JP2003090981A - Illumination optical system and projector using the same - Google Patents

Illumination optical system and projector using the same

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JP2003090981A
JP2003090981A JP2001282917A JP2001282917A JP2003090981A JP 2003090981 A JP2003090981 A JP 2003090981A JP 2001282917 A JP2001282917 A JP 2001282917A JP 2001282917 A JP2001282917 A JP 2001282917A JP 2003090981 A JP2003090981 A JP 2003090981A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently illuminate the specified illumination area of a liquid crystal light valve or the like even when a 1st lens array of an illumination optical system includes small lenses formed at different positions along an optical axis direction. SOLUTION: This illumination optical system for illuminating the specified illumination area is equipped with a light source device, the 1st lens array having a plurality of 1st small lenses for dividing the bundle of rays emitted from the light source device into a plurality of partial bundles of rays, and a 2nd lens array arranged near a position where a plurality of partial bundles of rays emitted from the 1st lens array are condensed and having a plurality of 2nd small lenses corresponding to the plurality of 1st small lenses. At least a part of the plurality of 1st small lenses is provided so that the position in the optical axis direction of the illumination optical system is different. The 2nd small lenses are provided so that their distances from the 1st small lenses to which the 2nd small lenses respectively correspond are nearly equal.

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】この発明は、画像を投写表示
するプロジェクタに関し、特に、照明領域を照射する光
の強度分布をほぼ均一にするための照明光学系に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projector for projecting and displaying an image, and more particularly to an illumination optical system for making the intensity distribution of light illuminating an illumination area substantially uniform.

【0002】[0002]

【従来の技術】プロジェクタでは、照明光学系から射出
された光が液晶ライトバルブなどによって画像情報(画
像信号)に応じて変調され、変調された光がスクリーン
上に投写されることにより画像が表示される。
2. Description of the Related Art In a projector, light emitted from an illumination optical system is modulated by a liquid crystal light valve or the like according to image information (image signal), and the modulated light is projected on a screen to display an image. To be done.

【0003】照明光学系は、通常、光源装置と、第1お
よび第2のレンズアレイと、重畳レンズとを備えてい
る。光源装置から射出された光線束は、第1のレンズア
レイに備えられた複数の小レンズによって複数の部分光
線束に分割される。複数の部分光線束は、第1のレンズ
アレイの複数の小レンズに対応する複数の小レンズを備
える第2のレンズアレイを通過した後に、重畳レンズに
よって液晶ライトバルブ上で重畳される。このような照
明光学系を用いることにより、液晶ライトバルブを照射
する光の強度分布をほぼ均一にすることができる。
The illumination optical system usually includes a light source device, first and second lens arrays, and a superimposing lens. The light beam bundle emitted from the light source device is divided into a plurality of partial light beam bundles by the plurality of small lenses provided in the first lens array. The plurality of partial ray bundles are superimposed on the liquid crystal light valve by the superimposing lens after passing through the second lens array including the plurality of small lenses corresponding to the plurality of small lenses of the first lens array. By using such an illumination optical system, the intensity distribution of the light that illuminates the liquid crystal light valve can be made substantially uniform.

【0004】なお、各部分光線束が液晶ライトバルブ上
に形成する照射領域は、第1のレンズアレイの各小レン
ズの拡大像である。そして、この拡大倍率は、第1およ
び第2のレンズアレイ間の距離と、重畳レンズと液晶ラ
イトバルブとの距離とに応じてほぼ決定されている。
The irradiation area formed by each partial light flux on the liquid crystal light valve is an enlarged image of each small lens of the first lens array. Then, this enlargement ratio is substantially determined according to the distance between the first and second lens arrays and the distance between the superimposing lens and the liquid crystal light valve.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、第1のレン
ズアレイの小レンズとして偏心レンズを用いる場合など
には、第1のレンズアレイは、照明光学系の光軸方向に
沿って異なった位置に形成された小レンズを含むことが
ある。しかしながら、第1のレンズアレイが光軸方向に
沿って異なった位置に形成された小レンズを含んでいる
場合には、各小レンズから射出された各部分光線束が液
晶ライトバルブ上に形成する照射領域のサイズが異なっ
てしまい、照明光学系は液晶ライトバルブを効率よく照
明することができない場合があった。
By the way, when a decentering lens is used as a small lens of the first lens array, the first lens array is placed at different positions along the optical axis direction of the illumination optical system. It may include a formed lenslet. However, when the first lens array includes small lenses formed at different positions along the optical axis direction, each partial ray bundle emitted from each small lens forms on the liquid crystal light valve. The size of the irradiation area is different, and the illumination optical system may not be able to efficiently illuminate the liquid crystal light valve.

【0006】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、照明光学系の第
1のレンズアレイが光軸方向に沿って異なった位置に形
成された小レンズを含む場合にも、液晶ライトバルブな
どの所定の照明領域を効率よく照明することのできる技
術を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in the prior art, and the first lens array of the illumination optical system has small lenses formed at different positions along the optical axis direction. An object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently illuminating a predetermined illumination area such as a liquid crystal light valve even when it is included.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第
1の装置は、所定の照明領域を照明するための照明光学
系であって、光源装置と、前記光源装置から射出された
光線束を複数の部分光線束に分割するための複数の第1
の小レンズを有する第1のレンズアレイと、前記第1の
レンズアレイから射出された複数の部分光線束が集光す
る近傍位置に配置され、前記複数の第1の小レンズに対
応する複数の第2の小レンズを有する第2のレンズアレ
イと、を備え、前記複数の第1の小レンズの少なくとも
一部は、前記照明光学系の光軸方向に沿った位置が異な
るように設けられており、前記複数の第2の小レンズ
は、それぞれ対応する第1の小レンズとの間の距離がほ
ぼ等しくなるように設けられていることを特徴とする。
In order to solve at least a part of the above-mentioned problems, the first device of the present invention is an illumination optical system for illuminating a predetermined illumination area. A light source device, and a plurality of first light beam devices for dividing the light beam bundle emitted from the light source device into a plurality of partial light beam bundles.
A first lens array having small lenses and a plurality of plurality of partial light beams, which are arranged in the vicinity of a position where a plurality of partial ray bundles emitted from the first lens array are condensed, and which correspond to the plurality of first small lenses. A second lens array having a second small lens, wherein at least some of the plurality of first small lenses are provided so as to have different positions along the optical axis direction of the illumination optical system. The plurality of second small lenses are provided such that the distances between the corresponding second small lenses are substantially equal to each other.

【0008】なお、本明細書において小レンズの「位
置」とは、小レンズの曲面の頂点の位置を意味してい
る。また、2つのレンズ間の「距離」とは、2つのレン
ズの曲面の頂点間の距離を意味している。
In this specification, the "position" of the small lens means the position of the apex of the curved surface of the small lens. The “distance” between the two lenses means the distance between the vertices of the curved surfaces of the two lenses.

【0009】上記照明光学系によれば、所定の照明領域
上における第1のレンズアレイの各小レンズの像の拡大
倍率がほぼ一定となる。これにより、第1のレンズアレ
イの各小レンズから射出される部分光線束が所定の照明
領域上に形成する照射領域のサイズをほぼ一致させるこ
とができるので、照明光学系は照明領域を効率よく照明
することが可能となる。
According to the above-mentioned illumination optical system, the magnification of the image of each small lens of the first lens array on the predetermined illumination area becomes substantially constant. As a result, the size of the irradiation area formed by the partial ray bundles emitted from the respective small lenses of the first lens array on the predetermined illumination area can be made substantially equal to each other, so that the illumination optical system can efficiently perform the illumination area. It becomes possible to illuminate.

【0010】上記照明光学系において、前記複数の第1
の小レンズの少なくとも一部は、偏心レンズであり、前
記複数の第1の小レンズのうち、所定方向に配列された
第1の小レンズの位置は、前記第1のレンズアレイの中
央側から外周側に向かうにつれて前記光軸方向に沿って
単調に変化しているようにしてもよい。
In the illumination optical system, the plurality of first
At least a part of the small lenses is an eccentric lens, and the position of the first small lenses arranged in a predetermined direction among the plurality of first small lenses is from the center side of the first lens array. You may make it change monotonously along the said optical axis direction toward the outer peripheral side.

【0011】ここで、前記所定方向に配列された隣接す
る2つの第1の小レンズの境界では、前記隣接する2つ
の第1の小レンズの曲面同士が連続するように形成され
ていることが好ましい。
Here, at the boundary between two adjacent first small lenses arranged in the predetermined direction, the curved surfaces of the two adjacent first small lenses may be formed to be continuous with each other. preferable.

【0012】このように、2つの第1の小レンズの境界
で2つの第1の小レンズの曲面同士を連続するように形
成する場合には、2つの第1の小レンズの境界で平面状
の側壁を形成する場合に比べて、第1のレンズアレイを
容易にかつ精度よく製造することができる。
As described above, when the curved surfaces of the two first small lenses are formed so as to be continuous with each other at the boundary between the two first small lenses, a plane shape is formed at the boundary between the two first small lenses. The first lens array can be manufactured easily and accurately as compared with the case of forming the side wall.

【0013】なお、前記複数の第1の小レンズと、前記
複数の第2の小レンズとは、前記光軸方向に沿ってそれ
ぞれの曲面が互いに反対の向きに形成されており、前記
所定方向に配列された第1および第2の小レンズの厚み
は、前記第1および第2のレンズアレイの中央側から外
周側に向かうにつれて単調に変化していることが好まし
い。
The plurality of first small lenses and the plurality of second small lenses are formed so that their curved surfaces are opposite to each other along the optical axis direction, and the predetermined directions are the same. It is preferable that the thicknesses of the first and second small lenses arranged in 1 are monotonically changed from the center side of the first and second lens arrays toward the outer peripheral side.

【0014】こうすれば、第1のレンズアレイの各小レ
ンズの曲面が形成されている面とは反対側の面を同一平
面とすることができ、また、第2のレンズアレイの各小
レンズの曲面が形成されている面とは反対側の面を同一
平面とすることができるので、第1のレンズアレイおよ
び第2のレンズアレイを比較的容易に製造することが可
能となる。
In this way, the surface of the first lens array opposite to the surface on which the curved surface of each small lens is formed can be made the same plane, and each small lens of the second lens array can be made. Since the surface opposite to the surface on which the curved surface is formed can be made the same plane, the first lens array and the second lens array can be manufactured relatively easily.

【0015】なお、本明細書において、小レンズの[厚
み]とは、小レンズの入射面と射出面との間の最大距離
を意味している。
In the present specification, the "thickness" of the small lens means the maximum distance between the entrance surface and the exit surface of the small lens.

【0016】また、前記複数の第1の小レンズおよび前
記複数の第2の小レンズは、それぞれ入射面側が曲面で
射出面側が平面であり、前記複数の第1の小レンズのう
ち、前記所定方向に配列された第1の小レンズの射出面
側の平面の位置は、前記第1のレンズアレイの中央側か
ら外周側に向かうにつれて前記光軸方向に沿って単調に
変化していることも好ましい。
Further, the plurality of first small lenses and the plurality of second small lenses each have a curved entrance surface side and a flat exit surface side, and among the plurality of first small lenses, the predetermined number. The position of the plane on the exit surface side of the first small lenses arranged in the direction may monotonously change along the optical axis direction from the center side to the outer peripheral side of the first lens array. preferable.

【0017】あるいは、前記複数の第1の小レンズおよ
び前記複数の第2の小レンズは、それぞれ入射面側が平
面で射出面側が曲面であり、前記複数の第2の小レンズ
のうち、前記所定方向に配列された第2の小レンズの入
射面側の平面の位置は、前記第2のレンズアレイの中央
側から外周側に向かうにつれて前記光軸方向に沿って単
調に変化しているようにしてもよい。
Alternatively, the plurality of first small lenses and the plurality of second small lenses each have a flat incident surface side and a curved exit surface side, and among the plurality of second small lenses, the predetermined one. The position of the plane on the incident surface side of the second small lenses arranged in the direction is monotonically changed along the optical axis direction from the center side to the outer peripheral side of the second lens array. May be.

【0018】これらのようにすれば、各第1の小レンズ
とこれに対応する第2の小レンズとの間の距離がほぼ等
しくなるように形成することが可能である。
With this configuration, it is possible to form the first small lenses and the corresponding second small lenses so that the distance between them is substantially equal.

【0019】なお、上記照明光学系において、前記第2
のレンズアレイから射出された前記複数の部分光線束
を、前記所定の照明領域上で重畳するための重畳レンズ
を備えるようにしてもよい。
In the above illumination optical system, the second
A superimposing lens for superimposing the plurality of partial light beam bundles emitted from the lens array on the predetermined illumination area may be provided.

【0020】本発明の第2の装置は、画像を投写表示す
るプロジェクタであって、上記のいずれかの照明光学系
と、前記照明光学系からの光を画像情報に応じて変調す
る電気光学装置と、前記電気光学装置で得られる変調光
を投写する投写光学系と、を備えることを特徴とする。
A second device of the present invention is a projector for projecting and displaying an image, which is an electro-optical device for modulating any of the above-mentioned illumination optical system and light from the illumination optical system according to image information. And a projection optical system for projecting the modulated light obtained by the electro-optical device.

【0021】このプロジェクタでは、上記の照明光学系
が用いられているので、照明光学系は所定の照明領域に
相当する電気光学装置を効率よく照明することが可能と
なる。
Since this projector uses the above-mentioned illumination optical system, the illumination optical system can efficiently illuminate the electro-optical device corresponding to a predetermined illumination area.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例に基づき説明する。図1は、本発明を適用したプロジ
ェクタの一例を示す概略構成図である。プロジェクタ1
000は、照明光学系100と、色光分離光学系200
と、リレー光学系220と、3つの液晶ライトバルブ3
00R,300G,300Bと、クロスダイクロイック
プリズム320と、投写光学系340とを備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, embodiments of the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a projector to which the present invention is applied. Projector 1
000 is an illumination optical system 100 and a color light separation optical system 200
, Relay optical system 220, and three liquid crystal light valves 3
00R, 300G, 300B, a cross dichroic prism 320, and a projection optical system 340.

【0023】照明光学系100から射出された光は、色
光分離光学系200において赤(R)、緑(G)、青
(B)の3色の色光に分離される。分離された各色光
は、液晶ライトバルブ300R,300G,300Bに
おいて画像情報に応じて変調される。ここで、液晶ライ
トバルブ300R,300G,300Bは、本発明にお
ける電気光学装置に相当する液晶パネルと、その光入射
面側および光射出面側に配置された偏光板とによって構
成されている。なお、各液晶ライトバルブには、液晶パ
ネルに画像情報を供給して駆動させるための図示しない
駆動部が接続されている。液晶ライトバルブ300R,
300G,300Bにおいて画像情報に応じて変調され
た変調光線束は、クロスダイクロイックプリズム320
で合成され、投写光学系340によってスクリーンSC
上に投写される。これにより、スクリーンSC上に画像
が表示されることとなる。なお、図1に示すようなプロ
ジェクタの各部の構成および機能については、例えば、
本願出願人によって開示された特開平10−32595
4号公報に詳述されているので、本明細書において詳細
な説明は省略する。
The light emitted from the illumination optical system 100 is separated into three color lights of red (R), green (G) and blue (B) in the color light separation optical system 200. The separated color lights are modulated in the liquid crystal light valves 300R, 300G and 300B according to the image information. Here, each of the liquid crystal light valves 300R, 300G, and 300B is composed of a liquid crystal panel corresponding to the electro-optical device in the present invention, and polarizing plates arranged on the light incident surface side and the light emitting surface side thereof. A drive unit (not shown) for supplying image information to the liquid crystal panel to drive the liquid crystal panel is connected to each liquid crystal light valve. Liquid crystal light valve 300R,
The modulated ray bundles modulated according to the image information in 300G and 300B are cross dichroic prism 320.
Screen SC by the projection optical system 340.
Projected on. As a result, the image is displayed on the screen SC. Regarding the configuration and function of each part of the projector as shown in FIG. 1, for example,
JP-A-10-32595 disclosed by the applicant of the present application
Since it is described in detail in Japanese Patent Publication No. 4, the detailed description is omitted in this specification.

【0024】図2は、図1の照明光学系100を拡大し
て示す説明図である。この照明光学系100は、光源装
置120と、第1および第2のレンズアレイ140,1
50と、偏光発生光学系160と、重畳レンズ170と
を備えている。各光学部品は、システム光軸100ax
を基準として配置されている。ここで、システム光軸1
00axは、光源装置120から射出される光線束の中
心軸である。なお、図2において、照明光学系100が
照明する照明領域LAは、図1の液晶ライトバルブ30
0R,300G,300Bに対応する。
FIG. 2 is an enlarged view of the illumination optical system 100 shown in FIG. The illumination optical system 100 includes a light source device 120 and first and second lens arrays 140, 1
50, a polarization generating optical system 160, and a superimposing lens 170. Each optical component has a system optical axis 100ax
It is arranged based on. Where the system optical axis 1
00ax is the central axis of the light beam emitted from the light source device 120. Note that, in FIG. 2, the illumination area LA illuminated by the illumination optical system 100 is the liquid crystal light valve 30 of FIG.
It corresponds to 0R, 300G, and 300B.

【0025】光源装置120は、ランプ122と、回転
楕円面形状の凹面を有するリフレクタ124と、平行化
レンズ126とを備えている。ランプ122は、リフレ
クタ124の回転楕円面の第1焦点近傍に配置されてい
る。ランプ122から射出された光は、リフレクタ12
4によって反射され、反射光は、リフレクタ124の第
2焦点に向かって集光されつつ進む。平行化レンズ12
6は、入射する集光光をシステム光軸100axにほぼ
平行な光に変換する。
The light source device 120 comprises a lamp 122, a reflector 124 having a spheroidal concave surface, and a collimating lens 126. The lamp 122 is arranged near the first focus on the spheroid of the reflector 124. The light emitted from the lamp 122 is reflected by the reflector 12
The reflected light is reflected by 4, and the reflected light travels while being collected toward the second focus of the reflector 124. Collimating lens 12
Reference numeral 6 converts incident condensed light into light substantially parallel to the system optical axis 100ax.

【0026】光源装置120は、さらに、平行化レンズ
126の光入射面側に設けられた紫外線除去フィルタ1
25を備えている。紫外線除去フィルタ125は、光源
装置120のランプ122から射出された光から、紫外
光を除去するためのフィルタである。これにより、有機
材料を用いた光学部品(例えば、液晶ライトバルブに備
えられた偏光板)の紫外線による劣化を低減させること
が可能となる。紫外線除去フィルタ125に代えて、平
行化レンズ126の光射出面に紫外線除去フィルムを形
成するようにしてもよい。
The light source device 120 further includes an ultraviolet ray removing filter 1 provided on the light incident surface side of the collimating lens 126.
25 are provided. The ultraviolet removal filter 125 is a filter for removing ultraviolet light from the light emitted from the lamp 122 of the light source device 120. As a result, it is possible to reduce the deterioration of an optical component using an organic material (for example, a polarizing plate included in a liquid crystal light valve) due to ultraviolet rays. Instead of the ultraviolet removing filter 125, an ultraviolet removing film may be formed on the light emitting surface of the collimating lens 126.

【0027】なお、光源装置120としては、回転放物
面形状の凹面を有するリフレクタを用いてもよい。この
場合には、リフレクタで反射された光はシステム光軸1
00axにほぼ平行となるので、平行化レンズ126を
省略することができる。
As the light source device 120, a reflector having a concave paraboloidal surface may be used. In this case, the light reflected by the reflector is the system optical axis 1
Since it is almost parallel to 00ax, the collimating lens 126 can be omitted.

【0028】第1および第2のレンズアレイ140,1
50は、それぞれ複数の小レンズ142,152を有し
ている。第1のレンズアレイ140は、光源装置120
から射出された略平行な光線束を複数の部分光線束に分
割して射出する機能を有している。そして、第2のレン
ズアレイ150は、第1のレンズアレイ140から射出
された部分光線束のそれぞれの中心軸をシステム光軸1
00axとほぼ平行に揃える機能を有している。また、
第2のレンズアレイ150は、重畳レンズ170ととも
に、第1のレンズアレイ140の各小レンズ142の像
を照明領域LA上に結像させる機能を有している。
First and second lens arrays 140, 1
50 has a plurality of small lenses 142 and 152, respectively. The first lens array 140 includes the light source device 120.
It has a function of splitting a substantially parallel light flux emitted from the light source into a plurality of partial light fluxes and emitting them. Then, in the second lens array 150, the central axes of the partial ray bundles emitted from the first lens array 140 are set to the system optical axis 1
It has a function of aligning with almost parallel to 00ax. Also,
The second lens array 150 has a function of forming an image of each small lens 142 of the first lens array 140 on the illumination area LA together with the superimposing lens 170.

【0029】各小レンズ142,152は平凸状の偏心
レンズであり、x方向から見たときの外形形状は、照明
領域LA(液晶ライトバルブ)とほぼ相似形となるよう
に設定されている。ただし、図2に示すように、第1の
小レンズ142と第2の小レンズ152とでは、偏心の
仕方が異なる偏心レンズが用いられている。具体的に
は、第1のレンズアレイ140の最外周の小レンズ14
2は、分割された部分光線束の主光線がシステム光軸1
00axに対して斜めに進むように偏心されている。ま
た、第2のレンズアレイ150の最外周の小レンズ15
2は、システム光軸100axに対して斜めに入射する
部分光線束の主光線がシステム光軸100axとほぼ平
行となるように偏心されている。
Each of the small lenses 142 and 152 is a plano-convex decentering lens, and the external shape when viewed from the x direction is set to be substantially similar to the illumination area LA (liquid crystal light valve). . However, as shown in FIG. 2, the first small lens 142 and the second small lens 152 use decentering lenses that are different in decentering method. Specifically, the outermost small lens 14 of the first lens array 140.
2, the principal ray of the divided partial ray bundle is the system optical axis 1
It is eccentric so as to move obliquely with respect to 00ax. In addition, the outermost small lens 15 of the second lens array 150.
Reference numeral 2 is decentered so that the principal ray of the partial ray bundle that is obliquely incident on the system optical axis 100ax is substantially parallel to the system optical axis 100ax.

【0030】第1のレンズアレイ140の各小レンズ1
42から射出された部分光線束は、図2に示すように、
第2のレンズアレイ150の各小レンズ152を介し
て、その近傍位置、すなわち、偏光発生光学系160内
において集光される。
Each small lens 1 of the first lens array 140
The partial ray bundle emitted from 42 is, as shown in FIG.
The light is focused through each small lens 152 of the second lens array 150, in the vicinity thereof, that is, in the polarization generation optical system 160.

【0031】なお、第1および第2のレンズアレイ14
0,150については、後で詳述する。
Incidentally, the first and second lens arrays 14
Details of 0 and 150 will be described later.

【0032】偏光発生光学系160は、一体化された2
つの偏光発生素子アレイ160A,160Bを備えてい
る。第1および第2の偏光発生素子アレイ160A,1
60Bは、システム光軸100axに対して、対称とな
るように配置されている。
The polarized light generating optical system 160 is an integrated optical system.
Two polarization generating element arrays 160A and 160B are provided. First and second polarization generating element arrays 160A, 1
60B is arranged symmetrically with respect to the system optical axis 100ax.

【0033】図3は、図2の第1の偏光発生素子アレイ
160Aを拡大して示す説明図である。図3(A)は、
第1の偏光発生素子アレイ160Aの斜視図を示してお
り、図3(B)は、+z方向から見たときの平面図を示
している。偏光発生素子アレイ160Aは、遮光板16
2と、偏光ビームスプリッタアレイ164と、偏光ビー
ムスプリッタアレイ164の光射出面に選択的に配置さ
れた複数のλ/2位相差板166とを備えている。な
お、第2の偏光発生素子アレイ160Bについても同様
である。
FIG. 3 is an enlarged view of the first polarization generating element array 160A shown in FIG. FIG. 3 (A) shows
FIG. 3B is a perspective view of the first polarization generating element array 160A, and FIG. 3B is a plan view as seen from the + z direction. The polarization generating element array 160A includes the light shielding plate 16
2, a polarization beam splitter array 164, and a plurality of λ / 2 phase difference plates 166 selectively arranged on the light exit surface of the polarization beam splitter array 164. The same applies to the second polarization generating element array 160B.

【0034】偏光ビームスプリッタアレイ164は、図
3(A),(B)に示すように、略平行四辺形の断面形
状を有する柱状のガラス材164cが複数貼り合わされ
て構成されている。各ガラス材164cの界面には、偏
光分離膜164aと反射膜164bとが交互に形成され
ている。なお、偏光分離膜164aとしては誘電体多層
膜が用いられ、反射膜164bとしては誘電体多層膜や
金属膜が用いられる。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the polarization beam splitter array 164 is formed by laminating a plurality of columnar glass materials 164c having a substantially parallelogram cross-sectional shape. Polarization separation films 164a and reflection films 164b are alternately formed on the interface of each glass material 164c. A dielectric multilayer film is used as the polarization separation film 164a, and a dielectric multilayer film or a metal film is used as the reflection film 164b.

【0035】遮光板162は、開口面162aと遮光面
162bとがストライプ状に配列されて構成されてい
る。開口面162aと遮光面162bとは、それぞれ偏
光分離膜164aと反射膜164bとに対応して設けら
れている。これにより、第1のレンズアレイ140(図
2)から射出された部分光線束は、開口面162aを介
して偏光ビームスプリッタアレイ164の偏光分離膜1
64aのみに入射し、反射膜164bには入射しない。
なお、遮光板162としては、平板状の透明体(例えば
ガラス板)に遮光性の膜(例えばクロム膜や、アルミニ
ウム膜、誘電体多層膜など)を選択的に形成したものを
用いることができる。また、アルミニウム板のような遮
光性の平板にストライプ状の開口部を設けたものを用い
ることも可能である。さらに、偏光ビームスプリッタア
レイ164のガラス材164cに、遮光性の膜を直接形
成するようにしてもよい。
The light shielding plate 162 is formed by arranging an opening surface 162a and a light shielding surface 162b in a stripe pattern. The opening surface 162a and the light shielding surface 162b are provided corresponding to the polarization separation film 164a and the reflection film 164b, respectively. As a result, the partial light flux emitted from the first lens array 140 (FIG. 2) passes through the opening surface 162a and the polarization separation film 1 of the polarization beam splitter array 164.
It enters only 64a and does not enter the reflecting film 164b.
As the light blocking plate 162, a plate-shaped transparent body (eg, glass plate) on which a light blocking film (eg, chrome film, aluminum film, dielectric multilayer film, etc.) is selectively formed can be used. . It is also possible to use a light-shielding flat plate such as an aluminum plate provided with a striped opening. Further, a light blocking film may be directly formed on the glass material 164c of the polarization beam splitter array 164.

【0036】第1のレンズアレイ140(図2)から射
出された各部分光線束の主光線(中心軸)は、図3
(B)に実線で示すように、システム光軸100axと
ほぼ平行に遮光板162の開口面162aに入射する。
開口面162aを通過した部分光線束は、偏光分離膜1
64aにおいて、s偏光の部分光線束とp偏光の部分光
線束とに分離される。なお、s偏光は、偏光分離膜16
4aの入射面に垂直な偏光方向であり、p偏光は、偏光
分離膜164aの入射面に平行な偏光方向であるとす
る。p偏光の部分光線束は、偏光分離膜164aを透過
して、偏光ビームスプリッタアレイ164から射出され
る。一方、s偏光の部分光線束は偏光分離膜164aで
反射され、反射膜164bにおいてさらに反射された後
に、偏光ビームスプリッタアレイ164から射出され
る。なお、偏光ビームスプリッタアレイ164の光射出
面において、p偏光の部分光線束の主光線とs偏光の部
分光線束の主光線とは、互いにほぼ平行となっている。
The principal ray (center axis) of each partial ray bundle emitted from the first lens array 140 (FIG. 2) is shown in FIG.
As shown by the solid line in FIG. 3B, the light enters the opening surface 162a of the light shielding plate 162 substantially parallel to the system optical axis 100ax.
The partial light flux that has passed through the opening surface 162a is reflected by the polarization separation film 1
At 64a, the s-polarized partial light bundle and the p-polarized partial light bundle are separated. The s-polarized light is the polarization separation film 16
It is assumed that the polarization direction is perpendicular to the incident surface of 4a and the p-polarized light is the polarization direction parallel to the incident surface of the polarization separation film 164a. The p-polarized partial light flux passes through the polarization separation film 164a and is emitted from the polarization beam splitter array 164. On the other hand, the s-polarized partial light beam bundle is reflected by the polarization separation film 164a, further reflected by the reflection film 164b, and then emitted from the polarization beam splitter array 164. On the light exit surface of the polarization beam splitter array 164, the principal ray of the p-polarized partial ray bundle and the principal ray of the s-polarized partial ray bundle are substantially parallel to each other.

【0037】λ/2位相差板166は、偏光ビームスプ
リッタアレイ164の光射出面のうち、偏光分離膜16
4aを透過したp偏光の部分光線束の光射出面だけに形
成されている。λ/2位相差板166は、入射する直線
偏光光を、偏光方向が直交する直線偏光光に変換する機
能を有している。したがって、p偏光の部分光線束は、
λ/2位相差板166によって、s偏光の部分光線束に
変換されて射出される。これにより、偏光発生素子アレ
イ160Aに入射した偏りのない部分光線束(s+p)
は、s偏光の部分光線束に変換されて射出されることと
なる。なお、s偏光の部分光線束の光射出面だけにλ/
2位相差板166を配置することにより、偏光発生素子
アレイ160Aに入射する部分光線束をp偏光の部分光
線束に変換して射出することもできる。
The λ / 2 retardation plate 166 is the polarization separation film 16 of the light exit surface of the polarization beam splitter array 164.
It is formed only on the light exit surface of the p-polarized partial ray bundle that has passed through 4a. The λ / 2 retardation plate 166 has a function of converting incident linearly polarized light into linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other. Therefore, the p-polarized partial ray bundle is
The λ / 2 retardation plate 166 converts the partial light flux of s-polarized light and outputs it. As a result, the partial light flux (s + p) that is incident on the polarization generating element array 160A and has no bias
Is converted into an s-polarized partial ray bundle and emitted. Note that λ / is present only on the light exit surface of the s-polarized partial ray bundle.
By disposing the two-phase retarder 166, it is also possible to convert the partial light beam bundle that enters the polarization generating element array 160A into a p-polarized partial light beam bundle and emit the partial light beam bundle.

【0038】第1のレンズアレイ140から射出された
複数の部分光線束は、上記のように、偏光発生光学系1
60によって各部分光線束ごとに2つの部分光線束に分
離されるとともに、それぞれ偏光方向の揃ったほぼ1種
類の直線偏光光に変換される。偏光方向の揃った複数の
部分光線束は、図2に示す重畳レンズ170によって照
明領域LA上で重畳される。このとき、照明領域LAを
照射する光の強度分布は、ほぼ均一となっている。
The plurality of partial ray bundles emitted from the first lens array 140 are, as described above, the polarization generating optical system 1.
Each of the partial light ray bundles is separated into two partial light ray bundles by 60, and is converted into almost one type of linearly polarized light having the same polarization direction. A plurality of partial light fluxes having the same polarization direction are superimposed on the illumination area LA by the superimposing lens 170 shown in FIG. At this time, the intensity distribution of the light illuminating the illumination area LA is substantially uniform.

【0039】以上のように、照明光学系100(図1)
は、偏光方向の揃った照明光(s偏光光)を射出し、色
光分離光学系200やリレー光学系220を介して、液
晶ライトバルブ300R,300G,300Bを照明す
る。
As described above, the illumination optical system 100 (FIG. 1)
Emits illumination light whose polarization direction is uniform (s-polarized light) and illuminates the liquid crystal light valves 300R, 300G, and 300B via the color light separation optical system 200 and the relay optical system 220.

【0040】ところで、照明光学系100は、第1のレ
ンズアレイ140および第2のレンズアレイ150の構
成に特徴を有している。
The illumination optical system 100 is characterized by the configuration of the first lens array 140 and the second lens array 150.

【0041】図4は、図2の第1のレンズアレイ140
を拡大して示す説明図である。図4(A)は、第1のレ
ンズアレイ140を−x方向から見たときの平面図であ
る。図4(B)は、図4(A)のB−B面における概略
断面図であり、図4(C)は、図4(A)のC−C面に
おける概略断面図である。
FIG. 4 shows the first lens array 140 of FIG.
It is explanatory drawing which expands and shows. FIG. 4A is a plan view of the first lens array 140 seen from the −x direction. 4B is a schematic cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 4A, and FIG. 4C is a schematic cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 4A.

【0042】第1のレンズアレイ140は、サイズが同
じ計48個の小レンズ142を含んでいる。各小レンズ
142は、それぞれy方向およびz方向に平行な辺を有
する略矩形形状のレンズであり、x方向から見たときの
外形形状は互いにほぼ等しい。各小レンズ142は、シ
ステム光軸100axと直交するy軸およびz軸に対し
て線対称となるように配列されている。
The first lens array 140 includes a total of 48 small lenses 142 of the same size. Each small lens 142 is a substantially rectangular lens having sides parallel to the y-direction and the z-direction, and the outer shapes when viewed from the x-direction are substantially the same. The small lenses 142 are arranged so as to be line-symmetric with respect to the y-axis and the z-axis that are orthogonal to the system optical axis 100ax.

【0043】図4(A)に示すように、各小レンズの外
形形状は、液晶ライトバルブの有効表示領域のアスペク
ト比(縦横比)に応じてほぼ決定されている。すなわ
ち、有効表示領域のアスペクト比が3:4ならば、各小
レンズの外形形状のアスペクト比も3:4となる。
As shown in FIG. 4A, the outer shape of each small lens is substantially determined according to the aspect ratio (aspect ratio) of the effective display area of the liquid crystal light valve. That is, if the aspect ratio of the effective display area is 3: 4, the aspect ratio of the outer shape of each small lens is also 3: 4.

【0044】前述したように、第1のレンズアレイ14
0の各小レンズ142としては、偏心レンズが用いられ
ている。そして、本実施例では、図4(C)に示すよう
に、y方向に沿って配列された小レンズの位置は、第1
のレンズアレイ140の中央側から外周側に向かうにつ
れてシステム光軸100axに沿って−x側に順次ずれ
ている。なお、小レンズの「位置」とは、小レンズの曲
面の頂点の位置を意味する。
As described above, the first lens array 14
A decentering lens is used as each small lens 142 of 0. In this embodiment, as shown in FIG. 4C, the positions of the small lenses arranged in the y direction are the first.
The lens array 140 is sequentially shifted from the center side to the outer peripheral side toward the −x side along the system optical axis 100ax. The “position” of the small lens means the position of the apex of the curved surface of the small lens.

【0045】ところで、第1のレンズアレイ140の各
小レンズ142の位置が異なっているのは、以下の理由
による。図5は、図4と同様に各小レンズが配列された
種々のレンズアレイの概略断面を示す説明図である。な
お、図5(C)は、図4(C)と同じであり、レンズア
レイ140の概略断面を示している。
By the way, the position of each small lens 142 of the first lens array 140 is different for the following reason. FIG. 5 is an explanatory view showing a schematic cross section of various lens arrays in which the respective small lenses are arranged similarly to FIG. Note that FIG. 5C is the same as FIG. 4C and shows a schematic cross section of the lens array 140.

【0046】図5(A)のレンズアレイ140Aでは、
各小レンズ142Aとして偏心レンズが用いられてい
る。このレンズアレイ140Aでは、y方向に配列され
た6つの小レンズ142Aの位置は、若干の違いはある
ものの、レンズアレイ140の各小レンズ142に比べ
て、システム光軸100axに沿ってほぼ同じ位置を有
している。そして、y方向に配列された隣接する2つの
小レンズの境界には、システム光軸(すなわち、入射す
る光線束の中心軸)100axに略平行な平面状の側壁
が形成されている。このレンズアレイ140Aは、図4
の第1のレンズアレイ140に代えて利用する場合に
は、以下に示す問題がある。すなわち、図5(A)のレ
ンズアレイ140Aを作成するのは比較的困難であり、
実際には、図5(B)に示すレンズアレイ140Bのよ
うに、隣接する2つの小レンズ142Bの境界に形成さ
れる平面状の側壁の先端部は、丸みを帯びてしまうこと
が多い。そして、図5(B)のレンズアレイ140Bを
図4の第1のレンズアレイ140に代えて用いる場合に
は、各小レンズ142Bは、丸みを帯びた領域Wに入射
する光を第2のレンズアレイ150(図2)に向けてう
まく射出することができない。このため、各小レンズ1
42Bから射出された各部分光線束が液晶ライトバルブ
上に形成する照射領域のサイズは、領域Wのサイズが大
きいほど小さくなってしまう。
In the lens array 140A of FIG. 5 (A),
A decentering lens is used as each small lens 142A. In this lens array 140A, the positions of the six small lenses 142A arranged in the y direction are slightly different from each other, but the positions of the six small lenses 142A arranged in the y direction are substantially the same along the system optical axis 100ax. have. Then, a planar side wall substantially parallel to the system optical axis (that is, the central axis of the incident ray bundle) 100ax is formed at the boundary between two adjacent small lenses arranged in the y direction. This lens array 140A is shown in FIG.
If the first lens array 140 is used in place of the first lens array 140, there are the following problems. That is, it is relatively difficult to make the lens array 140A of FIG.
In fact, as in the lens array 140B shown in FIG. 5B, the tip of the planar side wall formed at the boundary between two adjacent small lenses 142B is often rounded. Then, when the lens array 140B of FIG. 5B is used in place of the first lens array 140 of FIG. 4, each small lens 142B causes the light incident on the rounded region W to be the second lens. It cannot be fired well towards the array 150 (FIG. 2). Therefore, each small lens 1
The size of the irradiation region formed on the liquid crystal light valve by each partial light flux emitted from 42B becomes smaller as the size of the region W becomes larger.

【0047】図5(C)に示す本実施例のレンズアレイ
140では、y方向に配列された隣接する2つの小レン
ズ142の境界に、上記の平面状の壁面が形成されない
ように工夫されている。具体的には、2つの小レンズ1
42の境界は、隣接する2つの小レンズの曲面同士が連
続するように接続されている。図5(C)のレンズアレ
イ140を用いる場合には、各小レンズ142は、入射
するすべての光を第2のレンズアレイ150に向けてう
まく射出することができる。このように、2つの第1の
小レンズ142の境界で、平面状の壁面が形成されない
ように、2つの第1の小レンズ142の曲面同士を連続
するように形成する場合には、2つの第1の小レンズ1
42の境界で平面状の壁面を形成する場合に比べて、第
1のレンズアレイを容易にかつ精度よく製造することが
できる。
In the lens array 140 of this embodiment shown in FIG. 5C, the above planar wall surface is not formed at the boundary between two adjacent small lenses 142 arranged in the y direction. There is. Specifically, two small lenses 1
The boundary of 42 is connected so that the curved surfaces of two adjacent small lenses are continuous. When the lens array 140 of FIG. 5C is used, each small lens 142 can successfully emit all the incident light toward the second lens array 150. As described above, when the curved surfaces of the two first small lenses 142 are formed so as to be continuous with each other so that a flat wall surface is not formed at the boundary between the two first small lenses 142, two First small lens 1
The first lens array can be manufactured easily and accurately as compared with the case where a flat wall surface is formed at the boundary of 42.

【0048】以上の理由から、第1のレンズアレイ14
0の各小レンズ142に偏心レンズが用いられている場
合には、各小レンズ142の位置がシステム光軸方向に
沿って異なった位置を有することになる。
For the above reasons, the first lens array 14
When an eccentric lens is used for each small lens 142 of 0, the position of each small lens 142 has a different position along the system optical axis direction.

【0049】図6は、第1のレンズアレイ140と第2
のレンズアレイとの関係を示す説明図である。図6
(A)は、実施例における第1および第2のレンズアレ
イ140,150を+z方向から見たときの概略平面図
を示しており、図6(B)は、比較例における第1およ
び第2のレンズアレイ140,150Aを+z方向から
見たときの概略平面図を示している。なお、第1および
第2のレンズアレイはシステム光軸100axに対して
対称に構成されているので、図6では、システム光軸1
00axに対して+y方向側のみを示している。また、
第1および第2のレンズアレイは、同じ屈折率を有する
材料を用いて形成されている。
FIG. 6 shows the first lens array 140 and the second lens array 140.
It is explanatory drawing which shows the relationship with the lens array of. Figure 6
FIG. 6A shows a schematic plan view of the first and second lens arrays 140 and 150 in the example as seen from the + z direction, and FIG. 6B shows the first and second lens arrays in the comparative example. 2 is a schematic plan view of the lens arrays 140 and 150A of FIG. Since the first and second lens arrays are configured symmetrically with respect to the system optical axis 100ax, the system optical axis 1 is shown in FIG.
Only the + y direction side is shown with respect to 00ax. Also,
The first and second lens arrays are formed using materials having the same refractive index.

【0050】図6(A)に示すように、第2のレンズア
レイ150は、第1のレンズアレイ140の各小レンズ
142に対応する小レンズ152を備えている。図2に
おいても示したように、第1の小レンズ142と第2の
小レンズ152とでは、偏心の仕方が異なる偏心レンズ
が用いられている。具体的には、第1のレンズアレイ1
40の最外周の小レンズ142cは、分割された部分光
線束の主光線がシステム光軸100axに対して斜めに
進むように偏心されている。また、第2のレンズアレイ
150の最外周の小レンズ152cは、システム光軸1
00axに対して斜めに入射する部分光線束の主光線が
システム光軸100axとほぼ平行となるように偏心さ
れている。
As shown in FIG. 6A, the second lens array 150 has small lenses 152 corresponding to the small lenses 142 of the first lens array 140. As shown in FIG. 2, the first small lens 142 and the second small lens 152 use decentering lenses that are different in decentering method. Specifically, the first lens array 1
The outermost lenslet 142c of 40 is decentered so that the principal ray of the divided partial ray bundle advances obliquely with respect to the system optical axis 100ax. Further, the outermost small lens 152c of the second lens array 150 is the system optical axis 1
The principal ray of the partial ray bundle that is obliquely incident on 00ax is decentered so as to be substantially parallel to the system optical axis 100ax.

【0051】第1のレンズアレイ140の各小レンズ1
42の曲面は−x方向を向き、第2のレンズアレイ15
0の各小レンズ152の曲面は+x方向を向いている。
Each small lens 1 of the first lens array 140
The curved surface of 42 faces the −x direction, and the second lens array 15
The curved surface of each small lens 152 of 0 faces the + x direction.

【0052】第1のレンズアレイ140のy方向に配列
された第1の小レンズ142の位置は、第1のレンズア
レイ140の中央側から外周側に向かうにつれて単調に
変化し、これに応じて第2のレンズアレイ150のy方
向に配列された第2の小レンズ152の位置も、第2の
レンズアレイ150の中央側から外周側に向かうにつれ
て単調に変化している。一方、第1のレンズアレイ14
0の各小レンズ142の曲面とは反対側の面は、同一平
面を構成している。第2のレンズアレイ150も同様で
ある。従って、第1のレンズアレイ140のy方向に配
列された第1の小レンズ142の厚みは、第1のレンズ
アレイ140の中央側から外周側に向かうにつれて単調
に変化し、また、第2のレンズアレイ150のy方向に
配列された第2の小レンズ152の厚みも、第2のレン
ズアレイ150の中央側から外周側に向かうにつれて単
調に変化している。なお、小レンズの[厚み]とは、小
レンズの入射面と射出面との間の最大距離を意味してい
る。
The position of the first small lenses 142 arranged in the y direction of the first lens array 140 changes monotonously from the central side of the first lens array 140 toward the outer peripheral side, and accordingly the position of the first small lenses 142 changes monotonously. The positions of the second small lenses 152 arranged in the y direction of the second lens array 150 also change monotonously from the center side of the second lens array 150 toward the outer peripheral side. On the other hand, the first lens array 14
The surface of each small lens 142 of 0 opposite to the curved surface constitutes the same plane. The same applies to the second lens array 150. Therefore, the thickness of the first small lenses 142 arranged in the y direction of the first lens array 140 changes monotonically from the center side of the first lens array 140 toward the outer peripheral side, and the thickness of the second lenslets 140 increases. The thickness of the second small lenses 152 arranged in the y direction of the lens array 150 also monotonically changes from the center side of the second lens array 150 toward the outer peripheral side. The [thickness] of the small lens means the maximum distance between the incident surface and the exit surface of the small lens.

【0053】第2のレンズアレイ150の各小レンズ1
52は、第1のレンズアレイ140の対応する小レンズ
142との間の距離が等しくなるように設けられてい
る。具体的には、第1のレンズアレイ140の最内周の
小レンズ142aに対して、その外側の小レンズ142
b,142cの位置が−x方向(システム光軸100a
xに沿った方向)に長さΔtb,Δtcだけずれた位置
に設けられている。そして、第2のレンズアレイ150
の最内周の小レンズ152aに対して、その外側の小レ
ンズ152b,152cの位置も−x方向(システム光
軸100axに沿った方向)に長さΔtb,Δtcだけ
ずれた位置に設けられている。すなわち、第1の小レン
ズ142と対応する第2の小レンズ152の間の各距離
は、最内周の第1の小レンズ142aと第2の小レンズ
152aの間の距離S1に等しくなるように設けられて
いる。
Each small lens 1 of the second lens array 150
52 are provided so that the distances between the corresponding small lenses 142 of the first lens array 140 are equal. Specifically, with respect to the innermost small lens 142a of the first lens array 140, the outer small lens 142a is disposed.
The positions of b and 142c are in the -x direction (system optical axis 100a
They are provided at positions displaced by lengths Δtb and Δtc in the direction (along x). Then, the second lens array 150
The positions of the outer small lenses 152b and 152c with respect to the innermost small lens 152a are also shifted by the lengths Δtb and Δtc in the −x direction (direction along the system optical axis 100ax). There is. That is, each distance between the first small lens 142 and the corresponding second small lens 152 is equal to the distance S1 between the innermost first small lens 142a and the second small lens 152a. It is provided in.

【0054】一方、図6(B)に示すように、比較例の
第2のレンズアレイ150Aの各小レンズ152Aは、
対応する第1のレンズアレイ140の小レンズ142の
位置に関わらず、x方向の同じ位置に設けられている。
このため、中間の第1の小レンズ142bと第2の小レ
ンズ152Abとの間の距離は、最内周の第1の小レン
ズ142aと第2の小レンズ152Aaとの間の距離S
1に対して、長さΔtbだけ長くなる。また、最外周の
第1の小レンズ142cと第2の小レンズ152Acと
の間の距離は、距離S1に対して長さΔtcだけ長くな
っている。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, each small lens 152A of the second lens array 150A of the comparative example is
It is provided at the same position in the x direction regardless of the position of the corresponding small lens 142 of the first lens array 140.
Therefore, the distance between the first small lens 142b and the second small lens 152Ab in the middle is the distance S between the first small lens 142a and the second small lens 152Aa at the innermost circumference.
1, the length is increased by Δtb. Further, the distance between the first small lens 142c and the second small lens 152Ac at the outermost circumference is longer than the distance S1 by the length Δtc.

【0055】図6(A)に示す第1および第2のレンズ
アレイ140,150用いた場合には、下記に示す効果
を得ることができる。
When the first and second lens arrays 140 and 150 shown in FIG. 6A are used, the following effects can be obtained.

【0056】図7は、第1のレンズアレイ140の小レ
ンズ142の像の拡大倍率について示す説明図である。
図7は、説明を容易にするため、第1のレンズアレイ1
40の1つの小レンズ142と、これに対応する第2の
レンズアレイ150の1つの小レンズ152と、重畳レ
ンズ170とをシステム光軸100ax上に配置して、
各レンズによる光の偏向を無視した場合を示している。
また、照明領域LAの前段には、通常、図1に示すよう
にフィールドレンズ等が設けられるが、このようなレン
ズも無視して示している。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the magnification of the image of the small lens 142 of the first lens array 140.
FIG. 7 shows the first lens array 1 for ease of explanation.
40 small lenses 142, a corresponding small lens 152 of the second lens array 150, and a superimposing lens 170 are arranged on the system optical axis 100ax.
It shows a case where the deflection of light by each lens is ignored.
Further, although a field lens or the like is usually provided in the previous stage of the illumination area LA as shown in FIG. 1, such a lens is also ignored.

【0057】図7において、S1は、第1の小レンズ1
42の曲面の頂点(物点O)から第2の小レンズ152
の曲面の頂点までの距離を示し、S2は、重畳レンズ1
70の曲面の頂点から照明領域LA(像点O’)までの
距離を示している。第2の小レンズ152の焦点距離f
1は距離S1に等しく設定されている。また、重畳レン
ズ170の焦点距離f2は距離S2に等しく設定されて
いる。なお、上記フィールドレンズを考慮する場合に
は、重畳レンズ170とフィールドレンズの合成焦点距
離を焦点距離f2として用いられる。
In FIG. 7, S1 is the first small lens 1
The second small lens 152 from the vertex (object point O) of the curved surface 42.
Is the distance to the apex of the curved surface of the superimposing lens 1
The distance from the vertex of the curved surface 70 to the illumination area LA (image point O ′) is shown. Focal length f of second small lens 152
1 is set equal to the distance S1. The focal length f2 of the superimposing lens 170 is set equal to the distance S2. When considering the above field lens, the combined focal length of the superimposing lens 170 and the field lens is used as the focal length f2.

【0058】h1は、光軸上の物点Oから射出した光が
第2の小レンズ152の曲面を切る高さを示し、u1
は、その光の傾角(=h1/S1)を示している。ま
た、h2は、光軸上の物点Oから射出した光が重畳レン
ズ170の曲面を切る高さを示し、u2は、その光の傾
角(=h2/S2)を示している。
H1 represents the height at which the light emitted from the object point O on the optical axis cuts the curved surface of the second small lens 152, and u1
Indicates the inclination angle (= h1 / S1) of the light. Further, h2 represents the height at which the light emitted from the object point O on the optical axis cuts the curved surface of the superimposing lens 170, and u2 represents the inclination angle (= h2 / S2) of the light.

【0059】y1は、物点Oにおける第1の小レンズ1
42の像のy方向の大きさを示し、y2は像点O’にお
ける第1の小レンズ142の拡大像の大きさを示してい
る。
Y1 is the first small lens 1 at the object point O
42 shows the size of the image of 42 in the y direction, and y2 shows the size of the magnified image of the first small lens 142 at the image point O ′.

【0060】第1の小レンズ142の像の拡大倍率β
は、下記のように表される。 β≡y2/y1=u1/u2=(h1/S1)/(h2/S2)=S2/S1= f2/f1 …(1)
Magnification magnification β of the image of the first small lens 142
Is represented as follows: β≡y2 / y1 = u1 / u2 = (h1 / S1) / (h2 / S2) = S2 / S1 = f2 / f1 (1)

【0061】上記(1)式からわかるように、第1の小
レンズ142の像の拡大倍率βは、距離S1,S2によ
って決定される。
As can be seen from the above equation (1), the magnification magnification β of the image of the first small lens 142 is determined by the distances S1 and S2.

【0062】ここで、図6(B)に示したように、比較
例の第1および第2のレンズアレイ140,150Aに
おいては、第1の小レンズ142と第2の小レンズ15
2Aとの間の距離が、第1の小レンズ142の位置のず
れに応じて異なっているので、照明領域LA上で形成さ
れる第1の小レンズ142の像の拡大倍率が変化してし
まう。
Here, as shown in FIG. 6B, in the first and second lens arrays 140 and 150A of the comparative example, the first small lens 142 and the second small lens 15 are included.
Since the distance between the first small lens 142 and 2A differs depending on the displacement of the position of the first small lens 142, the magnification of the image of the first small lens 142 formed on the illumination area LA changes. .

【0063】一方、図6(A)に示したように、本実施
例の第1および第2のレンズアレイ140,150にお
いては、第1の小レンズ142と第2の小レンズ152
との間の距離が等しくなるように構成されているので、
照明領域LA(液晶ライトバルブ)上で形成される各第
1の小レンズ142の像の拡大倍率がほぼ一定に設定さ
れる。
On the other hand, as shown in FIG. 6A, in the first and second lens arrays 140 and 150 of this embodiment, the first small lens 142 and the second small lens 152 are included.
Since the distances between and are equal,
The magnification of the image of each first small lens 142 formed on the illumination area LA (liquid crystal light valve) is set to be substantially constant.

【0064】従って、本実施例の第1および第2のレン
ズアレイ140,150を用いた照明光学系100にお
いては、第1のレンズアレイ140の各小レンズ142
から射出される部分光線束が照明領域LA(液晶ライト
バルブ)上に形成する照射領域のサイズをほぼ一致させ
ることができるので、照明領域を効率よく照明すること
が可能となる。
Therefore, in the illumination optical system 100 using the first and second lens arrays 140 and 150 of the present embodiment, each small lens 142 of the first lens array 140.
Since the size of the irradiation area formed on the illumination area LA (liquid crystal light valve) by the partial ray bundles emitted from can be made substantially the same, the illumination area can be efficiently illuminated.

【0065】以上説明したように、本実施例の照明光学
系100は、光源装置120と、光源装置120から射
出された光線束を複数の部分光線束に分割するための複
数の第1の小レンズ142を有する第1のレンズアレイ
140と、第1のレンズアレイから射出された複数の部
分光線束が集光する近傍位置に配置され、複数の第1の
小レンズ142に対応する複数の第2の小レンズ152
を有する第2のレンズアレイ150と、第2のレンズア
レイ150から射出された複数の部分光線束を所定の照
明領域LA上で重畳するための重畳レンズ170とを備
えている。そして、複数の第1の小レンズ142の少な
くとも一部は、照明光学系の光軸方向(システム光軸1
00ax)に沿った位置が異なるように形成されてい
る。また、複数の第2の小レンズ152は、それぞれ対
応する第1の小レンズ142との間の距離がほぼ等しく
なるように構成されている。このような第1および第2
のレンズアレイ140,150を用いれば、第1のレン
ズアレイの各小レンズから射出された部分光線束が照明
領域LAにおいて形成する照射領域のサイズをほぼ一致
させることができるので、照明光学系は照明領域LA
(液晶ライトバルブ)を効率よく照明することが可能と
なる。
As described above, the illumination optical system 100 of this embodiment includes the light source device 120 and a plurality of first small light fluxes for splitting the light beam bundle emitted from the light source device 120 into a plurality of partial light beam bundles. The first lens array 140 having the lens 142 and a plurality of first lens arrays 140 corresponding to the plurality of first small lenses 142 are disposed in the vicinity of the positions where the plurality of partial ray bundles emitted from the first lens array are condensed. 2 small lenses 152
And a superimposing lens 170 for superimposing a plurality of partial light beam bundles emitted from the second lens array 150 on a predetermined illumination area LA. Then, at least a part of the plurality of first small lenses 142 is in the optical axis direction of the illumination optical system (system optical axis 1
00ax) are formed at different positions. In addition, the plurality of second small lenses 152 are configured such that the distances between the corresponding second small lenses 152 are substantially equal to each other. Such first and second
If the lens arrays 140 and 150 of No. 1 are used, the size of the irradiation area formed in the illumination area LA by the partial ray bundles emitted from the respective small lenses of the first lens array can be made substantially the same, so that the illumination optical system Illumination area LA
It is possible to efficiently illuminate the (liquid crystal light valve).

【0066】なお、上述したように、図5(A)のレン
ズアレイ140Aにおいても、実施例のレンズアレイ1
40に比べて厚みは薄いが、各小レンズ142Aの位置
がシステム光軸方向に沿って異なった位置を有する場合
がある。仮に、レンズアレイ140Aを第1のレンズア
レイとして利用しようとした場合においても、本発明を
適用することにより、照明領域LA(液晶ライトバル
ブ)を効率よく照明することが可能となる。
As described above, also in the lens array 140A of FIG. 5A, the lens array 1 of the embodiment is used.
Although the thickness is smaller than that of 40, the position of each small lens 142A may have a different position along the system optical axis direction. Even if the lens array 140A is to be used as the first lens array, the illumination area LA (liquid crystal light valve) can be efficiently illuminated by applying the present invention.

【0067】ところで、本実施例では、第2のレンズア
レイ150は、第1のレンズアレイ140と同様に、第
2の小レンズ152として偏心レンズを用いている。し
たがって、図5(B)で説明したのと同様の問題、すな
わち、隣接する2つの第2の小レンズ152の境界に形
成される平面状の側壁の先端部が丸みを帯びてしまうと
いう問題が発生し得る。しかしながら、第1のレンズア
レイ140から射出された各部分光線束は、第2のレン
ズアレイ150の各小レンズ152の一部に入射するの
みなので、上記の問題は、第2のレンズアレイ150の
光学特性にあまり影響しない。従って、第2のレンズア
レイ150については、必ずしも、y方向に配列された
隣接する2つの小レンズ152の境界に、上記の平面状
の壁面が形成されないように工夫する必要はない。
By the way, in the present embodiment, the second lens array 150 uses a decentering lens as the second small lens 152, similarly to the first lens array 140. Therefore, there is a problem similar to that described with reference to FIG. 5B, that is, a problem that a tip end portion of a planar side wall formed at a boundary between two adjacent second small lenses 152 is rounded. Can occur. However, since each partial ray bundle emitted from the first lens array 140 only enters a part of each small lens 152 of the second lens array 150, the above problem is caused by the second lens array 150. Does not significantly affect the optical characteristics. Therefore, the second lens array 150 does not necessarily have to be devised so that the above-mentioned planar wall surface is not formed at the boundary between two adjacent small lenses 152 arranged in the y direction.

【0068】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention.
For example, the following modifications are possible.

【0069】(1)第1および第2のレンズアレイは、
第1のレンズアレイ140の各小レンズ142の曲面が
+x方向を向き、第2のレンズアレイ150の各小レン
ズ152の曲面が−x方向を向くように構成してもよ
い。すなわち、互いの曲面が反対方向を向くように構成
すればよい。
(1) The first and second lens arrays are
The curved surface of each small lens 142 of the first lens array 140 may face the + x direction, and the curved surface of each small lens 152 of the second lens array 150 may face the −x direction. That is, the curved surfaces may face in opposite directions.

【0070】(2)また、第1および第2のレンズアレ
イの構成は、以下のように変形することも可能である。
(2) Further, the configurations of the first and second lens arrays can be modified as follows.

【0071】図8は、変形例の第1のレンズアレイ14
0’と第2のレンズアレイ150’との関係を示す説明
図である。第1および第2のレンズアレイ140’,1
50’の各小レンズ142’,152’の曲面は−x方
向を向くように配置されている。実施例と同様に、第1
のレンズアレイ140’の各小レンズ142’の位置
は、それぞれx方向にずれて配置されており、これに応
じて第2のレンズアレイ150’の各小レンズ152’
もずれて配置されている。各小レンズ142’、15
2’間の距離は、等しくなるように設定されている。
FIG. 8 shows a modified first lens array 14
It is explanatory drawing which shows the relationship between 0'and the 2nd lens array 150 '. First and second lens arrays 140 ', 1
The curved surfaces of the respective small lenses 142 'and 152' of 50 'are arranged so as to face the -x direction. Similar to the embodiment, the first
The positions of the respective small lenses 142 'of the lens array 140' are shifted in the x direction, and accordingly, the respective small lenses 152 'of the second lens array 150' are arranged.
It is arranged in a misaligned manner. Each small lens 142 ', 15
The distances between 2'are set to be equal.

【0072】また、第1のレンズアレイ140’の各小
レンズ142’のレンズは、それぞれの厚みがほぼ同じ
になるように、曲面の位置のずれに応じて射出面側の平
面がずれて、階段状に形成されている。なお、レンズの
「厚み」とは、レンズの入射面(レンズの曲面の頂点)
と射出面(平面)との間の最大距離を意味している。
Further, the lenses of the respective small lenses 142 'of the first lens array 140' have their planes on the exit surface side displaced in accordance with the displacements of the curved surfaces so that the lenses have substantially the same thickness, It is formed like a step. The “thickness” of the lens is the incident surface of the lens (the apex of the curved surface of the lens).
Means the maximum distance between and the exit surface (plane).

【0073】ここで、変形例の第1のレンズアレイ14
0を実施例における第1のレンズアレイ140に置き換
えた場合、各小レンズ142の厚みが異なることにな
る。この厚みの変化によっても、それぞれの小レンズ1
42の像の拡大倍率が変化することになるため、本変形
例の第1のレンズアレイ140’においては、各小レン
ズ142’の厚みがほぼ等しくなるように形成されてい
る。
Here, the first lens array 14 of the modified example
When 0 is replaced with the first lens array 140 in the embodiment, the thickness of each small lens 142 is different. Even with this change in thickness, each small lens 1
Since the magnifying power of the image of 42 changes, in the first lens array 140 ′ of this modification, the small lenses 142 ′ are formed to have substantially the same thickness.

【0074】本変形例の第1および第2のレンズアレイ
140’,150’を用いた照明光学系においても、実
施例の照明光学系100と同様に、第1のレンズアレイ
140’の各小レンズ142’から射出される部分光線
束が照明領域LA(液晶ライトバルブ)上に形成する照
射領域のサイズをほぼ一致させることができるので、照
明領域を効率よく照明することが可能となる。
Also in the illumination optical system using the first and second lens arrays 140 'and 150' of this modification, each of the small lenses of the first lens array 140 'is similar to the illumination optical system 100 of the embodiment. Since the size of the irradiation area formed on the illumination area LA (liquid crystal light valve) by the partial light flux emitted from the lens 142 ′ can be made substantially equal, the illumination area can be efficiently illuminated.

【0075】なお、第1および第2のレンズアレイの各
小レンズの曲面が射出面側を向くように配置されている
場合には、第2のレンズアレイの各小レンズの厚みがほ
ぼ等しくなるように、第2のレンズアレイの各小レンズ
の入射面側の平面が、曲面の位置のずれに応じてずれて
形成されていればよい。
When the curved surfaces of the small lenses of the first and second lens arrays are arranged so as to face the exit surface side, the small lenses of the second lens array have substantially the same thickness. As described above, the planes on the incident surface side of the respective small lenses of the second lens array may be formed so as to be displaced according to the displacement of the position of the curved surface.

【0076】以上のように、第1のレンズアレイの複数
の第1の小レンズの少なくとも一部は、偏心レンズであ
り、かつ、照明光学系の光軸方向に沿って異なった位置
に形成されており、第2のレンズアレイの第2の小レン
ズは、それぞれ対応する第1の小レンズとの間の距離が
ほぼ等しくなるように形成されていればよい。
As described above, at least some of the plurality of first small lenses of the first lens array are decentered lenses and are formed at different positions along the optical axis direction of the illumination optical system. Therefore, the second small lenses of the second lens array may be formed so that the distances between the second small lenses and the corresponding first small lenses are substantially equal to each other.

【0077】(3)上記実施例では、照明光学系100
は、重畳レンズ170を備えているが、第2のレンズア
レイ150が重畳機能を有する場合には、省略可能であ
る。この場合には、第2のレンズアレイ150の各小レ
ンズ152の偏心の度合いを変更すればよい。
(3) In the above embodiment, the illumination optical system 100
Includes a superimposing lens 170, but can be omitted if the second lens array 150 has a superimposing function. In this case, the degree of eccentricity of each small lens 152 of the second lens array 150 may be changed.

【0078】(4)上記実施例では、第1のレンズアレ
イ140には、光源装置120から射出された略平行な
光線束が入射しているが、光源装置120から射出さ
れ、集光しつつ進む光や広がりつつ進む光が入射するよ
うにしてもよい。一般に、第1のレンズアレイは、光源
装置から射出された光線束を複数の部分光線束に分割す
るための複数の第1の小レンズを有していればよい。
(4) In the above embodiment, the substantially parallel light flux emitted from the light source device 120 is incident on the first lens array 140, but it is emitted from the light source device 120 and is condensed. The advancing light or the light advancing while spreading may be incident. In general, the first lens array may have a plurality of first small lenses for splitting the light beam emitted from the light source device into a plurality of partial light beams.

【0079】(5)上記実施例では、第1のレンズアレ
イ140の各小レンズは、略矩形形状を有しているが、
各小レンズは他の形状を有していてもよい。一般には、
照明光学系100が照明する所定の照明領域と相似形と
することが望ましい。
(5) In the above embodiment, each small lens of the first lens array 140 has a substantially rectangular shape.
Each lenslet may have other shapes. In general,
It is desirable that the illumination optical system 100 has a similar shape to a predetermined illumination area illuminated.

【0080】(6)上記実施例では、第1のレンズアレ
イのy方向に沿って中央側から外周側に配列された3つ
の第1の小レンズの位置が順次変化する場合について説
明したが、3つの第1の小レンズのうちの隣接する2つ
の第1の小レンズの位置が同じであってもよい。
(6) In the above embodiment, the case where the positions of the three first small lenses arranged from the central side to the outer peripheral side along the y direction of the first lens array are sequentially changed has been described. The positions of two adjacent first lenslets among the three first lenslets may be the same.

【0081】一般には、複数の第1の小レンズのうち、
所定方向に配列された第1の小レンズの位置が、第1の
レンズアレイの中央側から外周側に向かうにつれて単調
に変化していればよい。
Generally, among the plurality of first small lenses,
It suffices that the positions of the first small lenses arranged in the predetermined direction monotonously change from the center side of the first lens array toward the outer peripheral side.

【0082】(7)上記実施例では、図5において説明
したように、第1のレンズアレイ140の各小レンズと
して偏心レンズを用いているので、各小レンズの位置
が、順に変化しているが、複数の小レンズの少なくとも
一部に偏心レンズを用いる場合にも本発明を適用可能で
ある。一般には、複数の第1の小レンズの少なくとも一
部は、偏心レンズであり、かつ、照明光学系の光軸方向
に沿って異なった位置に形成されており、複数の第2の
小レンズは、それぞれ対応する第1の小レンズとの間の
光路長がほぼ等しくなるように形成されていればよい。
(7) In the above embodiment, as described in FIG. 5, since the decentering lens is used as each small lens of the first lens array 140, the position of each small lens changes in order. However, the present invention can be applied to a case where a decentering lens is used for at least a part of the plurality of small lenses. Generally, at least some of the plurality of first small lenses are decentered lenses and are formed at different positions along the optical axis direction of the illumination optical system, and the plurality of second small lenses are The optical path lengths between the corresponding first small lenses may be substantially equal to each other.

【0083】(8)上記実施例では、電気光学装置とし
て、透過型の液晶パネルが用いられているが、反射型の
液晶パネルを利用するようにしてもよい。この場合に
も、透過型の液晶パネルを用いる場合と同様の作用・効
果を奏する。
(8) In the above embodiment, a transmissive liquid crystal panel is used as the electro-optical device, but a reflective liquid crystal panel may be used. Also in this case, the same action and effect as in the case of using the transmissive liquid crystal panel can be obtained.

【0084】(9)上記実施例では、プロジェクタ10
00は、電気光学装置として液晶パネルを備えている
が、これに代えて、マイクロミラー型光変調装置を備え
るようにしてもよい。マイクロミラー型光変調装置とし
ては、例えば、DMD(デジタルマイクロミラーデバイ
ス)(TI社の商標)を用いることができる。電気光学
装置としては、一般に、入射光を画像情報に応じて変調
するものであればよい。
(9) In the above embodiment, the projector 10
Although 00 has a liquid crystal panel as an electro-optical device, a micro-mirror type light modulation device may be provided instead. As the micromirror type optical modulator, for example, DMD (digital micromirror device) (trademark of TI Co.) can be used. Generally, the electro-optical device may be any device that modulates incident light in accordance with image information.

【0085】(10)上記実施例においては、カラー画
像を表示するプロジェクタ1000を例に説明している
が、モノクロ画像を表示するプロジェクタにおいても同
様である。
(10) In the above embodiment, the projector 1000 that displays a color image has been described as an example, but the same applies to a projector that displays a monochrome image.

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

【図1】本発明を適用したプロジェクタの一例を示す概
略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a projector to which the present invention is applied.

【図2】図1の照明光学系100を拡大して示す説明図
である。
2 is an explanatory diagram showing an enlarged illumination optical system 100 of FIG. 1. FIG.

【図3】図2の第1の偏光発生素子アレイ160Aを拡
大して示す説明図である。
3 is an explanatory diagram showing an enlarged view of a first polarization generating element array 160A of FIG. 2. FIG.

【図4】図2の第1のレンズアレイ140を拡大して示
す説明図である。
4 is an explanatory diagram showing a first lens array 140 of FIG. 2 in an enlarged manner. FIG.

【図5】図4と同様に各小レンズが配列された種々のレ
ンズアレイの概略断面を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing a schematic cross section of various lens arrays in which the respective small lenses are arranged similarly to FIG.

【図6】第1のレンズアレイ140と第2のレンズアレ
イとの関係を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a first lens array 140 and a second lens array.

【図7】第1のレンズアレイ140の小レンズ142の
像の拡大倍率について示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing an enlargement magnification of an image of a small lens 142 of the first lens array 140.

【図8】変形例の第1のレンズアレイ140’と第2の
レンズアレイ150’との関係を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between a first lens array 140 ′ and a second lens array 150 ′ according to a modified example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1000…プロジェクタ 100ax…システム光軸 100…照明光学系 200…色光分離光学系 220…リレー光学系 300R,300G,300B…液晶ライトバルブ 320…クロスダイクロイックプリズム 340…投写光学系 120…光源装置 122…ランプ 124…リフレクタ 125…紫外線除去フィルタ 126…平行化レンズ 140…第1のレンズアレイ 142…第1の小レンズ 142a,142b,142c…第1の小レンズ 140A,140B,140C…第1のレンズアレイ 142A,142B,142C…第1の小レンズ 150…第2のレンズアレイ 152…第2の小レンズ 152a,152b,152c…第2の小レンズ 150A…第2のレンズアレイ 152A…第2の小レンズ 152Aa,152Ab,152Ac…第2の小レンズ 160…偏光発生光学系 160A,160B…偏光発生素子アレイ 162…遮光板 162a…開口面 162b…遮光面 164…偏光ビームスプリッタアレイ 164a…偏光分離膜 164b…反射膜 164c…ガラス材 166…λ/2位相差板 170…重畳レンズ LA…照明領域 S1,S2…距離 SC…スクリーン f1…焦点距離 f2…焦点距離 β…拡大倍率 1000 ... Projector 100ax ... System optical axis 100 ... Illumination optical system 200 ... Color light separation optical system 220 ... Relay optical system 300R, 300G, 300B ... Liquid crystal light valve 320 ... Cross dichroic prism 340 ... Projection optical system 120 ... Light source device 122 ... Lamp 124 ... Reflector 125 ... UV removal filter 126 ... Parallelizing lens 140 ... First lens array 142 ... first small lens 142a, 142b, 142c ... First small lens 140A, 140B, 140C ... First lens array 142A, 142B, 142C ... First small lens 150 ... Second lens array 152 ... second small lens 152a, 152b, 152c ... Second small lens 150A ... second lens array 152A ... second small lens 152Aa, 152Ab, 152Ac ... Second small lens 160 ... Polarization generation optical system 160A, 160B ... Polarization generator array 162 ... Shading plate 162a ... Opening surface 162b ... Shading surface 164 ... Polarizing beam splitter array 164a ... Polarization separation film 164b ... Reflective film 164c ... Glass material 166 ... λ / 2 retardation plate 170 ... Superimposing lens LA ... illuminated area S1, S2 ... Distance SC ... Screen f1 ... focal length f2 ... focal length β: magnification

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) G02F 1/13357 H04N 5/74 A H04N 5/74 G02B 27/00 V Fターム(参考) 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H088 EA14 EA15 HA18 HA24 HA25 HA28 MA04 2H091 FA29Z FA41Z FD07 FD12 LA03 5C058 AB03 BA05 EA12 EA51 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02F 1/13357 H04N 5/74 A H04N 5/74 G02B 27/00 V F term (reference) 2H052 BA02 BA03 BA09 BA14 2H088 EA14 EA15 HA18 HA24 HA25 HA28 MA04 2H091 FA29Z FA41Z FD07 FD12 LA03 5C058 AB03 BA05 EA12 EA51

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の照明領域を照明するための照明光
学系であって、 光源装置と、 前記光源装置から射出された光線束を複数の部分光線束
に分割するための複数の第1の小レンズを有する第1の
レンズアレイと、 前記第1のレンズアレイから射出された複数の部分光線
束が集光する近傍位置に配置され、前記複数の第1の小
レンズに対応する複数の第2の小レンズを有する第2の
レンズアレイと、を備え、 前記複数の第1の小レンズの少なくとも一部は、前記照
明光学系の光軸方向に沿った位置が異なるように設けら
れており、 前記複数の第2の小レンズは、それぞれ対応する第1の
小レンズとの間の距離がほぼ等しくなるように設けられ
ていることを特徴とする照明光学系。
1. An illumination optical system for illuminating a predetermined illumination area, comprising: a light source device; and a plurality of first light fluxes for splitting a light flux emitted from the light source device into a plurality of partial light fluxes. A first lens array having small lenses, and a plurality of first lens arrays arranged in the vicinity of positions where a plurality of partial ray bundles emitted from the first lens array are condensed and corresponding to the first small lenses. A second lens array having two small lenses, wherein at least some of the plurality of first small lenses are provided so that positions along the optical axis direction of the illumination optical system are different. The illumination optical system is characterized in that the plurality of second small lenses are provided so that the distances to the corresponding first small lenses are substantially equal to each other.
【請求項2】 請求項1記載の照明光学系であって、 前記複数の第1の小レンズの少なくとも一部は、偏心レ
ンズであり、 前記複数の第1の小レンズのうち、所定方向に配列され
た第1の小レンズの位置は、前記第1のレンズアレイの
中央側から外周側に向かうにつれて前記光軸方向に沿っ
て単調に変化している、照明光学系。
2. The illumination optical system according to claim 1, wherein at least a part of the plurality of first small lenses is a decentering lens, and the plurality of first small lenses are arranged in a predetermined direction. An illumination optical system in which the positions of the arrayed first small lenses are monotonically changed along the optical axis direction from the center side of the first lens array toward the outer peripheral side.
【請求項3】 請求項2記載の照明光学系であって、 前記所定方向に配列された隣接する2つの第1の小レン
ズの境界では、前記隣接する2つの第1の小レンズの曲
面同士が連続するように形成されている、照明光学系。
3. The illumination optical system according to claim 2, wherein at the boundary between two adjacent first small lenses arranged in the predetermined direction, the curved surfaces of the two adjacent first small lenses are adjacent to each other. An illumination optical system that is formed so as to be continuous.
【請求項4】 請求項2または請求項3記載の照明光学
系であって、 前記複数の第1の小レンズと、前記複数の第2の小レン
ズとは、前記光軸方向に沿ってそれぞれの曲面が互いに
反対の向きに形成されており、 前記所定方向に配列された第1および第2の小レンズの
厚みは、前記第1および第2のレンズアレイの中央側か
ら外周側に向かうにつれて単調に変化している、照明光
学系。
4. The illumination optical system according to claim 2, wherein the plurality of first small lenses and the plurality of second small lenses are respectively arranged along the optical axis direction. Curved surfaces are formed in directions opposite to each other, and the thicknesses of the first and second small lenses arranged in the predetermined direction increase from the center side of the first and second lens arrays toward the outer peripheral side. An illumination optical system that changes monotonically.
【請求項5】 請求項2または請求項3記載の照明光学
系であって、 前記複数の第1の小レンズおよび前記複数の第2の小レ
ンズは、それぞれ入射面側が曲面で射出面側が平面であ
り、 前記複数の第1の小レンズのうち、前記所定方向に配列
された第1の小レンズの射出面側の平面の位置は、前記
第1のレンズアレイの中央側から外周側に向かうにつれ
て前記光軸方向に沿って単調に変化している、照明光学
系。
5. The illumination optical system according to claim 2, wherein each of the plurality of first small lenses and the plurality of second small lenses has a curved entrance surface side and a flat exit surface side. Among the plurality of first small lenses, the position of the plane on the exit surface side of the first small lenses arranged in the predetermined direction is from the center side of the first lens array toward the outer peripheral side. An illumination optical system that monotonously changes along the optical axis direction.
【請求項6】 請求項2または請求項3記載の照明光学
系であって、 前記複数の第1の小レンズおよび前記複数の第2の小レ
ンズは、それぞれ入射面側が平面で射出面側が曲面であ
り、 前記複数の第2の小レンズのうち、前記所定方向に配列
された第2の小レンズの入射面側の平面の位置は、前記
第2のレンズアレイの中央側から外周側に向かうにつれ
て前記光軸方向に沿って単調に変化している、照明光学
系。
6. The illumination optical system according to claim 2, wherein each of the plurality of first small lenses and each of the plurality of second small lenses has a flat incident surface side and a curved exit surface side. Among the plurality of second small lenses, the position of the plane on the incident surface side of the second small lenses arranged in the predetermined direction is from the center side of the second lens array toward the outer peripheral side. An illumination optical system that monotonously changes along the optical axis direction.
【請求項7】 請求項1ないし5のいずれかに記載の照
明光学系であって、さらに、 前記第2のレンズアレイから射出された前記複数の部分
光線束を、前記所定の照明領域上で重畳するための重畳
レンズを備える、照明光学系。
7. The illumination optical system according to claim 1, further comprising: the plurality of partial ray bundles emitted from the second lens array on the predetermined illumination area. An illumination optical system comprising a superimposing lens for superimposing.
【請求項8】 画像を投写表示するプロジェクタであっ
て、 請求項1ないし6のいずれかに記載の照明光学系と、 前記照明光学系からの光を画像情報に応じて変調する電
気光学装置と、 前記電気光学装置で得られる変調光を投写する投写光学
系と、を備えることを特徴とするプロジェクタ。
8. A projector for projecting and displaying an image, comprising: the illumination optical system according to claim 1; and an electro-optical device that modulates light from the illumination optical system according to image information. A projection optical system for projecting the modulated light obtained by the electro-optical device.
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