JP2002116501A - Illuminator - Google Patents

Illuminator

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JP2002116501A
JP2002116501A JP2000309735A JP2000309735A JP2002116501A JP 2002116501 A JP2002116501 A JP 2002116501A JP 2000309735 A JP2000309735 A JP 2000309735A JP 2000309735 A JP2000309735 A JP 2000309735A JP 2002116501 A JP2002116501 A JP 2002116501A
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JP
Japan
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mirror
light
light source
optical system
integrator optical
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Pending
Application number
JP2000309735A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitoshi Yamauchi
佐敏 山内
Yasuyuki Takiguchi
康之 滝口
Kenji Kameyama
健司 亀山
Kazuya Miyagaki
一也 宮垣
Tadashi Honda
正 本田
Osamu Nagase
修 永瀬
Akihiro Yamakage
明弘 山影
Masaaki Ishiyama
政秋 石山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide such an illuminator that the size of a light source image formed on a 2nd fly-eye surface is made smaller like a point light source by much more improving the parallelism of luminous flux made incident on an integrator optical system. SOLUTION: Parallel beams reflected by a rotating parabolic mirror 4 are emitted toward the integrator optical system 5 through a window 14 formed of the non mirror surface of a plane mirror 12, while light emitted from a light source 3 and not entering the mirror 4 directly is reflected by the mirror 12 made orthogonal to the optical axis of the parallel beams, returned to the mirror 4 again and reflected thereby, and passes through a focal position and is reflected by the mirror 4 again so as to be emitted as the parallel beams, whereby almost all the luminous flux being the light source light is efficiently utilized, and also the parallelism of the luminous flux emitted toward the optical system 5 is not lowered.

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に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illuminating device suitable for illuminating a rectangular object such as a liquid crystal panel.

【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組のフライアイ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 sets of fly-eye lens arrays is known, for example, from JP-A-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、双曲面反射器等のリ
フレクタを備えた光源からの光束を、第1のフライアイ
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のフライアイ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
フライアイ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のフライアイ
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 discloses a first fly-eye lens array which receives 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 these secondary light source images are made to correspond to the plurality of rectangular condensing lenses of the first fly-eye lens array. This is configured to form a superimposed image on the same projection object via a second fly-eye lens array having a plurality of condenser lenses. 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 shape of each condenser lens in the first fly-eye lens array is made to correspond to the aspect ratio of the rectangular projection object, for example, 4: 3
The use efficiency and the intensity distribution of light can be made uniform by forming a rectangular shape with a certain ratio.

【0004】即ち、特開平3−111806号公報にお
いては、インテグレータ光学系として、第1レンズに各
長方形状のレンズを持つマクロレンズアレイ、第1レン
ズに対応したレンズを持つ第2のマクロレンズアレイを
使用し、被照射体に合ったアスペクト比の照射を行なえ
るようにしている。そして、その光源側の構成例とし
て、同公報中のFig.23によれば、回転楕円面鏡の第
1焦点に光源を置き、第2焦点の後にコリメータレンズ
を置いてからインテグレータ光学系に導くようにしてい
る。
That is, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-111806, a macro lens array having a rectangular lens as a first lens and a second macro lens array having a lens corresponding to the first lens are used as an integrator optical system. , So that irradiation with an aspect ratio suitable for the object to be irradiated can be performed. According to FIG. 23 of the publication as a configuration example on the light source side, according to FIG. 23, a light source is placed at a first focal point of a spheroidal mirror, a collimator lens is placed after a second focal point, and then guided to an integrator optical system. Like that.

【0005】図7は、特開平3−111806号公報中
でFig.23に示される回転楕円面鏡に代えて回転放物
面鏡を用いた構成例を示す。図7において、基本的に
は、インテグレータ光学系100の第1レンズに各々長
方形状のレンズを持つマクロレンズアレイ(第1のフラ
イアイレンズ)101と第1レンズに対応したレンズを
持つ第2のマクロレンズアレイ(第2のフライアイレン
ズ)102とを使用し、被照射体であるLCD103に
合ったアスペクト比の照射を行なうようにしている。そ
して、光源側としては、回転放物面鏡104の焦点F1
に配設した光源105から出射され回転放物面鏡104
による反射で平行にした光を凸レンズ106で第2焦点
F2に相当する位置に焦点を結び、コリメートレンズ1
07によりインテグレータ光学系00に入射させるよう
に構成されている。なお、図7において、108はP偏
光成分とS偏光成分とが混在した光源光に関してP偏光
成分のみ又はS偏光成分のみに揃える偏光整列プリズム
アレイ、109,110はレンズである。
FIG. 7 shows an example of a configuration using a rotating parabolic mirror instead of the spheroidal mirror shown in FIG. 23 in JP-A-3-111806. In FIG. 7, basically, a macro lens array (first fly-eye lens) 101 having a rectangular lens as a first lens of an integrator optical system 100 and a second lens having a lens corresponding to the first lens The macro lens array (second fly-eye lens) 102 is used to perform irradiation with an aspect ratio suitable for the LCD 103 that is the irradiation object. As the light source side, the focal point F1 of the rotating parabolic mirror 104
Parabolic mirror 104 emitted from a light source 105 disposed in
The collimated lens 1 focuses the light collimated by the reflection by the convex lens 106 at a position corresponding to the second focal point F2.
07, the light is incident on the integrator optical system 00. In FIG. 7, reference numeral 108 denotes a polarization alignment prism array for aligning only the P-polarization component or only the S-polarization component with respect to the light source light in which the P-polarization component and the S-polarization component are mixed, and 109 and 110 denote lenses.

【0006】同公報の例よりも、部品点数は一つ多くな
るもののリフレクタ(回転放物面鏡、回転楕円面鏡など
を総称する)の大きさと焦点の位置とを自由に設定でき
る。
[0006] Although the number of parts is increased by one as compared with the example in the publication, the size of the reflector (collectively referred to as a rotating parabolic mirror, a spheroidal mirror, etc.) and the position of the focal point can be set freely.

【0007】また、特開平10−161065号公報に
よれば、放物面鏡の焦点位置に光源を置き、平行光を得
て、凸レンズで絞ってから凹レンズで再度平行光へ戻し
てから、偏光変換手段或いはインテグレータ光学系へ導
くようにした照明装置が提案されている。
According to Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-16065, a light source is placed at the focal position of a parabolic mirror, parallel light is obtained, narrowed by a convex lens, returned to parallel light again by a concave lens, and then polarized. There has been proposed an illumination device for guiding to a conversion means or an integrator optical system.

【0008】図8は特開平10−161065号公報例
の考え方に基づいて照明装置を描いたものである。図7
との対比では、第2焦点F2に相当する位置よりも手前
側(光源側)に平行化レンズ111を配設し、コリメー
タレンズ107を省略したものである。
FIG. 8 illustrates an illuminating device based on the concept of the example of Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-161665. FIG.
In contrast to the above, the collimating lens 111 is disposed closer to the light source side (the light source side) than the position corresponding to the second focal point F2, and the collimator lens 107 is omitted.

【0009】さらに、図9に示すように、前述の特開平
3−111806号公報方式の場合と同様に回転楕円面
鏡(回転放物面鏡104)の第1焦点F1に光源105
を置き、第2焦点F2の後にコリメータレンズ107を
置いてからインテグレータ光学系100に導く方式で、
回転楕円面鏡104に入らない光束を球心を第1焦点F
1に持つ凹面鏡112で光源105に戻し、光源105
から発する光束の殆どを利用できるようにしたものもあ
る。
Further, as shown in FIG. 9, a light source 105 is provided at a first focal point F1 of a spheroidal mirror (rotating parabolic mirror 104) as in the case of the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-111806.
Is placed, the collimator lens 107 is placed after the second focal point F2, and then guided to the integrator optical system 100.
The luminous flux that does not enter the spheroidal mirror 104 is converted to the first focus F
The light source 105 is returned to the light source 105 by the concave mirror 112 of
Some have made available most of the light flux emanating from them.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】前述の特開平3−11
1806号公報に示される思想は光源105が発する光
束を一旦集光し、コリメータレンズ107で平行光にす
ることによりインテグレータ光学系100全体のサイズ
を小さくし、大局的な目的を満たそうとするものであ
る。しかしながら、この構成は光源105が発散する光
束が再度集光された焦点部での光源像の大きさは元の光
源像の何倍にも拡大されてしまい、コリメータレンズ1
07で平行光にしようとしても限界があり、インテグレ
ータ光系100での光利用効率を落とすことになる。こ
の性質は回転放物面鏡104に代えて回転楕円面鏡を用
いても、この回転放物面鏡104と凸レンズ107との
組合せと同じ傾向を示す。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 3-11 / 1991.
The idea disclosed in Japanese Patent Publication No. 1806 is to reduce the size of the entire integrator optical system 100 by once condensing a light beam emitted from the light source 105 and to convert the light beam into parallel light by a collimator lens 107, thereby satisfying a global purpose. It is. However, in this configuration, the size of the light source image at the focal point where the luminous flux diverging from the light source 105 is collected again is magnified many times as large as the original light source image.
There is a limit in trying to make parallel light at 07, and the light use efficiency in the integrator optical system 100 is reduced. This property shows the same tendency as the combination of the paraboloid of revolution 104 and the convex lens 107 even when a spheroidal mirror is used instead of the paraboloid of revolution 104.

【0011】また、特開平10−161065号公報例
のように構成しても平行化レンズ(凹レンズ)111の
出力する平行光は原理的に図7で示したコリメータレン
ズ107で得る平行光と同程度の平行光しか得られな
い。この方式についても、前述の従来例と同様、この性
質は回転楕円面鏡を用いて第2焦点F2の手前に平行化
レンズ111を置くようにしても、この回転放物面鏡1
04と平行化レンズ111の組合せと同じ傾向を示す。
In addition, even if it is configured as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-16065, the parallel light output from the parallelizing lens (concave lens) 111 is in principle the same as the parallel light obtained by the collimator lens 107 shown in FIG. Only about parallel light can be obtained. Also in this method, similarly to the above-described conventional example, this property is such that even if the parallelizing lens 111 is placed in front of the second focal point F2 using a spheroidal mirror,
It shows the same tendency as the combination of the lens 04 and the parallelizing lens 111.

【0012】さらに、図9に示した例では、第1焦点F
1の位置に球心を一致させた凹面鏡112を配置するこ
とにより、回転放物面鏡104のミラー面に取り込めな
い光を再帰させて利用することで光源105の発する光
束の利用効率を向上させている。しかしながら、光束を
一旦集光し、コリメータレンズ107で平行光にするこ
とによりインテグレータ光学系100全体のサイズを小
さくし、大局的な目的を満たそうとする考え方は図7で
示した従来例と同じものである。ということで、この構
成は光源105が発散する光束が再度集光された焦点部
での光源像の大きさは元の光源像の何倍にも拡大されて
しまいコリメータレンズ107で平行光にしようとして
も限界があり、インテグレータ光学系100での光利用
効率を落とすことになることには代わりが無い。
Further, in the example shown in FIG. 9, the first focus F
By disposing the concave mirror 112 whose spherical center coincides with the position 1, the light that cannot be captured on the mirror surface of the rotating parabolic mirror 104 is used recursively, thereby improving the use efficiency of the luminous flux emitted from the light source 105. ing. However, the idea of once condensing the light flux and making it parallel light by the collimator lens 107 to reduce the size of the entire integrator optical system 100 and satisfy the global purpose is the same as the conventional example shown in FIG. Things. Therefore, in this configuration, the size of the light source image at the focal point where the luminous flux diverging from the light source 105 is collected again is multiplied by many times the original light source image. However, there is a limit, and there is no substitute for reducing the light use efficiency in the integrator optical system 100.

【0013】そこで、本発明は、インテグレータ光学系
に入射させる光束の平行度をより一層向上させること
で、インテグレータ光学系の第2フライアイレンズ面に
できる光源像の大きさを点光源状に小さくすることがで
きる照明装置を提供することを目的とする。
Accordingly, the present invention further reduces the size of a light source image formed on the second fly-eye lens surface of the integrator optical system to a point light source shape by further improving the parallelism of a light beam incident on the integrator optical system. It is an object of the present invention to provide a lighting device that can perform the lighting.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
回転放物面鏡の焦点付近に光源を配設し、この光源から
出射され前記回転放物面鏡で反射された平行光をインテ
グレータ光学系へ向けて出射させる照明装置において、
前記インテグレータ光学系の入力部の外形サイズと概略
同サイズで透光性を有する非鏡面の窓が形成された平面
鏡を前記平行光の光軸に対して直交させて配設した。
According to the first aspect of the present invention,
A light source is provided near the focal point of the rotating parabolic mirror, and in a lighting device for emitting parallel light emitted from the light source and reflected by the rotating parabolic mirror toward an integrator optical system,
A plane mirror having a non-mirror surface window having substantially the same size as the outer size of the input section of the integrator optical system and having a light-transmitting property is disposed orthogonal to the optical axis of the parallel light.

【0015】従って、基本的に回転放物面鏡により反射
された平行光は平面鏡の非鏡面による窓を通してインテ
グレータ光学系に向けて出射される一方、光源から発せ
られて回転放物面鏡に直接入らない光は平行光の光軸に
対して直交させた平面鏡で反射させることにより再び回
転放物面鏡に返し反射させることで焦点位置を経て再度
回転放物面鏡で反射させて平行光として出射させること
ができるので、光源光の光束の殆ど全部を効率よく利用
できる上に、インテグレータ光学系に向けて出射させる
光束の平行度も向上させることができる。さらには、イ
ンテグレータ光学系の入力部の外形サイズと概略同サイ
ズで透光性を有する非鏡面の窓の大きさに規制すること
ができるので、インテグレータ光学系のサイズを小さく
抑えることもできる。
Therefore, the parallel light basically reflected by the rotating parabolic mirror is emitted toward the integrator optical system through the non-mirror window of the plane mirror, while being emitted from the light source and directly directed to the rotating parabolic mirror. The light that does not enter is reflected by a plane mirror perpendicular to the optical axis of the parallel light, and is reflected back to the rotating parabolic mirror again. Since the light can be emitted, almost all of the light flux of the light source light can be used efficiently, and the parallelism of the light flux emitted toward the integrator optical system can be improved. Furthermore, since the size of the non-mirror surface window having the same size as the outer size of the input portion of the integrator optical system and having translucency can be restricted, the size of the integrator optical system can be reduced.

【0016】請求項2記載の発明は、請求項1記載の照
明装置において、前記平面鏡は、前記回転放物面鏡の出
口に設けられた前面ガラスと一体に設けられている。
According to a second aspect of the present invention, in the lighting device of the first aspect, the plane mirror is provided integrally with a front glass provided at an outlet of the parabolic mirror.

【0017】従って、回転放物面鏡の出口に設けられた
前面ガラスと一体に平面鏡を設けることにより、構成を
単純にできる上に精度も維持できる。
Therefore, by providing the plane mirror integrally with the front glass provided at the exit of the paraboloid of revolution, the structure can be simplified and the precision can be maintained.

【0018】請求項3記載の発明は、請求項1記載の照
明装置において、前記平面鏡は、前記回転放物面鏡の出
口に設けられた前面ガラスと前記光源の発光部との間に
設けられている。
According to a third aspect of the present invention, in the lighting device according to the first aspect, the flat mirror is provided between a front glass provided at an outlet of the paraboloid of revolution and a light emitting portion of the light source. ing.

【0019】従って、請求項1記載の発明を実現する上
で、全体の大きさをより一層小型化できる。
Therefore, in order to realize the first aspect of the present invention, the overall size can be further reduced.

【0020】請求項4記載の発明は、請求項1記載の照
明装置において、前記平面鏡は、前記インテグレータ光
学系の第1フライアイレンズ又は相当部材と一体に設け
られている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the illumination device of the first aspect, the plane mirror is provided integrally with a first fly-eye lens or a corresponding member of the integrator optical system.

【0021】従って、インテグレータ光学系の第1フラ
イアイレンズ又は相当部材と一体に平面鏡を設けること
により、構成を単純にできる上に精度も維持できる。
Therefore, by providing the plane mirror integrally with the first fly-eye lens or the corresponding member of the integrator optical system, the structure can be simplified and the accuracy can be maintained.

【0022】[0022]

【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。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
It will be described based on.

【0023】本実施の形態の照明装置A1は、縦横のア
スペクト比が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A1は、点状の光源3と、この光源3が内蔵配
設されるリフレクタとしての回転放物面鏡4と、インテ
グレータ光学系5と、集光レンズ6とにより構成されて
いる。
The illuminating device A1 of this embodiment uses a rectangular liquid crystal panel 1 having a vertical and horizontal aspect ratio of 4: 3 as an object to be projected, and collects light for each liquid crystal element on the front surface. A condenser lens 2 for emitting light is provided. For such a liquid crystal panel 1, the illumination device A1 of the present embodiment includes a point light source 3, a rotating parabolic mirror 4 as a reflector in which the light source 3 is provided, and an integrator optical system. 5 and a condenser lens 6.

【0024】光源3としては、高圧水銀灯、メタルハラ
イドランプ、キセノンランプ等のアーク灯が用いられて
いる。この光源3は放物面を回転させた形状の内周面が
ミラー面4aとされた回転放物面鏡4の焦点Fの位置に
配設されている。従って、回転放物面鏡4のミラー面4
aは、光源3からの光を受けた場合に平行光として出射
させる光学的特性を有する。このような回転放物面鏡4
の出口は前面ガラス8により閉塞されている。
As the light source 3, an arc lamp such as a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, and a xenon lamp is used. The light source 3 is disposed at the position of the focal point F of the rotating parabolic mirror 4 having a mirror surface 4a whose inner peripheral surface is formed by rotating the paraboloid. Therefore, the mirror surface 4 of the rotating parabolic mirror 4
“a” has an optical characteristic of emitting parallel light when receiving light from the light source 3. Such a rotating parabolic mirror 4
Is closed by a front glass 8.

【0025】インテグレータ光学系5は、例えば前述し
た特開平3−111806号公報等により周知のもので
あり、第1フライアイレンズ9と第2フライアイレンズ
10との組合わせからなり、特に、第2フライアイレン
ズ10は2つのシリンドリカルレンズアレイ10a,1
0bを直交配置させたものが用いられている。また、本
実施の形態では、これらのシリンドリカルレンズアレイ
10a,10b間には周知のようにPBS(偏光ビーム
スプリッタ)アレイと1/2波長板とを組合わせた偏光
整列プリズムアレイ11が設けられている。このシリン
ドリカルレンズアレイ10bの後段に配置された集光レ
ンズ6は、フライアイレンズにより分割された各光束を
液晶パネル1上に重ね合わせる役目を果たす。
The integrator optical system 5 is known, for example, from the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-111806, and is composed of a combination of a first fly-eye lens 9 and a second fly-eye lens 10. The two fly's eye lens 10 includes two cylindrical lens arrays 10a, 1
0b are arranged orthogonally. In the present embodiment, a polarization alignment prism array 11 in which a PBS (polarization beam splitter) array and a half-wave plate are combined is provided between the cylindrical lens arrays 10a and 10b, as is well known. I have. The condenser lens 6 arranged at the subsequent stage of the cylindrical lens array 10b plays a role of superimposing each light beam split by the fly-eye lens on the liquid crystal panel 1.

【0026】このような照明装置Aとしての基本的な構
成において、本実施の形態では、平行光束の光軸に直交
する前面ガラス8の内側面を利用して平面鏡12が一体
に設けられている。この平面鏡12は前面ガラス8の内
側面の一部にミラー面を形成したもので、インテグレー
タ光学系5の入力部となる第1フライアイレンズ9の外
形サイズに概略同サイズの非鏡面構造の窓13が中心部
に形成されている。即ち、窓13部分は光源3の光に対
して透光性を有する。この窓13部分に関して前面ガラ
ス8には光の透過効率を向上させるARコート14が設
けられている。
In the basic configuration of such a lighting device A, in the present embodiment, a plane mirror 12 is integrally provided using the inner side surface of the front glass 8 orthogonal to the optical axis of the parallel light beam. . The plane mirror 12 has a mirror surface formed on a part of the inner side surface of the front glass 8, and has a non-mirror surface window substantially the same size as the outer size of the first fly-eye lens 9 serving as an input portion of the integrator optical system 5. 13 is formed in the center. That is, the window 13 has a light transmitting property with respect to the light of the light source 3. An AR coat 14 for improving the light transmission efficiency is provided on the front glass 8 with respect to the window 13.

【0027】従って、本実施の形態の照明装置A1にあ
っては、従来例にあるコリメータレンズ107や、凸レ
ンズ106、凹レンズ111などによる光学系を全部省
き、回転放物面鏡4によるリフレクタが作る平行光を直
接インテグレータ光学系5に入力させる構成とされてい
る。しかしながら、これだけでは光源3の発する光束の
全部を利用できないので、インテグレータ光学系5に直
接入力されない光束は回転放物面鏡4の作る平行光の光
軸に対して直交配置させた平面鏡12により、再度回転
放物面鏡4側に返す。この返された光束は回転放物面鏡
4により、その焦点F、即ち、光源3の発光位置に戻さ
れる。ここで、本実施の形態では、光源3として高圧水
銀灯、メタルハライドランプ、キセノンランプなどのア
ーク灯が用いられているので、戻された光束は電極間を
すり抜けて(実際は、ここにできる焦点は光源の像であ
り、最初発光したときにできる光源像よりも幾倍か大き
くなっているので光束の一部分は電極により、遮光され
る)、再び、回転放物面鏡4のミラー面4aに達し、再
度反射された後、平行光になって、窓13部分から、イ
ンテグレータ光学系5に向かう。
Therefore, in the illumination device A1 of this embodiment, the optical system including the collimator lens 107, the convex lens 106, the concave lens 111, and the like in the conventional example is omitted, and the reflector using the rotating parabolic mirror 4 is formed. The parallel light is directly input to the integrator optical system 5. However, since the entire light beam emitted from the light source 3 cannot be used by this alone, the light beam that is not directly input to the integrator optical system 5 is reflected by the plane mirror 12 arranged orthogonal to the optical axis of the parallel light generated by the rotating parabolic mirror 4. Return to the rotating parabolic mirror 4 again. The returned luminous flux is returned by the rotating parabolic mirror 4 to its focal point F, that is, the light emitting position of the light source 3. Here, in the present embodiment, an arc lamp such as a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, or a xenon lamp is used as the light source 3, so that the returned luminous flux passes between the electrodes (actually, the focus made here is the light source And a part of the luminous flux is shielded by the electrode because it is slightly larger than the light source image generated when the light is first emitted.), And reaches the mirror surface 4a of the rotating parabolic mirror 4 again. After being reflected again, it becomes parallel light and travels from the window 13 to the integrator optical system 5.

【0028】従って、本実施の形態によれば、基本的に
回転放物面鏡4により反射された平行光は平面鏡12の
非鏡面による窓13を通してインテグレータ光学系5に
向けて出射される一方、光源3から発せられて回転放物
面鏡4に直接入らない光は平行光の光軸に対して直交さ
せた平面鏡12で反射させることにより再び回転放物面
鏡4に返し反射させることで焦点F位置を経て再度回転
放物面鏡4で反射させて平行光として出射させることが
できるので、光源光の光束の殆ど全部を効率よく利用で
きる上に、インテグレータ光学系5に向けて出射させる
光束の平行度を低下させることもない。さらには、イン
テグレータ光学系5の入力部に位置する第1フライアイ
レンズ9の外形サイズと概略同サイズで透光性を有する
非鏡面の窓13の大きさを規制することができるので、
インテグレータ光学系5のサイズを小さく抑えることも
でき、インテグレータ光学系5の形状に殆ど左右されず
に光源3からの光束利用率を維持できる。また、回転放
物面鏡4の出口に設けられた前面ガラス8と一体に平面
鏡12を設けることにより、構成を単純にできる上に直
交度等の精度も維持できる。
Therefore, according to the present embodiment, basically, the parallel light reflected by the paraboloid of revolution 4 is emitted toward the integrator optical system 5 through the window 13 formed by the non-specular surface of the plane mirror 12, while Light emitted from the light source 3 and not directly entering the rotating parabolic mirror 4 is reflected by the plane mirror 12 perpendicular to the optical axis of the parallel light, and is returned to the rotating parabolic mirror 4 again to be focused. Since the light can be reflected again by the rotating parabolic mirror 4 and emitted as parallel light after passing through the F position, almost all of the light flux of the light from the light source can be used efficiently, and the light flux emitted toward the integrator optical system 5 can be used. Is not reduced. Furthermore, since the size of the non-mirror surface window 13 having substantially the same size as the outer size of the first fly-eye lens 9 located at the input portion of the integrator optical system 5 and having translucency can be regulated,
The size of the integrator optical system 5 can also be kept small, and the utilization rate of the luminous flux from the light source 3 can be maintained almost without being influenced by the shape of the integrator optical system 5. Further, by providing the plane mirror 12 integrally with the front glass 8 provided at the exit of the paraboloid of revolution 4, the configuration can be simplified and the accuracy such as the orthogonality can be maintained.

【0029】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
施の形態でも同様とする)。
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).

【0030】第一の実施の形態では、前面ガラス8の内
面に直接平面鏡12を一体に形成したが、本実施の形態
の照明装置A2では、前面ガラス8とは別部材による平
面鏡15を前面ガラス8の内面部分(又は、外側部分)
に平行光束の光軸に直交するように設けたものである。
この平面鏡15は例えば高純度のアルミニウム板を用
い、その光源側表面を鏡面仕上げしたものが用いられて
いる。また、中心部には、第1フライアイレンズ9の外
形形状に概略同形の窓16が開口形成されている。
In the first embodiment, the plane mirror 12 is integrally formed directly on the inner surface of the front glass 8. However, in the lighting device A2 of the present embodiment, the plane mirror 15 formed of a member different from the front glass 8 is used. 8 inner surface part (or outer part)
Are provided so as to be orthogonal to the optical axis of the parallel light beam.
The flat mirror 15 is made of, for example, a high-purity aluminum plate and its light source side surface is mirror-finished. In the center, a window 16 having the same shape as the outer shape of the first fly-eye lens 9 is formed.

【0031】このような構成によっても、第一の実施の
形態の場合と同様の効果が得られることは明らかであ
る。
It is clear that the same effect as in the first embodiment can be obtained by such a configuration.

【0032】なお、本実施の形態の照明装置A2では、
集光レンズ6に代えて、シリンドリカルレンズ10bと
液晶パネル1とのほぼ中間に位置させて凸レンズ17が
設けられている。この凸レンズ17も集光レンズ6の場
合と同様に、インテグレータ光学系5により分割された
光束を液晶パネル1面上に重ね合わせる機能を果たす。
特に、本実施の形態のように、凸レンズ17から液晶パ
ネル1まではフライアイレンズ9,10の各々の構成レ
ンズが作る光束が各々平行光となっているので、反射型
液晶パネルを用いる液晶プロジェクタの場合には色むら
を発生しにくくすることができる。
In the lighting device A2 of the present embodiment,
Instead of the condenser lens 6, a convex lens 17 is provided substantially at the center between the cylindrical lens 10b and the liquid crystal panel 1. As in the case of the condenser lens 6, the convex lens 17 also has a function of superimposing the light beam split by the integrator optical system 5 on the surface of the liquid crystal panel 1.
In particular, as in the present embodiment, since the light beams generated by the respective constituent lenses of the fly-eye lenses 9 and 10 are parallel light from the convex lens 17 to the liquid crystal panel 1, the liquid crystal projector using the reflective liquid crystal panel. In the case of (1), it is possible to reduce the occurrence of color unevenness.

【0033】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。本実施の形態では、回転放物面鏡
4付近の構成のみを示す。本実施の形態では、図2に示
したような前面ガラス8とは別部材による平面鏡15を
前面ガラス8と光源3との間に配置させたものである。
即ち、平面鏡15を前面ガラス8から離し光源3側に近
づけたものである。窓15の大きさ・形状は図2の場合
と同じである。
FIGS. 3 and 4 show a third embodiment of the present invention.
It will be described based on. In the present embodiment, only the configuration near the paraboloid of revolution 4 is shown. In the present embodiment, a plane mirror 15 made of a member different from the front glass 8 as shown in FIG. 2 is arranged between the front glass 8 and the light source 3.
That is, the plane mirror 15 is separated from the front glass 8 and closer to the light source 3 side. The size and shape of the window 15 are the same as those in FIG.

【0034】このような構成において、光源3から発散
する光束は回転放物面鏡4で概略平行光にされるが、一
般的に5〜10°の発散角の含んでいる。ここに、本実
施の形態のような構成によれば、光源3から出射されて
その発散が大きくなる前に平面鏡15で再帰させるので
再帰された光束の焦点F位置にできる光源像を図2の場
合に比較して小さく抑えることができ、再度、回転放物
面鏡4で反射され平行光にされた後の発散角を小さく抑
えることができるので、インテグレータ光学系5での効
率の降下を抑えることができる。また、本実施の形態の
構成によれば、図中2点鎖線(カット可能位置)で示し
たように平面鏡15から外れた部分の回転放物面鏡4を
カットすることができ、後述するようなプロジェクタの
筐体を薄くすることができる。上下だけでなく、左右も
同様の加工が可能で、さらには、カットではなく上下左
右2点差線の外側を箱型の形状にしても良く、同様に筐
体を薄くすることができる。
In such a configuration, the luminous flux emitted from the light source 3 is made substantially parallel by the rotating parabolic mirror 4, but generally includes a divergence angle of 5 to 10 °. Here, according to the configuration as in the present embodiment, since the light is emitted from the light source 3 and is returned by the plane mirror 15 before its divergence becomes large, the light source image formed at the focal point F position of the returned light flux in FIG. As compared with the case, the divergence angle after being reflected by the rotating parabolic mirror 4 and converted into parallel light again can be reduced, so that the drop in efficiency in the integrator optical system 5 can be suppressed. be able to. Further, according to the configuration of the present embodiment, as shown by the two-dot chain line (cuttable position) in FIG. The housing of the projector can be made thinner. The same processing can be performed not only on the upper and lower sides but also on the left and right sides. Further, instead of cutting, the outside of the two-point difference line may be box-shaped, and the housing can be similarly thinned.

【0035】本発明の第四の実施の形態を図5及び図6
に基づいて説明する。本実施の形態では、回転放物面鏡
4付近の構成のみを示す。本実施の形態では、インテグ
レータ光学系5の入力部に位置する第1フライアイレン
ズ9と一体に平面鏡18を設けたものである。より具体
的には、第1フライアイレンズ9の同一部材による基板
19を回転放物面鏡4の開口をカバーし得る大きさに形
成し、第1フライアイレンズ9のレンズ部分を窓20と
し、その周囲をミラー面とすることにより構成されてい
る。
FIGS. 5 and 6 show a fourth embodiment of the present invention.
It will be described based on. In the present embodiment, only the configuration near the paraboloid of revolution 4 is shown. In the present embodiment, the plane mirror 18 is provided integrally with the first fly-eye lens 9 located at the input section of the integrator optical system 5. More specifically, a substrate 19 of the same member of the first fly-eye lens 9 is formed to have a size capable of covering the opening of the paraboloid of revolution 4, and the lens portion of the first fly-eye lens 9 is defined as a window 20. , The periphery of which is a mirror surface.

【0036】本実施の形態によれば、平面鏡18を設け
る構成を単純にでき、調整個所を少なくできることから
コストを抑えることが可能となる。また、インテグレー
タ光学系5と回転放物面鏡4との間にUVカット、IR
カットなどのガラス部材を置くような構成の場合、これ
らの部材に第1フライアイレンズを透過する光束部分を
残してその外側を平面鏡としても、同様の効果が得られ
る。
According to the present embodiment, the structure in which the plane mirror 18 is provided can be simplified, and the number of adjustment points can be reduced, so that the cost can be reduced. In addition, a UV cut and an IR are provided between the integrator optical system 5 and the rotating parabolic mirror 4.
In the case of a configuration in which glass members such as cuts are placed, a similar effect can be obtained by leaving a light flux portion transmitting through the first fly-eye lens on these members and using the outside as a plane mirror.

【0037】[0037]

【発明の効果】請求項1記載の発明の照明装置によれ
ば、基本的に回転放物面鏡により反射された平行光は平
面鏡の非鏡面による窓を通してインテグレータ光学系に
向けて出射される一方、光源から発せられて回転放物面
鏡に直接入らない光は平行光の光軸に対して直交させた
平面鏡で反射させることにより再び回転放物面鏡に返し
反射させることで焦点位置を経て再度回転放物面鏡で反
射させて平行光として出射させることができるので、光
源光の光束の殆ど全部を効率よく利用できる上に、イン
テグレータ光学系に向けて出射させる光束の平行度を低
下させることもなく、さらには、インテグレータ光学系
の入力部の外形サイズと概略同サイズで透光性を有する
非鏡面の窓の大きさを規制することができるので、イン
テグレータ光学系のサイズを小さく抑えることもでき
る。
According to the illumination device of the first aspect of the present invention, the parallel light basically reflected by the paraboloid of revolution is emitted toward the integrator optical system through the non-mirror window of the plane mirror. The light emitted from the light source and not directly entering the rotating parabolic mirror is reflected by a plane mirror perpendicular to the optical axis of the parallel light, and then returned to the rotating parabolic mirror again to be reflected through the focal point position. Since it can be reflected again by the paraboloid of revolution and emitted as parallel light, almost all of the light flux of the light source light can be used efficiently, and the parallelism of the light flux emitted toward the integrator optical system is reduced. In addition, since the size of the non-mirror surface window having the same size as the outer size of the input portion of the integrator optical system and having translucency can be regulated, the size of the integrator optical system can be reduced. It is also possible to reduce the size small.

【0038】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の照明装置において、回転放物面鏡の出口に設けられ
た前面ガラスと一体に平面鏡を設けたので、構成を単純
にできる上に直交度等の精度も維持することができる。
According to the second aspect of the present invention, in the lighting device of the first aspect, since the plane mirror is provided integrally with the front glass provided at the exit of the paraboloid of revolution, the configuration can be simplified. In addition, accuracy such as orthogonality can be maintained.

【0039】請求項3記載の発明によれば、請求項1記
載の照明装置において、平面鏡を回転放物面鏡の出口に
設けられた前面ガラスと光源の発光部との間に設けるよ
うにしたので、請求項1記載の発明を実現する上で、全
体の大きさをより一層小型化でき、かつ、光源光が発散
する前に平面鏡で再帰反射させることができ、発散角が
小さくなるように抑制できる。
According to the third aspect of the present invention, in the lighting device according to the first aspect, the plane mirror is provided between the front glass provided at the exit of the rotating parabolic mirror and the light emitting portion of the light source. Therefore, in realizing the first aspect of the present invention, the overall size can be further reduced, and the light source light can be retroreflected by the plane mirror before the light diverges, so that the divergence angle is reduced. Can be suppressed.

【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の要部を
示すリフレクタ付近の断面構造図である。
FIG. 3 is a cross-sectional structural view near a reflector showing a main part of a lighting device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】そのリフレクタの正面図である。FIG. 4 is a front view of the reflector.

【図5】本発明の第四の実施の形態の照明装置の要部を
示すリフレクタ付近の断面構造図である。
FIG. 5 is a cross-sectional structural view showing a main part of a lighting device according to a fourth embodiment of the present invention, in the vicinity of a reflector.

【図6】その正面図である。FIG. 6 is a front view thereof.

【図7】第1の従来例の照明装置を示す光学系構成図で
ある。
FIG. 7 is an optical system configuration diagram showing a first conventional illumination device.

【図8】第2の従来例の照明装置のリフレクタ付近を示
す光学系構成図である。
FIG. 8 is an optical system configuration diagram showing the vicinity of a reflector of the illumination device of the second conventional example.

【図9】第3の従来例の照明装置のリフレクタ付近を示
す光学系構成図である。
FIG. 9 is an optical system configuration diagram showing the vicinity of a reflector of a third conventional illumination device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被投射体、液晶パネル 3 光源 4 放物面鏡、リフレクタ 5 インテグレータ光学系、出力光利用光学系 8 前面ガラス 9 第1フライアイレンズ 10 第2フライアイレンズ 12 平面鏡 13 窓 15 平面鏡 16 窓 18 平面鏡 20 窓 Reference Signs List 1 Projected object, liquid crystal panel 3 Light source 4 Parabolic mirror, reflector 5 Integrator optical system, output light utilizing optical system 8 Front glass 9 First fly-eye lens 10 Second fly-eye lens 12 Plane mirror 13 Window 15 Plane mirror 16 Window 18 Plane mirror 20 windows

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀山 健司 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 宮垣 一也 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 本田 正 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 永瀬 修 岩手県花巻市大畑第10地割109 リコー光 学株式会社内 (72)発明者 山影 明弘 岩手県花巻市大畑第10地割109 リコー光 学株式会社内 (72)発明者 石山 政秋 岩手県花巻市大畑第10地割109 リコー光 学株式会社内 Fターム(参考) 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H091 FA14Z FA21Z FA26Z FA41Z LA15 LA17 LA18  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Kameyama 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Kazuya Miyagaki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Tadashi Honda 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Osamu Nagase Inside 109, Ohata 10th Land, 109, Ricoh Optical Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Yamakage 109, Ohata 10th Land, Hanamaki City, Iwate Prefecture Ricoh Optics Co., Ltd. 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H091 FA14Z FA21Z FA26Z FA41Z LA15 LA17 LA18

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 回転放物面鏡の焦点付近に光源を配設
し、この光源から出射され前記回転放物面鏡で反射され
た平行光をインテグレータ光学系へ向けて出射させる照
明装置において、 前記インテグレータ光学系の入力部の外形サイズと概略
同サイズで透光性を有する非鏡面の窓が形成された平面
鏡を前記平行光の光軸に対して直交させて配設したこと
を特徴とする照明装置。
1. A lighting device in which a light source is disposed near a focal point of a rotating parabolic mirror, and parallel light emitted from the light source and reflected by the rotating parabolic mirror is emitted toward an integrator optical system. A flat mirror formed with a non-mirror surface window having substantially the same size as the outer size of the input unit of the integrator optical system and having a light-transmitting property is disposed orthogonal to the optical axis of the parallel light. Lighting equipment.
【請求項2】 前記平面鏡は、前記回転放物面鏡の出口
に設けられた前面ガラスと一体に設けられていることを
特徴とする請求項1記載の照明装置。
2. The lighting device according to claim 1, wherein the plane mirror is provided integrally with a front glass provided at an outlet of the parabolic mirror.
【請求項3】 前記平面鏡は、前記回転放物面鏡の出口
に設けられた前面ガラスと前記光源の発光部との間に設
けられていることを特徴とする請求項1記載の照明装
置。
3. The lighting device according to claim 1, wherein the plane mirror is provided between a front glass provided at an exit of the paraboloid of revolution and a light emitting unit of the light source.
【請求項4】 前記平面鏡は、前記インテグレータ光学
系の第1フライアイレンズ又は相当部材と一体に設けら
れていることを特徴とする請求項1記載の照明装置。
4. The illumination device according to claim 1, wherein the plane mirror is provided integrally with a first fly-eye lens or a corresponding member of the integrator optical system.
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Cited By (5)

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