JP2018004846A - Illumination optical system and image projection device - Google Patents

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Taketo Kawasumi
健人 川澄
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an illumination optical system in which the position of an optical element is adjusted and the position of an illumination light range relative to an image display element is adjusted, with which it is possible to lower adjustment sensitivity than by a conventional adjustment method and further reduce the margin of an illumination light range, and to maintain high illumination efficiency.SOLUTION: Provided is an illumination optical system characterized by a light source and modulation means for applying modulation that corresponds to an image signal to a beam emitted from the light source. On an optical path between the light source and the modulation means there are arranged a first lens array equipped with a plurality of lenses for dividing the beam emitted from the light source into a plurality of beams and a second lens array equipped with a plurality of lenses for condensing the plurality of divided beams, There is a translucent plate between the first and second lens arrays, the plate's angle of attachment to an incident optical axis being adjustable.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、照明光学系及びその照明光学系を用いた画像投射装置に関する。   The present invention relates to an illumination optical system and an image projection apparatus using the illumination optical system.

液晶ライトバルブなど画像表示素子を均一かつ効率的に照明するために照明光学系が用いられている。照明光学系の一般的な構成を図3に示す。   An illumination optical system is used to uniformly and efficiently illuminate an image display element such as a liquid crystal light valve. FIG. 3 shows a general configuration of the illumination optical system.

光源12から射出した光束が集光装置たる放物面リフレクタ13によって集光され略平行光として射出される。光源には超高圧水銀ランプやキセノンランプが用いられる。放物面リフレクタから射出された平行光束は、第1フライアイレンズ14によって分割・集光され、各分割光束は、第2フライアイレンズ15の近傍に集光される。ここで第1フライアイレンズ14を構成する微小レンズセルは、被照明面である画像表示素子と相似形状である矩形を有する。第2フライアイレンズを射出した複数の分割光束は、偏光変換素子16で所定の方向の偏光光に揃えられる。   The light beam emitted from the light source 12 is condensed by a parabolic reflector 13 as a condensing device and emitted as substantially parallel light. An ultra-high pressure mercury lamp or a xenon lamp is used as the light source. The parallel light beam emitted from the paraboloid reflector is divided and collected by the first fly-eye lens 14, and each divided light beam is collected near the second fly-eye lens 15. Here, the minute lens cell constituting the first fly-eye lens 14 has a rectangular shape that is similar to the image display element that is the illuminated surface. The plurality of split light beams emitted from the second fly-eye lens are aligned with polarized light in a predetermined direction by the polarization conversion element 16.

偏光変換素子から射出した光束はコンデンサレンズ17によって集光されつつ、画像表示素子19上で重畳され、該画像表示素子の表示領域に対応した矩形形状且つ均一な照度分布18を形成し、画像表示素子を照明する。ここで画像表示素子には液晶ライトバルブを想定しているが、DMD(デジタルマイクロミラーデバイス)などを用いる場合もある。   The light beam emitted from the polarization conversion element is condensed by the condenser lens 17 and superimposed on the image display element 19 to form a rectangular and uniform illuminance distribution 18 corresponding to the display area of the image display element. Illuminate the element. Here, a liquid crystal light valve is assumed as the image display element, but a DMD (digital micromirror device) or the like may be used.

ここで図3に示されるような照明光学系では、第1、第2フライアイレンズの位置決め精度や、各レンズセルの偏芯誤差、あるいはコンデンサレンズの位置決めや偏芯誤差、曲率誤差等により、画像表示素子の画像表示領域に対して照明光が位置ずれを起こしたり、照明範囲が小さくなったりして、表示領域を均一に照明できない恐れがある。すると投射画像の周辺部に影が生じる弊害が発生する。   Here, in the illumination optical system as shown in FIG. 3, due to the positioning accuracy of the first and second fly-eye lenses, the eccentricity error of each lens cell, the positioning of the condenser lens, the eccentricity error, the curvature error, etc. There is a possibility that the illumination light may be displaced with respect to the image display area of the image display element, or the illumination range may be reduced, and the display area may not be illuminated uniformly. Then, the bad effect which a shadow produces in the peripheral part of a projection image generate | occur | produces.

そこで、一般には、各素子の位置決め精度や部品の公差設定を考慮して、画像表示素子上に形成される照明光の範囲(以下、照明エリアと呼ぶ)は画像表示領域よりも大きい一定のマージン(図中M)が確保されている。   Therefore, in general, the range of illumination light formed on the image display element (hereinafter referred to as the illumination area) is a certain margin larger than the image display area in consideration of the positioning accuracy of each element and the tolerance setting of parts. (M in the figure) is secured.

一方、投射画像をより明るくするためには、画像表示素子上の光利用効率を高める必要があるが、前述のようにマージンをとると光利用効率が低下し、投射画像が暗くなってしまうという課題があった。   On the other hand, in order to make the projected image brighter, it is necessary to increase the light utilization efficiency on the image display element. However, if the margin is taken as described above, the light utilization efficiency is lowered and the projection image becomes dark. There was a problem.

そこで、照明光学系の光学素子に位置調整機構を設けて、光学素子の位置決め精度などによる画像表示素子に対する照明エリアの位置移動を吸収し、照明エリアのマージンを小さくして明るい投射画像を実現する方法が考案されている。   Therefore, a position adjustment mechanism is provided in the optical element of the illumination optical system to absorb the position movement of the illumination area relative to the image display element due to the positioning accuracy of the optical element, and to realize a bright projection image by reducing the margin of the illumination area. A method has been devised.

特許文献1では、第1又は第2フライアイレンズの光軸方向に直交する方向の取り付け位置を調整可能とすることで、照明エリアの画像表示素子に対する位置を調整し、これにより照明エリアのマージンを低減し、明るい投射画像を実現している。   In Patent Document 1, the position of the illumination area with respect to the image display element is adjusted by making it possible to adjust the attachment position of the first or second fly-eye lens in the direction orthogonal to the optical axis direction, thereby adjusting the margin of the illumination area. To achieve a bright projected image.

特許文献2では、コンデンサレンズの光軸方向に直交する方向の取り付け位置を調整可能とすることで、同様に照明エリアの画像表示素子に対する位置を調整し、これにより照明エリアのマージンを低減し、明るい投射画像を実現している。   In Patent Document 2, by adjusting the mounting position of the condenser lens in the direction orthogonal to the optical axis direction, the position of the illumination area with respect to the image display element is similarly adjusted, thereby reducing the margin of the illumination area, A bright projected image is achieved.

特許第3791130号公報Japanese Patent No. 3791130 特許第3473335号公報Japanese Patent No. 3473335

しかしながら、画像表示素子の表示領域に対して照明光の位置調整を行う際に、調整誤差や振動や熱の影響によりある程度の照明光の位置ずれは許容する必要がある。   However, when the position of the illumination light is adjusted with respect to the display area of the image display element, it is necessary to allow a certain amount of displacement of the illumination light due to the effects of adjustment errors, vibration, and heat.

例えば特許文献1では、第1又は第2フライアイレンズの光軸方向に直交する方向対する取り付け位置調整をねじによる回転調整機構によって実現しているが、ねじを締めて固定する際に所望の調整位置よりずれる可能性がある。また、フライアイレンズの光軸方向に直交する方向の位置を調整後、接着剤により直接固定するなどの方法も考えられるが、熱の影響により接着剤が軟化による調整後の位置ずれが懸念される。また、振動や熱による調整部材の変形による位置ずれが生じる可能性も考えられる。   For example, in Patent Document 1, the mounting position adjustment for the direction orthogonal to the optical axis direction of the first or second fly-eye lens is realized by a rotation adjustment mechanism using a screw, but a desired adjustment is performed when the screw is tightened and fixed. There is a possibility of shifting from the position. In addition, after adjusting the position of the fly's eye lens in the direction perpendicular to the optical axis direction, a method such as fixing directly with an adhesive is also conceivable, but there is a concern that the adhesive may be displaced after adjustment due to softening due to heat. The In addition, there is a possibility that a position shift occurs due to deformation of the adjustment member due to vibration or heat.

調整後のズレの影響は、位置調整する光学素子の移動量に対する照明エリアの位置移動量の割合、すなわち移動敏感度が大きいほど顕著になる。取り付け位置の調整を行う素子の照明光エリアの移動敏感度が高ければ高いほど、こうした誤差を見込んで照明エリアのマージンを確保する必要があり、投射画像が暗くなるという課題があった。   The influence of the shift after adjustment becomes more prominent as the ratio of the movement amount of the illumination area to the movement amount of the optical element to be adjusted, that is, the movement sensitivity increases. As the movement sensitivity of the illumination light area of the element for adjusting the mounting position is higher, it is necessary to secure a margin of the illumination area in view of such an error, and there is a problem that the projected image becomes dark.

そこで、本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、光学素子の位置を調整し、画像表示素子に対する照明光範囲の位置調整を行う照明光学系において、従来の調整方法よりも調整敏感度を低くし、照明光範囲のマージンをより小さくして高い照明効率を維持できる照明光学系及びこれを用いた画像投射装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and in an illumination optical system that adjusts the position of the optical element and adjusts the position of the illumination light range with respect to the image display element, it is more sensitive than the conventional adjustment method. An object of the present invention is to provide an illumination optical system capable of maintaining high illumination efficiency by reducing the degree of illumination and reducing the margin of the illumination light range, and an image projection apparatus using the illumination optical system.

上記の目的を達成するために、本発明に係る照明光学系は、
光源と、前記光源から射出される光束に対して画像信号に対応した変調を施す変調手段と、前記光源と前記変調手段との間の光路上に、前記光源から射出された光束を複数の光束に分割する複数のレンズを備えた第1のレンズアレイと前記複数の分割光束を集光する複数のレンズを備えた第2のレンズアレイが配置され、前記第1および前記第2のレンズアレイの間に透光性の平板を有し、前記平板は入射光軸に対する取りつけ角度が調整可能となっていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an illumination optical system according to the present invention includes:
A light source, a modulating unit that modulates a light beam emitted from the light source in accordance with an image signal, and a light beam emitted from the light source on a light path between the light source and the modulating unit. A first lens array having a plurality of lenses to be divided into a plurality of lenses and a second lens array having a plurality of lenses for condensing the plurality of divided light beams, and the first lens array and the second lens array It has a light-transmitting flat plate in between, and the flat plate is characterized in that the mounting angle with respect to the incident optical axis can be adjusted.

本発明によれば、光学素子の位置を調整し、画像表示素子に対する照明光範囲の位置調整を行う照明光学系において、従来の調整方法よりも調整敏感度を低くし、照明光範囲のマージンをより小さくして高い照明効率を維持できる照明光学系及びこれを用いた画像投射装置を提供できる。   According to the present invention, in the illumination optical system that adjusts the position of the optical element and adjusts the position of the illumination light range with respect to the image display element, the adjustment sensitivity is lower than that of the conventional adjustment method, and the margin of the illumination light range is increased. It is possible to provide an illumination optical system that can be made smaller and maintain high illumination efficiency, and an image projection apparatus using the illumination optical system.

本発明の第1の実施例図First embodiment of the present invention 一般的な照明光学系を示す図Diagram showing a general illumination optical system 従来の照明光学系を示す図Diagram showing conventional illumination optical system

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に本発明の第1の実施例図を示す。   FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.

超高圧水銀ランプ1から発生する光線は放物面リフレクタ2によって反射され、略平行光となる。放物面リフレクタ2から射出された平行光束は、第1フライアイレンズ3によって分割・集光され、各分割光束は、第2フライアイレンズ5の近傍に集光される。ここで、4は超高圧水銀ランプに含まれる紫外光を吸収するUV光吸収フィルタであり、光軸に対する取り付け角度を調整可能としている。具体的にはフィルタの片側の端を偏芯コロで押し込むことで角度調整を可能な構成としている(調整機構は図中不記載)。第2フライアイレンズを射出した複数の分割光束は、偏光変換素子5で所定の方向の偏光光に揃えられる。   The light beam generated from the ultra high pressure mercury lamp 1 is reflected by the parabolic reflector 2 and becomes substantially parallel light. The parallel light beam emitted from the paraboloid reflector 2 is divided and collected by the first fly-eye lens 3, and each divided light beam is collected near the second fly-eye lens 5. Here, 4 is a UV light absorption filter that absorbs ultraviolet light contained in the ultra-high pressure mercury lamp, and the mounting angle with respect to the optical axis can be adjusted. Specifically, the angle can be adjusted by pushing one end of the filter with an eccentric roller (the adjusting mechanism is not shown in the figure). The plurality of split light beams emitted from the second fly-eye lens are aligned with polarized light in a predetermined direction by the polarization conversion element 5.

偏光変換素子6から射出した光束は全反射ミラー7によって光路を曲げられ、コンデンサレンズ8によって集光されつつ、液晶ライトバルブ9上で重畳される。ここで第1フライアイレンズのレンズセルは液晶ライトバルブの画像表示領域は共役関係にあり、レンズセルは16:10のアスペクトの長方形形状である一方、液晶ライトバルブの表示領域も16:10のアスペクトである。第1フライアイレンズの各レンズセル上の照度分布が矩形形状として液晶ライトバルブ上に重畳されることで、矩形かつ均一な照度分布にて液晶ライトバルブの画像表示領域上が照明される。   The light beam emitted from the polarization conversion element 6 is bent on the optical path by the total reflection mirror 7 and condensed on the liquid crystal light valve 9 while being condensed by the condenser lens 8. Here, the lens cell of the first fly-eye lens has a conjugate relationship with the image display area of the liquid crystal light valve, and the lens cell has a rectangular shape with an aspect of 16:10, while the display area of the liquid crystal light valve is also 16:10. Aspect. Since the illuminance distribution on each lens cell of the first fly-eye lens is superimposed on the liquid crystal light valve as a rectangular shape, the image display area of the liquid crystal light valve is illuminated with a rectangular and uniform illuminance distribution.

ここで本実施例における、第1フライアイレンズのレンズセルのピッチは5mm、液晶ライトバルブの画像表示領域の寸法は15mmである。したがって、本実施例では第1フライアイレンズのレンズセル上の照度分布が液晶ライトバルブ上に約3倍の倍率で結像されている。   In this embodiment, the pitch of the lens cells of the first fly-eye lens is 5 mm, and the size of the image display area of the liquid crystal light valve is 15 mm. Therefore, in this embodiment, the illuminance distribution on the lens cell of the first fly-eye lens is imaged on the liquid crystal light valve at a magnification of about 3 times.

特許文献1に記載の従来技術では、第1フライアイレンズまたは第2フライアイレンズを光軸に直行する方向に動かして照明エリアを移動させている。本実施形態の光学配置に、この技術を適用すると、コンデンサレンズやミラーの位置決め精度等に起因する照明エリアの位置ずれを吸収できるので照明エリアのマージンを小さくすることができ、投射画像の明るさを向上させることができる。ここで、第1、第2フライアイレンズの移動量に対する液晶ライトバルブ上の照明範囲の移動量は3mm/mm(照明エリア移動量/フライアイ移動量)である。   In the prior art described in Patent Document 1, the illumination area is moved by moving the first fly-eye lens or the second fly-eye lens in a direction perpendicular to the optical axis. When this technology is applied to the optical arrangement of the present embodiment, it is possible to absorb the displacement of the illumination area due to the positioning accuracy of the condenser lens and the mirror, so that the margin of the illumination area can be reduced, and the brightness of the projected image Can be improved. Here, the movement amount of the illumination range on the liquid crystal light valve with respect to the movement amount of the first and second fly-eye lenses is 3 mm / mm (illumination area movement amount / fly eye movement amount).

ここで仮に、フライアイレンズの位置調整後の振動や熱、または調整後のネジ止めなどで、最適位置に対するずれ量が0.1mmあったとすると、3×0.1=0.3mmの照明エリアずれは見込んでおく必要がある。したがって、照明エリアのマージンを小さくする量に制約が生じてしまい、投射画像の明るさ向上に制約が生じてしまう。   Here, assuming that the deviation from the optimum position is 0.1 mm due to vibration and heat after position adjustment of the fly-eye lens, or screwing after adjustment, etc., an illumination area of 3 × 0.1 = 0.3 mm Deviations need to be anticipated. Therefore, there is a restriction on the amount of reducing the margin of the illumination area, and there is a restriction on improving the brightness of the projected image.

また特許文献2記載の従来技術ではコンデンサレンズを光軸に直行する方向に動かして照明エリアを移動させている。本実施形態の光学配置にこの技術を適用すると、コンデンサレンズの移動量に対する液晶ライトバルブ上の照明範囲の移動量は1mm/mm(照明エリア移動量/フライアイ移動量)となる。ここで仮に、コンデンサレンズの位置調整後の振動や熱、または調整後のネジ止めなどで、最適位置に対するずれ量が0.1mmあったとすると、1×0.1=0.1mmの照明エリアずれは見込んでおく必要がある。したがって、同様に照明エリアのマージンを小さくする量に制約が生じてしまう。   In the prior art described in Patent Document 2, the illumination area is moved by moving the condenser lens in a direction perpendicular to the optical axis. When this technique is applied to the optical arrangement of this embodiment, the movement amount of the illumination range on the liquid crystal light valve with respect to the movement amount of the condenser lens is 1 mm / mm (illumination area movement amount / fly eye movement amount). Here, assuming that the displacement amount with respect to the optimum position is 0.1 mm due to vibration and heat after position adjustment of the condenser lens, or screwing after adjustment, etc., the illumination area displacement of 1 × 0.1 = 0.1 mm. It is necessary to anticipate. Therefore, the amount of reducing the margin of the illumination area is similarly limited.

一方、本実施例ではUV吸収ガラス4を第1フライアイレンズと第2フライアイレンズの配置しておりその取り付け角度を調整可能な構成としている。   On the other hand, in this embodiment, the UV-absorbing glass 4 is provided with a first fly-eye lens and a second fly-eye lens, and the mounting angle can be adjusted.

図2に取り付け角度を調整する機構の一例を示す。UV吸収ガラス4の一方の端は光学素子を配置するケースの壁に突き当てられ、後方から板ばね10で抑えられている。また他方の端は後方から板ばねで抑えられている一方、前方の偏芯コロ11に突き当てられている。ここで、(b)、(c)のように偏芯コロを回転させることで他方の端は押し下げられ(押し上げられ)、UV吸収ガラスの取り付け角度が変化する。これにより任意の角度に調整することができる。また偏芯コロの形状を調整することで調整ストロークも任意に設定できる。   FIG. 2 shows an example of a mechanism for adjusting the mounting angle. One end of the UV-absorbing glass 4 is abutted against the wall of the case where the optical element is disposed, and is suppressed by a leaf spring 10 from the rear. The other end is pressed against the front eccentric roller 11 while being held back by a leaf spring. Here, by rotating the eccentric roller as shown in (b) and (c), the other end is pushed down (pushed up), and the attachment angle of the UV absorbing glass changes. Thereby, it can adjust to arbitrary angles. Also, the adjustment stroke can be arbitrarily set by adjusting the shape of the eccentric roller.

第1フライアイレンズと第2フライアイレンズの間でガラス平板を傾けて配置すると、光線の屈折作用により第1フライアイレンズと第2フライアイレンズの相対的な光軸ずれが発生する。例えば、屈折率n、厚さtmmのガラス平板がθ傾いた時、第1、第2フライアイレンズの相対的な光軸の移動量δは、以下の式であらわされる。   When the glass flat plate is tilted between the first fly-eye lens and the second fly-eye lens, a relative optical axis shift between the first fly-eye lens and the second fly-eye lens occurs due to the light refraction action. For example, when a glass plate having a refractive index n and a thickness tmm is inclined by θ, the relative movement δ of the optical axis of the first and second fly's eye lenses is expressed by the following equation.

これにより、特許文献1でフライアイレンズを光軸に直行する方向に動かす場合と同様の作用が発生し、照明エリアの移動が発生する。本実施例ではUV吸収ガラスの取り付け角度を調整することで照明エリアを任意の位置に移動調整することが可能となり、光学素子の位置決め公差に起因する照明エリアの位置ずれを吸収し、照明エリアに確保すべきマージンを小さくし、明るい投射画像を実現できる。 As a result, the same action as in the case of moving the fly-eye lens in the direction perpendicular to the optical axis in Patent Document 1 occurs, and movement of the illumination area occurs. In this embodiment, it is possible to move and adjust the illumination area to an arbitrary position by adjusting the mounting angle of the UV absorbing glass, and to absorb the positional deviation of the illumination area due to the positioning tolerance of the optical element. The margin to be secured can be reduced and a bright projected image can be realized.

ここで本実施例におけるUV吸収ガラスの屈折率は1.5、厚みは2mm、長さは25mmである。UV吸収ガラスの一方の端を固定し、他方の端を1mm移動させ、角度調整を行った際の液晶ライトバルブ上の照明エリアの移動量は0.08mmであり、従来技術に対して照明エリアの移動敏感度を10倍以上小さくできる。したがって、仮に調整時や調整後のずれで0.1mm最適位置からのずれが発生する場合、0.08×0.1=0.008mmの照明エリアずれが発生するが、従来技術に対して余分に確保すべきマージンを10倍以上小さくすることができる。これにより更に照明エリアのマージンを小さくし、より明るい投射画像を実現できる。   Here, the refractive index of the UV absorbing glass in this example is 1.5, the thickness is 2 mm, and the length is 25 mm. When one end of the UV absorbing glass is fixed and the other end is moved by 1 mm and the angle is adjusted, the amount of movement of the illumination area on the liquid crystal light valve is 0.08 mm. The movement sensitivity can be reduced by 10 times or more. Therefore, if a deviation from the optimal position of 0.1 mm occurs during adjustment or after adjustment, an illumination area deviation of 0.08 × 0.1 = 0.008 mm will occur, which is extraneous to the prior art. The margin to be secured can be reduced by 10 times or more. Thereby, the margin of the illumination area can be further reduced, and a brighter projected image can be realized.

本発明では、第1フライアイレンズと第2フライアイレンズの間に配置されたUV光を除去するための素子を用いることで、追加の光学素子を必要とすることなく照明エリアの位置調整を実現している。一般に、超高圧水銀ランプから発生するUV光は、液晶ライトバルブや偏光変換素子、プリズム類に用いられる接着剤の耐久性に影響を与えるため、必ずその光学的前段で除去する必要がある。したがって、本発明ではプロジェクタに配置される必要不可欠な素子を活用するため、光学素子の追加による明るさのロスや部品点数の増加を回避しつつ、照明エリアのマージンを低減するという課題を解決することができる。また、UV吸収性のガラスでなくとも、BK7のような一般的なガラスに誘電体多層膜からなるUV反射膜を蒸着したUVカットフィルターを傾けて、照明エリアの位置調整を実施してもよい。   In the present invention, by using an element for removing UV light arranged between the first fly-eye lens and the second fly-eye lens, the position of the illumination area can be adjusted without requiring an additional optical element. Realized. In general, UV light generated from an ultra-high pressure mercury lamp affects the durability of an adhesive used for a liquid crystal light valve, a polarization conversion element, and prisms, and therefore must be removed before the optical stage. Therefore, in the present invention, since an indispensable element disposed in the projector is used, the problem of reducing the margin of the illumination area while avoiding the loss of brightness and the increase in the number of parts due to the addition of the optical element is solved. be able to. Further, the position of the illumination area may be adjusted by tilting a UV cut filter obtained by depositing a UV reflection film made of a dielectric multilayer film on a general glass such as BK7, instead of UV absorbing glass. .

また本発明の第2の利点は、第1、第2フライアイレンズの間に配置される透光性平板の厚みや屈折率によって照明エリア調整の敏感度を調整できることにある。一般に従来技術では照明光学系の設計において、使用する画像表示素子のサイズや光学系のF値、フライアイレンズの分割数が決まるとフライアイレンズやコンデンサレンズの焦点距離は一意に決定される。この時、照明エリア調整の敏感度もフライアイレンズやコンデンサレンズの焦点距離で決まるため、調整敏感度を所望の値に調整することは難しい。これに対して本発明では第1、第2フライアイレンズの間に配置される透光性平板の厚みや屈折率や長さを調整することで任意の調整敏感度を実現することができる。   The second advantage of the present invention is that the sensitivity of the illumination area adjustment can be adjusted by the thickness and refractive index of the translucent flat plate disposed between the first and second fly-eye lenses. In general, in the design of an illumination optical system in the prior art, the focal length of a fly-eye lens or a condenser lens is uniquely determined when the size of the image display element to be used, the F value of the optical system, and the number of divisions of the fly-eye lens are determined. At this time, since the sensitivity of the illumination area adjustment is also determined by the focal length of the fly-eye lens or condenser lens, it is difficult to adjust the adjustment sensitivity to a desired value. On the other hand, in this invention, arbitrary adjustment sensitivity can be implement | achieved by adjusting the thickness, refractive index, and length of the translucent flat plate arrange | positioned between the 1st, 2nd fly eye lenses.

透光性平板の屈折率をn、厚さをt、長さをL、第1フライアイレンズのレンズセルのピッチをd、対応する画像表示素子の矩形の1辺をdとするとき照明エリアの移動量Δは式(1)を用いて以下で表わされる。 When the refractive index of the translucent flat plate is n, the thickness is t, the length is L, the pitch of the lens cell of the first fly's eye lens is d 1 , and one side of the rectangle of the corresponding image display element is d 2 The amount of movement Δ of the illumination area is expressed below using equation (1).

(2)式より透光性平板の屈折率、厚み、長さの調整により敏感度を調整することができる。ここで、コンデンサレンズの光軸に直行する方向に位置調整した際のエリア調整敏感度を1mm/mmとすると、本発明によって、コンデンサレンズを用いた照明エリア調整よりも敏感度を低減し、照明エリアに確保すべきマージンを低減するためには少なくとも、以下の式を満たすことが望ましい。 From the formula (2), the sensitivity can be adjusted by adjusting the refractive index, thickness, and length of the translucent flat plate. Here, assuming that the area adjustment sensitivity when the position is adjusted in a direction perpendicular to the optical axis of the condenser lens is 1 mm / mm, the present invention reduces the sensitivity more than the illumination area adjustment using the condenser lens. In order to reduce the margin to be secured in the area, it is desirable to satisfy at least the following expression.

また、本発明による照明エリア調整を他の調整素子と組み合わせてもよい。例えば、第1又は第2フライアイレンズの取り付け位置を調整し、他の素子の位置決め精度や光学偏芯による照明エリアのずれを吸収させる一方で、本発明によるフライアイレンズ間のガラス平板の取り付け角度調整により、第1又は第2フライアイレンズ取り付け位置の調整誤差あるいは調整後のずれに起因する照明エリアずれを微調整する構成にしてもよい。組み合わせる調整素子は、その他、コンデンサレンズや、反射ミラー、あるいは色分離光学系と組み合わせる場合はダイクロイックミラー等であってもよい。 Moreover, you may combine the illumination area adjustment by this invention with another adjustment element. For example, the mounting position of the first or second fly-eye lens is adjusted to absorb the displacement of the illumination area due to the positioning accuracy of other elements and optical eccentricity, while the glass plate is mounted between the fly-eye lenses according to the present invention. By adjusting the angle, it may be configured to finely adjust an illumination area shift caused by an adjustment error of the first or second fly-eye lens mounting position or a shift after the adjustment. The adjusting element to be combined may be a condenser lens, a reflecting mirror, or a dichroic mirror when combined with a color separation optical system.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

1・12 放電アーク、2・13 放物面リフレクタ、
3・14 第1フライアイレンズ、4 UV吸収ガラス、
5・15 第2フライアイレンズ、6・16 偏光変換素子、7 反射ミラー、
8・18 コンデンサレンズ、9・19 液晶画像表示素子、18 照明エリア、
10 板ばね、11 偏芯コロ
1.12 Discharge arc, 2.13 Parabolic reflector,
3.14 First fly-eye lens, 4 UV absorbing glass,
5.15 Second fly-eye lens, 6.16 Polarization conversion element, 7. Reflection mirror,
8.18 condenser lens, 9.19 liquid crystal image display element, 18 illumination area,
10 leaf spring, 11 eccentric roller

Claims (5)

光源と、前記光源から射出される光束に対して画像信号に対応した変調を施す変調手段と、前記光源と前記変調手段との間の光路上に、前記光源から射出された光束を複数の光束に分割する複数のレンズを備えた第1のレンズアレイと前記複数の分割光束を集光する複数のレンズを備えた第2のレンズアレイが配置され、前記第1および前記第2のレンズアレイの間に透光性の平板を有し、前記平板は入射光軸に対する取りつけ角度が調整可能となっていることを特徴とする照明光学系。 A light source, a modulating unit that modulates a light beam emitted from the light source in accordance with an image signal, and a light beam emitted from the light source on a light path between the light source and the modulating unit. A first lens array having a plurality of lenses to be divided into a plurality of lenses and a second lens array having a plurality of lenses for condensing the plurality of divided light beams, and the first lens array and the second lens array An illumination optical system having a light-transmitting flat plate in between, and the flat plate being adjustable in mounting angle with respect to an incident optical axis. 前記透光性平板の厚みをt、長さをL、屈折率をn、第1のレンズアレイのレンズセルの長辺の長さをd、対応する前期変調手段の長辺の長さをdとするとき下記条件式を満たすことを特徴とする請求光1に記載の照明光学系。
The thickness of the translucent flat plate is t, the length is L, the refractive index is n, the length of the long side of the lens cell of the first lens array is d 1 , and the length of the long side of the corresponding pre-modulation means is the illumination optical system according to claim light 1 and satisfies the following condition when the d 2.
前記平板は紫外光を吸収する機能を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 1, wherein the flat plate has a function of absorbing ultraviolet light. 前記平板は紫外光を反射する機能を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 1, wherein the flat plate has a function of reflecting ultraviolet light. 請求項1乃至請求項4の何れか一項に記載の照明光学系と投射光学系を備えた画像投射装置。 An image projection apparatus comprising the illumination optical system according to any one of claims 1 to 4 and a projection optical system.
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