JP2002236317A - Illuminator - Google Patents

Illuminator

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JP2002236317A
JP2002236317A JP2001034112A JP2001034112A JP2002236317A JP 2002236317 A JP2002236317 A JP 2002236317A JP 2001034112 A JP2001034112 A JP 2001034112A JP 2001034112 A JP2001034112 A JP 2001034112A JP 2002236317 A JP2002236317 A JP 2002236317A
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lens
illumination light
cylindrical
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Yoshitoshi Yamauchi
佐敏 山内
Kazuhiro Fujita
和弘 藤田
Tadashi Honda
正 本田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the effective utilization of illuminating light by reducing the wasted illuminating light by optimally setting the projection range of the illuminating light projected to a body to be illuminated in accordance with the breadth and length size of the body to be illuminated. SOLUTION: By using a 1st lens array set 5 where cylindrical lens arrays 5a and 5b are arranged in a direction orthogonal to each other and a 2nd lens array set 6 where cylindrical lenses 6a and 6b are arranged in a direction orthogonal to each other as a 1st lens array and a 2nd lens array constituting what is called an integrator optical system, the setting of the projection range of the illuminating light to the body to be illuminated 1 is optimized in accordance with the dimension of the breadth and length of the body to be illuminated 1, so that the wasted illuminating light is reduced to realize the effective utilization of the illuminating light.

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
矩形状の被照明体を備えた映像投射装置などにおいて、
その被照明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 a video projection apparatus having a rectangular illuminated object such as a liquid crystal panel, and the like.
The present invention relates to a lighting device suitable for illuminating the illuminated object.

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶パネルのような矩形状の被照明体を
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 object to be illuminated 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、複数のレンズをXーY平面上にアレイ状に並べた第
1のレンズ板と、それに対応した複数のレンズをX´ー
Y´平面上にアレイ状に並べた第2のレンズ板とを用
い、そこでできた複数の光束を被照明体上で重畳させる
ための重畳レンズを備えた構成をとっている。その折、
一般的に投影像は矩形をなしているが、横(X)と縦
(Y)との縁の部分の照度は、その周囲の0状態からい
きなり一定の照度へとは立ち上がらないので、ある傾斜
をもって定常の照度状態となる。
The integrator optical system disclosed in the publication discloses a first lens plate in which a plurality of lenses are arranged in an array on an XY plane, and a plurality of lenses corresponding to the first lens plate on an X'-Y 'plane. And a second lens plate arranged in an array, and provided with a superimposing lens for superimposing a plurality of luminous fluxes formed on the illuminated body. Then
In general, the projected image is rectangular, but the illuminance at the edges of the horizontal (X) and vertical (Y) does not rise from the surrounding zero state to a constant illuminance, so that there is a certain inclination. With this, a steady illuminance state is set.

【0004】一方、偏光光を変調するタイプの液晶パネ
ルを被照明体として用いた一般的な映像投射装置(液晶
プロジェクタ)では、P偏光光又はS偏光光の1種類の
偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発す
る光源の場合には、光源から発生した照明光の約半分は
利用されないことになってしまい、照明光の利用効率が
悪くなる。この照明光の利用効率を高めるための偏光変
換構造も各種提案されている。
On the other hand, in a general image projection apparatus (liquid crystal projector) using a liquid crystal panel of a type that modulates polarized light as an illuminated object, only one kind of polarized light of P-polarized light or S-polarized light can be used. In the case of a light source that emits randomly polarized light, about half of the illumination light generated from the light source is not used, and the utilization efficiency of the illumination light deteriorates. Various types of polarization conversion structures have been proposed for increasing the utilization efficiency of the illumination light.

【0005】その原理は、ランダムな偏光光を直交する
2つの偏光光(P偏光光、S偏光光)に分離した後、一
方の偏光光を半波長板等により90°回転させて、他方
の偏光光と同じ方向の偏光光とし、かつ、両者の光軸を
合わせるものである。従って、例えば、偏光ビームスプ
リッタと直角プリズムとを併設させ、偏光ビームスプリ
ッタ又は直角プリズムの出射面側に半波長板を配置させ
るような偏光変換光学系構造で偏光方向を揃えることが
できる。この場合に変換効率を高めるため、光源側から
の光をレンズ板により偏光ビームスプリッタの作用面
(45°の誘電体多層膜)に収束させるようにしたもの
が、例えば、特開平7−294906号公報により提案
されている。
The principle is that random polarized light is separated into two orthogonal polarized lights (P-polarized light and S-polarized light), and then one of the polarized lights is rotated 90 ° by a half-wave plate or the like, and the other is rotated. The polarized light is polarized in the same direction as the polarized light, and the optical axes of the two are aligned. Therefore, for example, the polarization directions can be aligned by a polarization conversion optical system structure in which a polarization beam splitter and a right-angle prism are provided side by side and a half-wave plate is arranged on the exit surface side of the polarization beam splitter or the right-angle prism. In this case, in order to enhance the conversion efficiency, light from the light source side is converged on the working surface (45 ° dielectric multilayer film) of the polarizing beam splitter by a lens plate, for example, as disclosed in JP-A-7-294906. It is proposed by the gazette.

【0006】一方、偏光ビームスプリッタと直角プリズ
ムとを単純に併設させるだけの構成では、光学系全体の
横幅又は縦幅が約2倍になってしまい、Fナンバーの小
さな極めて大口径の投射レンズを使用しなければならな
くなってしまう点に関しては、前述の特開平3−111
806号公報に示されるインテグレータ光学系を組合せ
る構成例が、例えば特開平8−304739号公報によ
り提案されている。これは、概略的には、複数の微小な
矩形状の集光レンズからなる第1のレンズアレイにより
複数の微小な光束(2次光源像)を形成し、これらの光
束を偏光方向が異なるP偏光光とS偏光光とに分離した
後、一方の偏光光を回転させて偏光面を揃えて出射させ
るようにしたものである。つまり、インテグレータ光学
系の特徴である微小な2次光源像の生成というプロセス
を利用して偏光光の分離を行わせることで、偏光光の分
離に伴う光路の空間的な広がりを抑制するようにしたも
のである。
On the other hand, in a configuration in which the polarizing beam splitter and the right-angle prism are simply provided side by side, the width or length of the entire optical system becomes about twice, and an extremely large projection lens having a small F number is required. Regarding the point that it must be used, see the above-mentioned JP-A-3-111.
An example of a configuration combining an integrator optical system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 806 is proposed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-304739. In general, a plurality of minute light beams (secondary light source images) are formed by a first lens array including a plurality of minute rectangular condensing lenses, and these light beams are converted into P light beams having different polarization directions. After being separated into polarized light and s-polarized light, one of the polarized lights is rotated to emit light with the polarization planes aligned. In other words, by separating the polarized light using the process of generating a minute secondary light source image, which is a feature of the integrator optical system, the spatial spread of the optical path due to the polarized light separation is suppressed. It was done.

【0007】さらには、特開平10−161065号公
報によれば、光源側からの平行光を一旦凸レンズにより
集光してから再度平行化させることでビーム径を約半分
に小さくして偏光変換構造に導くことにより、この偏光
変換構造やインテグレータ光学系を実質的に小型化し得
る提案がなされている。
Further, according to Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-16065, the parallel light from the light source side is once condensed by a convex lens and then collimated again so that the beam diameter is reduced to about half and the polarization conversion structure is obtained. Have been proposed to reduce the size of the polarization conversion structure and the integrator optical system substantially.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】特開平03−1118
06号公報に記載されたように、複数のレンズをXーY
平面、X´−Y´平面にアレイ状に並べたレンズ板を用
いた場合には、必要とする照明対象の周囲よりも一定幅
の広い範囲を照明するように設計し、周囲の立ち上がり
の悪い部分の光束を捨てるようにするため、照明光の無
駄が生じている。
Problems to be Solved by the Invention
No. 06, a plurality of lenses are XY
When the lens plates arranged in an array on a plane or an X′-Y ′ plane are used, they are designed to illuminate a wider area having a certain width than the periphery of a required illumination target, and the surrounding rise is poor. Since the luminous flux of the portion is discarded, the illumination light is wasted.

【0009】また、特開平8−304739号公報に示
されるように、偏光光を揃えるために偏光整列手段を第
2のレンズアレイの後段に配設した場合、第2のレンズ
アレイの焦点がX、Y方向とも偏光整列手段の近傍にで
きるので、その焦点の近くでは光エネルギーが大きくな
り、その光エネルギーの影響によって偏光整列手段が劣
化しやすくなる。
In addition, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-304739, when a polarization aligning means is arranged after the second lens array in order to align polarized light, the focal point of the second lens array becomes X. , And Y directions can be located near the polarization alignment means, so that the light energy increases near the focal point, and the polarization energy means tends to deteriorate due to the influence of the light energy.

【0010】本発明の目的は、被照明体に投射される照
明光の投射範囲の設定を、その被照明体の横と縦とのサ
イズに応じて最適の設定を行い、無駄になる照明光を少
なくして照明光の有効利用を図ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to set a projection range of illumination light projected on an illuminated object optimally according to the horizontal and vertical sizes of the illuminated object, and to waste illumination light. The aim is to reduce illumination and to make effective use of illumination light.

【0011】本発明の別の目的は、光エネルギーの影響
による偏光変換器の劣化を抑えることである。
Another object of the present invention is to suppress the deterioration of the polarization converter due to the influence of light energy.

【0012】[0012]

【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、照明光発生装置と、前記照明光発生装置で発
生した照明光が被照明体に投射される光路上に配置さ
れ、複数のシリンドリカルレンズをX方向に配列したシ
リンドリカルレンズアレイとこのX方向に対して直交す
るY方向に複数のシリンドリカルレンズを配列したシリ
ンドリカルレンズアレイとを前後して配置した第1レン
ズアレイ組と、前記第1レンズアレイ組のうちの一方の
前記シリンドリカルレンズアレイに対応してその焦点付
近に配置された複数のシリンドリカルレンズからなるシ
リンドリカルレンズアレイと、前記第1レンズアレイ組
のうちの他方のシリンドリカルレンズアレイに対応して
その焦点付近に配置された複数のシリンドリカルレンズ
からなるシリンドリカルレンズアレイとを前後して配置
した第2レンズアレイ組と、前記第1・第2レンズアレ
イ組によって作り出された複数の光束のそれぞれを前記
第2レンズアレイ組を通過した後に前記被照明体の全面
に重畳して投射するように屈曲させる重畳レンズと、を
有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an illumination device, comprising: an illumination light generation device; and an illumination light generated by the illumination light generation device is arranged on an optical path on which an object to be illuminated is projected. A first lens array set in which a cylindrical lens array in which a plurality of cylindrical lenses are arranged in an X direction and a cylindrical lens array in which a plurality of cylindrical lenses are arranged in a Y direction orthogonal to the X direction are arranged in front and behind; A cylindrical lens array including a plurality of cylindrical lenses arranged near the focal point corresponding to one of the first lens array sets and a cylindrical lens array of the other of the first lens array set; , Which is composed of a plurality of cylindrical lenses placed near the focal point corresponding to A second lens array set in which a plurality of lens arrays are arranged in front and behind, and the illuminated object after each of a plurality of light beams generated by the first and second lens array sets pass through the second lens array set. And a bending lens that bends so as to overlap and project over the entire surface of the lens.

【0013】したがって、いわゆるインテグレータ光学
系を構成する第1のレンズアレイと第2のレンズアレイ
として、シリンドリカルレンズアレイを直交する向きに
配置した第1レンズアレイ組と第2レンズアレイ組とを
用いることにより、被照明体へ照明光を投射するとき
に、その投射範囲の設定を被照明体の縦横の寸法に応じ
て最適化することができ、無駄になる照明光を少なくし
て照明光の有効利用を図ることができる。
Therefore, a first lens array set and a second lens array set in which cylindrical lens arrays are arranged in orthogonal directions are used as the first lens array and the second lens array constituting a so-called integrator optical system. Thereby, when projecting the illumination light onto the illuminated object, the setting of the projection range can be optimized according to the vertical and horizontal dimensions of the illuminated object, the wasted illumination light is reduced, and the illumination light is effectively used. It can be used.

【0014】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、前記重畳レンズは、X方向とY方向と
に対応したシリンドリカル面を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the lighting device according to the first aspect, the superimposing lens has a cylindrical surface corresponding to the X direction and the Y direction.

【0015】したがって、第1・第2レンズアレイ組を
通過した照明光をこの重畳レンズで屈曲させることによ
り、その屈曲に伴う照明光の無駄が生じにくくなり、照
明光の有効利用をさらに達成することができる。
Therefore, the illumination light passing through the first and second lens array sets is bent by the superimposing lens, so that the illumination light is not wasted due to the bending, and the effective use of the illumination light is further achieved. be able to.

【0016】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載の照明装置において、前記重畳レンズは、前記第2レ
ンズアレイ組の前記被照明体に対向する側に近接して配
置されている。
According to a third aspect of the present invention, in the illuminating device according to the first or second aspect, the superimposing lens is disposed close to a side of the second lens array set facing the object to be illuminated. .

【0017】したがって、第2レンズアレイ組を通過し
た照明光が広がる前に重畳レンズにより屈曲させて被照
明体に投射することができ、第2レンズアレイ組と被照
明体との間の光路幅を抑えることができるので、その光
路中に光学素子を介在させる場合にはそれらの光学素子
を小さくでき、被照明体に対する照度ムラの発生を抑え
ることができる。
Therefore, the illumination light that has passed through the second lens array set can be bent by the superimposing lens and projected onto the illuminated object before it spreads, and the optical path width between the second lens array set and the illuminated object can be increased. Therefore, when optical elements are interposed in the optical path, the optical elements can be reduced in size, and the occurrence of uneven illuminance on the illuminated object can be suppressed.

【0018】請求項4記載の発明は、請求項1又は2記
載の照明装置において、前記重畳レンズは、前記第2レ
ンズアレイ組と前記被照明体との略中間位置に配置され
ている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the lighting device according to the first or second aspect, the superimposing lens is disposed at a substantially intermediate position between the second lens array set and the illuminated body.

【0019】したがって、重畳レンズにより屈曲されて
被照明体に投射される照明光を、第1レンズアレイ組と
第2レンズアレイ組とで分割されたそれぞれの光束毎に
概略平行光とすることができ、被照明体の直前位置に照
明光を絞り込むためのコンデンサレンズなどを設けるこ
となく被照明体に対する照明光の投射を行える。
Therefore, the illumination light that is bent by the superimposing lens and projected onto the object to be illuminated is converted into substantially parallel light for each light beam divided by the first lens array set and the second lens array set. Thus, the illumination light can be projected onto the illuminated object without providing a condenser lens or the like for narrowing the illuminating light immediately before the illuminated object.

【0020】請求項5記載の発明は、請求項1ないし4
のいずれか一記載の照明装置において、前記第2レンズ
アレイ組における2つの前記シリンドリカルレンズアレ
イの間に、偏光変換器が配置されている。
The invention according to claim 5 is the invention according to claims 1 to 4.
In the illumination device according to any one of the above, a polarization converter is disposed between the two cylindrical lens arrays in the second lens array set.

【0021】したがって、偏光変換器の近くには一方の
シリンドリカルレンズアレイの焦点しかできないため、
照明光が焦点に集光されて高くなる光エネルギーの偏光
変換器に対する影響が小さくなり、光エネルギーの影響
による偏光変換器の劣化を防止することができる。
Therefore, only one of the cylindrical lens arrays can be focused near the polarization converter.
The influence of the light energy, which increases when the illumination light is collected at the focal point, on the polarization converter is reduced, and the deterioration of the polarization converter due to the influence of the light energy can be prevented.

【0022】請求項6記載の発明は、請求項1ないし4
のいずれか一記載の照明装置において、前記第1レンズ
アレイ組の前記照明光発生装置に対向する側に、偏光変
換器が配置されている。
The invention according to claim 6 is the invention according to claims 1 to 4.
In the illumination device according to any one of the above, a polarization converter is disposed on a side of the first lens array set facing the illumination light generation device.

【0023】したがって、請求項1ないし4のいずれか
の発明を実施するうえで、偏光変換を行うことにより得
られたP偏光成分又はS偏光成分の偏光光のいずれかを
用いることができる。また、照明光が第1・第2レンズ
アレイ組で集光されることにより高まる光エネルギーの
影響が偏光変換器には及ばず、光エネルギーの影響によ
る偏光変換器の劣化を防止できる。
Therefore, in carrying out any one of the first to fourth aspects of the present invention, either the P-polarized light component or the S-polarized light component obtained by performing the polarization conversion can be used. In addition, the influence of light energy, which increases when the illumination light is condensed by the first and second lens array sets, does not affect the polarization converter, and the deterioration of the polarization converter due to the influence of light energy can be prevented.

【0024】請求項7記載の発明は、請求項6記載の照
明装置において、前記照明光発生装置と前記偏光変換器
との間に、凸のシリンドリカルレンズと凹のシリンドリ
カルレンズとが配置されている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the illumination device according to the sixth aspect, a convex cylindrical lens and a concave cylindrical lens are arranged between the illumination light generating device and the polarization converter. .

【0025】したがって、照明光発生装置で発生した照
明光を効率良く偏光変換器に取り込むことができ、照明
光の有効利用を図ることができる。
Therefore, the illumination light generated by the illumination light generator can be efficiently taken into the polarization converter, and the illumination light can be effectively used.

【0026】請求項8記載の照明装置は、請求項1ない
し7のいずれか一記載の照明装置において、前記照明光
発生装置は、発光ランプと、この発光ランプを囲むよう
に配置された反射鏡と、この反射鏡で反射された光を前
記X方向と前記Y方向とに直交するZ方向に進行させる
窓をもつ平面鏡と、を有する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the illuminating device according to any one of the first to seventh aspects, the illuminating light generating device includes a light emitting lamp and a reflecting mirror arranged so as to surround the light emitting lamp. And a plane mirror having a window for allowing the light reflected by the reflecting mirror to travel in a Z direction orthogonal to the X direction and the Y direction.

【0027】したがって、照明光発生装置で発生したほ
とんど全ての照明光を平行光に整えてから第1・第2レ
ンズアレイ組に取り込むことができ、これにより、照明
光の有効利用を図ることができる。
Therefore, almost all of the illumination light generated by the illumination light generator can be converted into parallel light before being taken into the first and second lens array sets, whereby the illumination light can be effectively used. it can.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明の第一の実施の形態を図1
及び図2に基づいて説明する。図1は照明装置を示す光
学系構成図、図2はその光学系構成の一部を示す斜視図
である。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
A description will be given based on FIG. FIG. 1 is an optical system configuration diagram showing a lighting device, and FIG. 2 is a perspective view showing a part of the optical system configuration.

【0029】この照明装置A1は、横縦のアスペクト比
率が4:3なる矩形状の被照明体である液晶パネル1に
対して照明光を投射するもので、照明光発生装置2とイ
ンテグレータ光学系3とにより構成されている。液晶パ
ネル1の前面には、液晶パネル1の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4が付設されて
いる。
This illumination device A1 projects illumination light onto a liquid crystal panel 1 which is a rectangular illuminated object having a horizontal and vertical aspect ratio of 4: 3. The illumination light generation device 2 and the integrator optical system 3. On the front surface of the liquid crystal panel 1, a condenser lens 4 for condensing light on each liquid crystal element of the liquid crystal panel 1 is provided.

【0030】インテグレータ光学系3は、本実施の形態
では、複数のシリンドリカルレンズを一方向(X方向)
に配列したシリンドリカルレンズアレイ5aと、複数の
シリンドリカルレンズレンズをその方向と直交する一方
向(Y方向)に配列したシリンドリカルレンズアレイ5
bとを前後して配置した第1レンズアレイ組5と、複数
のシリンドリカルレンズを一方向(X方向)に配列した
シリンドリカルレンズアレイ6aと、複数のシリンドリ
カルレンズレンズをその方向と直交する一方向(Y方
向)に配列したシリンドリカルレンズアレイ6bとを前
後して配置した第2レンズアレイ組6と、第2レンズア
レイ組6の直後に配置した重畳レンズ7とにより構成さ
れている。
In this embodiment, the integrator optical system 3 includes a plurality of cylindrical lenses in one direction (X direction).
And a cylindrical lens array 5 in which a plurality of cylindrical lens lenses are arranged in one direction (Y direction) orthogonal to the direction.
b, a first lens array set 5 arranged in front of and behind, a cylindrical lens array 6a in which a plurality of cylindrical lenses are arranged in one direction (X direction), and a plurality of cylindrical lens lenses in one direction orthogonal to the direction ( It comprises a second lens array set 6 arranged in front of and behind a cylindrical lens array 6b arranged in the (Y direction), and a superimposing lens 7 arranged immediately after the second lens array set 6.

【0031】照明光発生装置2側に位置する第1レンズ
アレイ組5がいわゆるインテグレータ光学系の第1のレ
ンズアレイに相当し、この第1レンズアレイ組5は、シ
リンドリカルレンズの横縦(X、Y)の数の乗算数に応
じた数の2次光源像を分割形成することになる。第2レ
ンズアレイ組6は、いわゆるインテグレータ光学系の第
2のレンズアレイに相当し、その構造は第1レンズアレ
イ組5と同じである。
A first lens array set 5 located on the side of the illumination light generating device 2 corresponds to a first lens array of a so-called integrator optical system, and the first lens array set 5 is provided with a horizontal and vertical (X, The number of secondary light source images corresponding to the multiplication number of Y) is divided and formed. The second lens array set 6 corresponds to a second lens array of a so-called integrator optical system, and has the same structure as the first lens array set 5.

【0032】重畳レンズ7は、X方向とY方向とに対応
したシリンドリカル面を有するレンズであり、第1レン
ズアレイ組5が作り出す光束の光軸が第2レンズアレイ
組6を通過した後、各シリンドリカルレンズが分割した
光束をそれぞれ液晶パネル1の全面に重畳して投射する
向きに屈折させるように配設されている。なお、この重
畳レンズ7としては、一般的な凸レンズを使用してもよ
い。
The superimposing lens 7 is a lens having a cylindrical surface corresponding to the X direction and the Y direction. After the optical axis of the light beam generated by the first lens array set 5 passes through the second lens array set 6, The light beams split by the cylindrical lens are arranged so as to be refracted in a direction in which the light beams are superimposed on the entire surface of the liquid crystal panel 1 and projected. Note that a general convex lens may be used as the superimposing lens 7.

【0033】照明光発生装置2は、発光ランプ8、発光
ランプ8を囲むように配置された反射鏡9、反射鏡9の
開口部分に配置されてこの反射鏡9で反射された光を第
1レンズアレイ組5の方向(Z方向)へ進行させる窓1
0aをもつ平面鏡10、紫外線と赤外線とをカットする
UV/IRカットフィルタ11とを備えている。反射鏡
9は回転放物面形状に形成されており、その焦点近傍に
発光ランプ8が配置されている。
The illuminating light generating device 2 includes a light emitting lamp 8, a reflecting mirror 9 disposed so as to surround the light emitting lamp 8, and a light reflected by the reflecting mirror 9. Window 1 that advances in the direction of lens array set 5 (Z direction)
0a, and a UV / IR cut filter 11 for cutting off ultraviolet rays and infrared rays. The reflecting mirror 9 is formed in the shape of a paraboloid of revolution, and the light emitting lamp 8 is arranged near the focal point.

【0034】このような構成において、発光ランプ8か
ら出射された光は反射鏡9や平面鏡10で反射された
後、略平行光となった照明光だけが窓10aからインテ
グレータ光学系3に向けて出射され、UV/IRカット
フィルタ11により紫外線と赤外線とがカットされる。
即ち、照明光発生装置2からは紫外線と赤外線とがカッ
トされた照明光が発生し、しかも、平行光として発生す
る。
In such a configuration, after the light emitted from the light emitting lamp 8 is reflected by the reflecting mirror 9 and the plane mirror 10, only the substantially parallel illumination light is directed from the window 10a to the integrator optical system 3. The light is emitted and the UV / IR cut filter 11 cuts the ultraviolet light and the infrared light.
That is, the illumination light generator 2 generates illumination light in which ultraviolet rays and infrared rays are cut off, and furthermore, it is generated as parallel light.

【0035】照明光発生装置2から発生した照明光は、
第1・第2レンズアレイ組5,6に入射され、多数の2
次光源像が分割形成される。そして、これらの2次光源
像がその光軸が重畳レンズ7により液晶パネル1の中心
に向かうように屈曲され、各2次光源像が液晶パネル1
上に重畳する形で投射される。この際、現実には、発光
ランプ8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次光源像も点光源ではなく体積を持つも
のとなるが、この2次光源像が形成される位置に第2レ
ンズアレイ組6を配置することで収束性を高めて液晶パ
ネル1に向けて投射することができ、良好なる投射状態
が得られる。
The illumination light generated from the illumination light generator 2 is
The light is incident on the first and second lens array sets 5 and 6, and a large number of 2
The next light source image is divided and formed. These secondary light source images are bent so that their optical axes are directed toward the center of the liquid crystal panel 1 by the superimposing lens 7, and each secondary light source image is
It is projected in a superimposed form. At this time, since the light-emitting lamp 8 actually has a certain volume instead of a point light source, each secondary light source image also has a volume instead of a point light source. By arranging the second lens array set 6 at the position where is formed, the convergence can be enhanced and the projection toward the liquid crystal panel 1 can be performed, and a favorable projection state can be obtained.

【0036】図3は、液晶パネル1上での照度分布をX
軸、Y軸上で表現したものである。xとyとが、特開平
3−111806号公報に記載されたような従来例のイ
ンテグレータ光学系の場合を示し、xとy´とが本実施
の形態のインテグレータ光学系3の場合であり、X方向
を最適値に合わせた例である。従来例では、X方向の照
度が最適値となるように設定した場合、Y方向のエッジ
部分の立ち上りが悪くなり、Y方向の照明範囲を広くし
てその立ち上がりの悪い部分の光束を捨てるようにする
ため、照明光の無駄が生じている。これに対し、本実施
の形態によれば、y´で示すようにY方向のエッジ部分
の立ち上がりが鋭くなり、照度の立ち上がりが悪いため
に捨てる光束が少なくなり、照明光の無駄が少なくな
る。
FIG. 3 shows the illuminance distribution on the liquid crystal panel 1 as X.
Axis and the Y axis. x and y show the case of the integrator optical system of the conventional example as described in JP-A-3-111806, and x and y 'show the case of the integrator optical system 3 of the present embodiment. This is an example in which the X direction is adjusted to an optimum value. In the conventional example, when the illuminance in the X direction is set to be the optimum value, the rising of the edge portion in the Y direction becomes worse, the illumination range in the Y direction is widened, and the luminous flux of the portion with the bad rising is discarded. Therefore, illumination light is wasted. On the other hand, according to the present embodiment, as shown by y ′, the rising of the edge portion in the Y direction becomes sharp, the light flux discarded due to the poor rising of the illuminance is reduced, and the waste of illumination light is reduced.

【0037】重畳レンズ7は、第2レンズアレイ組6の
直後の位置に近接して配置されているので、第2レンズ
アレイ組6を通過した照明光が広がる前に重畳レンズ7
により屈曲させて液晶パネル1に投射することができ
る。これにより、第2レンズアレイ組6と液晶パネル1
との間の光路幅を抑えることができるので、その光路中
に光学素子を介在させる場合にはそれらの光学素子を小
さくでき、液晶パネル1に対する照度ムラの発生を抑え
ることができる。
Since the superimposing lens 7 is arranged close to the position immediately after the second lens array set 6, the superimposing lens 7 is moved before the illumination light passing through the second lens array set 6 spreads.
And the liquid crystal panel 1 can be bent. Thereby, the second lens array set 6 and the liquid crystal panel 1
Therefore, when optical elements are interposed in the optical path, the optical elements can be made smaller and the occurrence of illuminance unevenness on the liquid crystal panel 1 can be suppressed.

【0038】さらに、重畳レンズ7がX方向とY方向と
に対応したシリンドリカル面を有するので、第2レンズ
アレイ組6を通過した照明光をこの重畳レンズ7で屈曲
させることにより、その屈曲に伴う照明光の無駄が生じ
にくくなり、照明光の有効利用をさらに達成することが
できる。
Further, since the superimposing lens 7 has a cylindrical surface corresponding to the X direction and the Y direction, the illumination light passing through the second lens array set 6 is bent by the superimposing lens 7, thereby causing the bending. Waste of the illumination light hardly occurs, and the effective use of the illumination light can be further achieved.

【0039】また、本実施の形態によれば、液晶パネル
1を照明する仮想光源となる2次光源像を形成するため
のいわゆるインテグレータ光学系の第1のレンズアレイ
に代えて、シリンドリカルレンズアレイ5a,5bを用
いた第1レンズアレイ組5を用い、さらに、2次光源像
の広がりを小さくするためのいわゆるインテグレータ光
学系の第2のレンズアレイに代えて、シリンドリカルレ
ンズアレイ6a,6bを用いた第2レンズアレイ組6を
用いているので、図2からも明らかなように、必要なレ
ンズ数がm×n=4×5=20からm+n=4+5=9
に減らせる上に、各シリンドリカルレンズアレイ5a,
5b,6a,6bは単純に一方向に配列したシリンドリ
カルレンズのアレイ構造であるためその作製も容易とな
る。また、シリンドリカルレンズアレイ5a,5b(6
a,6b)の組合せで液晶パネル1の横縦アスペクト比
率に対処することができるため、アスペクト比率に対す
る対応が容易となる。
Further, according to the present embodiment, a cylindrical lens array 5a is used instead of the first lens array of a so-called integrator optical system for forming a secondary light source image serving as a virtual light source for illuminating the liquid crystal panel 1. , 5b, and cylindrical lens arrays 6a, 6b are used in place of the second lens array of the so-called integrator optical system for reducing the spread of the secondary light source image. Since the second lens array set 6 is used, as is apparent from FIG. 2, the required number of lenses is from m × n = 4 × 5 = 20 to m + n = 4 + 5 = 9.
And each cylindrical lens array 5a,
5b, 6a, and 6b have an array structure of cylindrical lenses simply arranged in one direction, so that their manufacture is easy. Further, the cylindrical lens arrays 5a and 5b (6
The combination of a and 6b) can deal with the horizontal and vertical aspect ratios of the liquid crystal panel 1, so that it is easy to deal with the aspect ratio.

【0040】また、本実施の形態によれば、照明光発生
装置2が窓10aをもつ平面鏡10と反射鏡9とを有す
るので、窓10aを通過して平行光となった照明光のみ
を第1レンズアレイ組5に入射させることができ、これ
により、照明光の有効利用を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, since the illumination light generator 2 has the plane mirror 10 and the reflection mirror 9 having the window 10a, only the illumination light that has passed through the window 10a and has become parallel light is The light can be made incident on the one-lens array set 5, whereby the illumination light can be effectively used.

【0041】本発明の第2の実施の形態を図4に基づい
て説明する。なお、先行して説明した他の実施の形態と
同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する(以下の実
施の形態でも同じ)。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those of the other embodiments described earlier are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted (the same applies to the following embodiments).

【0042】本実施の形態の照明装置A2は、焦点距離
を第2レンズアレイ組6と液晶パネル1との間の距離の
略1/2とした重畳レンズ7が第2レンズアレイ組6と
液晶パネル1との略中間位置に配置されている。また、
第1の実施の形態において液晶パネル1の前面に付設さ
れたコンデンサレンズ4が省かれている。
In the illuminating device A2 of the present embodiment, the superimposing lens 7 whose focal length is approximately 略 of the distance between the second lens array set 6 and the liquid crystal panel 1 is connected to the second lens array set 6 and the liquid crystal. It is arranged at a substantially intermediate position with the panel 1. Also,
In the first embodiment, the condenser lens 4 attached to the front surface of the liquid crystal panel 1 is omitted.

【0043】このような構成において、第2レンズアレ
イ組6を通過した照明光は重畳レンズ7に到達するまで
広がり、重畳レンズ7において屈曲されて平行光とな
り、液晶パネル1に投射される。このため、第1の実施
の形態において説明したような、液晶パネル1の前面に
位置して液晶パネル1に投射される照明光を絞り込んで
いたコンデンサレンズ4は不要となる。なお、この重畳
レンズ7としては、通常の凸レンズを用いてもよい。
In such a configuration, the illumination light that has passed through the second lens array set 6 spreads until it reaches the superimposing lens 7, is bent by the superimposing lens 7, becomes parallel light, and is projected on the liquid crystal panel 1. For this reason, the condenser lens 4 that is located in front of the liquid crystal panel 1 and narrows down the illumination light projected on the liquid crystal panel 1 as described in the first embodiment is not required. Note that a normal convex lens may be used as the superimposing lens 7.

【0044】本発明の第3の実施の形態を図5及び図6
に基づいて説明する。本実施の形態の照明装置A3は、
第2レンズアレイ組6におけるシリンドリカルレンズア
レイ6aとシリンドリカルレンズアレイ6bとの間に、
ランダムな光束を一方の偏光光(P偏光光又はS偏光
光)のみに揃える偏光変換器12が設けられている。
FIGS. 5 and 6 show a third embodiment of the present invention.
It will be described based on. The lighting device A3 of the present embodiment includes:
Between the cylindrical lens array 6a and the cylindrical lens array 6b in the second lens array set 6,
A polarization converter 12 for aligning a random light beam with only one polarized light (P-polarized light or S-polarized light) is provided.

【0045】偏光変換器12は、遮光板アレイ13と、
PBS(偏光ビームスプリッタ)アレイ14と、半波長
板アレイ15とにより構成されている。
The polarization converter 12 includes a light shielding plate array 13 and
It comprises a PBS (polarizing beam splitter) array 14 and a half-wave plate array 15.

【0046】PBSアレイ14は、複数個のPBSプリ
ズムを一直線上に配列し、又は、PBSプリズムと全反
射プリズムとを交互に一直線上に配列することにより形
成され、その数はシリンドリカルレンズアレイ6bを構
成するシリンドリカルレンズの2倍である。各PBSプ
リズムには、P偏光光を透過させてS偏光光を反射させ
るPBS膜14aを有している。また、PBSアレイ1
4は、遮光板アレイ13により遮光されていない部分の
中央部がシリンドリカルレンズアレイ6bの各シリンド
リカルレンズの中央部に対向するように配置されてい
る。
The PBS array 14 is formed by arranging a plurality of PBS prisms on a straight line or by alternately arranging a PBS prism and a total reflection prism on a straight line. It is twice as large as the constituent cylindrical lens. Each PBS prism has a PBS film 14a that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light. In addition, PBS array 1
Numeral 4 is arranged so that the central portion of the portion not shielded by the light shielding plate array 13 faces the central portion of each cylindrical lens of the cylindrical lens array 6b.

【0047】遮光板アレイ13は、PBSアレイ14の
所望の開口部以外にフレア光が入ることを防止するため
の短冊状の板である。
The light-shielding plate array 13 is a strip-shaped plate for preventing flare light from entering other than the desired opening of the PBS array 14.

【0048】半波長板アレイ15は、PBSアレイ14
の出射口を1つおきに覆うように配置されている。
The half-wave plate array 15 is a PBS array 14
Are arranged so as to cover every other emission port.

【0049】なお、この偏光変換器12については、図
7の変形例で示すように、半波長板アレイ15を用い
ず、PBSプリズムの間に1つおきに半波長板15aを
配置する構造としてもよい。
As shown in the modification of FIG. 7, the polarization converter 12 does not use the half-wave plate array 15 but has a structure in which every other half-wave plate 15a is arranged between the PBS prisms. Is also good.

【0050】このような構成において、照明光発生装置
2で発生された偏光方向がランダムな照明光(P偏光成
分+S偏光成分)が図6に示した偏光変換器12に達す
ると、その照明光は遮光板アレイ13の開口部分からP
BSアレイ14内に入り、PBS膜14aでP偏光光と
S偏光光とに分離され、P偏光光はそのまま直進し、及
び、半波長板アレイ15の開口部分を通過して出射され
る。一方、S偏光光は、PBS膜14aで90°反射さ
れ、さらに、隣に位置するPBSプリズムのPBS膜1
4aで再度90°反射され、半波長板アレイ15の半波
長板15aの部分を通過して出射される。そして、この
半波長板アレイ15の半波長板15aの部分を通過する
ときに、S偏光成分が90°回転してP偏光光に変換さ
れ、P偏光光として出射される。すなわち、偏光方向が
ランダムであった照明光が偏光変換器12によりP偏光
光に揃えられる。
In this configuration, when illumination light (P-polarized light component + S-polarized light component) generated by the illumination light generator 2 and having a random polarization direction reaches the polarization converter 12 shown in FIG. Is P from the opening of the light shielding plate array 13
The light enters the BS array 14, is separated into P-polarized light and S-polarized light by the PBS film 14a, and the P-polarized light travels straight as it is and is emitted through the opening of the half-wave plate array 15. On the other hand, the S-polarized light is reflected at 90 ° by the PBS film 14a, and is further reflected by the PBS film 1 of the adjacent PBS prism.
The light is again reflected by 90 ° at 4a, and exits through the half-wave plate 15a of the half-wave plate array 15. When passing through the half-wave plate 15a of the half-wave plate array 15, the S-polarized light component is rotated by 90 °, converted into P-polarized light, and emitted as P-polarized light. That is, the illumination light whose polarization direction is random is adjusted to the P-polarized light by the polarization converter 12.

【0051】偏光方向がランダムな照明光(P偏光光+
S偏光光)が図7に示した偏光変換器12に達した場合
にも、同様にして偏光光の分離と変換とが行われ、P偏
光光に揃えて出射される。
Illumination light having a random polarization direction (P-polarized light +
When the (S-polarized light) reaches the polarization converter 12 shown in FIG. 7, the polarized light is separated and converted in the same manner, and emitted in the same manner as the P-polarized light.

【0052】このようにして、本実施の形態によれば、
偏光光を揃えた照明光を用いて液晶パネル1を照明する
ことができる。
Thus, according to the present embodiment,
The liquid crystal panel 1 can be illuminated by using illumination light having polarized light.

【0053】また、本実施の形態によれば、シリンドリ
カルレンズアレイ6aとシリンドリカルレンズアレイ6
bとの間に偏光変換器12を配置し、この偏光変換器1
2の近傍にはシリンドリカルレンズアレイ6bによる一
方向(Y方向)のみを絞っているので、その集光部分に
おける光が集光されることによる光エネルギーの上昇を
抑えることができ、偏光変換器12のPBS膜14aへ
の負荷(ストレス)を低減させることができ、偏光変換
器12の劣化を防止して耐久性をアップすることができ
る。
According to the present embodiment, the cylindrical lens array 6a and the cylindrical lens array 6
b, a polarization converter 12 is disposed between the
2, only one direction (Y direction) by the cylindrical lens array 6b is narrowed, so that an increase in light energy due to light being condensed in the condensed portion can be suppressed. The load (stress) on the PBS film 14a can be reduced, the deterioration of the polarization converter 12 can be prevented, and the durability can be improved.

【0054】なお、本実施の形態では、変更変換器12
において照明光をP偏光光に揃える場合を例に挙げて説
明したが、半波長板15aの位置を変更することによ
り、S偏光光に揃えることもできる。
In the present embodiment, the change converter 12
In the above description, the case where the illumination light is aligned with the P-polarized light has been described as an example. However, the illumination light can be aligned with the S-polarized light by changing the position of the half-wave plate 15a.

【0055】さらに、偏光変換器12を用いた本実施の
形態において、第2レンズアレイ組6の以降の部分を、
図4に示した第2の実施の形態と同じ構造に変更するこ
ともできる。
Further, in the present embodiment using the polarization converter 12, the subsequent portions of the second lens array set 6 are
The structure can be changed to the same structure as the second embodiment shown in FIG.

【0056】つぎに、本発明の第4の実施の形態を図8
に基づいて説明する。本実施の形態の照明装置A4は、
第1レンズアレイ組5における照明光発生装置2に対向
する側の直前に偏光変換器16が配置され、さらに、照
明光発生装置2と偏光変換器16との間に、凸のシリン
ドリカルレンズ17と凹のシリンドリカルレンズ18と
が配置されている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be described based on. The lighting device A4 of the present embodiment includes:
A polarization converter 16 is disposed immediately before the side facing the illumination light generation device 2 in the first lens array set 5, and a convex cylindrical lens 17 and a polarization converter 17 are provided between the illumination light generation device 2 and the polarization converter 16. A concave cylindrical lens 18 is arranged.

【0057】偏光変換器16は、2個のPBSプリズム
19とその両側に位置する反射プリズム20と半波長板
21とにより構成されている。
The polarization converter 16 includes two PBS prisms 19, reflection prisms 20 located on both sides of the PBS prism 19, and a half-wave plate 21.

【0058】凸のシリンドリカルレンズ17は、照明光
発生装置2の窓10aから出射された平行光をX軸方向
のみ集光し、Y軸方向はそのまま平行光として通す。凹
のシリンドリカルレンズ18は、凸のシリンドリカルレ
ンズ17が集光した光束が略半分となる位置に配置さ
れ、集光された光束を平行光に戻す。
The convex cylindrical lens 17 condenses the parallel light emitted from the window 10a of the illumination light generator 2 only in the X-axis direction, and passes the parallel light as it is in the Y-axis direction. The concave cylindrical lens 18 is disposed at a position where the light flux converged by the convex cylindrical lens 17 becomes approximately half, and returns the converged light flux to parallel light.

【0059】このような構成において、本実施の形態で
は、照明光発生装置2で発生した照明光を最初にP偏光
光又はS偏光光に偏光変換しているので、偏光変換され
た偏光光を用いた液晶パネル1への投射、その投射に当
たっての投射範囲の最適化などを行える。
In such a configuration, in the present embodiment, the illumination light generated by the illumination light generator 2 is first converted into P-polarized light or S-polarized light, so that the polarization-converted polarized light is converted. The projection on the used liquid crystal panel 1 and the optimization of the projection range in the projection can be performed.

【0060】そして、本実施の形態の偏光変換器16
は、照明光が第1・第2レンズアレイ組5,6で集光さ
れることにより高まる光エネルギーの影響が殆ど及ば
ず、光エネルギーの影響による偏光変換器16の劣化を
確実に防止できる。
Then, the polarization converter 16 of the present embodiment
Is hardly affected by light energy that is increased by the illumination light being condensed by the first and second lens array sets 5 and 6, and the deterioration of the polarization converter 16 due to the influence of light energy can be reliably prevented.

【0061】また、本実施の形態では、照明光発生装置
2の窓10aから出射された平行光の一方向を凸のシリ
ンドリカルレンズ17で集光し、その後、凹のシリンド
リカルレンズ18で平行光に戻しているので、照明光発
生装置2から出射された照明光を効率良く偏光変換器1
6に取り込むことができ、照明光の有効利用を図ること
ができる。また、偏光変換器16やインテグレータ光学
系3の小型化を図ることができる。
In the present embodiment, one direction of the parallel light emitted from the window 10a of the illumination light generator 2 is condensed by the convex cylindrical lens 17, and then converted into the parallel light by the concave cylindrical lens 18. Since the illumination light is returned, the illumination light emitted from the illumination light
6 and the illumination light can be effectively used. Further, the size of the polarization converter 16 and the integrator optical system 3 can be reduced.

【0062】ここで、上述した各実施の形態におけるX
軸とY軸との関係は便宜的に定めたものであり、X軸と
Y軸との方向を入れ替えた場合でも、本発明の本質を変
えるものではない。
Here, X in each of the embodiments described above.
The relationship between the axis and the Y axis is determined for convenience, and even if the directions of the X axis and the Y axis are switched, the essence of the present invention is not changed.

【0063】また、第1・第2レンズアレイ組5,6に
おいて、それぞれのシリンドリカルレンズアレイ5a,
5b(6a,6b)を別個に形成した場合を例に挙げて
説明したが、一体成形する構造であってもよい。
In the first and second lens array sets 5 and 6, the respective cylindrical lens arrays 5a and 5a
Although the case where 5b (6a, 6b) is formed separately has been described as an example, the structure may be integrally formed.

【0064】[0064]

【発明の効果】請求項1記載の発明の照明装置によれ
ば、いわゆるインテグレータ光学系を構成する第1のレ
ンズアレイと第2のレンズアレイとして、シリンドリカ
ルレンズアレイを互いに直交する向きに配置した第1レ
ンズアレイ組と第2レンズアレイ組とを用いることによ
り、被照明体に対する照明光の投射範囲の設定を、被照
明体の横縦の寸法に応じて最適化することができ、無駄
になる照明光を少なくして照明光の有効利用を図ること
ができる。
According to the illumination device of the first aspect of the present invention, as the first lens array and the second lens array constituting the so-called integrator optical system, the first lens array and the second lens array are arranged in a direction orthogonal to each other. By using the first lens array set and the second lens array set, the setting of the projection range of the illumination light on the illuminated object can be optimized according to the horizontal and vertical dimensions of the illuminated object, and this is wasteful. The illumination light can be reduced and the illumination light can be effectively used.

【0065】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、第1・第2レンズアレイ組によ
り分割された複数の光束を被照明体の全面に重畳して投
射するように屈曲させる重畳レンズは、X方向とY方向
とに対応したシリンドリカル面を有するので、第1・第
2レンズアレイ組を通過した照明光をこのレンズで屈曲
させることにより、その屈曲に伴う照明光の無駄が生じ
にくくなり、照明光の有効利用をさらに達成することが
できる。
According to the second aspect of the present invention, in the lighting device according to the first aspect, the plurality of light beams divided by the first and second lens array sets are projected so as to be superimposed on the entire surface of the object to be illuminated. Since the superimposed lens that bends in the right and left directions has cylindrical surfaces corresponding to the X direction and the Y direction, the illumination light that has passed through the first and second lens array sets is bent by this lens, so that the illumination light that accompanies the bending is formed. Waste is less likely to occur, and the effective use of illumination light can be further achieved.

【0066】請求項3記載の発明によれば、請求項1又
は2記載の照明装置において、重畳レンズは、第2レン
ズアレイ組の被照明体に対向する側に近接して配置され
ているので、第2レンズアレイ組を通過した照明光が広
がる前に重畳レンズにより屈曲させて被照明体に投射す
ることができ、第2レンズアレイ組と被照明体との間の
光路幅を抑えることができるので、その光路中に光学素
子を介在させる場合にはそれらの光学素子を小さくで
き、被照明体に対する照度ムラの発生を抑えることがで
きる。
According to the third aspect of the present invention, in the illuminating device according to the first or second aspect, the superimposing lens is disposed close to the side of the second lens array set facing the object to be illuminated. Before the illuminating light passing through the second lens array set spreads, the illuminating light can be bent by the superimposing lens and projected onto the illuminated object, and the optical path width between the second lens array set and the illuminated object can be suppressed. Therefore, when optical elements are interposed in the optical path, those optical elements can be made smaller, and the occurrence of illuminance unevenness on the illuminated object can be suppressed.

【0067】請求項4記載の発明によれば、請求項1又
は2記載の照明装置において、重畳レンズは、第2レン
ズアレイ組と被照明体との略中間位置に配置されている
ので、重畳レンズにより屈曲されて被照明体に投射され
る照明光を、第1レンズアレイ組と第2レンズアレイ組
とで分割されたそれぞれの光束毎に概略平行光とするこ
とができ、被照明体の直前位置に照明光を絞り込むため
のコンデンサレンズなどを設けることなく被照明体に対
して照明光を投射することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, in the lighting device according to the first or second aspect, since the superimposing lens is disposed at a substantially intermediate position between the second lens array set and the illuminated body, The illumination light that is bent by the lens and projected onto the illuminated object can be converted into substantially parallel light for each of the light beams divided by the first lens array set and the second lens array set. The illumination light can be projected onto the illuminated object without providing a condenser lens or the like for narrowing the illumination light at the position immediately before.

【0068】請求項5記載の発明によれば、請求項1な
いし4のいずれか一記載の照明装置において、第2レン
ズアレイ組における2つのシリンドリカルレンズアレイ
の間に偏光変換器が配置されているので、偏光変換器の
近くには一方のシリンドリカルレンズアレイの焦点しか
できないため、照明光が焦点に集光されて高くなる光エ
ネルギーの偏光変換器に対する影響が小さくなり、光エ
ネルギーの影響による偏光変換器の劣化を防止すること
ができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the illumination device according to any one of the first to fourth aspects, the polarization converter is disposed between the two cylindrical lens arrays in the second lens array set. Therefore, since only one cylindrical lens array can be focused near the polarization converter, the influence of the light energy, which becomes higher when the illumination light is focused on the focal point, becomes smaller, and the polarization conversion due to the influence of the light energy becomes smaller. The deterioration of the container can be prevented.

【0069】請求項6記載の発明によれば、請求項1な
いし4のいずれか一記載の照明装置において、第1レン
ズアレイ組の照明光発生装置に対向する側に偏光変換器
が配置されているので、請求項1ないし4のいずれかの
発明を実施するうえで、偏光変換器で偏光変換を行うこ
とにより得られたP偏光成分又はS偏光成分の偏光光の
いずれかを用いることができ、また、照明光が第1・第
2レンズアレイ組で集光されることにより高まる光エネ
ルギーの影響が偏光変換器には及ばず、光エネルギーの
影響による偏光変換器の劣化を防止できる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the illumination device according to any one of the first to fourth aspects, a polarization converter is disposed on a side of the first lens array set facing the illumination light generation device. Therefore, in carrying out any one of the first to fourth aspects of the present invention, it is possible to use either the P-polarized light component or the S-polarized light component obtained by performing the polarization conversion with the polarization converter. In addition, the influence of the light energy, which is increased by the illumination light being condensed by the first and second lens array sets, does not reach the polarization converter, and the deterioration of the polarization converter due to the influence of the light energy can be prevented.

【0070】請求項7記載の発明によれば、請求項6記
載の照明装置において、照明光発生装置と偏光変換器と
の間に、凸のシリンドリカルレンズと凹のシリンドリカ
ルレンズとが配置されているので、これらの凸のシリン
ドリカルレンズと凹のシリンドリカルレンズとを用いる
ことにより照明光発生装置で発生した照明光を効率良く
偏光変換器に取り込むことができ、照明光の有効利用を
図ることができる。
According to the seventh aspect of the present invention, in the illumination device according to the sixth aspect, the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens are disposed between the illumination light generating device and the polarization converter. Therefore, by using the convex cylindrical lens and the concave cylindrical lens, the illumination light generated by the illumination light generator can be efficiently taken into the polarization converter, and the illumination light can be effectively used.

【0071】請求項8記載の照明装置によれば、請求項
1ないし7のいずれか一記載の照明装置において、照明
光発生装置は、発光ランプと、この発光ランプを囲むよ
うに配置された反射鏡と、この反射鏡で反射された光を
前記X方向と前記Y方向とに直交するZ方向に進行させ
る窓をもつ平面鏡とを有するので、照明光発生装置で発
生した照明光を平行光に整えてから第1・第2レンズア
レイ組に取り込むことができ、これにより、照明光の有
効利用を図ることができる。
According to the illuminating device according to the eighth aspect, in the illuminating device according to any one of the first to seventh aspects, the illuminating light generating device includes a light-emitting lamp and a reflection light disposed to surround the light-emitting lamp. Since it has a mirror and a plane mirror having a window for allowing the light reflected by the reflecting mirror to travel in the Z direction orthogonal to the X direction and the Y direction, the illumination light generated by the illumination light generation device is converted into parallel light. After the adjustment, the light can be taken into the first and second lens array sets, whereby the illumination light can be effectively used.

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

【図1】本発明の第1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】第1レンズアレイ組と第2レンズアレイ組との
対応関係を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a correspondence between a first lens array set and a second lens array set.

【図3】液晶パネル上でのX軸、Y軸方向の照度分布に
ついて説明するグラフである。
FIG. 3 is a graph illustrating the illuminance distribution in the X-axis and Y-axis directions on a liquid crystal panel.

【図4】本発明の第2の実施の形態の照明装置を示す光
学系構成図である。
FIG. 4 is an optical system configuration diagram showing a lighting device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態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 according to a third embodiment of the present invention.

【図6】偏光変換器の構造を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a structure of a polarization converter.

【図7】偏光変換器の変形例の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 7 is a sectional view showing a structure of a modification of the polarization converter.

【図8】本発明の第4の実施の形態の照明装置を示す光
学系構成図である。
FIG. 8 is an optical system configuration diagram showing a lighting device according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被照明体 2 照明光発生装置 5 第1レンズアレイ組 5a,5b シリンドリカルレンズアレイ 6 第2レンズアレイ組 6a,6b シリンドリカルレンズアレイ 7 重畳レンズ 8 発光ランプ 9 反射鏡 10 平面鏡 10a 窓 12,16 偏光変換器 17 凸のシリンドリカルレンズ 18 凹のシリンドリカルレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illuminated object 2 Illumination light generator 5 First lens array set 5a, 5b Cylindrical lens array 6 Second lens array set 6a, 6b Cylindrical lens array 7 Superposition lens 8 Light emitting lamp 9 Reflecting mirror 10 Planar mirror 10a Window 12, 16 Polarization Transducer 17 Convex cylindrical lens 18 Concave cylindrical lens

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 15/02 G03B 15/02 Q R S K L (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 Fターム(参考) 2H052 BA01 BA02 BA06 BA14 2H091 FA07Z FA17Z FA26Z FA29Z FA41Z LA18 LA30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03B 15/02 G03B 15/02 QRSK (72) Inventor Tadashi Tadashi Nakamagome 1 Ota-ku, Tokyo 3rd-6th Ricoh Co., Ltd. F-term (reference) 2H052 BA01 BA02 BA06 BA14 2H091 FA07Z FA17Z FA26Z FA29Z FA41Z LA18 LA30

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 照明光発生装置と、 前記照明光発生装置で発生した照明光が被照明体に投射
される光路上に配置され、複数のシリンドリカルレンズ
をX方向に配列したシリンドリカルレンズアレイとこの
X方向に対して直交するY方向に複数のシリンドリカル
レンズを配列したシリンドリカルレンズアレイとを前後
して配置した第1レンズアレイ組と、 前記第1レンズアレイ組のうちの一方の前記シリンドリ
カルレンズアレイに対応してその焦点付近に配置された
複数のシリンドリカルレンズからなるシリンドリカルレ
ンズアレイと、前記第1レンズアレイ組のうちの他方の
シリンドリカルレンズアレイに対応してその焦点付近に
配置された複数のシリンドリカルレンズからなるシリン
ドリカルレンズアレイとを前後して配置した第2レンズ
アレイ組と、 前記第1・第2レンズアレイ組によって作り出された複
数の光束のそれぞれを前記第2レンズアレイ組を通過し
た後に前記被照明体の全面に重畳して投射するように屈
曲させる重畳レンズと、を有する照明装置。
An illumination light generating device, a cylindrical lens array in which a plurality of cylindrical lenses are arranged in an X direction and arranged on an optical path on which an illumination light generated by the illumination light generating device is projected onto an object to be illuminated. A first lens array group in which a plurality of cylindrical lens arrays in which a plurality of cylindrical lenses are arranged in the Y direction orthogonal to the X direction are arranged in front and rear; and one of the first lens array groups in the cylindrical lens array A cylindrical lens array comprising a plurality of cylindrical lenses correspondingly disposed near the focal point; and a plurality of cylindrical lenses disposed near the focal point corresponding to the other cylindrical lens array of the first lens array set. Lens in which a cylindrical lens array made of A ray set, and a plurality of light beams generated by the first and second lens array sets, which are bent so as to be projected onto the entire surface of the illuminated body after passing through the second lens array set, respectively. And a lens.
【請求項2】 前記重畳レンズは、X方向とY方向とに
対応したシリンドリカル面を有する請求項1記載の照明
装置。
2. The lighting device according to claim 1, wherein the superimposing lens has a cylindrical surface corresponding to an X direction and a Y direction.
【請求項3】 前記重畳レンズは、前記第2レンズアレ
イ組の前記被照明体に対向する側に近接して配置されて
いる請求項1又は2記載の照明装置。
3. The lighting device according to claim 1, wherein the superimposing lens is disposed close to a side of the second lens array set facing the object to be illuminated.
【請求項4】 前記重畳レンズは、前記第2レンズアレ
イ組と前記被照明体との略中間位置に配置されている請
求項1又は2記載の照明装置。
4. The lighting device according to claim 1, wherein the superimposing lens is disposed at a substantially intermediate position between the second lens array set and the illuminated object.
【請求項5】 前記第2レンズアレイ組における2つの
前記シリンドリカルレンズアレイの間に、偏光変換器が
配置されている請求項1ないし4のいずれか一記載の照
明装置。
5. The lighting device according to claim 1, wherein a polarization converter is disposed between the two cylindrical lens arrays in the second lens array set.
【請求項6】 前記第1レンズアレイ組の前記照明光発
生装置に対向する側に、偏光変換器が配置されている請
求項1ないし4のいずれか一記載の照明装置。
6. The illumination device according to claim 1, wherein a polarization converter is disposed on a side of the first lens array set facing the illumination light generation device.
【請求項7】 前記照明光発生装置と前記偏光変換器と
の間に、凸のシリンドリカルレンズと凹のシリンドリカ
ルレンズとが配置されている請求項6記載の照明装置。
7. The illumination device according to claim 6, wherein a convex cylindrical lens and a concave cylindrical lens are arranged between the illumination light generator and the polarization converter.
【請求項8】 前記照明光発生装置は、発光ランプと、
この発光ランプを囲むように配置された反射鏡と、この
反射鏡で反射された光を前記X方向と前記Y方向とに直
交するZ方向に進行させる窓をもつ平面鏡と、を有する
請求項1ないし7のいずれか一記載の照明装置。
8. The illumination light generator, comprising: a light-emitting lamp;
2. A reflecting mirror arranged to surround the light-emitting lamp, and a plane mirror having a window for transmitting light reflected by the reflecting mirror in a Z direction orthogonal to the X direction and the Y direction. 8. The lighting device according to any one of items 7 to 7.
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