JP5393055B2 - Illumination optical system and image projection apparatus using the same - Google Patents

Illumination optical system and image projection apparatus using the same Download PDF

Info

Publication number
JP5393055B2
JP5393055B2 JP2008139673A JP2008139673A JP5393055B2 JP 5393055 B2 JP5393055 B2 JP 5393055B2 JP 2008139673 A JP2008139673 A JP 2008139673A JP 2008139673 A JP2008139673 A JP 2008139673A JP 5393055 B2 JP5393055 B2 JP 5393055B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
lens
light beam
illumination optical
condenser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008139673A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009288438A5 (en
JP2009288438A (en
Inventor
貴士 須藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2008139673A priority Critical patent/JP5393055B2/en
Publication of JP2009288438A publication Critical patent/JP2009288438A/en
Publication of JP2009288438A5 publication Critical patent/JP2009288438A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5393055B2 publication Critical patent/JP5393055B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Projection Apparatus (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Description

本発明は、被照明面を照明する照明光学系、及び画像投影装置に関する。   The present invention relates to an illumination optical system that illuminates a surface to be illuminated, and an image projection apparatus.

プロジェクタ等の画像投影装置において、液晶パネルを照明する際、インテグレータ光学系が用いられていた。例えば、特許文献1のプロジェクタでは、光源からの光束を2つのレンズアレイ、両凸形状のコンデンサーレンズを介して液晶パネルに導いている。このように構成することによって、レンズアレイで分割された複数の光束を液晶パネル上で重ね合わせることによって、液晶パネル上の照度の均一性を向上させていた。
特開平09−127610号公報(段落0018、図3)
In an image projection apparatus such as a projector, an integrator optical system has been used to illuminate a liquid crystal panel. For example, in the projector disclosed in Patent Document 1, a light beam from a light source is guided to a liquid crystal panel through two lens arrays and a biconvex condenser lens. With this configuration, the uniformity of illuminance on the liquid crystal panel is improved by superimposing a plurality of light beams divided by the lens array on the liquid crystal panel.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-127610 (paragraph 0018, FIG. 3)

しかしながら、特許文献1に記載されたような両凸レンズを用いて、レンズアレイから出射した複数の光束を液晶パネル上で重ね合わせる場合、収差の影響によって液晶パネルの周辺部が若干暗くなってしまっていた。   However, when a plurality of light beams emitted from the lens array are superimposed on the liquid crystal panel using a biconvex lens as described in Patent Document 1, the peripheral portion of the liquid crystal panel becomes slightly dark due to the influence of aberration. It was.

そこで、本発明では、液晶パネル(被照明面)の周辺部の光量落ちを低減し(抑え)、被照明面をより均一に近い照度で照明することが可能な照明光学系を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an illumination optical system capable of reducing (suppressing) a light amount drop at the periphery of a liquid crystal panel (illuminated surface) and illuminating the illuminated surface with a more uniform illuminance. Objective.

上記課題を解決するために、本発明の照明光学系は、光源から発する光束を収束光束に変換する集光光学系と、前記収束光束を複数の光束に分割する第1のレンズアレイと、2枚の正レンズを含み、前記複数の光束を被照明面上で重ね合わせるコンデンサー光学系と、を有する照明光学系であって、前記2枚の正レンズは、それぞれの正の屈折力の強い方の面が互いに向かい合うように配置され、前記2枚の正レンズのうち、前記光源側に配置された正レンズの屈折力をφ1、前記被照明面側に配置された正レンズの屈折力をφ2とするとき、
0.4 < φ1/φ2 < 0.8
なる関係を満足することを特徴としている。
In order to solve the above problems, an illumination optical system of the present invention includes a condensing optical system that converts a light beam emitted from a light source into a convergent light beam, a first lens array that divides the converged light beam into a plurality of light beams, and 2 An illumination optical system including a condenser optical system including a plurality of positive lenses and superimposing the plurality of light beams on an illuminated surface, wherein the two positive lenses each have a higher positive refractive power. Of the two positive lenses, the refractive power of the positive lens arranged on the light source side is φ1, and the refractive power of the positive lens arranged on the illuminated surface side is φ2. And when
0.4 <φ1 / φ2 <0.8
It is characterized by satisfying the relationship .

本発明によれば、被照明面上での照度の均一性の高い照明を行うことが可能な照明光学系を提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the illumination optical system which can perform illumination with the high uniformity of the illumination intensity on a to-be-illuminated surface.

本実施例の画像投影装置は、液晶パネル等の画像表示素子と、この画像表示素子を照明する照明光学系と、画像表示素子からの画像光をスクリーン等に投影する投影光学系とを備える画像投影装置である。以下に図面を用いて本発明の画像投影装置の実施例について詳細に説明する。   An image projection apparatus according to this embodiment includes an image display element such as a liquid crystal panel, an illumination optical system that illuminates the image display element, and a projection optical system that projects image light from the image display element onto a screen or the like. Projector. Embodiments of an image projection apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(実施例1)
図1及び図2は、本発明の第1実施形態の照明光学系の構成図である。0は照明光学系の光軸(照明光束の中心軸)、1は光源、2は放物面リフレクター(放物面ミラー、放物面反射面)である。そして、3はリフレクター2からの平行光束を集光光束(収束光束)に変換する集光レンズ(集光光学系)である。尚、このリフレクター2と集光レンズ3は、光源1からの光束を集光光束に変換する楕円ミラーに置き換えても良い。また、4は、zy平面内に2次元的に配置された複数の微小レンズ(レンズセル)を持つ第1のフライアイレンズ(第1のレンズアレイ)である。この第1のフライアイレンズは、集光レンズ3からの光束をxz平面において略平行光束に変換しつつ、集光レンズ3からの光束を複数の光束に分割する。5は、第1のフライアイレンズの各微小レンズに対応する微小レンズを持つ第2のフライアイレンズ(第2のレンズアレイ)で、第1のフライアイレンズからの光束をyz平面において略平行光束に変換する。6は、偏光変換素子であり、第2のフライアイレンズ5から出射する光束の偏光方向を揃える(後段の偏光分離プリズム9に対してS偏光、或いはP偏光に揃える)機能を持つ。ここで、前述の第1のフライアイレンズ(又は第1及び第2のフライアイレンズ)の作用によって、この第2のフライアイレンズ又は偏光変換素子の近傍に前述の複数の光束に対応する数の複数の光源像を形成する。7は第1のコンデンサーレンズ、8は第2のコンデンサーレンズ、9は偏光分離面11を持つ偏光分離プリズム(偏光ビームスプリッタ)、10は液晶パネル(パネル、画像表示素子、反射型液晶表示素子)である。これらの第1のコンデンサーレンズ7、第2のコンデンサーレンズ8は、偏光変換素子(第2のフライアイレンズ)から出射する複数の光束を液晶パネル(被照明面)10上において重ね合わせることによって、液晶パネル上の照度の均一性を高めている。
Example 1
1 and 2 are configuration diagrams of the illumination optical system according to the first embodiment of the present invention. 0 is an optical axis of the illumination optical system (center axis of the illumination light beam), 1 is a light source, and 2 is a parabolic reflector (parabolic mirror, parabolic reflecting surface). Reference numeral 3 denotes a condensing lens (condensing optical system) that converts a parallel light beam from the reflector 2 into a condensed light beam (convergent light beam). The reflector 2 and the condenser lens 3 may be replaced with an elliptical mirror that converts the light beam from the light source 1 into a condensed light beam. Reference numeral 4 denotes a first fly-eye lens (first lens array) having a plurality of minute lenses (lens cells) arranged two-dimensionally in the zy plane. The first fly-eye lens splits the light beam from the condensing lens 3 into a plurality of light beams while converting the light beam from the condensing lens 3 into a substantially parallel light beam in the xz plane. Reference numeral 5 denotes a second fly-eye lens (second lens array) having a minute lens corresponding to each minute lens of the first fly-eye lens. The light flux from the first fly-eye lens is substantially parallel in the yz plane. Convert to luminous flux. A polarization conversion element 6 has a function of aligning the polarization direction of the light beam emitted from the second fly-eye lens 5 (aligning with the polarization separation prism 9 at the S-polarization or P-polarization). Here, due to the action of the first fly-eye lens (or the first and second fly-eye lenses), the number corresponding to the plurality of light beams in the vicinity of the second fly-eye lens or the polarization conversion element. A plurality of light source images are formed. 7 is a first condenser lens, 8 is a second condenser lens, 9 is a polarization separation prism (polarization beam splitter) having a polarization separation surface 11, and 10 is a liquid crystal panel (panel, image display element, reflective liquid crystal display element). It is. The first condenser lens 7 and the second condenser lens 8 are configured such that a plurality of light beams emitted from the polarization conversion element (second fly-eye lens) are superimposed on the liquid crystal panel (illuminated surface) 10. Improves uniformity of illuminance on the LCD panel.

尚、ここで、本発明の照明光学系は、光源からの光束を液晶パネルに導く光学系、すなわちリフレクター2(又は集光レンズ3)から第2のコンデンサーレンズ8(又は偏光分離プリズム9)までを指す。   Here, the illumination optical system of the present invention is an optical system that guides the light flux from the light source to the liquid crystal panel, that is, from the reflector 2 (or the condensing lens 3) to the second condenser lens 8 (or the polarization separating prism 9). Point to.

図1、2等に記載しているx軸、y軸、z軸の方向について説明する。まず、この照明光学系の光軸をz軸とする。次に、偏光分離プリズム9の偏光分離面11の法線と照明光束の中心軸O(z軸)によって規定される面を第1平面とするとき、この第1平面と平行でz軸と垂直な方向をy軸とする。そして、このy軸、z軸の両者に対して垂直な方向をx軸とする。尚、図示しているように、図1は、第1実施形態の照明光学系のxz断面における断面図(概略構成図)であり、図2は、同じくyz断面における断面図(概略構成図)である。   The x-axis, y-axis, and z-axis directions described in FIGS. First, let the optical axis of this illumination optical system be the z-axis. Next, when the surface defined by the normal line of the polarization separation surface 11 of the polarization separation prism 9 and the central axis O (z axis) of the illumination light beam is defined as the first plane, it is parallel to the first plane and perpendicular to the z axis. Is the y-axis. A direction perpendicular to both the y-axis and the z-axis is taken as the x-axis. As shown, FIG. 1 is a cross-sectional view (schematic configuration diagram) in the xz section of the illumination optical system of the first embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view (schematic configuration diagram) in the yz section. It is.

次に、第1フライアイレンズの斜視図を図3に、第2フライアイレンズの斜視図を図4に示す。第1フライアイレンズ4の各微小レンズ(レンズセル)の曲率中心が外側(各微小レンズの外枠の中心に対して、各微小レンズの曲率中心位置がx方向における外側)に偏心している。本実施例においては、各微小レンズをx軸方向に偏心させつつ、各微小レンズ間の境界部分の段差を無くすため、x軸方向の外側に向かうに従って第1フライアイレンズの厚みが増している。第2フライアイレンズ5においては、各微小レンズが(微小レンズの光軸が微小レンズの外枠の中心に対して)y軸方向に偏心している。この各微小レンズの曲率中心位置を各微小レンズの外枠の中心に対して外側に偏心させつつ、各微小レンズ間の境界部の段差をなくすため、第2のフライアイレンズは、y軸方向の外側に向かうにつれて厚みが増している。   Next, a perspective view of the first fly-eye lens is shown in FIG. 3, and a perspective view of the second fly-eye lens is shown in FIG. The center of curvature of each microlens (lens cell) of the first fly-eye lens 4 is eccentric to the outside (the center of curvature of each microlens is outside in the x direction with respect to the center of the outer frame of each microlens). In the present embodiment, the thickness of the first fly-eye lens increases toward the outer side in the x-axis direction in order to eliminate the step at the boundary portion between the micro-lenses while decentering each micro-lens in the x-axis direction. . In the second fly-eye lens 5, each microlens is decentered in the y-axis direction (the optical axis of the microlens is relative to the center of the outer frame of the microlens). In order to eliminate the step at the boundary between the micro lenses while decentering the center of curvature of the micro lenses outward with respect to the center of the outer frame of each micro lens, the second fly-eye lens is arranged in the y-axis direction. The thickness increases toward the outside.

図5を用いて、第1、2のフライアイレンズについて詳細に説明する。この図5において、71、72、73、74は、第1のフライアイレンズ4を構成する微小レンズであり、Aは微小レンズ73の中心(微小レンズ73の外枠の中心)、L0はそのAに入射する光線、O1はこの微小レンズ73の曲率中心である。この曲率中心O1は、微小レンズ73の外側に出てしまっているが、この限りでは無く、曲率中心O1は、微小レンズ73の内部にあってもよいし、本実施例のように外側(x軸方向の外側)に存在しても構わない。   The first and second fly-eye lenses will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 5, reference numerals 71, 72, 73, and 74 denote minute lenses constituting the first fly-eye lens 4, A is the center of the minute lens 73 (center of the outer frame of the minute lens 73), and L0 is the lens. A light ray incident on A, O 1, is the center of curvature of the micro lens 73. Although this curvature center O1 has come out of the outside of the micro lens 73, it is not restricted to this, and the curvature center O1 may exist in the inside of the micro lens 73, and it is outside (x) like a present Example. It may exist on the outside (in the axial direction).

ここで、微小レンズ73の中心部Aに入射する光線L0について説明する。前段の集光レンズ3によって集光作用を与えられた光線L0は光軸Oに近づきつつ第1のフライアイレンズ4の微小レンズ73の中心Aに入射する。この微小レンズ73は、前述したように光軸がx軸方向の外側に偏心しているため、微小レンズ73に入射した光線L0は屈折され、このxz断面において光軸Oと平行(実質的に平行)な光線L1となって第1のフライアイレンズから出射する。但し、第1のフライアイレンズ4は、この微小レンズ73の中心Aを通るL0に対して、xz断面内においては屈折作用を与えるが、yz断面内においては特に作用しない。そのため、第1のフライアイレンズ4から出射する光線L1は、xz断面においては光軸Oと平行であるが、yz断面においては光軸Oに対して非平行(光軸に近づく方向に傾いている)のままである。   Here, the light ray L0 incident on the central portion A of the micro lens 73 will be described. The light beam L0 that has been focused by the front-stage condenser lens 3 enters the center A of the minute lens 73 of the first fly-eye lens 4 while approaching the optical axis O. As described above, since the optical axis of the micro lens 73 is decentered outward in the x-axis direction, the light beam L0 incident on the micro lens 73 is refracted and parallel to the optical axis O (substantially parallel) in the xz cross section. ) To be emitted from the first fly-eye lens. However, the first fly-eye lens 4 gives a refraction action in the xz section to L0 passing through the center A of the micro lens 73, but does not particularly act in the yz section. Therefore, the light beam L1 emitted from the first fly-eye lens 4 is parallel to the optical axis O in the xz section, but is not parallel to the optical axis O in the yz section (inclined in a direction approaching the optical axis). Is).

そこで、第2のフライアイレンズ5は、yz断面において第2のフライアイレンズ内の微小レンズの中心を通る光線が光軸Oに対して平行になるように構成されている。   Therefore, the second fly-eye lens 5 is configured such that the light beam passing through the center of the minute lens in the second fly-eye lens is parallel to the optical axis O in the yz section.

ここで、集光レンズから第2のフライアイレンズまでの距離が集光レンズから第1のフライアイレンズまでの距離よりも長いため、第2フライアイレンズ出射後の光束は、y軸方向(yz断面内)の幅がx軸方向(xz断面内)の幅よりも狭くなる。この幅が狭くなるy軸方向と、前述の偏光分離面11の法線方向とが、同一平面内(yz断面内)に存在することによって、偏光分離プリズムの偏光分離特性を高めている。   Here, since the distance from the condensing lens to the second fly's eye lens is longer than the distance from the condensing lens to the first fly's eye lens, the luminous flux emitted from the second fly's eye lens is in the y-axis direction ( The width in the yz section is narrower than the width in the x-axis direction (in the xz section). The y-axis direction in which the width becomes narrower and the normal direction of the polarization separation surface 11 described above exist in the same plane (within the yz cross section), thereby enhancing the polarization separation characteristics of the polarization separation prism.

次に、本実施例のコンデンサーレンズ(コンデンサー光学系、第1、2のコンデンサーレンズ)の構成について、図6を用いて詳細に説明する。本実施例1においては、第1、2のコンデンサーレンズを共に平凸レンズとしており、互いの凸面が向かい合うようにこれらのコンデンサーレンズを配置している。   Next, the configuration of the condenser lens (condenser optical system, first and second condenser lenses) of this example will be described in detail with reference to FIG. In Example 1, both the first and second condenser lenses are plano-convex lenses, and these condenser lenses are arranged so that their convex surfaces face each other.

これらの第1、2のコンデンサーレンズの具体的な構成を以下に示す。ここで、fは全体(照明光学系全系)の焦点距離(第1、2コンデンサーレンズの合成焦点距離)、FNOは照明光学系全系のFNOである。尚、このFNOは、(照明光学系全系の焦点距離)/{2×(コンデンサーレンズに入射する最大の光線高さ)}、或いは(照明光学系全系の焦点距離)/(第2のフライアイレンズの対角方向の長さ)で演算することができる値である。r1、r2、r3、4は、それぞれ第1コンデンサーレンズの光源側の面、液晶パネル側の面、第2のコンデンサーレンズの光源側の面、液晶パネル側の面の曲率半径である。そして、d1、d2、d3は、それぞれ第1のコンデンサーレンズの光軸位置での厚み、第1のコンデンサーレンズと第2のコンデンサーレンズの光軸位置での距離、第2のコンデンサーレンズの厚みを示している。そして、n1、ν1は第1のコンデンサーレンズの屈折率、アッベ数を、n2、ν2は第2のコンデンサーレンズの屈折率、アッベ数を示している。尚、曲率半径が∞(無限大)とは、その面が平面であることを意味している。 Specific configurations of these first and second condenser lenses are shown below. Here, f is the focal length of the whole (the entire illumination optical system) (the combined focal length of the first and second condenser lenses), and FNO is the FNO of the entire illumination optical system. The FNO is (focal length of the entire illumination optical system) / {2 × (maximum height of light incident on the condenser lens)} or (focal length of the entire illumination optical system) / (second This is a value that can be calculated by the diagonal length of the fly-eye lens. r1, r2, r3, and r4 are the radii of curvature of the surface on the light source side, the surface on the liquid crystal panel side, the surface on the light source side of the second condenser lens, and the surface on the liquid crystal panel side, respectively. D1, d2, and d3 are the thickness of the first condenser lens at the optical axis position, the distance between the first condenser lens and the second condenser lens at the optical axis position, and the thickness of the second condenser lens, respectively. Show. N1 and ν1 indicate the refractive index and Abbe number of the first condenser lens, and n2 and ν2 indicate the refractive index and Abbe number of the second condenser lens. The curvature radius of ∞ (infinite) means that the surface is a plane.

(数値実施例1)
f = 69.05 FNO = 2.0
r1 = ∞ d1 = 4.40 n1 = 1.51633 ν1 = 64.1
r2 = -100.08 d2 = 1.00
r3 = 55.38 d3 = 6.90 n2 = 1.51633 ν2 = 64.1
r4 = ∞
この図6において、12は偏光変換素子6の光の出射口(或いは偏光変換素子に開口絞りを配置する場合においてはその開口絞り)を、13は液晶パネル10の中心を、14は液晶パネル10の端部を示している。
(Numerical example 1)
f = 69.05 FNO = 2.0
r1 = ∞ d1 = 4.40 n1 = 1.51633 ν1 = 64.1
r2 = -100.08 d2 = 1.00
r3 = 55.38 d3 = 6.90 n2 = 1.51633 ν2 = 64.1
r4 = ∞
In FIG. 6, reference numeral 12 denotes a light exit of the polarization conversion element 6 (or an aperture stop when an aperture stop is disposed in the polarization conversion element), 13 denotes the center of the liquid crystal panel 10, and 14 denotes the liquid crystal panel 10. The end of is shown.

第1、2のコンデンサーレンズ7、8から成るコンデンサー光学系の液晶パネル側の焦点位置に液晶パネルを配置することによって、平行光束(無限遠物体からの光束とも言える)を液晶パネル上に集光(結像)する。このコンデンサー光学系の収差(特にコマ収差)を低減することによって、液晶パネルの中心(像面の中心)13と液晶パネルの端部(像面の端部)14における光量の差を低減することができ、液晶パネル上の照度の均一性を高めることができる。   By arranging the liquid crystal panel at the focal position of the condenser optical system consisting of the first and second condenser lenses 7 and 8 on the liquid crystal panel side, a parallel light beam (also referred to as a light beam from an object at infinity) is condensed on the liquid crystal panel. (Image formation). By reducing the aberration (particularly coma aberration) of this condenser optical system, the difference in the amount of light at the liquid crystal panel center (image surface center) 13 and the liquid crystal panel end portion (image surface end portion) 14 is reduced. And uniformity of illuminance on the liquid crystal panel can be improved.

本実施例においては、コンデンサー光学系を、互いに凸面を向かい合わせた第1、2のコンデンサーレンズで構成している。このように凸面を向かい合わせた2枚の平凸レンズでコンデンサー光学系を構成することにより、各レンズの凸面に入射する光線の角度を軸外においても小さくすることができるため、収差発生(コマ収差の発生)を低減することができる。具体的に、図7にはパネル面10の中心13に向かう光束の横収差図を、図8にはパネル面10の周辺部(パネル対角方向の端部)14に入射する光束の横収差図でありパネル対角方向の端部に入射する光線の横収差図を示す。図7、8からも分かるように、液晶パネル位置での横収差(特にコマ収差)が低減され、液晶パネル(矩形形状の照明領域)上での照度の均一性の高い照明を行えていることが分かる。図9には、その照度分布を示す。この図9を見れば液晶パネル(照明領域)上において、四隅(対角方向の端部)に陰り(光量低下)が発生していないことが分かる。   In this embodiment, the condenser optical system is composed of first and second condenser lenses having convex surfaces facing each other. By constructing a condenser optical system with two plano-convex lenses with their convex surfaces facing each other in this way, the angle of light incident on the convex surface of each lens can be reduced even off-axis. Occurrence) can be reduced. Specifically, FIG. 7 shows a lateral aberration diagram of the light beam toward the center 13 of the panel surface 10, and FIG. 8 shows a lateral aberration of the light beam incident on the peripheral portion (the end in the diagonal direction of the panel) 14 of the panel surface 10. It is a figure and the lateral aberration figure of the light ray which injects into the edge part of a panel diagonal direction is shown. As can be seen from FIGS. 7 and 8, lateral aberration (particularly coma) at the position of the liquid crystal panel is reduced, and illumination with high uniformity of illuminance on the liquid crystal panel (rectangular illumination area) can be performed. I understand. FIG. 9 shows the illuminance distribution. From FIG. 9, it can be seen that no shadows (light quantity reduction) occur at the four corners (diagonal ends) on the liquid crystal panel (illumination region).

また、上記第1、2コンデンサーレンズはいずれも片方の面が平面の平凸レンズとしたがこの限りでは無く、両凸レンズやメニスカスレンズで構成しても構わない。但し、両凸レンズの場合はより強い凸面(曲率半径の小さい面)を、前述の平凸レンズの凸面と置き換えて考える。すなわち、より強い凸面同士を向かい合わせる構成とする。また、メニスカスレンズの場合は凸面同士を向かい合わせるように構成する。例えば、2枚のうち1枚(片方)のコンデンサーレンズを平凸レンズとし、もう1枚(もう一方)のコンデンサーレンズをメニスカスレンズとする場合、平凸レンズの凸面とメニスカスレンズの凸面とが向かい合うように配置する。また、前述の2枚のうちの1枚を両凸レンズに置き換えた場合は、前述の通り、両凸レンズのより強い凸面を、もう1枚のレンズの正のパワーの強い面と向かい合わせるように配置する。但し、平凸レンズで構成した方が製造が容易であるため精度を高くすることができる上、コストの面で有利であるため好ましい。尚、この2枚のコンデンサーレンズのうち光源側のコンデンサーレンズは平凸レンズであることが望ましい。   In addition, although the first and second condenser lenses are both plano-convex lenses with one surface being flat, the present invention is not limited to this, and a biconvex lens or a meniscus lens may be used. However, in the case of a biconvex lens, a stronger convex surface (a surface having a small radius of curvature) is considered to be replaced with the convex surface of the above-described plano-convex lens. That is, it is set as the structure which faces stronger convex surfaces. In the case of a meniscus lens, the convex surfaces are configured to face each other. For example, when one (one) of the two condenser lenses is a plano-convex lens and the other (the other) condenser lens is a meniscus lens, the convex surface of the plano-convex lens faces the convex surface of the meniscus lens. Deploy. When one of the two lenses is replaced with a biconvex lens, as described above, the stronger convex surface of the biconvex lens is arranged so as to face the positive power surface of the other lens. To do. However, it is preferable to use a plano-convex lens because it is easy to manufacture and can increase accuracy and is advantageous in terms of cost. Of the two condenser lenses, the condenser lens on the light source side is preferably a plano-convex lens.

以上の実施例1においては、第1、2のフライアイレンズを構成する全ての微小レンズが偏心しているように記載したがその限りではない。例えば、第1フライアイレンズのx軸における中心位置に微小レンズが配置されている場合(第1フライアイレンズの微小レンズのうち光軸Oの位置に配置された微小レンズが存在する場合)は、その微小レンズは偏心しないように構成する。すなわち、第1のフライアイレンズにおいて、第1のフライアイレンズの中心に対してx軸方向のプラス(図3中の右側)側に配置された微小レンズは、その微小レンズの光軸がその微小レンズの外枠の中心に対してプラス側に偏心している。また、逆に、第1のフライアイレンズにおいて、第1のフライアイレンズの中心に対してx軸方向のマイナス(図3中の左側)側に配置された微小レンズは、その微小レンズの光軸がその微小レンズの外枠の中心に対してマイナス側に偏心している。但し、y軸方向に関しては、第1のフライアイレンズのいずれの微小レンズも偏心しないように構成している。尚、第2のフライアイレンズに関しては、上述の第1のフライアイレンズに関するx軸方向とy軸方向とを逆転させれば同じことが言える。   In the first embodiment described above, it is described that all the minute lenses constituting the first and second fly-eye lenses are decentered, but this is not restrictive. For example, when a minute lens is arranged at the center position on the x-axis of the first fly-eye lens (when a minute lens arranged at the position of the optical axis O is present among the minute lenses of the first fly-eye lens). The micro lens is configured not to be decentered. That is, in the first fly-eye lens, the microlens arranged on the positive (right side in FIG. 3) side in the x-axis direction with respect to the center of the first fly-eye lens has the optical axis of the microlens It is eccentric to the plus side with respect to the center of the outer frame of the micro lens. Conversely, in the first fly-eye lens, the minute lens arranged on the minus (left side in FIG. 3) side in the x-axis direction with respect to the center of the first fly-eye lens is light of the minute lens. The axis is eccentric to the minus side with respect to the center of the outer frame of the microlens. However, with respect to the y-axis direction, any minute lens of the first fly-eye lens is configured not to be decentered. The same can be said for the second fly-eye lens if the x-axis direction and the y-axis direction for the first fly-eye lens described above are reversed.

この本実施例1においては、第1、2のフライアイレンズ中の微小レンズが中心位置に配置されていなかった(x軸方向にもy軸方向にも偶数列×偶数行の微小レンズが配置されている)ため、全ての微小レンズが偏心するように構成されている。   In the first embodiment, the microlenses in the first and second fly-eye lenses are not arranged at the center position (the microlenses of even columns × even rows are arranged in both the x-axis direction and the y-axis direction). Therefore, all the microlenses are configured to be decentered.

これは後述する実施例2、3においても同様であり、第1、2のフライアイレンズを構成する全ての微小レンズが偏心している必要は無く、少なくとも一部(半分以上)の微小レンズが偏心していれば良い。   The same applies to Examples 2 and 3 described later, and it is not necessary that all the microlenses constituting the first and second fly-eye lenses are decentered, and at least a part (half or more) of the microlenses is decentered. It only has to be in mind.

また、前述のリフレクター(放物面ミラー)と集光レンズの組合せの代わりに、図10、図11に示すように、反射面が楕円形状のリフレクター53を用いても良い。図10はxz断面における構成図であり、図11はyz断面における構成図である。図に示すように光源から発せられた光は、楕円リフレクター53によって反射され、収束光となるので、前述の構成と同等の光学作用となる。このとき、集光レンズ3が不要となるため、部品点数を減らすことができ、全体の構成を簡素化することができる。尚、この楕円形状のリフレクターを用いる変形例は、以下の実施例2、3にも適用可能である。   Further, instead of the above-described combination of the reflector (parabolic mirror) and the condenser lens, a reflector 53 having an elliptical reflection surface may be used as shown in FIGS. FIG. 10 is a configuration diagram in the xz section, and FIG. 11 is a configuration diagram in the yz section. As shown in the figure, the light emitted from the light source is reflected by the elliptical reflector 53 and becomes convergent light, so that the optical action is the same as that of the above-described configuration. At this time, since the condensing lens 3 becomes unnecessary, the number of parts can be reduced, and the entire configuration can be simplified. Note that the modification using the elliptical reflector is also applicable to the following second and third embodiments.

(実施例2)
図12及び図13は、本発明の第2実施形態の構成図である。22は、照明光学系の光軸、23は光源、24はリフレクター、25は集光レンズ、26は第1のフライアイレンズ、27は第2のフライアイレンズ、28は偏光変換素子である。そして、偏光変換素子で偏光方向を揃えられた光が、第1のコンデンサーレンズ29、第2のコンデンサーレンズ30、偏光分離プリズム31を経て、液晶パネル(画像表示素子)32に入射する。図のx、y、z軸方向に関しては、実施例1と同様である。図12はxz断面における構成図であり、図13はyz断面における構成図である。コンデンサーレンズ以外の構成は実施例1と同様である。コンデンサーレンズは2枚の正屈折力を有するレンズ(メニスカスレンズ)から構成されている点が特徴である。この2枚の正レンズ(正のメニスカスレンズ)は、お互いの凸面が向かい合うように配置されている。以下に記載する数値実施例2において記載する符号は、数値実施例1と同様である。
(Example 2)
12 and 13 are configuration diagrams of the second embodiment of the present invention. 22 is an optical axis of the illumination optical system, 23 is a light source, 24 is a reflector, 25 is a condenser lens, 26 is a first fly-eye lens, 27 is a second fly-eye lens, and 28 is a polarization conversion element. Then, the light whose polarization direction is aligned by the polarization conversion element enters the liquid crystal panel (image display element) 32 through the first condenser lens 29, the second condenser lens 30, and the polarization separation prism 31. The x-, y-, and z-axis directions in the figure are the same as in the first embodiment. 12 is a configuration diagram in the xz section, and FIG. 13 is a configuration diagram in the yz section. The configuration other than the condenser lens is the same as that of the first embodiment. The condenser lens is characterized in that it is composed of two lenses (meniscus lenses) having positive refractive power. The two positive lenses (positive meniscus lenses) are arranged so that their convex surfaces face each other. The reference numerals described in Numerical Example 2 described below are the same as those in Numerical Example 1.

(数値実施例2)
f = 69.05 FNO = 2.0
r1 = -1245.05 d1 = 4.40 n1 = 1.51633 ν1 = 64.1
r2 = -95.76 d2 = 0.50
r3 = 52.92 d3 = 6.90 n2 = 1.51633 ν2 = 64.1
r4 = 692.93
図14において、12は偏光変換素子28の光の出射口(或いは偏光変換素子に開口絞りを配置する場合においてはその開口絞り)を、33は液晶パネル32の中心を、34は液晶パネル32の端部を示している。
(Numerical example 2)
f = 69.05 FNO = 2.0
r1 = -1245.05 d1 = 4.40 n1 = 1.51633 ν1 = 64.1
r2 = -95.76 d2 = 0.50
r3 = 52.92 d3 = 6.90 n2 = 1.51633 ν2 = 64.1
r4 = 692.93
In FIG. 14, reference numeral 12 denotes a light exit of the polarization conversion element 28 (or an aperture stop when an aperture stop is disposed in the polarization conversion element), 33 denotes the center of the liquid crystal panel 32, and 34 denotes the liquid crystal panel 32. The end is shown.

このように2つのメニスカスレンズの凸面同士を向かい合わせ、凹面を外側に向けるように構成すると、光線のレンズ面に入射する入射角度を軸外においても小さくすることができるため収差発生を低減することができる。別の言い方をすれば、この2つのメニスカスレンズは、互いに強い凸面(正の屈折力が強い面)を向かい合わせるように構成させると、上記のような効果が得られる。   If the convex surfaces of the two meniscus lenses face each other and the concave surface faces outward in this way, the incidence angle of the light incident on the lens surface can be reduced even off-axis, thereby reducing aberrations. Can do. In other words, when the two meniscus lenses are configured so that their strong convex surfaces (surfaces having a strong positive refractive power) face each other, the above-described effects can be obtained.

図15はパネル32の中心33に向かう光線の横収差図であり、図16はパネル32の周辺部34での横収差図であり、パネル対角方向の端部に入射する光線の横収差図である。これらの図に示すように、軸上、軸外ともコマ収差の発生を低減させている。これにより照明領域を四隅に陰りのない矩形形状とすることができるので、光源からの光をパネル面32に効率的に導くことができる。   FIG. 15 is a lateral aberration diagram of the light beam toward the center 33 of the panel 32, and FIG. 16 is a lateral aberration diagram of the peripheral portion 34 of the panel 32. The lateral aberration diagram of the light beam incident on the end portion in the diagonal direction of the panel. It is. As shown in these figures, the occurrence of coma aberration is reduced both on-axis and off-axis. As a result, the illumination area can have a rectangular shape with no shadows at the four corners, so that the light from the light source can be efficiently guided to the panel surface 32.

(実施例3)
図17及び図18は、本発明の第3実施形態の構成図である。35は照明光学系の光軸、36は光源、37はリフレクター、38は集光レンズ、39は第1のフライアイレンズ、40は第2のフライアイレンズ、41は偏光変換素子である。この偏光変換素子41で偏光方向が揃えられた光が、第1のコンデンサーレンズ42、第2のコンデンサーレンズ43、偏光分離プリズム44を経て、液晶パネル(画像表示素子)45に入射する。図のx、y、z軸方向に関しては、実施例1と同様である。図17はxz断面における構成図であり、図18はyz断面における構成図である。コンデンサーレンズ以外の構成は実施例1と同様である。
(Example 3)
17 and 18 are configuration diagrams of the third embodiment of the present invention. 35 is an optical axis of the illumination optical system, 36 is a light source, 37 is a reflector, 38 is a condenser lens, 39 is a first fly-eye lens, 40 is a second fly-eye lens, and 41 is a polarization conversion element. The light whose polarization direction is aligned by the polarization conversion element 41 enters the liquid crystal panel (image display element) 45 through the first condenser lens 42, the second condenser lens 43, and the polarization separation prism 44. The x-, y-, and z-axis directions in the figure are the same as in the first embodiment. FIG. 17 is a configuration diagram in the xz section, and FIG. 18 is a configuration diagram in the yz section. The configuration other than the condenser lens is the same as that of the first embodiment.

この実施例3のコンデンサーレンズは、2枚の正屈折力を有するレンズ(正レンズ)から構成され、第1のコンデンサーレンズ42は片方の面が平面でもう片方の面が凸面であり、第2のコンデンサーレンズ43は両面が凸面である。第1のコンデンサーレンズ42は、凸面が第2のコンデンサーレンズ側を向いて配置されており、第2のコンデンサーレンズ43は正屈折力の強いほうの面が前記第1のコンデンサーレンズ42側を向いて配置されている。つまり、第1、2のコンデンサーレンズ(2枚の正レンズ)は、互いに正の屈折力が強い面が向かい合うように構成している。   The condenser lens of Example 3 is composed of two lenses (positive lenses) having positive refracting power, and the first condenser lens 42 has a flat surface on one side and a convex surface on the other side. The condenser lens 43 is convex on both sides. The first condenser lens 42 is arranged with the convex surface facing the second condenser lens side, and the second condenser lens 43 has the surface with the stronger positive refractive power facing the first condenser lens 42 side. Are arranged. That is, the first and second condenser lenses (two positive lenses) are configured such that surfaces having strong positive refractive power face each other.

(数値実施例3)
f = 69.05 FNO = 2.0
R1 = ∞ D1 = 4.40 N1 = 1.51633 ν1 = 64.1
R2 = -101.26 D2 = 0.50
R3 = 56.84 D3 = 6.90 N2 = 1.51633 ν2 = 64.1
R4 = -1757.36
図19において、12は偏光変換素子41の光の出射口(或いは偏光変換素子に開口絞りを配置する場合においてはその開口絞り)を、51は液晶パネル45の中心を、52は液晶パネル45の端部を示している。
(Numerical Example 3)
f = 69.05 FNO = 2.0
R1 = ∞ D1 = 4.40 N1 = 1.51633 ν1 = 64.1
R2 = -101.26 D2 = 0.50
R3 = 56.84 D3 = 6.90 N2 = 1.51633 ν2 = 64.1
R4 = -1757.36
In FIG. 19, reference numeral 12 denotes a light exit of the polarization conversion element 41 (or an aperture stop in the case where an aperture stop is disposed in the polarization conversion element), 51 denotes the center of the liquid crystal panel 45, and 52 denotes the liquid crystal panel 45. The end is shown.

このように、2つの正レンズの凸面が向かい合い(正の屈折力が強い面が向かい合い)、第2のコンデンサーレンズは両凸レンズである構成としている。このように構成することにより、各レンズ面に入射する光線の入射角度を軸外においても小さくすることができるため、収差量を低減することができる。   As described above, the convex surfaces of the two positive lenses face each other (the surfaces having strong positive refractive power face each other), and the second condenser lens is a biconvex lens. With this configuration, the incident angle of the light beam incident on each lens surface can be reduced even off-axis, so that the amount of aberration can be reduced.

図20はパネル45の中心51に向かう光線の横収差図であり、図21はパネル45の周辺部52に向かう光線(パネル対角方向の端部に入射する光線)の横収差図である。これらの図に示すように、軸上、軸外ともコマ収差の発生を低減させている。これにより照明領域を四隅に陰りのない矩形形状とすることができるので、光源からの光をパネル45に効率的に導くことができる。   FIG. 20 is a lateral aberration diagram of light rays toward the center 51 of the panel 45, and FIG. 21 is a lateral aberration diagram of light rays toward the peripheral portion 52 of the panel 45 (light rays incident on the end portion in the diagonal direction of the panel). As shown in these figures, the occurrence of coma aberration is reduced both on-axis and off-axis. As a result, the illumination area can have a rectangular shape with no shadows at the four corners, so that light from the light source can be efficiently guided to the panel 45.

尚、上記実施例1、2、3は適宜組み合わせても構わない。つまり、本発明は、第1、2のコンデンサーレンズ各々の正の屈折力が強い面同士を向かい合わせるように構成していれば良く、上記の実施例1、2、3に限定されない。例えば、第1、2のコンデンサーレンズが共に両凸の正レンズであっても構わないし、両凸レンズとメニスカスレンズとの組合せであっても構わない。   In addition, you may combine the said Example 1, 2, 3 suitably. That is, the present invention is not limited to the first, second, and third embodiments as long as the first and second condenser lenses are configured so that the surfaces having strong positive refractive power face each other. For example, both the first and second condenser lenses may be biconvex positive lenses, or a combination of a biconvex lens and a meniscus lens.

ここで、前述の第1、2のコンデンサーレンズについて望ましい条件を記載する。コンデンサー系を構成する第1、2のコンデンサーレンズ(2枚の正レンズ)の各々の正の屈折力の強い(凸面でその凸面の曲率半径が小さい)側の面の曲率半径をR1、弱い(正の屈折力が弱い、或いは負の屈折力が強い)側の面の曲率半径をR2とする。このとき、
│R1/R2│ < 0.5・・・(1)
なる関係を満足することが望ましい。
Here, desirable conditions for the first and second condenser lenses are described. The curvature radius of the surface of the first and second condenser lenses (two positive lenses) constituting the condenser system on the side having a strong positive refractive power (convex surface having a small curvature radius) is weak (R1). Let R2 be the radius of curvature of the surface on the side where the positive refractive power is weak or the negative refractive power is strong. At this time,
│R1 / R2│ <0.5 (1)
It is desirable to satisfy this relationship.

上記の2つのコンデンサーレンズの正の屈折力の強い面同士を互いに向かい合わせるように配置した上で、この条件式(1)を満足することにより、軸外の収差を低減することができる。   By satisfying this conditional expression (1) after disposing the two condenser lenses with the positive refractive power surfaces facing each other, the off-axis aberration can be reduced.

ここで、実施例1、2、3の第1、2のコンデンサーレンズについて、条件式(1)の値を示す。   Here, the values of conditional expression (1) are shown for the first and second condenser lenses of Examples 1, 2, and 3.

Figure 0005393055
Figure 0005393055

更に好ましくは、
│R1/R2│ < 0.2・・・(1a)
を、満足することが望ましい。
More preferably,
│R1 / R2│ <0.2 ... (1a)
It is desirable to satisfy

更には、
│R1/R2│ < 0.1・・・(1b)
を満足すると尚望ましい。
Furthermore,
│R1 / R2│ <0.1 ... (1b)
It is still desirable to satisfy

また、これらの2枚のコンデンサーレンズ(正レンズ)のうち、光源側に配置された正レンズの屈折力(光学的パワー、焦点距離の逆数)をφ1、前記被照明面側に配置された正レンズの屈折力(光学的パワー、焦点距離の逆数)をφ2とする。このとき、
0.4 < φ1/φ2 < 2.0・・・(2)
を満足することが望ましい。
Of these two condenser lenses (positive lenses), the refractive power (optical power, reciprocal of focal length) of the positive lens arranged on the light source side is φ1, and the positive lens arranged on the illuminated surface side is Let the refractive power of the lens (optical power, reciprocal of focal length) be φ2. At this time,
0.4 <φ1 / φ2 <2.0 (2)
It is desirable to satisfy

この条件式(2)を満足することにより、2つのレンズそれぞれによる光を屈折させる量(角度)の差を低減することができるため、収差発生を低減できる。   By satisfying this conditional expression (2), the difference in the amount (angle) of light refracted by each of the two lenses can be reduced, so that the occurrence of aberration can be reduced.

ここで、実施例1、2、3の条件式(2)の値を示す。   Here, the value of conditional expression (2) of Examples 1, 2, and 3 is shown.

Figure 0005393055
Figure 0005393055

更に望ましくは、
0.4 < φ1/φ2 < 0.8・・・(2a)
を満足することが望ましい。
More preferably,
0.4 <φ1 / φ2 <0.8 (2a)
It is desirable to satisfy

更には、
0.48 < φ1/φ2 < 0.7・・・(2b)
を満足すると尚望ましい。
Furthermore,
0.48 <φ1 / φ2 <0.7 (2b)
It is still desirable to satisfy

尚、本実施例は、主に、光源からの光束を用いて液晶パネル(画像表示素子、画像形成素子)を照明する照明光学系について記載したがこの限りでは無い。例えば、前述の画像表示素子と、その画像表示素子を照明する照明光学系と、その画像表示素子で形成した画像をスクリーン上(被投影面上)に画像を投影(画像投影)する投影光学系を備えた画像投影装置(プロジェクタ)にも適用可能である。   In this embodiment, the illumination optical system that illuminates the liquid crystal panel (image display element, image forming element) mainly using the light beam from the light source is described, but the present invention is not limited to this. For example, the image display element described above, an illumination optical system that illuminates the image display element, and a projection optical system that projects (images project) an image formed on the image display element onto a screen (on a projection surface) It can also be applied to an image projection apparatus (projector) equipped with

本発明第1実施例のxz断面の構成図The block diagram of xz section of 1st Example of this invention 本発明第1実施例のyz断面の構成図Configuration diagram of yz section of the first embodiment of the present invention 本発明第1実施例の第1フライアイレンズの斜視図The perspective view of the 1st fly eye lens of the 1st example of the present invention. 本発明第1実施例の第2フライアイレンズの斜視図The perspective view of the 2nd fly eye lens of the 1st example of the present invention. 本発明第1実施例の第1フライアイレンズの光学作用説明図Optical action explanatory diagram of the first fly-eye lens of the first embodiment of the present invention 本発明第1実施例のコンデンサーレンズの収差評価用光路図Optical path diagram for aberration evaluation of condenser lens of first embodiment of the present invention 本発明第1実施例の軸上の横収差図Axial lateral aberration diagram of the first embodiment of the present invention 本発明第1実施例の軸外の横収差図Off-axis lateral aberration diagram of the first embodiment of the present invention 照明領域説明図Illustrated lighting area 本発明第1実施例の別構成におけるxz断面の構成図Configuration diagram of xz section in another configuration of the first embodiment of the present invention 本発明第1実施例の別構成におけるyz断面の構成図Configuration diagram of yz section in another configuration of the first embodiment of the present invention 本発明第2実施例のxz断面の構成図Configuration diagram of xz section of second embodiment of the present invention 本発明第2実施例のyz断面の構成図Configuration diagram of yz section of second embodiment of the present invention 本発明第2実施例のコンデンサーレンズの収差評価用光路図Optical path diagram for aberration evaluation of condenser lens of second embodiment of the present invention 本発明第2実施例の軸上の横収差図Axial lateral aberration diagram of the second embodiment of the present invention 本発明第2実施例の軸外の横収差図Off-axis lateral aberration diagram of the second embodiment of the present invention 本発明第3実施例のxz断面の構成図Configuration diagram of xz cross section of third embodiment of the present invention 本発明第3実施例のyz断面の構成図Configuration diagram of yz section of the third embodiment of the present invention 本発明第3実施例のコンデンサーレンズの収差評価用光路図Optical path diagram for aberration evaluation of condenser lens of third embodiment of the present invention 本発明第3実施例の軸上の横収差図Axial lateral aberration diagram of the third embodiment of the present invention 本発明第3実施例の軸外の横収差図Off-axis lateral aberration diagram of the third embodiment of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

0 照明光学系の光軸
1 光源
2 リフレクター
3 集光レンズ
4 第1のフライアイレンズ
5 第2のフライアイレンズ
6 偏光変換素子
7 第1のコンデンサーレンズ
8 第2のコンデンサーレンズ
9 偏光分離プリズム
10 液晶パネル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 0 Optical axis of illumination optical system 1 Light source 2 Reflector 3 Condensing lens 4 1st fly eye lens 5 2nd fly eye lens 6 Polarization conversion element 7 1st condenser lens 8 2nd condenser lens 9 Polarization separation prism 10 LCD panel

Claims (12)

光源から発する光束を収束光束に変換する集光光学系と、
前記収束光束を複数の光束に分割する第1のレンズアレイと、
2枚の正レンズを含み、前記複数の光束を被照明面上で重ね合わせるコンデンサー光学系と、
を有する照明光学系であって、
前記2枚の正レンズは、それぞれの正の屈折力の強い方の面が互いに向かい合うように配置され、
前記2枚の正レンズのうち、前記光源側に配置された正レンズの屈折力をφ1、前記被照明面側に配置された正レンズの屈折力をφ2とするとき、
0.4 < φ1/φ2 < 0.8
なる関係を満足することを特徴とする照明光学系。
A condensing optical system that converts a light beam emitted from a light source into a convergent light beam;
A first lens array for dividing the convergent light beam into a plurality of light beams;
A condenser optical system that includes two positive lenses and superimposes the plurality of light beams on an illuminated surface;
An illumination optical system comprising:
The two positive lenses are arranged such that the surfaces with the positive positive refractive power face each other,
Of the two positive lenses, when the refractive power of the positive lens arranged on the light source side is φ1, and the refractive power of the positive lens arranged on the illuminated surface side is φ2,
0.4 <φ1 / φ2 <0.8
An illumination optical system characterized by satisfying the following relationship.
前記コンデンサー光学系は、前記2枚の正レンズからなることを特徴とする請求項1に記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 1, wherein the condenser optical system includes the two positive lenses. 前記2枚の正レンズは、片方の面が平面で、もう片方の面が凸面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 1 or 2 , wherein one of the two positive lenses has a flat surface and the other surface has a convex surface. 前記2枚の正レンズは、片方の面が凹面で、もう片方の面が凸面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to claim 1 or 2 , wherein one of the two positive lenses has a concave surface and the other surface has a convex surface. 前記2枚の正レンズのうち一方は両面とも凸面であり、他方は少なくとも片方の面が凸面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明光学系。 Wherein one of the two positive lenses is convex on both sides, the illumination optical system according to claim 1 or 2 other, wherein at least one surface is convex. 前記集光光学系は、前記光源からの光束を反射する放物面リフレクターと、
前記放物面リフレクターで反射された光束を集光する正レンズを有することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の照明光学系。
The condensing optical system includes a parabolic reflector that reflects a light beam from the light source, and
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a positive lens that collects the light beam reflected by the paraboloidal reflector.
前記集光光学系は、前記光源からの光束を反射する楕円リフレクターであることを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の照明光学系。 The light converging optical system, an illumination optical system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that an elliptical reflector for reflecting the light beam from the light source. 前記コンデンサー光学系に対して、略平行な光束が入射することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の照明光学系。 The illumination optical system according to any one of claims 1 to 7 to the condenser optical system, are substantially parallel light beam, wherein the incident. 前記照明光学系の光軸を含み互いに直交する断面を第1平面、第2平面とするとき、
前記第1のレンズアレイは、前記集光光学系からの収束光束を、前記第2平面において略平行な光束に変換することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の照明光学系。
When a cross section that includes the optical axis of the illumination optical system and is orthogonal to each other is a first plane and a second plane,
The illumination according to any one of claims 1 to 8 , wherein the first lens array converts a convergent light beam from the condensing optical system into a substantially parallel light beam on the second plane. Optical system.
前記第1のレンズアレイから出射する前記複数の光束を前記コンデンサー光学系に導く第2のレンズアレイを備えており、
前記第2のレンズアレイは、前記集光光学系からの収束光束を、前記第1平面において略平行な光束に変換することを特徴とする請求項に記載の照明光学系。
A second lens array for guiding the plurality of light beams emitted from the first lens array to the condenser optical system;
The illumination optical system according to claim 9 , wherein the second lens array converts a convergent light beam from the condensing optical system into a substantially parallel light beam in the first plane.
前記第1のレンズアレイから出射する前記複数の光束を前記コンデンサー光学系に導く第2のレンズアレイを備え、
前記被照明面が、前記コンデンサー光学系の前記被照明面側の焦点位置に配置されていることを特徴とする請求項1乃至10いずれか1項に記載の照明光学系。
A second lens array for guiding the plurality of light beams emitted from the first lens array to the condenser optical system;
The surface to be illuminated is, illumination optical system according the any one of claims 1 to 10, characterized in that it is disposed at the focal position of the illumination surface side of the condenser optical system.
画像表示素子と、
光源からの光束で前記画像表示素子を照明する、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の照明光学系と、
前記画像表示素子から出射する光束を被投影面に投影する投影光学系を備えることを特徴とする画像投影装置。
An image display element;
The illumination optical system according to any one of claims 1 to 11, wherein the image display element is illuminated with a light beam from a light source.
An image projection apparatus comprising: a projection optical system that projects a light beam emitted from the image display element onto a projection surface.
JP2008139673A 2008-05-28 2008-05-28 Illumination optical system and image projection apparatus using the same Expired - Fee Related JP5393055B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008139673A JP5393055B2 (en) 2008-05-28 2008-05-28 Illumination optical system and image projection apparatus using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008139673A JP5393055B2 (en) 2008-05-28 2008-05-28 Illumination optical system and image projection apparatus using the same

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2009288438A JP2009288438A (en) 2009-12-10
JP2009288438A5 JP2009288438A5 (en) 2011-07-07
JP5393055B2 true JP5393055B2 (en) 2014-01-22

Family

ID=41457725

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008139673A Expired - Fee Related JP5393055B2 (en) 2008-05-28 2008-05-28 Illumination optical system and image projection apparatus using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5393055B2 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11249011A (en) * 1998-02-27 1999-09-17 Minolta Co Ltd Projector optical system
JP3565734B2 (en) * 1999-02-24 2004-09-15 京セラ株式会社 Projection display device
JP2001264879A (en) * 2000-03-15 2001-09-26 Hitachi Ltd Illumination optical system and projection type video display device using the same
JP2002246308A (en) * 2000-12-14 2002-08-30 Nikon Corp Optical condenser system, optical illumination system provided with the same, and exposure system
JP2006163103A (en) * 2004-12-09 2006-06-22 Seiko Epson Corp Projector
EP1875292A2 (en) * 2005-04-26 2008-01-09 Carl Zeiss SMT AG Illumination system for a microlithgraphic exposure apparatus
JP4650336B2 (en) * 2005-08-10 2011-03-16 セイコーエプソン株式会社 Projector and projector manufacturing method
JP5213360B2 (en) * 2006-06-08 2013-06-19 キヤノン株式会社 Illumination optical system and image projection apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009288438A (en) 2009-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110058387B (en) Double-telecentric projection lens and projection system
JP6035416B2 (en) Projection display device
JP5442515B2 (en) Projection lens and projection display device using the same
US8616711B2 (en) Oblique projector having movable free form lenses
JP2010186120A (en) Projection optical system and projection image display device
JP6393906B2 (en) Projection optical system and image projection apparatus
CN115657275B (en) Ultra-short-focus projection lens and projection system
TWI418916B (en) Projection apparatus
JP2000137204A (en) Illumination device and projection type display device using the same
JP6589243B2 (en) Projection optical system and projector
JP2018101104A (en) Projection optical system and projector
JP2008197659A (en) Refraction type small zoom lens optical system
JP5197149B2 (en) Illumination optical system and image projection apparatus using the same
JP5018192B2 (en) Lighting device
US9164263B2 (en) Illumination optical system and projection-type display apparatus
TW201807452A (en) An optical lens
JP2009276720A5 (en)
JP2003161886A (en) Objective lens and optical apparatus using the same
JP2010197495A (en) Projection optical system and image display
JP5393055B2 (en) Illumination optical system and image projection apparatus using the same
US20220252847A1 (en) Optical imaging system
JP2003110891A (en) Imaging optical system
JPS6146810B2 (en)
KR20080082068A (en) Optical system of head mounted display
JP5398299B2 (en) Illumination optical system and image projection apparatus using the same

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20100201

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20100630

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110525

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110525

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120815

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120821

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121019

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130625

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130826

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130917

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131015

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5393055

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees