JP5398299B2 - Illumination optical system and image projection apparatus using the same - Google Patents
Illumination optical system and image projection apparatus using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP5398299B2 JP5398299B2 JP2009045891A JP2009045891A JP5398299B2 JP 5398299 B2 JP5398299 B2 JP 5398299B2 JP 2009045891 A JP2009045891 A JP 2009045891A JP 2009045891 A JP2009045891 A JP 2009045891A JP 5398299 B2 JP5398299 B2 JP 5398299B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light
- light beam
- positive lens
- lens
- 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
Links
Description
本発明は、光源手段から射出された光束を用いて被照明面を照明する照明光学系に関する。さらにはその照明光学系を用いて被照明面に設けた液晶パネル等の画像表示素子を照明し、画像表示素子からの光をスクリーン等の被投影面に投影する画像投射装置（液晶プロジェクター等）に関する。 The present invention relates to an illumination optical system that illuminates a surface to be illuminated using a light beam emitted from a light source means. Furthermore, an image projection apparatus (a liquid crystal projector or the like) that uses the illumination optical system to illuminate an image display element such as a liquid crystal panel provided on the illuminated surface and projects light from the image display element onto a projected surface such as a screen. About.
近年、液晶表示素子などの画像表示素子を用いて画像情報に対応して変調された光束を投射レンズによってスクリーンなどに拡大投射する構成のプロジェクター（画像投射装置）が種々提案されている（特許文献１）。この特許文献１で開示されている画像投射装置においては、楕円鏡の一方の焦点の位置に配置されたランプから発した光束を他方の焦点の位置に集光しており、その他方の焦点位置よりもランプ側に負レンズが配置している。この特許文献１では、負レンズが楕円鏡の直後に配置されており、この負レンズの作用によって光束を発散光束として後続の正レンズ、偏光変換素子に導かれている。 In recent years, various projectors (image projection apparatuses) having a configuration in which a light beam modulated in accordance with image information using an image display element such as a liquid crystal display element is projected onto a screen or the like by a projection lens are proposed (Patent Documents). 1). In the image projection apparatus disclosed in Patent Document 1, a light beam emitted from a lamp arranged at one focus position of an elliptical mirror is condensed at the other focus position, and the other focus position. A negative lens is arranged on the lamp side. In this Patent Document 1, a negative lens is disposed immediately after an elliptical mirror, and a light beam is guided to a subsequent positive lens and a polarization conversion element as a divergent light beam by the action of the negative lens.
しかしながら、この特許文献１のような構成にすると、ランプの発光部の光軸方向の両先端部から発せられる２つの光線は、楕円鏡で反射された後、負レンズによって互いの成す角度が拡大される。この両者の角度が大きくなることは、偏光変換素子への入射角のバラツキに直結してしまうため、偏光変換素子での光量損失の大きな原因となる。 However, with the configuration as disclosed in Patent Document 1, two light beams emitted from both tip portions in the optical axis direction of the light emitting unit of the lamp are reflected by the elliptical mirror, and then the angle formed by the negative lens is enlarged. Is done. An increase in the angle between the two is directly linked to variations in the angle of incidence on the polarization conversion element, which causes a large amount of light loss in the polarization conversion element.
そこで、本発明は被照射面を光量損失が少なく、明るくしかも効率良く照明することができる照明光学系の提供を目的とする。この他、本発明は明るく高いコントラストを有する画像を投射することができる画像投射装置の提供を目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an illumination optical system capable of illuminating a surface to be illuminated brightly and efficiently with little light loss. Another object of the present invention is to provide an image projection apparatus that can project a bright and high-contrast image.
本発明の照明光学系は、被照明面を照明する照明光学系であって、光源手段から出射した光束を収斂光として出射する、曲面反射面を含む第１光学手段と、該第１光学手段から出射した光束を集光する正レンズと、該正レンズから出射した光束の集光状態を変える負の屈折力の第２光学手段と、該第２光学手段から出射した光束を複数の光束に分割する光束分割手段と、該光束分割手段から出射した光束の偏光方向を揃えて出射する偏光変換素子と、該偏光変換素子から出射した光束を被照射面に導光する集光手段と、を有し、前記光源手段から前記正レンズの光軸に対し垂直方向に出射した光線の前記曲面反射面での反射点をＤとし、前記反射点Ｄよりも光軸から遠い前記曲面反射面の領域に入射して反射した光束による前記第２光学手段の入射面における輝度の最大値と最小値をそれぞれＥａ、Ｅｂ、前記反射点Ｄよりも光軸に近い前記曲面反射面の領域に入射して反射した光束による前記第２光学手段の入射面における輝度の最大値と最小値をそれぞれＩａ、Ｉｂとするとき、
０＜（Ｉａ−Ｉｂ）／（Ｅａ−Ｅｂ）＜０．５
なる条件を満足するように、前記第１光学手段に対して前記正レンズ及び前記第２光学手段が配置され、且つ前記第２光学手段は、前記光源手段から出射した光束が前記第１光学手段と前記正レンズにより集光される集光点よりも、光軸方向において前記光源手段側に位置することを特徴とする。
The illumination optical system of the present invention is an illumination optical system for illuminating a surface to be illuminated, and includes a first optical means including a curved reflecting surface that emits a light beam emitted from a light source means as convergent light, and the first optical means. A positive lens that condenses the light beam emitted from the positive lens, a second optical means having a negative refractive power that changes a condensing state of the light beam emitted from the positive lens, and a light beam emitted from the second optical means into a plurality of light fluxes A light beam splitting means for splitting, a polarization conversion element for emitting the light beams emitted from the light beam splitting means with the same polarization direction, and a light collecting means for guiding the light beams emitted from the polarization conversion element to the irradiated surface. An area of the curved reflection surface that is farther from the optical axis than the reflection point D, where D is a reflection point on the curved reflection surface of a light beam emitted from the light source means in a direction perpendicular to the optical axis of the positive lens The second optical means by the light beam incident and reflected on The maximum value and the minimum value of the luminance on the incident surface are Ea, Eb, and the luminance on the incident surface of the second optical means due to the light beam incident and reflected on the curved reflective surface region closer to the optical axis than the reflection point D. When the maximum and minimum values of Ia and Ib are respectively
0 <(Ia-Ib) / (Ea-Eb) <0.5
The positive lens and the second optical means are arranged with respect to the first optical means, and the second optical means is configured so that the light beam emitted from the light source means is the first optical means. And the light source means side in the optical axis direction from the condensing point condensed by the positive lens .
本発明によれば、被照射面を光量損失が少なく、明るくしかも効率良く照明することができる照明光学系が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain an illumination optical system that can illuminate a surface to be illuminated brightly and efficiently with little light loss.
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の被照明面を照明する照明光学系は、光源手段から出射した光束を収斂光として出射する楕円リフレクターや放物リフレクター等の曲面反射面を含む第１光学手段を有している。第１光学手段から出射した光束を集光する正レンズ（正の屈折力のレンズ）と、正レンズから出射した光束の集光状態を変える負の屈折力の球面又は非球面等の第２光学手段を有している。第２光学手段から出射した光束を複数の光束に分割する光束分割手段（第１フライアイレンズ）と、光束分割手段から出射した光束の偏光方向を揃えて出射する偏光変換素子とを有している。更に、偏光変換素子から出射した光束を被照射面に導光するコンデンサーレンズから成る集光手段とを有している。このとき、第２光学手段は、光源手段から出射した光束が第１光学手段と正レンズにより集光される集光点（実際には集光点は存在しない）よりも、光軸方向において光源手段側に配置されている。つまり、この負の屈折力を持つ第２光学手段は、第１光学手段と正レンズとによって集光されつつある光束（集光点に集光する前の段階で）を、略平行な光束に変換している。この他、正レンズは、光源手段から出射した光束であって、第１光学手段により集光される光束が光軸を横切る位置よりも光源手段側に配置されている。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. The illumination optical system for illuminating a surface to be illuminated according to the present invention includes first optical means including a curved reflecting surface such as an elliptical reflector or a parabolic reflector that emits a light beam emitted from a light source means as convergent light. A positive lens that collects the light beam emitted from the first optical means (a lens having a positive refractive power) and a second optical element such as a spherical surface or an aspherical surface having a negative refractive power that changes the light collection state of the light beam emitted from the positive lens. Have means. A light beam splitting unit (first fly-eye lens) that splits the light beam emitted from the second optical unit into a plurality of light beams, and a polarization conversion element that outputs the light beams emitted from the light beam splitting unit with the same polarization direction. Yes. Furthermore, it has the condensing means which consists of a condenser lens which guides the light beam emitted from the polarization conversion element to the irradiated surface. At this time, the second optical means is a light source in the direction of the optical axis rather than a condensing point where the light beam emitted from the light source means is condensed by the first optical means and the positive lens (actually there is no condensing point). It is arranged on the means side. In other words, the second optical means having the negative refractive power converts the light beam that is being condensed by the first optical means and the positive lens (before being condensed at the condensing point) into a substantially parallel light beam. It has been converted. In addition, the positive lens is a light flux emitted from the light source means, and is disposed closer to the light source means than a position where the light flux condensed by the first optical means crosses the optical axis.
［実施例１］
図１は、本発明の照明光学系を有する画像投射装置の実施例１の中心軸Ｏ（光軸ＯＬａ）を含むＸＺ断面における要部概略図である。図２は図１の中心軸Ｏの（光軸ＯＬａ）を含み紙面に直交するＹＺ断面内の要部概略図である。高圧水銀ランプ等の白色光を放射する光源手段１から発せられた光は、第１の光学手段を構成する反射面が楕円面形状のリフレクター（曲面反射面）２により反射され、収束光として正の屈折力の正レンズ３に入射する。正レンズ３に入射した光は、収束され、収束光として光学素子４に入射する。光学素子４は入射側（光入射側）の面が負の屈折力の第２光学手段４ａより成り、出射側（光出射側）の面が複数のレンズセルが２次元的に配列された第１のフライアイレンズ（光束分割手段）４ｂより成る。光学素子４に入射した光は、入射側の面の負の屈折力の第２光学手段４ａにより平行化される。その後、出射側の面の複数のレンズセルより成る第１フライアイレンズ４ｂによって複数の光束に分割される。その後、第２のフライアイレンズ（光束分割主端）５と偏光変換素子６の近傍に複数の２次光源像を形成する。第２のフライアイレンズ５を通過した複数の集光された光束は、偏光変換素子６を透過し、所定の偏光方向に偏光が揃えられ、第１のコンデンサーレンズ７及び第２のコンデンサーレンズ８より成る集光手段で集光される。その後、偏光分離プリズム９の偏光分離面１１を透過し、パネル（被照射面）１０面において複数の光束は重ね合わされる。これによってパネル１０を均一に照明している。パネル（画像表示素子）１０に基づく画像からの光束は偏光分離面１１で反射され、投射光学系Ｐｒに入射する。投射光学系Ｐｒは、パネル１０に基づく画像情報をスクリーン（所定面上）Ｓに投射している。第２光学手段４ａとパネル１０面は共役又は略共役関係にある。
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic view of a main part in an XZ section including a central axis O (optical axis OLa) of an image projection apparatus having an illumination optical system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of the main part in the YZ section including the (optical axis OLa) of the central axis O in FIG. 1 and perpendicular to the paper surface. The light emitted from the light source means 1 that emits white light, such as a high-pressure mercury lamp, is reflected by the ellipsoidal reflector (curved reflection surface) 2 that constitutes the first optical means, and is reflected as convergent light. It enters the positive lens 3 having a refractive power of. The light incident on the positive lens 3 is converged and incident on the optical element 4 as convergent light. The optical element 4 includes a second optical unit 4a having a negative refractive power on the incident side (light incident side), and a plurality of lens cells arranged two-dimensionally on the output side (light emission side). 1 fly eye lens (light beam splitting means) 4b. The light incident on the optical element 4 is collimated by the second optical means 4a having negative refractive power on the incident side surface. Thereafter, the light is divided into a plurality of light beams by the first fly's eye lens 4b composed of a plurality of lens cells on the exit side surface. Thereafter, a plurality of secondary light source images are formed in the vicinity of the second fly-eye lens (light beam splitting main end) 5 and the polarization conversion element 6. The plurality of condensed light fluxes that have passed through the second fly-eye lens 5 are transmitted through the polarization conversion element 6 and are polarized in a predetermined polarization direction, and the first condenser lens 7 and the second condenser lens 8. The light is collected by the light collecting means. Thereafter, the light passes through the polarization separation surface 11 of the polarization separation prism 9, and a plurality of light beams are superimposed on the panel (illuminated surface) 10 surface. Thereby, the panel 10 is illuminated uniformly. A light beam from an image based on the panel (image display element) 10 is reflected by the polarization separation surface 11 and enters the projection optical system Pr. The projection optical system Pr projects image information based on the panel 10 onto a screen (on a predetermined surface) S. The second optical means 4a and the panel 10 surface are conjugated or substantially conjugated.
図１、図２のｘ、ｙ、ｚ軸の方向について説明する。偏光分離プリズム９に関し、偏光分離面１１の法線と照明光束の中心軸０によって規定される面が第１平面（第１断面、ｙｚ平面）であり、図２に示す断面である。この第１平面と平行で中心軸０と直交する方向をｙ軸方向とする。ｙ軸と中心軸０の両方に直交する方向をｘ軸方向とする。前記照明光束の中心軸０をｚ軸方向とする。ｘ軸方向と中心軸０を含む面は第２平面（第２断面）である。図１は、実施例１のｘｚ断面（第２平面、第２断面）における構成図であり、図２はｙｚ断面（第１断面）における構成図である。パネル１０が長方形状のときは、ｘ軸方向が長辺方向、ｙ軸方向が短辺方向である。 The directions of the x, y, and z axes in FIGS. 1 and 2 will be described. With respect to the polarization separation prism 9, the surface defined by the normal line of the polarization separation surface 11 and the central axis 0 of the illumination light beam is the first plane (first section, yz plane), which is the section shown in FIG. A direction parallel to the first plane and perpendicular to the central axis 0 is defined as a y-axis direction. A direction orthogonal to both the y-axis and the central axis 0 is defined as an x-axis direction. The central axis 0 of the illumination light beam is the z-axis direction. A plane including the x-axis direction and the central axis 0 is a second plane (second cross section). FIG. 1 is a configuration diagram in an xz section (second plane, second section) of Example 1, and FIG. 2 is a configuration diagram in a yz section (first section). When the panel 10 is rectangular, the x-axis direction is the long side direction and the y-axis direction is the short side direction.
光学素子４は、入射面側がｘｚ断面において負の屈折力を有したシリンドリカルレンズ等の第２光学手段４ａより成り、出射面側が第１フライアイレンズ４ｂより成っている。このように、第２光学手段４ａと第１フライアイレンズ４ｂを一体化することで、部品点数を減らし、製造を容易にしている。出射面側の光束分割部用の第１フライアイレンズ４ｂは、複数のレンズセルが２次元的に平面上に配置されて構成されている。第２のフライアイレンズ（光束分割手段）５は、入射面側がｙｚ断面において負の屈折力を有したシリンドリカルレンズより成っている。そして出射面側が光束分割手段として複数のレンズセルが２次元的に平面上に配置されて構成されている。 The optical element 4 includes a second optical means 4a such as a cylindrical lens having a negative refractive power on the xz section on the incident surface side, and a first fly-eye lens 4b on the output surface side. Thus, by integrating the second optical means 4a and the first fly's eye lens 4b, the number of parts is reduced and manufacturing is facilitated. The first fly's eye lens 4b for the light beam splitting portion on the exit surface side is configured by a plurality of lens cells arranged two-dimensionally on a plane. The second fly's eye lens (light beam splitting means) 5 is composed of a cylindrical lens having a negative refractive power on the yz section on the incident surface side. A plurality of lens cells are two-dimensionally arranged on a plane as the light beam splitting means on the exit surface side.
図３は、楕円リフレクター２の開口部２ａと正レンズ３の光軸方向の距離Ｌに対する、パネル１０面上での明るさ及びコントラストの関係の説明図である。図３において点線が明るさ、実線がコントラストを示している。図３に示すように、距離Ｌを変化させたとき、明るさは所定位置で最大となり、コントラストは距離Ｌを大きくするほど高くなる。パネル１０面上のコントラストの変化について説明する。楕円リフレクター２の開口部２ａと正レンズ３との距離Ｌを大きくするほど、光学素子４に入射する光束径が小さくなっていくために、パネル１０に入射する光の角度範囲が狭まっていく。このため、偏光分離手段９の偏光分離膜１１に入射する光について、偏光分離膜１１に対する光線入射角範囲が狭まるため、偏光分離特性が高まり、画像のコントラスト特性が改善できる。 FIG. 3 is an explanatory diagram of the relationship between the brightness and contrast on the panel 10 surface with respect to the distance L in the optical axis direction between the opening 2 a of the elliptical reflector 2 and the positive lens 3. In FIG. 3, the dotted line indicates the brightness, and the solid line indicates the contrast. As shown in FIG. 3, when the distance L is changed, the brightness becomes maximum at a predetermined position, and the contrast increases as the distance L increases. A change in contrast on the panel 10 will be described. As the distance L between the opening 2a of the elliptical reflector 2 and the positive lens 3 increases, the diameter of the light beam incident on the optical element 4 decreases, and thus the angle range of light incident on the panel 10 decreases. For this reason, since the light incident angle range with respect to the polarization separation film 11 is narrowed with respect to the light incident on the polarization separation film 11 of the polarization separation means 9, the polarization separation characteristic is increased and the contrast characteristic of the image can be improved.
次に、パネル１０面上の明るさ変化について説明する。まず、楕円リフレクター２のパネル１０側に正レンズ３を設けていることの光学作用について説明する。図４は、光源手段１から発せられた光で、正レンズ３の出射前後の光線の広がり角度を説明した図である。光源手段１の発光部１ａのＺ軸方向（光軸方向）のパネル１０側の先端部と楕円リフレクター２の根元側先端部からの光の成す広がり角度において説明する。楕円リフレクター２の発光部から遠い側（図のＡ）で反射する光について、正レンズ３の入射前の広がり角度をθ１、正レンズ３の出射後の広がり角度をθ１’とする。このとき、正レンズ３の正の屈折力と正レンズ３に入射する光線高さの関係から、
θ１＞ θ１’
である。同様に、楕円リフレクター２の発光部１ａに近い側（図の Ｂ）で反射する光について、正レンズ３の入射前の広がり角度をθ２、正レンズ３の出射後の広がり角度をθ２’とする。このとき、
θ２＞θ２’
である。このため、楕円リフレクター２の出射側に正レンズ３を設けることにより、第１及び第２のフライアイレンズ４ｂ、５に入射する光線角度範囲が狭まるため、偏光変換素子６近傍での光量損失が少なくなる。
Next, the brightness change on the panel 10 surface will be described. First, the optical action of providing the positive lens 3 on the panel 10 side of the elliptical reflector 2 will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating light spreading angles before and after emission from the positive lens 3 with light emitted from the light source means 1. A description will be given of a spread angle formed by light from the front end portion on the panel 10 side in the Z-axis direction (optical axis direction) of the light emitting unit 1 a of the light source means 1 and the root side front end portion of the elliptical reflector 2. For light reflected on the side farther from the light emitting part of the elliptical reflector 2 (A in the figure), the spread angle before incidence of the positive lens 3 is θ1, and the spread angle after emission of the positive lens 3 is θ1 ′. At this time, from the relationship between the positive refractive power of the positive lens 3 and the height of the light incident on the positive lens 3,
θ1> θ1 '
It is. Similarly, for light reflected on the side closer to the light emitting portion 1a of the elliptical reflector 2 (B in the figure), the spread angle before incidence of the positive lens 3 is θ2, and the spread angle after emission of the positive lens 3 is θ2 ′. . At this time,
θ2> θ2 ′
It is. For this reason, by providing the positive lens 3 on the exit side of the elliptical reflector 2, the angle range of light rays incident on the first and second fly-eye lenses 4b and 5 is narrowed, so that the light amount loss near the polarization conversion element 6 is reduced. Less.
次に楕円リフレクター２と正レンズ３との距離Ｌと、パネル１０面上の明るさとの関係について説明する。光源手段１の発光部１ａのＺ軸方向のパネル１０側の先端部と楕円リフレクター２の根元側先端部からの光の成す角度について説明する。図４の広がり角度θ１'、θ２'は、正レンズ３の正の屈折力と正レンズ３に入射する光線高さの関係から、距離Ｌを大きくしたときに、共に小さくなる。このため、距離Ｌを大きくしていくと、パネル１０面上での明るさは上昇する。一方、距離Ｌを大きくしすぎた場合は、逆にパネル１０上の明るさは低下してくる。すなわち、距離Ｌを適切に設定することが必要である。 Next, the relationship between the distance L between the elliptical reflector 2 and the positive lens 3 and the brightness on the surface of the panel 10 will be described. The angle formed by the light from the front end portion on the panel 10 side in the Z-axis direction of the light emitting unit 1a of the light source means 1 and the root side front end portion of the elliptical reflector 2 will be described. The spread angles θ 1 ′ and θ 2 ′ in FIG. 4 both decrease when the distance L is increased due to the relationship between the positive refractive power of the positive lens 3 and the height of the light ray incident on the positive lens 3. For this reason, as the distance L increases, the brightness on the panel 10 surface increases. On the other hand, when the distance L is excessively increased, the brightness on the panel 10 is decreased. That is, it is necessary to set the distance L appropriately.
図５及び図６は、光源手段１の発光部１ａのＺ軸方向のパネル１０側の先端部と楕円リフレクター２の根元側先端部からの光の、第２光学手段４ａを透過した後の光線角度の広がり（図の角度α、角度α’）の説明図である。図５は、楕円リフレクター２の開口部２ａと正レンズ３の距離Ｌが大きいときの図である。このとき、光源手段１の発光部１ａのＺ軸方向（光軸ＯＬａ方向）のパネル１０側の先端部から発せられた光は、楕円リフレクター２で反射された後、正レンズ３で屈折し、図の点Ｃで光軸を横切り、第２光学手段４ａに入射する。第２光学手段４ａは、負の屈折力を有しているため、第２光学手段４ａに入射する前に光軸ＯＬａを跨いだ光線Ｌｃは屈折角度が大きくなる。このため、光源手段１の発光部１ａのＺ軸方向のパネル１０側の先端部と楕円リフレクター２の根元側先端部からの光の成す角度は、第２光学手段４ａ（光学素子４）の出射後において大きくなる。このため、図１、図２に示す偏光変換素子６近傍での光量損失が大きくなる。 FIGS. 5 and 6 show the light beams after passing through the second optical means 4a of the light from the light emitting part 1a of the light source means 1 from the front end part on the panel 10 side in the Z-axis direction and the base side front end part of the elliptical reflector 2. It is explanatory drawing of the breadth of an angle (the angle (alpha) of the figure, angle (alpha) '). FIG. 5 is a diagram when the distance L between the opening 2a of the elliptical reflector 2 and the positive lens 3 is large. At this time, the light emitted from the front end portion on the panel 10 side in the Z-axis direction (optical axis OLa direction) of the light emitting unit 1a of the light source means 1 is reflected by the elliptical reflector 2 and then refracted by the positive lens 3. It crosses the optical axis at point C in the figure and enters the second optical means 4a. Since the second optical means 4a has a negative refractive power, the light beam Lc straddling the optical axis OLa before entering the second optical means 4a has a large refraction angle. For this reason, the angle formed by the light from the light emitting unit 1a of the light source unit 1a on the panel 10 side in the Z-axis direction and the base side front end of the elliptical reflector 2 is determined by the emission of the second optical unit 4a (optical element 4). It grows later. For this reason, the light loss in the vicinity of the polarization conversion element 6 shown in FIGS. 1 and 2 becomes large.
図６は、距離Ｌが小さいときの説明図である。このとき光束は正レンズ３の光入射側で光軸を跨がない。このため、光源手段１の発光部１ａのＺ軸方向のパネル１０側の先端部と楕円リフレクター２の根元側先端部からの光の、第２光学手段４ａ（光学素子４）を透過した後の光線角度の広がり角α’は、図５の広がり角αよりも小さくなる。従って、図５のときよりも明るさが向上する。光源手段１から発せられ楕円リフレクター２と正レンズ３で屈折した光が光軸ＯＬａを跨ぐか、跨がないかは、次のとおりである。光源手段１からの光が、楕円リフレクター２と正レンズ３によって集光される光軸方向の位置よりも、第２光学手段４ａが光源手段１側か、パネル１０側か、に位置することに相当する。したがって、明るさの低下を防ぐためには、光源手段１から光軸ＯＬａに対し垂直方向に発せられた光が、楕円リフレクター２と正レンズ３によって集光される光軸方向の位置よりも、第２光学手段４ａが光源手段１側に配置されることが必要である。 FIG. 6 is an explanatory diagram when the distance L is small. At this time, the light beam does not straddle the optical axis on the light incident side of the positive lens 3. For this reason, the light from the front-end | tip part by the side of the panel 10 of the light emission part 1a of the light source means 1 and the base-side front-end | tip part of the elliptical reflector 2 is transmitted through the 2nd optical means 4a (optical element 4). The spread angle α ′ of the ray angle is smaller than the spread angle α in FIG. Therefore, the brightness is improved as compared with the case of FIG. Whether the light emitted from the light source means 1 and refracted by the elliptical reflector 2 and the positive lens 3 straddles or does not straddle the optical axis OLa is as follows. The second optical means 4a is positioned closer to the light source means 1 or the panel 10 than the position in the optical axis direction where the light from the light source means 1 is collected by the elliptical reflector 2 and the positive lens 3. Equivalent to. Therefore, in order to prevent a decrease in brightness, the light emitted from the light source means 1 in the direction perpendicular to the optical axis OLa is more than the position in the optical axis direction where the light is condensed by the elliptical reflector 2 and the positive lens 3. 2 The optical means 4a needs to be arranged on the light source means 1 side.
上記明るさ変化についての光学作用は、パネル１０と共役関係にある第２光学手段４ａ面上における輝度分布から説明できる。第２光学手段４ａの入射面位置での輝度分布の断面図を、図７に示す。図７の曲線１から曲線３への変化は、距離Ｌの小さい状態から大きい状態への変化を示している。横軸はｘ方向（光軸ＯＬａの直交する方向）の光軸ＯＬａからの距離、縦軸は輝度である。楕円リフレクター２の開口部２ａと正レンズ３の距離Ｌが大きい場合（図の点線３の場合）は、光源手段１からの光線が第２光学手段４ａに入射する前に光軸を横切る。このため、第２光学手段４ａの入射面での輝度分布は、中央部の輝度が高くなる。一方、距離Ｌが小さい場合は、楕円リフレクター２の根元における発光管を通すために設けた穴部が、正レンズ３の光軸ＯＬａ上にあるため、光源手段１からの光で、楕円リフレクター２の光軸近傍で反射する成分がない。このため、第２光学手段４ａの入射面での光軸近傍の光線成分はわずかである。このため、距離Ｌが小さいときの第２光学手段４ａの入射面での輝度分布は、中央部の輝度が低くなる（図の一点破線１）。また、この輝度分布の距離Ｌを変化させても変化しない分布の箇所（図中、ａ、ｂ）は、図７に示すように、光源手段１の発光部１ａから正レンズ３の光軸ＯＬａに垂直な方向に出射した光が作る分布である。 The optical action regarding the brightness change can be explained from the luminance distribution on the surface of the second optical means 4a which is conjugate with the panel 10. FIG. 7 shows a cross-sectional view of the luminance distribution at the incident surface position of the second optical means 4a. The change from the curve 1 to the curve 3 in FIG. 7 indicates the change from the small state of the distance L to the large state. The horizontal axis is the distance from the optical axis OLa in the x direction (direction orthogonal to the optical axis OLa), and the vertical axis is the luminance. When the distance L between the opening 2a of the elliptical reflector 2 and the positive lens 3 is large (in the case of the dotted line 3 in the figure), the light beam from the light source means 1 crosses the optical axis before entering the second optical means 4a. For this reason, the luminance distribution on the incident surface of the second optical means 4a has a higher luminance at the center. On the other hand, when the distance L is small, since the hole provided for passing the arc tube at the base of the elliptical reflector 2 is on the optical axis OLa of the positive lens 3, the elliptical reflector 2 is irradiated with light from the light source means 1. There is no component reflected near the optical axis. For this reason, the light ray component near the optical axis on the incident surface of the second optical means 4a is very small. For this reason, the luminance distribution on the incident surface of the second optical means 4a when the distance L is small has a low luminance at the center (dotted line 1 in the figure). Further, the distribution portions (a and b in the figure) that do not change even when the distance L of the luminance distribution is changed are shown in FIG. 7 from the light emitting section 1a of the light source means 1 to the optical axis OLa of the positive lens 3. This is a distribution created by light emitted in a direction perpendicular to.
図８は、光源手段１から正レンズ３の光軸ＯＬａに対し垂直方向に出射した光束の楕円リフレクター（曲面反射面）２での反射光路の説明図である。図８に示すように、発光部１ａからｙ方向に出射した光が楕円リフレクター２と反射する位置（反射点）をＤとする。反射点Ｄよりも光軸ＯＬａ側では、距離Ｌが変化して大きくなると、光源手段１からの光で、正レンズ３を出射した光が、第２光学手段４ａに入射する前に、光軸ＯＬａを跨いでしまう。このため、輝度分布が変化する。楕円リフレクター２の位置Ｄよりも光軸ＯＬａよりも上側で反射する光は、光軸ＯＬａから遠く、また、楕円リフレクター２の上側で反射する光のほうが下側で反射する光よりも光線出射角度の範囲が狭まる。このため、楕円リフレクター２と正レンズ３の距離Ｌの影響をほとんど受けない輝度分布となる。楕円リフレクター２のうち楕円リフレクター２の反射点Ｄよりも光軸ＯＬａから遠い領域に入射し、反射した光束による第２光学手段４ａの入射面における輝度の最大値と最小値をＥａ、Ｅｂとする。楕円リフレクター２のうち、楕円リフレクター２の反射点Ｄよりも光軸に近い領域に入射し反射した光束による第２光学手段４ａの入射面における輝度の最大値と最小値をＩａ、Ｉｂとする。このとき、
０＜（Ｉａ−Ｉｂ）／（Ｅａ−Ｅｂ）＜０．５ ・・・（１）
なる条件を満足するように距離Ｌを適切に設定している。条件式（１）の上限又は下限を超えるときは、輝度分布の中央部が局所的に低くなる（距離Ｌが小さい図７の一点鎖線の場合）、又は、局所的に高くなる（距離Ｌが大きい図７の点線３の場合）ため、前述した光線作用の説明から、明るさが低下してしまうので良くない。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the reflected light path on the elliptic reflector (curved reflection surface) 2 of the light beam emitted from the light source means 1 in the direction perpendicular to the optical axis OLa of the positive lens 3. As shown in FIG. 8, D is a position (reflection point) where the light emitted from the light emitting unit 1 a in the y direction is reflected by the elliptical reflector 2. When the distance L changes and becomes larger on the optical axis OLa side than the reflection point D, the light emitted from the positive lens 3 by the light from the light source means 1 is incident on the optical axis before entering the second optical means 4a. It straddles OLa. For this reason, the luminance distribution changes. The light reflected above the optical axis OLa from the position D of the elliptical reflector 2 is far from the optical axis OLa, and the light reflected from the upper side of the elliptical reflector 2 is more than the light reflected from the lower side. The range of is narrowed. For this reason, the luminance distribution is hardly affected by the distance L between the elliptical reflector 2 and the positive lens 3. Of the elliptical reflector 2, the maximum and minimum values of the luminance on the incident surface of the second optical means 4a incident on the region farther from the optical axis OLa than the reflection point D of the elliptical reflector 2 are defined as Ea and Eb. . Among the elliptical reflectors 2, let Ia and Ib be the maximum and minimum luminance values on the incident surface of the second optical means 4a due to the light beam incident and reflected in the region closer to the optical axis than the reflection point D of the elliptical reflector 2. At this time,
0 <(Ia-Ib) / (Ea-Eb) <0.5 (1)
The distance L is appropriately set so as to satisfy the following condition. When the upper limit or lower limit of conditional expression (1) is exceeded, the central portion of the luminance distribution is locally lowered (in the case of the one-dot chain line in FIG. 7 where the distance L is small) or locally increased (the distance L is (In the case of the large dotted line 3 in FIG. 7) , the brightness is lowered from the description of the light ray action described above, which is not good.
次に本実施例における正レンズ３の光学作用効果を、実施例との比較から説明する。本実施例では、正レンズ３を設けることで、楕円リフレクター２の出射後の光束の光束幅を狭められるため、正レンズ３を有さない構成に対して、明るさの点について有利である。楕円リフレクター２から第２光学手段４ａまでの距離Ｌを長くすれば、光束の光束幅を狭め、コントラストを高めることができる。しかしながらこの場合、発光部１ａの光軸方向の先端部から発せられる光が光軸を跨いでしまい、光量損失が大きくなってしまう。そこで、本実施例では、正レンズ３と楕円リフレクター２の開口部２ａの距離Ｌを上述したように適切に設定することで、コントラストを改善するとともに、明るさの低下を抑えている。 Next, the optical effect of the positive lens 3 in the present embodiment will be described from comparison with the embodiment. In the present embodiment, the provision of the positive lens 3 can narrow the luminous flux width of the light beam emitted from the elliptical reflector 2, which is advantageous in terms of brightness over a configuration without the positive lens 3. If the distance L from the elliptical reflector 2 to the second optical means 4a is increased, the width of the luminous flux can be narrowed and the contrast can be increased. However, in this case, the light emitted from the tip of the light emitting unit 1a in the optical axis direction straddles the optical axis, and the light amount loss increases. Therefore, in this embodiment, the distance L between the positive lens 3 and the opening 2a of the elliptical reflector 2 is appropriately set as described above to improve the contrast and suppress the decrease in brightness.
［実施例２］
図９及び図１０は、本発明の実施例２のＸＺ断面とＹＺ断面の構成図である。実施例２は実施例１に比べて光学素子１２と第２のフライアイレンズ１３の構成が異なっているだけである。１は光源手段、２は光源手段１からの光を反射して集光する第１光学手段としての楕円リフレクター、３は正レンズ、１２は光学素子であり、負の屈折力を有する第２光学手段１２ａ及び光束分割手段としての第１のフライアイレンズ１２ｂを有している。１３は第２のフライアイレンズである。６は偏光変換素子、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は偏光分離プリズム、１０はパネルである。光学素子１２は、フライアイレンズセルの曲率中心の偏心によって負の屈折力を持たせた第２光学手段１２ａと光束分割手段としての第１のフライアイレンズ１２ｂを一体化している。また、第２のフライアイレンズ１３も光学素子１２と同様である。第１、第２のフライアイレンズ１２ｂ、１３は、それぞれにおいて複数のレンズセルが２次元的に配置されて構成されている。
[Example 2]
9 and 10 are configuration diagrams of the XZ section and the YZ section of the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the optical element 12 and the second fly's eye lens 13. 1 is a light source means, 2 is an elliptic reflector as a first optical means for reflecting and condensing light from the light source means 1, 3 is a positive lens, 12 is an optical element, and is a second optical element having a negative refractive power. Means 12a and first fly-eye lens 12b as light beam splitting means are provided. Reference numeral 13 denotes a second fly-eye lens. 6 is a polarization conversion element, 7 is a first condenser lens, 8 is a second condenser lens, 9 is a polarization separation prism, and 10 is a panel. The optical element 12 integrates the second optical means 12a having a negative refractive power by the eccentricity of the center of curvature of the fly-eye lens cell and the first fly-eye lens 12b as a light beam splitting means. The second fly-eye lens 13 is the same as the optical element 12. The first and second fly-eye lenses 12b and 13 are each configured by two-dimensionally arranging a plurality of lens cells.
図１１は光学素子１２の斜視図、図１２は第２フライアイレンズ１３の斜視図を示している。光学素子１２を構成する第１フライアイレンズ１２ｂはｘ方向に関して、各セルの曲率中心位置が外側に偏心している。第２フライアイレンズ１３はｙ方向に関して、各セルの曲率中心位置が外側に偏心している。図９は、本発明の実施例２の光学素子１２のｘｚ断面における光路図を示している。図１０は本発明の実施例２のｙｚ断面における光路を示している。実施例１とほぼ同等の光学作用であるが、本実施例では、第１フライアイレンズ１２ｂの光束分割手段と負の屈折力を有する第２光学手段１２ａが、同一面であるため、その箇所での光路図のみ異なる。第１、第２フライアイレンズ１２ｂ、１３の光学作用について説明する。図９、図１０に示すように光源手段１から発せられ、楕円リフレクター２で反射した光は正レンズ３に入射し、正レンズ３に入射した光は、収束光となり、光学素子１２に入射する。図１３は、第１フライアイレンズ１２ｂの光学作用の説明図である。 FIG. 11 is a perspective view of the optical element 12, and FIG. 12 is a perspective view of the second fly's eye lens 13. In the first fly's eye lens 12b constituting the optical element 12, the center of curvature of each cell is decentered outward in the x direction. In the second fly-eye lens 13, the center of curvature of each cell is decentered outward in the y direction. FIG. 9 shows an optical path diagram in the xz section of the optical element 12 according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 shows an optical path in the yz section of the second embodiment of the present invention. Although the optical action is almost the same as that of the first embodiment, in this embodiment, the light beam splitting means of the first fly-eye lens 12b and the second optical means 12a having a negative refractive power are on the same surface, so that location Only the optical path diagram at is different. The optical action of the first and second fly eye lenses 12b and 13 will be described. As shown in FIGS. 9 and 10, the light emitted from the light source means 1 and reflected by the elliptical reflector 2 enters the positive lens 3, and the light incident on the positive lens 3 becomes convergent light and enters the optical element 12. . FIG. 13 is an explanatory diagram of the optical action of the first fly-eye lens 12b.
図１３を用いて、正レンズ３を出射した光のうち第１フライアイレンズ１２ｂにおけるセル２１の中心部Ａに入射する光線Ｌ０について説明する。光線Ｌ０は、該セルの曲率中心Ｐが点線Ｏ１上にあり、セル２１中心部Ａに対してｘ軸方向に外側へ偏心している。この偏心によって、光学素子１２の出射後の光はｘｚ断面において照明系の光軸Ｏに略平行な光線Ｌ１となる。同様にして、第２フライアイレンズ１３についても、第２フライアイレンズ１３を透過後、ｙｚ断面において照明系の光軸Ｏに略平行な光線となる。したがって、第１、第２フライアイレンズ１２ｂ、１３は楕円リフレクター２からの収束光を光軸に対する平行光にするため、それぞれ、ｘ方向及びｙ方向に負の屈折力を有した光束分割手段として作用する。本実施例においても、楕円リフレクター２と正レンズ３の距離Ｌに関し、条件式（１）を満足するようにしている。これにより、実施例１で述べたと同様の効果を得ている。 A light ray L0 that enters the central portion A of the cell 21 in the first fly-eye lens 12b among the light emitted from the positive lens 3 will be described with reference to FIG. The light ray L0 has the center of curvature P of the cell on the dotted line O1, and is decentered outward in the x-axis direction with respect to the center A of the cell 21. Due to this decentering, the light emitted from the optical element 12 becomes a light beam L1 substantially parallel to the optical axis O of the illumination system in the xz section. Similarly, the second fly-eye lens 13 also becomes a light beam substantially parallel to the optical axis O of the illumination system in the yz section after passing through the second fly-eye lens 13. Accordingly, the first and second fly's eye lenses 12b and 13 convert the convergent light from the elliptical reflector 2 into parallel light with respect to the optical axis. Therefore, the first and second fly's eye lenses 12b and 13 serve as light beam splitting means having negative refractive power in the x and y directions, respectively. Works. Also in this embodiment, the conditional expression (1) is satisfied with respect to the distance L between the elliptical reflector 2 and the positive lens 3. Thereby, the same effect as described in the first embodiment is obtained.
［実施例３］
図１４及び図１５は、本発明の実施例３のＸＺ断面図とＹＺ断面図である。本実施例は実施例１に比べて第１光学手段２を放物リフレクター（放物面鏡）２０と第１の正レンズ２１より構成した点が異なっているだけである。１は光源手段、２０は放物リフレクターである。２１は正の屈折力の正レンズ、３は正レンズ、４は光学素子であり、負の屈折力を有する第２光学手段４ａと光束分割手段としての第１のフライアイレンズ４ｂを有している。５は第２のフライアイレンズ、６は偏光変換素子、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である。９は偏光分離プリズム、１０はパネルである。放物リフレクター２０と、正レンズ２１以外の構成は、実施例２と同一である。本実施例では、実施例１における楕円リフレクター２の替わりに、放物リフレクター２０と正レンズ２１を用いており、これにより光源手段１からの光を反射して集光し、正レンズ３に入射させている。光源手段１から発せられた光は、放物リフレクター２０によって反射され、平行光となり、正レンズ２１に入射する。正レンズ２１に入射した光は、収束光となり、正レンズ３に入射し、屈折して光学素子４に入射する。それ以降の光学作用は実施例１と同様である。本実施例では、第１の正レンズ２１と正レンズ３との距離Ｌに関し、条件式（１）を満足するようにしている。これにより、実施例１で述べたと同様の効果を得ている。本実施例において放物リフレクター２０の代わりに楕円リフレクターを用いても良い。
[Example 3]
14 and 15 are an XZ sectional view and a YZ sectional view of Embodiment 3 of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment only in that the first optical means 2 is composed of a parabolic reflector (parabolic mirror) 20 and a first positive lens 21. 1 is a light source means, 20 is a parabolic reflector. 21 is a positive lens having a positive refractive power, 3 is a positive lens, and 4 is an optical element, which has a second optical means 4a having a negative refractive power and a first fly-eye lens 4b as a beam splitting means. Yes. Reference numeral 5 denotes a second fly-eye lens, 6 denotes a polarization conversion element, 7 denotes a first condenser lens, and 8 denotes a second condenser lens. Reference numeral 9 denotes a polarization separating prism, and 10 denotes a panel. The configuration other than the parabolic reflector 20 and the positive lens 21 is the same as that of the second embodiment. In this embodiment, a parabolic reflector 20 and a positive lens 21 are used in place of the elliptical reflector 2 in the first embodiment, whereby the light from the light source means 1 is reflected and condensed and incident on the positive lens 3. I am letting. The light emitted from the light source means 1 is reflected by the parabolic reflector 20, becomes parallel light, and enters the positive lens 21. The light incident on the positive lens 21 becomes convergent light, enters the positive lens 3, is refracted and enters the optical element 4. The optical action after that is the same as that of the first embodiment. In this embodiment, the conditional expression (1) is satisfied with respect to the distance L between the first positive lens 21 and the positive lens 3. Thereby, the same effect as described in the first embodiment is obtained. In this embodiment, an elliptical reflector may be used instead of the parabolic reflector 20.
［実施例４］
図１６及び図１７は、本発明の実施例４のＸＺ断面図とＹＺ断面図である。本実施例は実施例１に比べて光学素子２３と第２のフライアイレンズ２４の構成が異なっているだけである。１は光源手段、２は光源手段１からの光を反射して集光する第１光学手段としての楕円リフレクターである。３は正レンズ、２３は光学素子であり、負の屈折力を有する第２光学手段２３ａと光束分割手段としての第１のフライアイレンズ２３ｂを有している。２４は第２のフライアイレンズ、６は偏光変換素子、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は偏光分離プリズム、１０はパネルである。第１フライアイレンズ２３ｂと第２フライアイレンズ２４以外の構成は実施例１と同一である。光学素子２３は、入射面が負の屈折力を有した球面形状の第２光学手段２３ａと、出射面が光束を分割する複数の微小レンズから成る第１フライアイレンズ２３ｂより成っている。第２フライアイレンズ２４は、平板状のフライアイレンズより成っている。
[Example 4]
16 and 17 are an XZ sectional view and a YZ sectional view of Example 4 of the present invention. The present embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the optical element 23 and the second fly-eye lens 24. Reference numeral 1 denotes a light source means, and 2 denotes an elliptic reflector as a first optical means for reflecting and condensing light from the light source means 1. Reference numeral 3 denotes a positive lens, and 23 denotes an optical element, which includes a second optical means 23a having a negative refractive power and a first fly-eye lens 23b as a light beam splitting means. Reference numeral 24 denotes a second fly-eye lens, 6 denotes a polarization conversion element, 7 denotes a first condenser lens, 8 denotes a second condenser lens, 9 denotes a polarization separation prism, and 10 denotes a panel. The configuration other than the first fly-eye lens 23b and the second fly-eye lens 24 is the same as that of the first embodiment. The optical element 23 includes a second optical means 23a having a spherical shape whose incident surface has negative refractive power, and a first fly-eye lens 23b composed of a plurality of minute lenses whose exit surface divides a light beam. The second fly's eye lens 24 is a flat fly eye lens.
本実施例では、楕円リフレクター２と正レンズ３の距離Ｌに関し、条件式（１）を満足するようにしている。これにより、実施例１で述べたと同様の効果を得ている。また、本実施例では、ｘ方向とｙ方向でパネル１０への入射角度を同一にしたまま小さくすることができるので、偏光分離手段６を用いない透過型液晶パネルを用いた構成についても有効である。また、実施例１から４においては、パネル１０として単板式の構成図を用いて説明したが、勿論、パネル３枚構成としても良い。また、各実施例において第１の光学手段は、楕円リフレクターと正の屈折力のレンズから構成しても良い。以上のように各実施例によれば、明るさとコントラストを同時に改善できる液晶プロジェクターなどに好適な照明光学系が得られる。 In this embodiment, the conditional expression (1) is satisfied with respect to the distance L between the elliptical reflector 2 and the positive lens 3. Thereby, the same effect as described in the first embodiment is obtained. Further, in this embodiment, since the incident angle to the panel 10 can be made small in the x direction and the y direction, the configuration using a transmission type liquid crystal panel that does not use the polarization separation means 6 is also effective. is there. In the first to fourth embodiments, the panel 10 is described using a single-plate configuration diagram, but, of course, a three-panel configuration may be used. In each embodiment, the first optical means may be composed of an elliptical reflector and a lens having a positive refractive power. As described above, according to each embodiment, an illumination optical system suitable for a liquid crystal projector or the like that can simultaneously improve brightness and contrast can be obtained.
１ 光源手段、１ａ 発光部、２ 第１光学手段、３ 正レンズ、４ 光学素子、４ａ 第２光学手段、４ｂ 第１フライアイレンズ、５ 第２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 画像表示素子、Ｐｒ 投射光学系、ＯＬａ 光軸 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source means, 1a Light emission part, 2 1st optical means, 3 Positive lens, 4 Optical element, 4a 2nd optical means, 4b 1st fly eye lens, 5 2nd fly eye lens, 6 Polarization conversion element, 7 1st Condenser lens, 8 second condenser lens, 9 polarization separation prism, 10 image display element, Pr projection optical system, OLa optical axis
Claims (6)
前記光源手段から前記正レンズの光軸に対し垂直方向に出射した光線の前記曲面反射面での反射点をＤとし、前記反射点Ｄよりも光軸から遠い前記曲面反射面の領域に入射して反射した光束による前記第２光学手段の入射面における輝度の最大値と最小値をそれぞれＥａ、Ｅｂ、前記反射点Ｄよりも光軸に近い前記曲面反射面の領域に入射して反射した光束による前記第２光学手段の入射面における輝度の最大値と最小値をそれぞれＩａ、Ｉｂとするとき、
０＜（Ｉａ−Ｉｂ）／（Ｅａ−Ｅｂ）＜０．５
なる条件を満足するように、前記第１光学手段に対して前記正レンズ及び前記第２光学手段が配置され、且つ前記第２光学手段は、前記光源手段から出射した光束が前記第１光学手段と前記正レンズにより集光される集光点よりも、光軸方向において前記光源手段側に位置することを特徴とする照明光学系。 An illumination optical system for illuminating a surface to be illuminated, the first optical means including a curved reflecting surface that emits the light flux emitted from the light source means as convergent light, and the light flux emitted from the first optical means is condensed. A positive lens, a second optical unit having a negative refractive power that changes a condensing state of a light beam emitted from the positive lens, a light beam dividing unit that divides the light beam emitted from the second optical unit into a plurality of light beams, A polarization conversion element that emits light with the polarization direction of the light beam emitted from the light beam splitting means aligned, and a condensing means that guides the light beam emitted from the polarization conversion element to the irradiated surface,
A reflection point on the curved reflection surface of a light beam emitted from the light source means in a direction perpendicular to the optical axis of the positive lens is defined as D, and is incident on a region of the curved reflection surface farther from the optical axis than the reflection point D. Luminous flux reflected and incident on the curved reflective surface area closer to the optical axis than Ea, Eb, and the reflection point D, respectively, with the maximum and minimum luminance values on the incident surface of the second optical means reflected by the reflected light flux When the maximum value and the minimum value of the luminance on the incident surface of the second optical means are Ia and Ib, respectively,
0 <(Ia-Ib) / (Ea-Eb) <0.5
The positive lens and the second optical means are arranged with respect to the first optical means, and the second optical means is configured so that the light beam emitted from the light source means is the first optical means. And an illumination optical system that is located closer to the light source means in the optical axis direction than a condensing point that is condensed by the positive lens .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009045891A JP5398299B2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Illumination optical system and image projection apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009045891A JP5398299B2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Illumination optical system and image projection apparatus using the same |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010197963A JP2010197963A (en) | 2010-09-09 |
| JP2010197963A5 JP2010197963A5 (en) | 2012-04-19 |
| JP5398299B2 true JP5398299B2 (en) | 2014-01-29 |
Family
ID=42822706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009045891A Expired - Fee Related JP5398299B2 (en) | 2009-02-27 | 2009-02-27 | Illumination optical system and image projection apparatus using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5398299B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5818555B2 (en) * | 2011-07-26 | 2015-11-18 | キヤノン株式会社 | Image projection apparatus and image projection apparatus having projection optical system |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4355381B2 (en) * | 1998-10-29 | 2009-10-28 | キヤノン株式会社 | Illumination device and projection display device using the same |
| JP3880227B2 (en) * | 1998-11-04 | 2007-02-14 | キヤノン株式会社 | Illumination device and projection device |
| JP4081416B2 (en) * | 2003-08-18 | 2008-04-23 | 株式会社日立製作所 | REFLECTOR, PROJECTION TYPE DISPLAY DEVICE, AND LIGHT PROJECTION DEVICE |
| JP2007219222A (en) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Seiko Epson Corp | Projector |
| JP5361145B2 (en) * | 2006-06-08 | 2013-12-04 | キヤノン株式会社 | Illumination optical system, image projection optical system, and image projection apparatus |
-
2009
- 2009-02-27 JP JP2009045891A patent/JP5398299B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2010197963A (en) | 2010-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100925166B1 (en) | Optical system for image projection and image projection apparatus | |
| JP5361145B2 (en) | Illumination optical system, image projection optical system, and image projection apparatus | |
| JP2007171319A (en) | Illumination optical system, illumination unit and image projector using the optical system | |
| US6464362B1 (en) | Illuminating apparatus | |
| WO2004092823A1 (en) | Light source unit, illuminator and projection display | |
| JP2003322822A (en) | Picture display device | |
| JP4817639B2 (en) | Illumination optical system and image display apparatus using the same | |
| JP5110979B2 (en) | Illumination optical system and projection display device using the same | |
| KR100909023B1 (en) | Illumination optical system and projection display device using the same | |
| JP5197149B2 (en) | Illumination optical system and image projection apparatus using the same | |
| JP2009276720A5 (en) | ||
| US9164263B2 (en) | Illumination optical system and projection-type display apparatus | |
| JP2006128041A (en) | Light emitting device and liquid crystal display | |
| JP5398299B2 (en) | Illumination optical system and image projection apparatus using the same | |
| JP2002072310A (en) | Illuminator and image pickup device | |
| JP2010140745A (en) | Illuminating device and projection type image display device | |
| WO2011162321A1 (en) | Illumination device and projector | |
| JPH10241437A (en) | Light source device, illumination system, and image projection device | |
| US8894212B2 (en) | Projector optical system having field lens changing optical angle of illuminated light | |
| JP5517597B2 (en) | Illumination optical system and projection display device | |
| US20230236489A1 (en) | Light source device and image projecting apparatus | |
| JP2652092B2 (en) | Lighting equipment | |
| JP2013167748A (en) | Illumination optical system and image projection device | |
| JPH0677100B2 (en) | Illumination optical system for focus detection | |
| JP5393055B2 (en) | Illumination optical system and image projection apparatus using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120223 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120223 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130131 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130226 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130430 |
|
| 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: 20130924 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20131022 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5398299 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |