 and the second focal point F2 (in the present embodiment, the second focal point F2 near the intermediate point between the first and second focal points F1 and F2). (Closer position).

【0021】このような構成により、発光源3から出射
され回転楕円面鏡4で効率よく反射された光はレンズア
レイ7に入射し、その各レンズ要素6により2次光源像
8が分割形成される。ここに、各レンズ要素6により形
成される2次光源像8の光軸を回転楕円面鏡4により液
晶パネル1の中心に向けることにより、4:3の比率で
矩形状をなす個々のレンズ要素6を通った光束を各々液
晶パネル1上で重畳させる形で照明する。この場合、レ
ンズアレイ7が回転楕円面鏡4により光束が絞り込まれ
る位置に配設されており、液晶パネル1を照射するため
の仮想光源をなす2次光源像8の広がりを別個の集光レ
ンズ等を用いることなく、小さくすることができ、投射
レンズ(図示せず)の口径を小さくするために有効な構
成となる。
With such a configuration, the light emitted from the light emitting source 3 and efficiently reflected by the spheroidal mirror 4 enters the lens array 7, and the secondary light source image 8 is divided and formed by each lens element 6. You. Here, by turning the optical axis of the secondary light source image 8 formed by each lens element 6 toward the center of the liquid crystal panel 1 by the spheroid mirror 4, individual lens elements forming a rectangular shape at a ratio of 4: 3 Illumination is performed in such a manner that the light beams passing through 6 are superimposed on the liquid crystal panel 1 respectively. In this case, the lens array 7 is disposed at a position where the light beam is narrowed down by the spheroidal mirror 4, and the spread of the secondary light source image 8, which forms a virtual light source for irradiating the liquid crystal panel 1, is separated by a separate condenser lens. It is possible to reduce the size of the projection lens without using any other means, which is effective for reducing the diameter of the projection lens (not shown).

【0022】本発明の第二の実施の形態を図2に基づい
て説明する。第一の実施の形態で示した部分と同一部分
は同一符号を用いて示し、説明も省略する(以降の各実
施の形態でも順次同様とする)。本実施の形態は、請求
項2記載の発明に相当する。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same portions as those described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted (the same applies to each of the following embodiments). This embodiment corresponds to the second aspect of the present invention.

【0023】本実施の形態の照明装置A2では、インテ
グレータ光学系10が、第1のレンズアレイ7とその第
1のレンズ要素6の各焦点位置(仮想光源面9)近傍に
配置させた第2のレンズアレイ11とより構成されてい
る。この第2のレンズアレイ11は第1のレンズアレイ
7よりもサイズ的に小型ではあるが、各第1のレンズ要
素6に対応する同数かつ相似形(従って、4:3なる比
率の矩形状)の第2のレンズ要素12が2次元状に配列
されている。
In the illuminating device A2 of the present embodiment, the integrator optical system 10 includes the second lens array 7 and the second lens arranged near each focal position (virtual light source surface 9) of the first lens element 6 thereof. And a lens array 11. Although the second lens array 11 is smaller in size than the first lens array 7, the second lens array 11 has the same number and similar shape corresponding to each first lens element 6 (hence, a rectangular shape having a ratio of 4: 3). Are arranged two-dimensionally.

【0024】このような構成において、第1のレンズ要
素6及び対応する第2のレンズ要素12を通った光束が
各々液晶パネル1上に重畳される形で照射される。ここ
に、原理的には図1に示したような構成だけ(第1のレ
ンズアレイ7のみ)でよいが、現実には、発光源3は点
光源ではなく、或る程度の体積を持っているため、個々
の2次光源像8も点光源ではなく体積を持つものとなる
が、この位置に個々に第2のレンズ要素12を有する第
2のレンズアレイ11を配設させることで収束性を高め
て液晶パネル1に向けて投影させることにより、良好な
る照明状態が得られる。
In such a configuration, the light beams that have passed through the first lens element 6 and the corresponding second lens element 12 are respectively radiated so as to be superimposed on the liquid crystal panel 1. Here, in principle, only the configuration as shown in FIG. 1 (only the first lens array 7) may be used, but in reality, the light emitting source 3 is not a point light source but has a certain volume. Therefore, each secondary light source image 8 also has a volume instead of a point light source. However, by providing the second lens array 11 having the second lens element 12 individually at this position, the convergence is improved. And projecting it toward the liquid crystal panel 1, it is possible to obtain a good illumination state.

【0025】本実施の形態による場合も、液晶パネル1
を照射するための仮想光源をなす2次光源像8の広がり
を小さくすることができ、投射レンズ(図示せず)の口
径を小さくするために有効な構成となる。
Also in the case of the present embodiment, the liquid crystal panel 1
Of the secondary light source image 8, which forms a virtual light source for irradiating light, is effective in reducing the aperture of a projection lens (not shown).

【0026】本発明の第三の実施の形態を図3及び図4
に基づいて説明する。本実施の形態は、請求項3及び4
記載の発明に相当する。本実施の形態の照明装置A3で
は、インテグレータ光学系13が、第1のレンズアレイ
7とその焦点位置(仮想光源面9)近傍に配置させた第
2のレンズアレイ11と発散作用を示す第2のレンズと
しての凹レンズ14と偏光変換要素15と集光レンズ1
6とより構成されている。ここに、本実施の形態の第2
のレンズアレイ11は、周辺のレンズ収差を補正し得る
ように段違いに形成されている。
FIGS. 3 and 4 show a third embodiment of the present invention.
It will be described based on. This embodiment is described in claims 3 and 4.
This corresponds to the described invention. In the illumination device A3 of the present embodiment, the integrator optical system 13 has the first lens array 7 and the second lens array 11 arranged near the focal position (virtual light source surface 9) of the first lens array 7 and the second lens array 11 having a diverging effect. Lens 14, polarization conversion element 15, and condenser lens 1 as a lens
6. Here, the second embodiment of the present invention
The lens array 11 is formed stepwise so as to correct peripheral lens aberration.

【0027】また、凹レンズ14は回転楕円面鏡4によ
り第2焦点F2に向けて集光される主光束を略平行光束
化させる作用も持つ。この凹レンズ14の直後位置に配
設された偏光変換要素15は、凹レンズ14により平行
化された偏光方向がランダムな各光束(P+S)につ
き、P偏光成分又はS偏光成分の何れか一方のみの偏光
成分に揃えて出射させるためのものである。集光レンズ
16は、偏光変換要素15によりS偏光成分に偏光成分
の揃えられた各2次光源像8に対応する光束に対して集
光作用を示し、これらの光束の各光軸が液晶パネル1の
中心に向かうように焦点距離が設定されている。ここ
に、偏光変換要素15は、図4に示すように、偏光ビー
ムスプリッタ17と反射プリズム18と1/2波長板1
9とを各レンズ要素6,12単位で設けてアレイ状に配
設させたもので、P偏光成分は偏光ビームスプリッタ1
7を透過させて1/2波長板20で90度回転させてS
偏光成分に変換し、S偏光成分は偏光ビームスプリッタ
17、反射プリズム18でそのまま反射させて出射させ
ることで全ての光をS偏光成分に揃えるものである。
The concave lens 14 also has the function of converting the main light beam focused by the spheroid mirror 4 toward the second focal point F2 into a substantially parallel light beam. The polarization conversion element 15 disposed immediately after the concave lens 14 is a polarization conversion element 15 that, for each light beam (P + S) whose polarization direction is randomized by the concave lens 14, only one of the P polarization component and the S polarization component. This is for emitting the light in accordance with the components. The condenser lens 16 has a function of condensing light beams corresponding to the respective secondary light source images 8 whose polarization components have been aligned to S-polarized light components by the polarization conversion element 15, and each optical axis of these light beams is The focal length is set so as to head toward the center of No. 1. Here, as shown in FIG. 4, the polarization conversion element 15 includes a polarization beam splitter 17, a reflection prism 18, and a half-wave plate 1
9 are provided in the form of an array by providing each lens element 6 and 12 as a unit, and the P-polarized light component is
7 and transmitted through a half-wave plate 20 and rotated by 90 degrees.
The light is converted into a polarized light component, and the S-polarized light component is reflected by the polarizing beam splitter 17 and the reflecting prism 18 as it is and emitted, so that all the light is adjusted to the S-polarized light component.

【0028】発光源3から発せられる偏光方向がランダ
ムな光束に関して偏光変換要素15によりS偏光成分の
みに揃えて出射させるものであるが、この偏光変換処理
において偏光ビームスプリッタ17に入射させる光は平
行光束の方がその変換効率のよいものとなる。この点、
本実施の形態では、凹レンズ14により平行光束化した
後で偏光変換要素15により偏光変換処理を行わせてい
るので、変換効率がよい上に、第1のレンズアレイ7か
らの光束を絞った位置でもあるので偏光変換要素15を
小型化させることもできる。
The light beam emitted from the light emitting source 3 is emitted with the light beam having a random polarization direction aligned with only the S-polarized light component by the polarization conversion element 15. In this polarization conversion processing, the light incident on the polarization beam splitter 17 is parallel. The light beam has higher conversion efficiency. In this regard,
In the present embodiment, the polarization conversion processing is performed by the polarization conversion element 15 after the parallel light flux is formed by the concave lens 14, so that the conversion efficiency is high and the light flux from the first lens array 7 is narrowed. Therefore, the size of the polarization conversion element 15 can be reduced.

【0029】本実施の形態による場合も、液晶パネル1
を照射するための仮想光源をなす2次光源像8の広がり
を小さくすることができ、投射レンズ(図示せず)の口
径を小さくするために有効な構成となる。特に、第2の
レンズアレイ11の直後に発散作用を示す凹レンズ14
を用いているため、第1のレンズアレイ7により形成さ
れる2次光源像8の広がりをより小さくすることができ
(小さく絞り込むことができ)、投射レンズ(図示せ
ず)の口径を小さくするためにより有効な構成となる。
Also in the case of the present embodiment, the liquid crystal panel 1
Of the secondary light source image 8, which forms a virtual light source for irradiating light, is effective in reducing the aperture of a projection lens (not shown). In particular, the concave lens 14 exhibiting a diverging effect immediately after the second lens array 11
Is used, the spread of the secondary light source image 8 formed by the first lens array 7 can be made smaller (it can be narrowed down), and the diameter of the projection lens (not shown) is made smaller. Therefore, the configuration becomes more effective.

【0030】ところで、本実施の形態を実施する場合、
図5に示すように、集光レンズ16を偏光変換要素15
等と別個に配設させてもよい。図5に示す例では、後述
する液晶プロジェクタ中に示される偏光ビームスプリッ
タ23、分光集光素子24が併せて図示されている。
By the way, when the present embodiment is implemented,
As shown in FIG. 5, the condenser lens 16 is connected to the polarization conversion element 15.
And so on. In the example shown in FIG. 5, a polarization beam splitter 23 and a spectral condensing element 24 shown in a liquid crystal projector described later are also shown.

【0031】本発明の第四の実施の形態を図6及び図7
に基づいて説明する。本実施の形態は、請求項5記載の
発明に相当し、図6にその液晶プロジェクタの構成例、
図7に光軸を直線状に伸ばした集光系・投射系の模式図
を示す。この液晶プロジェクタは、例えば図5に示した
ような照明装置A3を用いた例であり(ただし、第1,
2のレンズアレイ7,11間に全反射ミラー20が介在
されている)、全反射プリズム21、連絡プリズム2
2、偏光ビームスプリッタ23、分光集光素子24、3
枚の反射型液晶パネル1R,1G,1B、各反射型液晶
パネル1R,1G,1B毎のコンデンサレンズ25を備
えている。なお、照明装置A3において、26はランプ
ハウス、27は冷却用ファンである。
FIGS. 6 and 7 show a fourth embodiment of the present invention.
It will be described based on. This embodiment corresponds to the invention described in claim 5, and FIG. 6 shows a configuration example of the liquid crystal projector.
FIG. 7 is a schematic diagram of a light condensing system / projection system in which the optical axis is extended linearly. This liquid crystal projector is an example using an illuminating device A3 as shown in FIG.
2, a total reflection mirror 20 is interposed between the lens arrays 7 and 11), a total reflection prism 21, and a connecting prism 2
2, polarization beam splitter 23, spectral condensing element 24, 3,
It comprises a plurality of reflective liquid crystal panels 1R, 1G, 1B, and a condenser lens 25 for each reflective liquid crystal panel 1R, 1G, 1B. In the lighting device A3, 26 is a lamp house, and 27 is a cooling fan.

【0032】偏光ビームスプリッタ23は、照明装置A
3から照射されるS偏光成分の光を分光集光素子24側
に向けて90度反射させるものである。分光集光素子2
4は、本実施の形態では、ダイクロイックプリズム28
が用いられている。このダイクロイックプリズム28
は、赤色R以上の長波長の光のみを反射させる特性を持
つレッド層29rと青色B以下の短波長の光のみを反射
させる特性を持つブルー層29bとを備えた一対のプリ
ズム29が上下対称位置に配置され、一対の通常のプリ
ズム30が左右対称位置に配置された状態で、これらの
4つのプリズム29,30が接合されて構成された立方
体状の光学素子である。従って、1つの分光集光素子2
4として見た場合、ダイクロイックプリズム28には、
偏光ビームスプリッタ23の反射面と平行なレッド層2
9rとこのレッド層29rに直交するブルー層29bと
が形成されている。レッド層29rやブルー層29bは
非金属の多層膜として形成されている。
The polarizing beam splitter 23 is connected to the illumination device A
The S-polarized light emitted from 3 is reflected 90 degrees toward the spectral light condensing element 24 side. Spectral focusing element 2
4 is a dichroic prism 28 in the present embodiment.
Is used. This dichroic prism 28
Is a pair of prisms 29 provided with a red layer 29r having a property of reflecting only long-wavelength light of red R or more and a blue layer 29b having a property of reflecting only short-wavelength light of blue B or less. This is a cubic optical element that is configured by joining these four prisms 29 and 30 in a state in which a pair of normal prisms 30 are arranged in a left-right symmetric position. Therefore, one spectral condensing element 2
When viewed as 4, the dichroic prism 28 has
Red layer 2 parallel to the reflection surface of polarization beam splitter 23
9r and a blue layer 29b orthogonal to the red layer 29r are formed. The red layer 29r and the blue layer 29b are formed as non-metal multilayer films.

【0033】3枚の反射型液晶パネル1R,1G,1B
は、ダイクロイックプリズム28のレッド層29r及び
ブルー層29bに対応させて配置されている。即ち、レ
ッド層29rで反射される赤色R以上の長波長の反射方
向には反射型液晶パネル1Rが配置され、ブルー層29
bで反射される青色B以下の短波長の反射方向には反射
型液晶パネル1Bが配置され、レッド層29r及びブル
ー層29bの透過方向には反射型液晶パネル1Gが配置
されている。これらの反射型液晶パネル1R,1G,1
Bは特に図示しないが情報表示システムにより投射すべ
き各色毎の画像が各液晶素子のオン・オフ制御により形
成されるものである。
Three reflective liquid crystal panels 1R, 1G, 1B
Are arranged corresponding to the red layer 29r and the blue layer 29b of the dichroic prism 28. That is, the reflection type liquid crystal panel 1R is disposed in the reflection direction of the longer wavelength than the red R reflected by the red layer 29r, and the blue layer 29r is disposed.
The reflection type liquid crystal panel 1B is disposed in the direction of reflection of blue light of B or shorter, which is reflected by b, and the reflection type liquid crystal panel 1G is disposed in the transmission direction of the red layer 29r and the blue layer 29b. These reflective liquid crystal panels 1R, 1G, 1
B is an image (not shown) in which an image for each color to be projected by the information display system is formed by on / off control of each liquid crystal element.

【0034】さらに、偏光ビームスプリッタ23とスク
リーン31との間の光軸上には投射レンズ32を備えた
投射レンズ系33が設けられている。ここに、図7に示
すように、仮想光源面11(偏光変換要素15の位置)
から各反射型液晶パネル1R,1G,1Bまでの光路長
と、各反射型液晶パネル1R,1G,1Bから投射レン
ズ32までの光路長は全て等しく設定されている。
Further, a projection lens system 33 having a projection lens 32 is provided on the optical axis between the polarization beam splitter 23 and the screen 31. Here, as shown in FIG. 7, the virtual light source surface 11 (the position of the polarization conversion element 15)
And the optical path length from each of the reflective liquid crystal panels 1R, 1G, 1B and the optical path length from each of the reflective liquid crystal panels 1R, 1G, 1B to the projection lens 32 are all set to be equal.

【0035】このような構成において、照明装置A3か
らのS偏光成分のみに揃えられた光束は、全反射プリズ
ム21、偏光ビームスプリッタ23で反射されて分光集
光素子24に入射する。ここで、その波長に応じて赤色
R、緑色G、青色Bに分光されて、各々対応する反射型
液晶パネル1R,1G,1Bに入射する。ここで、各反
射型液晶パネル1R,1G,1Bは情報表示システムに
より液晶プロジェクタに入力された画像信号に応じてオ
ン・オフし、オフ時にはS偏光成分をS偏光成分のまま
反射し、オン時にはS偏光成分をP偏光成分に変換して
反射する。そして、これらのS偏光成分又はP偏光成分
からなる各反射型液晶パネル1R,1G,1Bからの反
射光は、ダイクロイックプリズム28において各々集合
合成されて偏光ビームスプリッタ23に再帰する。この
際、各反射型液晶パネル1R,1G,1Bにおいてオン
している液晶素子対応部分から反射されたP偏光成分の
みが偏光ビームスプリッタ23を透過するため、この透
過光が投射レンズ系33によりスクリーン31上に拡大
投影される。これにより、液晶プロジェクタに入力され
た画像信号に応じた画像がスクリーン31にカラー画像
として映し出される。
In such a configuration, the light beam from the illuminating device A3 that has been adjusted to only the S-polarized light component is reflected by the total reflection prism 21 and the polarization beam splitter 23 and enters the spectral light condensing element 24. Here, the light is split into red R, green G, and blue B according to the wavelength, and enters the corresponding reflective liquid crystal panels 1R, 1G, and 1B. Here, each of the reflective liquid crystal panels 1R, 1G, and 1B is turned on / off in accordance with an image signal input to the liquid crystal projector by the information display system. When the liquid crystal panel is off, the S-polarized component is reflected as the S-polarized component. The s-polarized light component is converted into a p-polarized light component and reflected. Then, the reflected light from each of the reflective liquid crystal panels 1R, 1G, and 1B composed of the S-polarized light component or the P-polarized light component is collected and combined in the dichroic prism 28, and returns to the polarization beam splitter 23. At this time, only the P-polarized light component reflected from the liquid crystal element corresponding portions turned on in each of the reflective liquid crystal panels 1R, 1G, and 1B passes through the polarizing beam splitter 23. 31 is enlarged and projected. As a result, an image corresponding to the image signal input to the liquid crystal projector is projected on the screen 31 as a color image.

【0036】ここに、本実施の形態では、前述したよう
な照明装置A3を用いているので、光束の利用効率が高
いため、良好なる投影像を得ることができる。また、液
晶パネル1R,1G,1Bを照射するための仮想光源を
なす2次光源像8の広がりを小さくすることができ、投
射レンズ32の口径を小さくするために有効な構成とな
る。
Here, in the present embodiment, since the illumination device A3 as described above is used, the utilization efficiency of the luminous flux is high, so that a good projected image can be obtained. Further, the spread of the secondary light source image 8, which forms a virtual light source for irradiating the liquid crystal panels 1R, 1G, 1B, can be reduced, and this is an effective configuration for reducing the aperture of the projection lens 32.

【0037】なお、本実施の形態では、図5に例示した
照明装置A3を用いた例で示したが、これに限らず、前
述した何れの形態の照明装置であってもよい。
In the present embodiment, the example using the lighting device A3 illustrated in FIG. 5 has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be any of the above-described lighting devices.

【0038】さらには、図8に示すように、透過型液晶
パネル1R′,1G′,1B′を用いるタイプの液晶プ
ロジェクタにも同様に適用し得る。図8の場合、照明装
置A3からの偏光方向の揃えられた光束は、青色用の分
光ミラー41で反射され、かつ、全反射ミラー42によ
り反射された青色B以下の波長光が透過型液晶パネル1
B′に導かれ、青色用の分光ミラー41を透過し緑色用
の分光ミラー43で反射された青色Bより大きく緑色G
以下の波長光が透過型液晶パネル1G′に導かれ、緑色
用の分光ミラー43を透過しリレーレンズ44、全反射
ミラー45、リレーレンズ46、全反射ミラー47によ
り光路長を補正されつつ反射された赤色R以上の波長光
が透過型液晶パネル1R′に導かれるように設定されて
いる。また、本実施の形態では、各透過型液晶パネル1
R′,1G′,1B′に対してコンデンサレンズ25に
代えてマイクロレンズアレイ48が用いられ、分光集光
素子24に代えて光合成プリズム49が用いられてい
る。マイクロレンズアレイ48は液晶パネルにおける各
液晶素子毎に光の利用効率を高めるために液晶素子単位
でマトリクス状に形成されたものである。
Further, as shown in FIG. 8, the present invention can be similarly applied to a liquid crystal projector of a type using transmissive liquid crystal panels 1R ', 1G', and 1B '. In the case of FIG. 8, the luminous flux from the illuminating device A3 whose polarization direction is aligned is reflected by the blue spectral mirror 41, and the wavelength light of blue B or less reflected by the total reflection mirror 42 is transmitted through the transmissive liquid crystal panel. 1
B ′ is guided to B ′, transmitted through the blue spectral mirror 41, and reflected by the green spectral mirror 43.
Light having the following wavelengths is guided to the transmissive liquid crystal panel 1G ', passes through the green spectral mirror 43, and is reflected by the relay lens 44, the total reflection mirror 45, the relay lens 46, and the total reflection mirror 47 while correcting the optical path length. It is set such that light having a wavelength of red R or more is guided to the transmission type liquid crystal panel 1R '. In the present embodiment, each transmissive liquid crystal panel 1
A microlens array 48 is used instead of the condenser lens 25 for R ', 1G', and 1B ', and a light combining prism 49 is used instead of the spectral condensing element 24. The microlens array 48 is formed in a matrix for each liquid crystal element in order to increase the light use efficiency for each liquid crystal element in the liquid crystal panel.

【0039】[0039]

【発明の効果】請求項1記載の発明の照明装置によれ
ば、光源装置における反射鏡を回転楕円面鏡とし、その
第1焦点付近に発光源を配設し被投射体付近に第2焦点
を設定することで、発光源が発する光の利用効率を高め
得る上に、第2焦点へ向けて集光されることで絞り込ま
れる光束中にいわゆるインテグレータ光学系のレンズア
レイを配設させることで、特に別個の集光レンズ等を用
いることなく被投射体を照射するための仮想光源をなす
2次光源像の広がりを極力小さくすることができ、発光
源から被投射体までの空間的距離の短い状態で、投射レ
ンズの口径を小さくするために有効な構成となる。
According to the illumination device of the first aspect of the present invention, the reflecting mirror in the light source device is a spheroidal mirror, a light emitting source is disposed near the first focal point, and the second focal point is located near the projection target. By setting, the use efficiency of the light emitted from the light emitting source can be improved, and a lens array of a so-called integrator optical system is arranged in the light beam focused by the second focus. In particular, it is possible to minimize the spread of a secondary light source image forming a virtual light source for irradiating the projection target without using a separate condenser lens or the like, and to reduce the spatial distance from the light emitting source to the projection target. In a short state, the configuration is effective for reducing the diameter of the projection lens.

【0040】請求項2記載の発明の照明装置によれば、
光源装置における反射鏡を回転楕円面鏡とし、その第1
焦点付近に発光源を配設し被投射体付近に第2焦点を設
定することで、発光源が発する光の利用効率を高め得る
上に、第2焦点へ向けて集光されることで絞り込まれる
光束中にいわゆるインテグレータ光学系のレンズアレイ
を配設させることで、特に別個の集光レンズ等を用いる
ことなく被投射体を照射するための仮想光源をなす2次
光源像の広がりを極力小さくすることができ、発光源か
ら被投射体までの空間的距離の短い状態で、投射レンズ
の口径を小さくするために有効な構成となる。
According to the lighting device of the second aspect of the present invention,
The reflecting mirror in the light source device is a spheroidal mirror.
By arranging a light emitting source near the focal point and setting a second focal point near the projection target, it is possible to increase the use efficiency of light emitted from the light emitting source, and to narrow down by being converged toward the second focal point. By arranging a so-called integrator optical system lens array in the light beam, the spread of the secondary light source image which forms a virtual light source for irradiating the projection target without using a separate condenser lens or the like is minimized. This is an effective configuration for reducing the aperture of the projection lens in a state where the spatial distance from the light emitting source to the projection target is short.

【0041】請求項3記載の発明の照明装置によれば、
光源装置における反射鏡を回転楕円面鏡とし、その第1
焦点付近に発光源を配設し被投射体付近に第2焦点を設
定することで、発光源が発する光の利用効率を高め得る
上に、第2焦点へ向けて集光されることで絞り込まれる
光束中にいわゆるインテグレータ光学系の第1のレンズ
アレイを配設させることで、特に別個の集光レンズ等を
用いることなく被投射体を照射するための仮想光源をな
す2次光源像の広がりを極力小さくすることができ、発
光源から被投射体までの空間的距離の短い状態で、投射
レンズの口径を小さくするために有効な構成となる。特
に、凹レンズのような発散作用を示す第2のレンズを用
いているので、被投射体を照射するための仮想光源をな
す2次光源像の広がりをより一層小さくすることがで
き、投射レンズの口径を小さくするためにさらに有効な
構成となる。
According to the illumination device of the third aspect of the present invention,
The reflecting mirror in the light source device is a spheroidal mirror.
By arranging a light emitting source near the focal point and setting a second focal point near the projection target, it is possible to increase the use efficiency of light emitted from the light emitting source, and to narrow down by being converged toward the second focal point. By disposing the first lens array of the so-called integrator optical system in the light beam to be spread, the secondary light source image forming a virtual light source for irradiating the projection target without using a separate condensing lens or the like. Is reduced as much as possible, and this is an effective configuration for reducing the aperture of the projection lens in a state where the spatial distance from the light emitting source to the projection target is short. In particular, since the second lens having a diverging effect, such as a concave lens, is used, the spread of the secondary light source image forming a virtual light source for irradiating the projection target can be further reduced, and the projection lens This is a more effective configuration for reducing the diameter.

【0042】請求項4記載の発明によれば、変換要素を
備えて何れか一方のみの偏光成分に揃えて出射させるの
で、光源光の利用効率を高めることができ、この際、第
2のレンズにより略平行光束化された光束を偏光変換要
素に入射させて偏光方向を揃えるので、偏光変換の効率
も向上させることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since a conversion element is provided to emit light with one of the polarization components being aligned, the utilization efficiency of the light from the light source can be increased, and at this time, the second lens Thus, the light beam that has been converted into a substantially parallel light beam is made incident on the polarization conversion element to make the polarization directions uniform, so that the efficiency of the polarization conversion can be improved.

【0043】請求項5記載の発明の液晶プロジェクタに
よれば、項1ないし4の何れか一に記載の照明装置を利
用して液晶パネルを照明するので、全体的に光の利用効
率の高い照明の下に液晶パネルを照明して、口径の小さ
めな投射レンズ系によりスクリーン上に投射させること
ができ、液晶プロジェクタ全体の小型化を図ることがで
きる。
According to the liquid crystal projector of the fifth aspect of the present invention, since the liquid crystal panel is illuminated by using the illuminating device according to any one of the first to fourth aspects, the illumination having a high light use efficiency as a whole. The liquid crystal panel can be illuminated underneath and projected on a screen by a projection lens system having a small aperture, and the overall size of the liquid crystal projector can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一の実施の形態の照明装置を示す光
学系構成図である。
FIG. 1 is an optical system configuration diagram showing a lighting device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二の実施の形態の照明装置を示す光
学系構成図である。
FIG. 2 is an optical system configuration diagram showing a lighting device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第三の実施の形態の照明装置を示す光
学系構成図である。
FIG. 3 is an optical system configuration diagram showing a lighting device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】その偏光変換要素を拡大して示す構成図であ
る。
FIG. 4 is an enlarged configuration diagram showing the polarization conversion element.

【図5】具体的な変形例の照明装置を示す光学系構成図
である。
FIG. 5 is an optical system configuration diagram showing a lighting device of a specific modified example.

【図6】本発明の第五の実施の形態の液晶プロジェクタ
を示す光学系構成図である。
FIG. 6 is an optical system configuration diagram showing a liquid crystal projector according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】その光軸を直線状に伸ばして示す集光系・投射
系の模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram of a condensing system / projection system in which the optical axis is extended linearly.

【図8】その変形例を示す光学系構成図である。FIG. 8 is an optical system configuration diagram showing a modified example thereof.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被投射体、液晶パネル 3 発光源 4 回転楕円面鏡 6 レンズ要素、第1のレンズ要素 7 レンズアレイ、第1のレンズアレイ 8 2次光源像 11 第2のレンズアレイ 12 第2のレンズ要素 14 第2のレンズ 15 偏光変換要素 33 投射レンズ系 A1,A2,A3 照明装置 F1 第1焦点 F2 第2焦点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Projection object, liquid crystal panel 3 Light emission source 4 Spheroid mirror 6 Lens element, 1st lens element 7 Lens array, 1st lens array 8 Secondary light source image 11 2nd lens array 12 2nd lens element 14 Second lens 15 Polarization conversion element 33 Projection lens system A1, A2, A3 Illumination device F1 First focus F2 Second focus

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発光源と、 第1焦点付近に前記発光源が配設され矩形状の被投射体
付近に第2焦点が設定された回転楕円面鏡と、 前記第1,2焦点の中間点と前記第2焦点との間に配設
されて、前記被投射体の形状と略相似形をなす矩形状に
形成された複数のレンズ要素が2次元状に配列されて前
記発光源から出射される光から複数の2次光源像を分割
形成し各々前記被投射体上に重畳させて投射するレンズ
アレイと、を備える照明装置。
A luminous source; a spheroidal mirror having the luminous source disposed near a first focal point and having a second focal point set near a rectangular projection object; A plurality of rectangular lens elements arranged between a point and the second focal point and formed in a rectangular shape substantially similar to the shape of the projection target are two-dimensionally arranged and emitted from the light emitting source. A plurality of secondary light source images that are divided from the received light, and each of the divided secondary light source images is superimposed on the projection target and projected.
【請求項2】 発光源と、 第1焦点付近に前記発光源が配設され矩形状の被投射体
付近に第2焦点が設定された回転楕円面鏡と、 前記第1,2焦点の中間点と前記第2焦点との間に配設
されて、前記被投射体の形状と略相似形をなす矩形状に
形成された複数の第1のレンズ要素が2次元状に配列さ
れた第1のレンズアレイと、 前記第1のレンズ要素による焦点位置に配設されて、前
記第1のレンズ要素に各々対応する複数の第2のレンズ
要素が2次元状に配列されて各々の第2のレンズ要素を
透過する光束を前記被投射体上に重畳させて投射する第
2のレンズアレイと、を備える照明装置。
2. A light-emitting source; a spheroidal mirror having the light-emitting source disposed near a first focal point and having a second focal point set near a rectangular projection object; A first lens element, which is disposed between a point and the second focal point and has a plurality of first lens elements formed in a rectangular shape substantially similar to the shape of the projection target and arranged in a two-dimensional manner; And a plurality of second lens elements, each of which is arranged at a focal position of the first lens element and corresponding to the first lens element, are arranged two-dimensionally, and each of the second lens elements has a second lens element. A second lens array for projecting a light beam transmitted through a lens element while superimposing the light beam on the projection target.
【請求項3】 発光源と、 第1焦点付近に前記発光源が配設され矩形状の被投射体
付近に第2焦点が設定された回転楕円面鏡と、 前記第1,2焦点の中間点と前記第2焦点との間に配設
されて、前記被投射体の形状と略相似形をなす矩形状に
形成された複数の第1のレンズ要素が2次元状に配列さ
れた第1のレンズアレイと、 前記第1のレンズ要素による焦点位置に配設されて、前
記第1のレンズ要素に各々対応する複数の第2のレンズ
要素が2次元状に配列された第2のレンズアレイと、 この第2のレンズアレイを透過した光に対して発散作用
を示し、前記第1,2のレンズ要素を透過する光束を前
記被投射体上に重畳させて投射する第2のレンズと、を
備える照明装置。
3. A light-emitting source; a spheroidal mirror having the light-emitting source disposed near a first focal point and having a second focal point set near a rectangular projection object; A first lens element, which is disposed between a point and the second focal point and has a plurality of first lens elements formed in a rectangular shape substantially similar to the shape of the projection target and arranged in a two-dimensional manner; A second lens array disposed at a focal position of the first lens element, and a plurality of second lens elements respectively corresponding to the first lens element are two-dimensionally arranged. A second lens that exhibits a diverging effect on the light transmitted through the second lens array, and projects a light beam transmitted through the first and second lens elements so as to be superimposed on the projection target; A lighting device comprising:
【請求項4】 前記第2のレンズは前記回転楕円面鏡が
前記第2焦点に向けて集光する主光束を略平行光束化さ
せる作用を示し、 前記第2のレンズの出射側に、偏光方向がランダムな各
光束につき、P偏光成分又はS偏光成分の何れか一方の
みの偏光成分に揃えて出射させる偏光変換要素を備える
請求項3記載の照明装置。
4. The second lens has a function of converting a main light beam converged by the spheroidal mirror toward the second focal point into a substantially parallel light beam. 4. The illumination device according to claim 3, further comprising a polarization conversion element that emits a light beam having a random direction in a manner that only one of the P-polarized component and the S-polarized component is emitted.
【請求項5】 情報表示システムにより投射すべき像が
形成される少なくとも1つの液晶パネルと、 この液晶パネルを被投射体として照明する請求項1ない
し4の何れか一に記載の照明装置と、 前記液晶パネルの像をスクリーン上に投射する投射レン
ズ系と、を備える液晶プロジェクタ。
5. The lighting device according to claim 1, wherein at least one liquid crystal panel on which an image to be projected is formed by the information display system, and the liquid crystal panel is illuminated as a projection target. And a projection lens system for projecting the image of the liquid crystal panel on a screen.
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CN104676475A (en) * 2013-11-29 2015-06-03 海洋王(东莞)照明科技有限公司 Led light distribution lens and led lamp

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