JPH10115870A - Illumination optical system device and projection type display device - Google Patents

Illumination optical system device and projection type display device

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JPH10115870A
JPH10115870A JP8268465A JP26846596A JPH10115870A JP H10115870 A JPH10115870 A JP H10115870A JP 8268465 A JP8268465 A JP 8268465A JP 26846596 A JP26846596 A JP 26846596A JP H10115870 A JPH10115870 A JP H10115870A
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lens
array plate
lens array
light
light source
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Toshiyuki Yoneda
俊之 米田
Teruo Miyamoto
照雄 宮本
Yasuto Nai
康人 名井
Hidekazu Tode
英一 都出
Akira Ookamito
晃 大上戸
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an illumination optical system device whose utilization efficiency of light emitted from a light source is high. SOLUTION: This device is constituted of the light source 20 radiating light, a parabolic reflector 40 reflecting the light emitted from the light source 20 toward the side of a surface to be irradiated 140, a first lens array board 61 arranged on an optical path between the reflector 40 and the surface 140, having plural lenses, and having at least one lens with eccentricity facing outward, a second lens array board 81 arranged on an optical path between the board 61 and the surface 140, having plural lenses corresponding to the respective lenses of the board 61, and a field lens 121 for transmitting the light. Thus, the proportion of the light made incident on the respective corresponding lenses of the array 81 among the light passing through the respective lenses of the array 61 is increased, so that the light utilization efficiency is improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は光源から放射され
た光を効率よく、かつ輝度むら及び色むらなく照射する
照明光学系装置及び該照明光学系装置を備えた投写型表
示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an illumination optical system for efficiently irradiating light emitted from a light source without uneven brightness and color, and to a projection display device provided with the illumination optical system. .

【0002】[0002]

【従来の技術】図16は例えば特開平03−11180
6号公報に記載された従来の照明系の構成を示す図であ
る。図において、20は光源、40は放物面反射鏡、6
0は第1レンズアレイ板、80は第2レンズアレイ板、
100は結像レンズ、120はフィールドレンズ、14
0は被照射面、180は投射レンズ系、矢印の線は光線
である。
2. Description of the Related Art FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a conventional illumination system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-206. In the figure, 20 is a light source, 40 is a parabolic reflector, 6
0 is the first lens array plate, 80 is the second lens array plate,
100 is an imaging lens, 120 is a field lens, 14
Reference numeral 0 denotes a surface to be irradiated, 180 denotes a projection lens system, and a line indicated by an arrow denotes a light ray.

【0003】次に動作について説明する。光源20から
放射された光は、放物面反射鏡40によって反射され、
ほぼ平行光として第1レンズアレイ板60に入射され
る。第1レンズアレイ板60を構成している各レンズ
は、第2レンズアレイ板80の対応する各レンズの近傍
にそれぞれ光源像を形成し、第2レンズアレイ板80と
結像レンズ100により、第1レンズアレイ板60の各
レンズ近傍の像を被照射面140近傍に重畳結像させ、
フィールドレンズ120は、結像レンズ100からの光
の発散を押さえ、被照射面140を通過した光を投射レ
ンズ系180へ伝達している。
Next, the operation will be described. Light emitted from the light source 20 is reflected by the parabolic reflector 40,
The light is incident on the first lens array plate 60 as substantially parallel light. Each lens constituting the first lens array plate 60 forms a light source image near each corresponding lens of the second lens array plate 80, and the second lens array plate 80 and the imaging lens 100 form the second light source image. An image in the vicinity of each lens of the one lens array plate 60 is superimposed and formed in the vicinity of the irradiated surface 140,
The field lens 120 suppresses the divergence of light from the imaging lens 100, and transmits the light that has passed through the surface to be irradiated 140 to the projection lens system 180.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の照明光学系装置
において、第1レンズアレイ板の各レンズは内向きの偏
心、または偏心なしであったため、第2レンズアレイ板
の各レンズの大きさが制限されてしまい、光源がある程
度の大きさを持つと、第1レンズアレイ板の各レンズか
らの光を、対応する第2レンズアレイ板の各レンズで十
分に取り込めなくなる。そのため、被照射面にて十分な
明るさが得られないという欠点があった。
In the conventional illumination optical system, each lens of the first lens array plate has no inward eccentricity or no eccentricity. Therefore, the size of each lens of the second lens array plate is small. If the light source has a certain size, the light from each lens of the first lens array plate cannot be sufficiently taken in by the corresponding lens of the second lens array plate. Therefore, there is a disadvantage that sufficient brightness cannot be obtained on the irradiated surface.

【0005】また、従来の照明光学系装置を用いた投写
型表示装置では、従来の照明光学系装置によるライトバ
ルブへの照明光の光量が少ないことが、そのまま再生画
像の明るさ低下に結びつき、投写型表示装置としての、
機能向上を阻害する要因となる。
Further, in a projection type display device using a conventional illumination optical system device, a small amount of illumination light to a light valve by the conventional illumination optical system device directly leads to a decrease in brightness of a reproduced image. As a projection display device,
This is a factor that hinders functional improvement.

【0006】この発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたもので、第1の目的は、光源からの光
の利用効率の高い照明光学系装置を得ることである。ま
た、第2の目的は、小型な照明光学系装置を得ることで
ある。また、第3の目的は、再生画像の明るい投写型表
示装置を得ることである。また、第4の目的は、小型な
投写型表示装置を得ることである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object of the present invention is to provide an illumination optical system having a high use efficiency of light from a light source. A second object is to obtain a small illumination optical system device. Further, a third object is to obtain a bright projection display device for a reproduced image. A fourth object is to obtain a small projection display device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係る照明光学
系装置においては、光を放射する光源と、前記光源から
の光を被照射面側に反射する反射鏡と、前記反射鏡と前
記被照射面の間の光路中に配置される複数のレンズを有
する第1レンズアレイ板と、前記第1レンズアレイ板と
前記被照射面の間の光路中に配置され、前記第1レンズ
アレイ板の各レンズに対応する複数のレンズを有する第
2レンズアレイ板と、前記第2レンズアレイ板と前記被
照射面の間の光路中に少なくとも一枚のレンズを配置し
た照明光学系装置において、前記第1レンズアレイ板の
各レンズのうち、少なくとも一つのレンズは外向きの偏
心を持つものである。
In the illumination optical system according to the present invention, a light source for emitting light, a reflecting mirror for reflecting light from the light source to an irradiated surface side, the reflecting mirror and the light receiving member are provided. A first lens array plate having a plurality of lenses disposed in an optical path between irradiation surfaces; and a first lens array plate disposed in an optical path between the first lens array plate and the irradiated surface. A second lens array plate having a plurality of lenses corresponding to each lens, and an illumination optical system device in which at least one lens is disposed in an optical path between the second lens array plate and the surface to be irradiated. At least one of the lenses of one lens array plate has outward eccentricity.

【0008】また、光を放射する光源と、前記光源から
の光を被照射面側に反射する反射鏡と、前記反射鏡と前
記被照射面の間の光路中に配置される複数のレンズを有
する第1レンズアレイ板と、前記第1レンズアレイ板と
前記被照射面の間の光路中に配置され、前記第1レンズ
アレイ板の各レンズに対応する複数のレンズを有する第
2レンズアレイ板と、前記第2レンズアレイ板と前記被
照射面の間の光路中に少なくとも一枚のレンズを配置し
た照明光学系装置において、前期反射鏡と前記第1レン
ズアレイ板の間の光路中に凹レンズを配置したものであ
る。
A light source for emitting light, a reflecting mirror for reflecting light from the light source to the surface to be irradiated, and a plurality of lenses disposed in an optical path between the reflecting mirror and the surface to be irradiated are provided. A first lens array plate, and a second lens array plate having a plurality of lenses disposed in an optical path between the first lens array plate and the surface to be illuminated and corresponding to each lens of the first lens array plate And an illumination optical system in which at least one lens is disposed in an optical path between the second lens array plate and the irradiated surface, wherein a concave lens is disposed in an optical path between the reflecting mirror and the first lens array plate. It was done.

【0009】また、映像信号を透過型液晶等のライトバ
ルブを用いて光変調し、投写レンズを介してスクリーン
に投写する投写型表示装置において、ライトバルブの照
明光学系装置として、請求項1または請求項2に記載の
照明光学系装置を用いたものである。
Further, in a projection type display device for modulating an image signal using a light valve such as a transmission type liquid crystal and projecting the image signal on a screen via a projection lens, the illumination optical system of the light valve is defined as claim 1 or 2. An illumination optical system according to claim 2 is used.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、この発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて具体的に説明する。 実施の形態1.図1はこの発明の実施の形態1である照
明光学系装置の構成を示す概略図である。なお、図16
と同一の部分については同一の符号を付すことにより個
々の説明は省略する。図1において、61は複数のレン
ズを有する第1レンズアレイ板、81は第1レンズアレ
イ板61の各レンズに対応する複数のレンズを有する第
2レンズアレイ板、121はフィールドレンズ、200
は放物面反射鏡40から出射される光束、aは第1レン
ズアレイ板61と第2レンズアレイ板81の距離、bは
第2レンズアレイ板81と被照射面140の距離であ
る。201は放物面反射鏡40の焦点から放射され、放
物面反射鏡40を介し、第1レンズアレイ板61の各レ
ンズの中心を通る光線(以下、放物面反射鏡の焦点から
放射され、放物面反射鏡を介し、第1レンズアレイ板の
各レンズの中心を通る光線を主光線という)である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing the embodiments. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an illumination optical system device according to Embodiment 1 of the present invention. Note that FIG.
The same reference numerals are given to the same parts as those described above, and the individual description is omitted. In FIG. 1, reference numeral 61 denotes a first lens array plate having a plurality of lenses; 81, a second lens array plate having a plurality of lenses corresponding to each lens of the first lens array plate 61; 121, a field lens;
Is a light beam emitted from the parabolic reflector 40, a is the distance between the first lens array plate 61 and the second lens array plate 81, and b is the distance between the second lens array plate 81 and the irradiated surface 140. Reference numeral 201 denotes a light beam radiated from the focal point of the parabolic reflector 40 and passes through the center of each lens of the first lens array plate 61 via the parabolic reflector 40 (hereinafter, radiated from the focal point of the parabolic reflector 40). A ray passing through the center of each lens of the first lens array plate via the parabolic reflector is referred to as a principal ray).

【0011】次に、第1レンズアレイ板61について説
明する。図2はこの発明の実施の形態1である照明光学
系装置の第1レンズアレイ板の概略図である。なお、図
1と同一の部分については、同一の符号を付すことによ
り個々の説明は省略する。図において、75は第1レン
ズアレイ板である。第1レンズアレイ板は図2(1)に
示すように放物面反射鏡40から出射される光束200
をほぼすべて取り込み、前記被照射面140とほぼa/
bの倍率で相似な形のレンズを複数個有し、少なくとも
一つのレンズは外向きの偏心を持っている。なお、第1
レンズアレイ板61は、図2(2)に示す第1レンズア
レイ板75のような形状としても良い。
Next, the first lens array plate 61 will be described. FIG. 2 is a schematic diagram of a first lens array plate of the illumination optical system device according to the first embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the figure, reference numeral 75 denotes a first lens array plate. The first lens array plate has a light beam 200 emitted from the parabolic reflector 40 as shown in FIG.
And almost all of a / a
It has a plurality of lenses of similar shape at magnification b, at least one of which has an outward eccentricity. The first
The lens array plate 61 may have a shape like the first lens array plate 75 shown in FIG.

【0012】なお、図1では光源20から放射された光
を被照射面140側に反射する反射鏡に放物面反射鏡を
用いているが、回転楕円体反射鏡及び球面反射鏡等の反
射鏡を用いても良い。
In FIG. 1, a parabolic reflector is used as a reflector for reflecting the light emitted from the light source 20 to the irradiated surface 140 side. A mirror may be used.

【0013】次に、動作及び効果について説明する。図
3はこの発明の実施の形態1である照明光学系装置の効
果を説明するための図であり、図3(1)は従来例で図
16と同一、図3(2)はこの発明で図1と同一であ
る。なお、図1及び図16と同一の部分については同一
の符号を付すことにより個々の説明は省略する。図にお
いて、41は放物面反射鏡、62は第1レンズアレイ
板、82、83は第2レンズアレイ板、123はフィー
ルドレンズ、203は放物面反射鏡41から出射される
光束、202、204は主光線、cは第1レンズアレイ
板60と第2レンズアレイ板82の距離、dは第2レン
ズアレイ板82と被照射面140の距離、eは第1レン
ズアレイ板62と第2レンズアレイ板83の距離及びf
は第2レンズアレイ板83と被照射面140の距離であ
る。
Next, the operation and effect will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the effect of the illumination optical system according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 (1) is a conventional example and is the same as FIG. 16, and FIG. 3 (2) is the present invention. It is the same as FIG. The same parts as those in FIGS. 1 and 16 are denoted by the same reference numerals, and their description is omitted. In the figure, 41 is a parabolic reflector, 62 is a first lens array plate, 82 and 83 are second lens array plates, 123 is a field lens, 203 is a light beam emitted from the parabolic reflector 41, 202, 204 is a principal ray, c is the distance between the first lens array plate 60 and the second lens array plate 82, d is the distance between the second lens array plate 82 and the irradiated surface 140, and e is the first lens array plate 62 and the second lens array plate. Distance of lens array plate 83 and f
Is the distance between the second lens array plate 83 and the irradiated surface 140.

【0014】まず、図3(1)に示す従来の場合につい
て説明すると、光源20から放射された光は、放物面反
射鏡40により反射され、第1レンズアレイ板60に入
射される。第1レンズアレイ板60は偏心を持っていな
いため、主光線202の向きは第1レンズアレイ板60
を通過しても変化しない。第1レンズアレイ板60を通
過した光は、第1レンズアレイ板60の各レンズから対
応する第2レンズアレイ板82の各レンズに向かって集
束し、第2レンズアレイ板82の各レンズ近傍に光源像
を形成する。第2レンズアレイ板82の各レンズは対応
する第1レンズアレイ板60の各レンズ近傍の像を被照
射面140近傍に重畳結像させ、フィールドレンズ12
0は第2レンズアレイ板82からの光の発散を押さえ、
第2レンズアレイ板82からの光を被照射面140へと
伝達する。なお、第2レンズアレイ板82は図16にお
ける第2レンズアレイ板80と結像レンズ100の両機
能を併合して1枚としたものである。
First, the conventional case shown in FIG. 3A will be described. Light emitted from the light source 20 is reflected by the parabolic reflector 40 and is incident on the first lens array plate 60. Since the first lens array plate 60 has no eccentricity, the direction of the principal ray 202 is
Does not change when passing through. The light that has passed through the first lens array plate 60 converges from each lens of the first lens array plate 60 toward each corresponding lens of the second lens array plate 82, and is located near each lens of the second lens array plate 82. A light source image is formed. Each lens of the second lens array plate 82 superimposes and forms an image near each lens of the corresponding first lens array plate 60 near the irradiated surface 140, and
0 suppresses the divergence of light from the second lens array plate 82,
The light from the second lens array plate 82 is transmitted to the irradiated surface 140. It should be noted that the second lens array plate 82 combines the functions of the second lens array plate 80 and the imaging lens 100 in FIG.

【0015】このとき、光源20が大きさを持たない点
光源であれば、光源からの光は放物面反射鏡40によ
り、完全な平行光線となり、第1レンズアレイ板60を
通過した光は、第2レンズアレイ板82の対応する各レ
ンズの中心近傍で点になるのであるが、実際は、光源2
0は有限の大きさを持つため、放物面反射鏡40を用い
ても、第1レンズアレイ板60に入射される光は、必ず
しも平行光線にはなっておらず、光源20の大きさと放
物面反射鏡40の焦点距離から決まる有限な角度分散を
持ち、第2レンズアレイ板82の各レンズ近傍に形成さ
れる光源像は有限な大きさを持つ。そのため、図3
(1)において第2レンズアレイ板82で有効に利用で
きる光の割合、すなわち第1レンズアレイ板60の各レ
ンズを通過した光のうち、対応する第2レンズアレイ板
82の各レンズに入射できる光の割合は、第1レンズア
レイ板60と第2レンズアレイ板82の距離cと第2レ
ンズアレイ板82の各レンズの大きさとの関係で制限さ
れ、光を有効利用できないことがある。
At this time, if the light source 20 is a point light source having no size, the light from the light source becomes perfect parallel light by the parabolic reflector 40, and the light passing through the first lens array plate 60 is , A point near the center of each corresponding lens of the second lens array plate 82, but actually, the light source 2
Since 0 has a finite size, even if the parabolic reflector 40 is used, the light incident on the first lens array plate 60 is not necessarily a parallel light beam, It has a finite angular dispersion determined by the focal length of the object reflecting mirror 40, and the light source image formed near each lens of the second lens array plate 82 has a finite size. Therefore, FIG.
In (1), the ratio of light that can be effectively used by the second lens array plate 82, that is, of the light that has passed through each lens of the first lens array plate 60, can be incident on the corresponding lens of the second lens array plate 82. The ratio of light is limited by the relationship between the distance c between the first lens array plate 60 and the second lens array plate 82 and the size of each lens of the second lens array plate 82, and light may not be used effectively.

【0016】この発明の場合においては、図3(2)に
示すように光源20、放物面反射鏡40、レンズに外向
きの偏心を持たせた第1レンズアレイ板61の外形、第
1レンズアレイ板61を構成する各レンズと被照射面1
40の寸法及び第1レンズアレイ板61と第2レンズア
レイ板81の距離a及び第2レンズアレイ板81と被照
射面140の距離bを、図3(1)の光源20、放物面
反射鏡40、第1レンズアレイ板60の外形、各レンズ
と被照射面140の寸法及び第1レンズアレイ板60と
第2レンズアレイ板82の距離c及び第2レンズアレイ
板82と被照射面140の距離dと同じとすると、第1
レンズアレイ板61のレンズに外向きの偏心を持たせる
ことにより、主光線201は第1レンズアレイ板61の
レンズで外向きに曲げられ、それに伴い、第2レンズア
レイ板81のレンズを図3(1)の第2レンズアレイ板
82のレンズより大きくすることができるため、第2レ
ンズアレイ板81で有効に利用できる光の割合が増加
し、被照射面140に効率よく光を照射できる。
In the case of the present invention, as shown in FIG. 3B, the light source 20, the parabolic reflector 40, the outer shape of the first lens array plate 61 having outward decentered lenses, Each lens constituting the lens array plate 61 and the irradiated surface 1
The dimension 40 and the distance a between the first lens array plate 61 and the second lens array plate 81 and the distance b between the second lens array plate 81 and the irradiated surface 140 are determined by the light source 20 and the parabolic reflection shown in FIG. Mirror 40, outer shape of first lens array plate 60, dimensions of each lens and irradiated surface 140, distance c between first lens array plate 60 and second lens array plate 82, and second lens array plate 82 and irradiated surface 140 If the distance d is the same as
By giving the lens of the lens array plate 61 outward decentering, the principal ray 201 is bent outward by the lens of the first lens array plate 61, and accordingly, the lens of the second lens array plate 81 is moved in FIG. Since the size of the lens of the second lens array plate 82 of (1) can be made larger, the ratio of light that can be effectively used by the second lens array plate 81 increases, and light can be efficiently radiated to the irradiation surface 140.

【0017】また、この発明の場合においては、図3
(3)に示すように、レンズに外向きの偏心を持たせた
第1レンズアレイ板62は図3(1)のレンズアレイ板
60と同数のレンズを有し、光源20、第2レンズアレ
イ板83の外形、各レンズと、被照射面140の寸法及
び第2レンズアレイ板83と被照射面140の距離fを
図3(1)の光源20、第2レンズアレイ板82の外
形、各レンズと被照射面140の寸法及び第2レンズア
レイ板82と被照射面140の距離dと同じとすると、
第1レンズアレイ板62のレンズに外向きの偏心を持た
せることにより、主光線204が外向きに曲げられるこ
とから、放物面反射鏡41及び第1レンズアレイ板62
を図3(1)の放物面反射鏡40及び第1レンズアレイ
板60より小型化できる。このとき、第1レンズアレイ
板62と第2レンズアレイ板83の距離eは(第1レン
ズアレイ板62の各レンズの寸法)/(被照射面140
の寸法)≒e/fとなるように決定されるが、第1レン
ズアレイ板62の各レンズの寸法は図3(1)の第1ア
レイ板60の各レンズの寸法より小さいことから、第1
レンズアレイ板62と第2レンズアレイ板83の距離e
は、図3(1)の第1レンズアレイ板60と第2レンズ
アレイ板82の距離cより短くなる。ここで、放物面反
射鏡41が同図(1)の放物面反射鏡40より小型化さ
れたことによって、出射される光の角度分散が増加する
ことによる、第2レンズアレイ板83で有効に利用でき
る光の割合の減少と、第2レンズアレイ板83の各レン
ズの大きさは図3(1)の第2レンズアレイ板82の各
レンズの大きさと同じで、第1レンズアレイ板62と第
2レンズアレイ板83の距離eが図3(1)の第1レン
ズアレイ板60と第2レンズアレイ板82の距離cより
短かくなることにより、第2レンズアレイ板83で有効
に利用できる光の割合の増加が、ほぼ等しくできること
により、光の利用効率を減少させずに照明光学系装置を
小型化できる。
In the case of the present invention, FIG.
As shown in (3), the first lens array plate 62 having the lens decentered outward has the same number of lenses as the lens array plate 60 of FIG. 3A, and the light source 20 and the second lens array. The outer shape of the plate 83, the size of each lens and the irradiated surface 140, and the distance f between the second lens array plate 83 and the irradiated surface 140 are determined by the outer shape of the light source 20 and the second lens array plate 82 in FIG. Assuming that the dimensions of the lens and the irradiated surface 140 and the distance d between the second lens array plate 82 and the irradiated surface 140 are the same,
When the lens of the first lens array plate 62 is decentered outward, the principal ray 204 is bent outward, so that the parabolic reflector 41 and the first lens array plate 62
Can be made smaller than the parabolic reflector 40 and the first lens array plate 60 of FIG. At this time, the distance e between the first lens array plate 62 and the second lens array plate 83 is (dimension of each lens of the first lens array plate 62) / (the irradiated surface 140
The dimension of each lens of the first lens array plate 62 is smaller than the dimension of each lens of the first array plate 60 in FIG. 1
Distance e between lens array plate 62 and second lens array plate 83
Is shorter than the distance c between the first lens array plate 60 and the second lens array plate 82 in FIG. Here, since the parabolic reflector 41 is smaller than the parabolic reflector 40 in FIG. 1A, the angular dispersion of the emitted light increases. The ratio of the light that can be used effectively is reduced, and the size of each lens of the second lens array plate 83 is the same as the size of each lens of the second lens array plate 82 in FIG. When the distance e between the first lens array plate 62 and the second lens array plate 83 is shorter than the distance c between the first lens array plate 60 and the second lens array plate 82 in FIG. Since the increase in the ratio of available light can be made substantially equal, the size of the illumination optical system device can be reduced without reducing the light use efficiency.

【0018】図4はこの発明の実施の形態1である照明
光学系装置の他の構成を示す概略図である。なお、図1
と同一の部分については同一の符号を付すことにより個
々の説明は省略する。図において、63は第1レンズア
レイ板、84は第2レンズアレイ板、101は結像レン
ズ、124はフィールドレンズ及び205は主光線であ
る。第1レンズアレイ板63は、放物面反射鏡40から
出射される光束200をほぼすべて取り込み、被照射面
140とほぼ相似な形のレンズを複数個有し、少なくと
も一つのレンズは外向きの偏心を持っている。また、第
2レンズアレイ板84は第1レンズアレイ板63の各レ
ンズに対応する複数のレンズを有する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing another configuration of the illumination optical system device according to the first embodiment of the present invention. FIG.
The same reference numerals are given to the same parts as those described above, and the individual description is omitted. In the figure, 63 is a first lens array plate, 84 is a second lens array plate, 101 is an imaging lens, 124 is a field lens, and 205 is a principal ray. The first lens array plate 63 takes in almost all of the light beam 200 emitted from the parabolic reflector 40, has a plurality of lenses having a shape substantially similar to the surface to be irradiated 140, and at least one lens is directed outward. Have eccentricity. The second lens array plate 84 has a plurality of lenses corresponding to each lens of the first lens array plate 63.

【0019】光源20から放射された光は放物面反射鏡
40により、ほぼ平行光として第1レンズアレイ板63
に入射される。第1レンズアレイ板63の各レンズは対
応する第2レンズアレイ板84の各レンズ近傍に光源像
を形成し、第2レンズアレイ板84は通過する光を結像
レンズ101に伝達し、第1レンズアレイ板63の各レ
ンズの近傍の像は、対応する第2レンズアレイ板84の
各レンズと結像レンズ101によって、被照射面140
近傍に重畳結像され、フィールドレンズ124は結像レ
ンズ101からの光の発散を押さえ、被照射面140へ
伝達する。ここで、第1レンズアレイ板63の各レンズ
のうち少なくとも一つのレンズは外向きの偏心を持たせ
ているので、主光線205は外向きに曲げられ、それに
伴い、第2レンズアレイ板84のレンズを大きくでき、
第1レンズアレイ板63を通過した光のうち、対応する
第2レンズアレイ板84の各レンズに入射できる光の割
合が増加することにより、効率よく被照射面140を照
射することができる。
The light emitted from the light source 20 is converted by the parabolic reflector 40 into substantially parallel light by the first lens array plate 63.
Is incident on. Each lens of the first lens array plate 63 forms a light source image near each lens of the corresponding second lens array plate 84, and the second lens array plate 84 transmits the passing light to the imaging lens 101, The image near each lens of the lens array plate 63 is illuminated by the corresponding lens of the second lens array plate 84 and the imaging lens 101 onto the illuminated surface 140.
The image is superimposed and formed in the vicinity, and the field lens 124 suppresses the divergence of the light from the imaging lens 101 and transmits the light to the irradiation surface 140. Here, since at least one of the lenses of the first lens array plate 63 has an outward eccentricity, the principal ray 205 is bent outward, and accordingly, the principal ray 205 of the second lens array plate 84 The lens can be enlarged,
By increasing the proportion of the light that has passed through the first lens array plate 63 and can be incident on each lens of the corresponding second lens array plate 84, the irradiation surface 140 can be efficiently illuminated.

【0020】図1に示したように第2レンズアレイ板8
1によって、第2レンズアレイ板81の各レンズに対応
する第1レンズアレイ板61の各レンズの近傍の像を被
照射面近傍に重畳結像させる構成に対し、第2レンズア
レイ板84と結像レンズ101によって、第2レンズア
レイ板84の各レンズに対応する第1レンズアレイ板6
3の各レンズの近傍の像を被照射面140近傍に重畳結
像させる構成とすることにより、第2レンズアレイ板8
4と結像レンズ101の配置位置に自由度が増し、光路
中に含まれるミラー、フィルタ等の配置位置に合わせた
光路設計が可能となる。
As shown in FIG. 1, the second lens array plate 8
In contrast to the configuration in which the image in the vicinity of each lens of the first lens array plate 61 corresponding to each lens of the second lens array plate 81 is superimposed and formed near the surface to be illuminated, 1 The first lens array plate 6 corresponding to each lens of the second lens array plate 84 by the image lens 101
3 is formed so as to form an image near each lens in the vicinity of the irradiated surface 140 so that the second lens array plate 8
The degree of freedom increases in the arrangement position of the imaging lens 4 and the imaging lens 101, and the optical path can be designed in accordance with the arrangement positions of mirrors, filters, and the like included in the optical path.

【0021】なお、図4では光源20から放射された光
を被照射面140側に反射する反射鏡に放物面反射鏡を
用いているが、回転楕円体反射鏡及び球面反射鏡等の反
射鏡を用いても良い。また、図4では結像レンズを1枚
にしているが、複数の枚数で構成されていても良い。
In FIG. 4, a parabolic reflector is used as a reflector for reflecting light emitted from the light source 20 to the irradiated surface 140 side. A mirror may be used. Further, in FIG. 4, the number of imaging lenses is one, but a plurality of imaging lenses may be used.

【0022】実施の形態2.図5はこの発明の実施の形
態2である照明光学装置の構成を示す概略図である。な
お、実施の形態1と同一の部分については同一の符号を
付すことにより個々の説明は省略する。図において、6
4は第1レンズアレイ板、85は第2レンズアレイ板、
125はフィールドレンズ、160は凹レンズ、206
は主光線、207は凹レンズ160からの光束、gは第
1レンズアレイ板64と第2レンズアレイ板85の距離
及びhは第2レンズアレイ板85と被照射面140の距
離である。第1レンズアレイ板64は凹レンズ160か
らの光束207をほぼすべて取り込み、被照射面140
とほぼg/hの倍率で相似な形のレンズを複数個有して
いる。また、第2レンズアレイ板85は第1レンズアレ
イ板64の各レンズに対応する複数のレンズを有する。
Embodiment 2 FIG. FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an illumination optical device according to Embodiment 2 of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the figure, 6
4 is a first lens array plate, 85 is a second lens array plate,
125 is a field lens, 160 is a concave lens, 206
Is a principal ray, 207 is a light beam from the concave lens 160, g is a distance between the first lens array plate 64 and the second lens array plate 85, and h is a distance between the second lens array plate 85 and the irradiated surface 140. The first lens array plate 64 takes in almost all of the light flux 207 from the concave lens 160, and
And a plurality of lenses having a similar shape at a magnification of approximately g / h. The second lens array plate 85 has a plurality of lenses corresponding to each lens of the first lens array plate 64.

【0023】なお、図5では光源20から放射された光
を被照射面140側に反射する反射鏡に放物面反射鏡を
用いているが、回転楕円体反射鏡及び球面反射鏡等の反
射鏡を用いても良い。
In FIG. 5, a parabolic reflector is used as a reflector for reflecting the light emitted from the light source 20 to the surface to be irradiated 140, but the reflection of a spheroidal reflector, a spherical reflector, or the like. A mirror may be used.

【0024】次に、動作及び効果について説明する。図
6はこの発明の実施の形態2である照明光学系装置の効
果を説明するための図であり、図6(1)は従来例で図
16と同一、図6(2)はこの発明で図5と同一であ
る。なお、実施の形態1及び図5と同一の部分について
は同一の符号を付すことにより個々の説明は省略する。
図において、65は第1レンズアレイ板、86は第2レ
ンズアレイ板、126はフィールドレンズ、161は凹
レンズ、209は主光線、210は凹レンズ161から
の光束、iは第1レンズアレイ板65と第2レンズアレ
イ板86の距離及びjは第2レンズアレイ板86と被照
射面140の距離である。
Next, the operation and effect will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the illumination optical system device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 (1) is a conventional example and is the same as FIG. 16, and FIG. 6 (2) is the present invention. It is the same as FIG. The same parts as those in Embodiment 1 and FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
In the figure, reference numeral 65 denotes a first lens array plate, 86 denotes a second lens array plate, 126 denotes a field lens, 161 denotes a concave lens, 209 denotes a principal ray, 210 denotes a light beam from the concave lens 161, and i denotes the first lens array plate 65. The distance between the second lens array plate 86 and j is the distance between the second lens array plate 86 and the surface 140 to be irradiated.

【0025】まず、図6(1)に示す従来の場合につい
ては、図3(1)と同じであるので説明を省略する。
First, the conventional case shown in FIG. 6A is the same as that shown in FIG.

【0026】この発明の場合においては、図6(2)に
示すように光源20、放物面反射鏡40、第1レンズア
レイ板64の外形、各レンズと被照射面140の寸法及
び第1レンズアレイ板64と第2レンズアレイ板85の
距離g及び第2レンズアレイ板85と被照射面140の
距離hを、図6(1)の光源20、放物面反射鏡40、
第1レンズアレイ板60の外形、各レンズと被照射面1
40の寸法及び第1レンズアレイ板60と第2レンズア
レイ板82の距離c及び第2レンズアレイ板82と被照
射面140の距離dと同じとすると、放物面反射鏡40
と第1レンズアレイ板64の間の光路中に凹レンズ16
0を配置することにより、光束207は光束200より
広がるため、第1レンズアレイ板64を取り込める光の
割合は、図6(1)において第1レンズ板60で取り込
める光の割合に比べ若干減少するものの、主光線206
が凹レンズ160で外向きに曲げられ、それに伴い、第
2レンズアレイ板85のレンズを図6(1)の第2レン
ズアレイ板82のレンズより大きくすることができるこ
とにより、第2レンズアレイ板85で有効に利用できる
光の割合が増加する効果の方が大きくできるため、被照
射面140に効率よく光を照射できる。
In the case of the present invention, as shown in FIG. 6 (2), the outer shape of the light source 20, the parabolic reflector 40, the first lens array plate 64, the dimensions of each lens and the illuminated surface 140, and the first The distance g between the lens array plate 64 and the second lens array plate 85 and the distance h between the second lens array plate 85 and the illuminated surface 140 are determined by the light source 20, the parabolic reflector 40 in FIG.
External shape of first lens array plate 60, each lens and irradiated surface 1
Assuming that the dimensions of the parabolic reflector 40 are the same as the distance c between the first lens array plate 60 and the second lens array plate 82 and the distance d between the second lens array plate 82 and the irradiated surface 140,
In the optical path between the first lens array plate 64 and the concave lens 16
By arranging 0, the light beam 207 spreads more than the light beam 200, so that the ratio of light that can be captured by the first lens array plate 64 is slightly smaller than the ratio of light that can be captured by the first lens plate 60 in FIG. However, the chief ray 206
Is bent outward by the concave lens 160, whereby the lens of the second lens array plate 85 can be made larger than the lens of the second lens array plate 82 in FIG. Thus, the effect of increasing the ratio of light that can be effectively used can be greater, and thus the light can be radiated to the irradiation surface 140 efficiently.

【0027】また、この発明の場合においては、図6
(3)に示すように、第1レンズアレイ板65は図6
(1)のレンズアレイ板60と同数のレンズを有し、光
源20、第2レンズアレイ板86の外形、各レンズと被
照射面140の寸法及び第2レンズアレイ板86と被照
射面140の距離jを図6(1)の光源20、第2レン
ズアレイ板82の外形と各レンズと被照射面140の寸
法及び第2レンズアレイ板82と被照射面140の距離
dと同じとすると、放物面反射鏡42と第1レンズアレ
イ板65の間の光路中に配置した凹レンズ161によっ
て、主光線209が外向きに曲げられることから、放物
面反射鏡42及び第1レンズアレイ板65を図6(1)
の放物面反射鏡40及び第1レンズアレイ板60より小
型化できる。このとき、第1レンズアレイ板65と第2
レンズアレイ板86の距離iは(第1レンズアレイ板6
5の各レンズの寸法)/(被照射面140の寸法)≒i
/jとなるように決定されるが、第1アレイ板65の各
レンズの寸法は図6(1)の第1レンズアレイ板60の
各レンズの寸法より小さいことから、第1レンズアレイ
板65と第2レンズアレイ板86の距離iは、図6
(1)の第1レンズアレイ板60と第2レンズアレイ板
82の距離cより短かくなる。ここで、放物面反射鏡4
2が図6(1)の放物面反射鏡40より小型化されたこ
とによって、出射される光の角度分散が増加したことに
より、第2レンズアレイ板86で有効に利用できる光の
割合の減少と、第2レンズアレイ板86の各レンズの大
きさは図6(1)の第2レンズアレイ板82の各レンズ
の大きさと同じで、第1レンズアレイ板65と第2レン
ズアレイ板86の距離iが図6(1)の第1レンズアレ
イ板60と第2レンズアレイ板82の距離cより短かく
なることにより、第2レンズアレイ板86で有効に利用
できる光の割合の増加が、ほぼ等しくできることによ
り、光の利用効率を減少させずに照明光学系装置を小型
化できる。
In the case of the present invention, FIG.
As shown in (3), the first lens array plate 65 is
It has the same number of lenses as the lens array plate 60 of (1), the light source 20, the outer shape of the second lens array plate 86, the dimensions of each lens and the irradiated surface 140, and the dimensions of the second lens array plate 86 and the irradiated surface 140. Assuming that the distance j is the same as the outer shape of the light source 20, the second lens array plate 82, the dimensions of each lens and the irradiated surface 140, and the distance d between the second lens array plate 82 and the irradiated surface 140 in FIG. Since the chief ray 209 is bent outward by the concave lens 161 arranged in the optical path between the parabolic reflector 42 and the first lens array plate 65, the parabolic reflector 42 and the first lens array plate 65 In FIG. 6 (1)
Can be made smaller than the parabolic reflector 40 and the first lens array plate 60. At this time, the first lens array plate 65 and the second
The distance i of the lens array plate 86 is (first lens array plate 6
5) / (dimension of irradiated surface 140) ≒ i
/ J, since the size of each lens of the first array plate 65 is smaller than the size of each lens of the first lens array plate 60 in FIG. The distance i between the lens and the second lens array plate 86 is as shown in FIG.
The distance c between the first lens array plate 60 and the second lens array plate 82 in (1) is shorter. Here, the parabolic reflector 4
6 is smaller than the parabolic reflector 40 of FIG. 6A, the angular dispersion of the emitted light is increased, and the ratio of the light that can be effectively used by the second lens array plate 86 is reduced. The reduction and the size of each lens of the second lens array plate 86 are the same as the size of each lens of the second lens array plate 82 in FIG. 6A, and the first lens array plate 65 and the second lens array plate 86 Is shorter than the distance c between the first lens array plate 60 and the second lens array plate 82 in FIG. 6A, the ratio of light that can be effectively used by the second lens array plate 86 increases. , The illumination optical system can be downsized without reducing the light use efficiency.

【0028】図7はこの発明の実施の形態2である照明
光学系装置の他の構成を示す概略図である。なお、実施
の形態1と同一の部分については同一の符号を付すこと
により、個々の説明は省略する。図において、66は第
1レンズアレイ板、87は第2レンズアレイ板、127
はフィールドレンズ、162は凹レンズ、102は結像
レンズ、211は主光線及び212は凹レンズ162か
らの光束である。第1レンズアレイ板66は凹レンズ1
62からの光束212をほぼすべて取り込み、前記被照
射面140とほぼ相似な形のレンズを複数個有してい
る。また、第2レンズアレイ板87は第1レンズアレイ
板66の各レンズに対応する複数のレンズを有する。
FIG. 7 is a schematic diagram showing another configuration of the illumination optical system device according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the figure, 66 is a first lens array plate, 87 is a second lens array plate, 127
Denotes a field lens, 162 denotes a concave lens, 102 denotes an imaging lens, 211 denotes a principal ray, and 212 denotes a light beam from the concave lens 162. The first lens array plate 66 is a concave lens 1
Almost all of the light flux 212 from 62 is taken in, and a plurality of lenses having a shape substantially similar to the irradiated surface 140 are provided. The second lens array plate 87 has a plurality of lenses corresponding to each lens of the first lens array plate 66.

【0029】光源20から放射された光は放物面反射鏡
40により、ほぼ平行光として凹レンズ162に入射
し、凹レンズ162により主光線を外側に曲げられ第1
レンズアレイ板66に入射される。第1レンズアレイ板
66の各レンズは、対応する第2レンズアレイ板87の
各レンズ近傍に光源像を形成し、第2レンズアレイ板8
7は通過する光を結像レンズ102に伝達し、第1レン
ズアレイ板66の各レンズの近傍の像は、第2レンズア
レイ板87の各レンズと結像レンズ102によって、被
照射面140近傍に重畳結像され、フィールドレンズ1
27は結像レンズ102からの光の発散を押さえ、結像
レンズ102からの光を被照射面140へ伝達する。こ
こで、凹レンズ162により主光線を外側に曲げている
ので、第2レンズアレイ板87のレンズを大きくでき、
第1レンズアレイ板66を通過した光のうち、対応する
第2レンズアレイ板87の各レンズに入射できる光の割
合が増加することにより、効率よく被照射面140を照
射することができる。
The light radiated from the light source 20 is incident on the concave lens 162 as substantially parallel light by the parabolic reflector 40, and the principal ray is bent outward by the concave lens 162, so that the first light is bent.
The light is incident on the lens array plate 66. Each lens of the first lens array plate 66 forms a light source image near each corresponding lens of the second lens array plate 87, and the second lens array plate 8
Reference numeral 7 transmits the passing light to the imaging lens 102, and an image near each lens of the first lens array plate 66 is formed near each of the irradiation surface 140 by each lens of the second lens array plate 87 and the imaging lens 102. Image is superimposed on the field lens 1
27 suppresses the divergence of the light from the imaging lens 102 and transmits the light from the imaging lens 102 to the irradiated surface 140. Here, since the principal ray is bent outward by the concave lens 162, the lens of the second lens array plate 87 can be enlarged,
By increasing the proportion of the light that has passed through the first lens array plate 66 and can be incident on each lens of the corresponding second lens array plate 87, the irradiation surface 140 can be efficiently illuminated.

【0030】図5に示したように、第2レンズアレイ板
85によって、第2レンズアレイ板85の各レンズに対
応する第1レンズアレイ板64の各レンズの近傍の像を
被照射面140近傍に重畳結像させる構成に対し、第2
レンズアレイ板87と結像レンズ102によって、第2
レンズアレイ板87の各レンズに対応する第1レンズア
レイ板66の各レンズの近傍の像を被照射面140近傍
に重畳結像させる構成とすることにより、第2レンズア
レイ板87と結像レンズ102の配置位置に自由度が増
し、光路中に含まれるミラー、フィルタ等の配置位置に
合わせた光路設計が可能となる。
As shown in FIG. 5, an image in the vicinity of each lens of the first lens array plate 64 corresponding to each lens of the second lens array plate 85 is formed by the second lens array plate 85 in the vicinity of the irradiated surface 140. In contrast to the configuration in which
The second lens array plate 87 and the imaging lens 102
By forming an image near each lens of the first lens array plate 66 corresponding to each lens of the lens array plate 87 so as to be superimposed and formed near the irradiated surface 140, the second lens array plate 87 and the imaging lens are formed. The degree of freedom increases in the arrangement position of the optical path 102, and it becomes possible to design an optical path in accordance with the arrangement position of mirrors, filters, and the like included in the optical path.

【0031】なお、図7では光源20から放射された光
を被照射面140側に反射する反射鏡に放物面反射鏡を
用いているが、回転楕円体反射鏡及び球面反射鏡等の反
射鏡を用いても良い。また、図7では結像レンズを1枚
にしているが、複数の枚数で構成されていても良い。
In FIG. 7, a parabolic reflecting mirror is used as a reflecting mirror for reflecting light emitted from the light source 20 to the irradiated surface 140 side. A mirror may be used. In FIG. 7, the number of imaging lenses is one, but the number of imaging lenses may be plural.

【0032】図8はこの発明の実施の形態2である照明
光学系装置のさらに他の構成を示す概略図である。な
お、実施の形態1と同一の部分については同一の符号を
付すことにより、個々の説明は省略する。図において、
50は回転楕円体反射鏡、67は第1レンズアレイ板、
88は第2レンズアレイ板、103は結像レンズ、12
8はフィールドレンズ、163は凹レンズ、213は回
転楕円体反射鏡50から出射される光束、214は回転
楕円体鏡50の焦点から放射され、回転楕円体鏡50を
介し第1レンズアレイ板67の各レンズの中心を通る光
線、215は凹レンズ163からの光束、kは第1レン
ズアレイ板67と第2レンズアレイ板88の距離及びl
は結像レンズ103と被照射面140の距離である。第
1レンズアレイ板67は光束215をほぼすべて取り込
み、焦点距離がほぼ第1レンズアレイ板67と第2レン
ズアレイ板88の距離kであり、被照射面140とほぼ
k/lの倍率で相似な形で偏心を持たないレンズを複数
個有している。また、第2レンズアレイ板88は第1レ
ンズアレイ板67と同じ仕様のものである。
FIG. 8 is a schematic diagram showing still another configuration of the illumination optical system device according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the figure,
50 is a spheroidal reflecting mirror, 67 is a first lens array plate,
88 is a second lens array plate, 103 is an imaging lens, 12
8 is a field lens, 163 is a concave lens, 213 is a light beam emitted from the spheroidal reflecting mirror 50, 214 is radiated from the focal point of the spheroidal mirror 50, and passes through the spheroidal mirror 50 of the first lens array plate 67. A ray passing through the center of each lens, 215 is a light flux from the concave lens 163, k is a distance between the first lens array plate 67 and the second lens array plate 88 and l
Is the distance between the imaging lens 103 and the irradiated surface 140. The first lens array plate 67 takes in almost all of the light flux 215, and the focal length is approximately the distance k between the first lens array plate 67 and the second lens array plate 88, and is similar to the irradiated surface 140 at a magnification of approximately k / l. It has a plurality of lenses that do not have eccentricity in a simple manner. The second lens array plate 88 has the same specifications as the first lens array plate 67.

【0033】光源20から放射された光は回転楕円体反
射鏡50により、集束光線として凹レンズ163に入射
し、凹レンズ163は光線214を第1レンズアレイ板
67の各レンズにほぼ平行で入射するように外側に曲げ
る。第1レンズアレイ板67の各レンズの焦点距離が第
1レンズアレイ板67と第2レンズアレイ板88の距離
kであるため、第1レンズアレイ板67の各レンズを通
過した光は対応する第2レンズ板88の各レンズ近傍に
光源の像を形成し、第2レンズアレイ板88は、各レン
ズの焦点距離が第1レンズアレイ板67と第2レンズア
レイ板88の距離kであることにより、第1レンズアレ
イ板67の各レンズの中心からの発散光を平行光として
結像レンズ103に伝達する。第1レンズアレイ板67
の各レンズの近傍の像は、対応する第2レンズアレイ板
88の各レンズと結像レンズ103によって、被照射面
140近傍に重畳結像され、フィールドレンズ128は
結像レンズ103からの光の発散を押さえ、被照射面1
40へ伝達することにより、効率よく被照射面140を
照射する。ゆえに、第1レンズアレイ板67と第2レン
ズアレイ板88を同一仕様のレンズアレイ板とすること
ができ、安価に光の利用効率の良い照明光学系を得るこ
とができる。
The light emitted from the light source 20 is incident on the concave lens 163 as a convergent light by the spheroidal reflecting mirror 50, and the concave lens 163 makes the light ray 214 incident on each lens of the first lens array plate 67 almost in parallel. Bend outwards. Since the focal length of each lens of the first lens array plate 67 is the distance k between the first lens array plate 67 and the second lens array plate 88, the light passing through each lens of the first lens array plate 67 corresponds to the first lens array plate 67. An image of a light source is formed near each lens of the two-lens plate 88, and the second lens array plate 88 has a focal length of each lens equal to the distance k between the first lens array plate 67 and the second lens array plate 88. The divergent light from the center of each lens of the first lens array plate 67 is transmitted to the imaging lens 103 as parallel light. First lens array plate 67
Are superimposed and imaged in the vicinity of the irradiated surface 140 by the corresponding lenses of the second lens array plate 88 and the imaging lens 103, and the field lens 128 is formed of the light from the imaging lens 103. Suppress divergence, irradiated surface 1
By transmitting the light to the surface 40, the irradiation surface 140 is efficiently irradiated. Therefore, the first lens array plate 67 and the second lens array plate 88 can be a lens array plate having the same specifications, and an illumination optical system with good light use efficiency can be obtained at low cost.

【0034】実施の形態3.図9はこの発明の実施の形
態3である投写型表示装置の構成を示す概略図である。
なお、実施の形態1及び実施の形態2と同一の部分につ
いては同一の符号を付すことにより個々の説明は省略す
る。図において、141は映像信号に応じて光変調する
透過型液晶等のライトバルブであり、実施の形態1、2
における被照射面に対応する。68は第1レンズアレイ
板、89は第2レンズアレイ板、129はフィールドレ
ンズ、181は投写レンズ系、216は主光線、217
は投写レンズ系181で取り込める領域、mは第1レン
ズアレイ板68と第2レンズアレイ板89の距離及びn
は第2レンズアレイ板89とライトバルブ141の距離
である。第1レンズアレイ板68は放物面反射鏡40か
ら出射される光束200をほぼすべて取り込み、ライト
バルブ141とほぼm/nの倍率で相似な形のレンズを
複数個有し、少なくとも一つのレンズは外向きの偏心を
持っている。また、第2レンズアレイ板89は第1レン
ズアレイ板68の各レンズに対応する複数のレンズを有
する。
Embodiment 3 FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of a projection display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
The same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the figure, reference numeral 141 denotes a light valve such as a transmission type liquid crystal which modulates light according to a video signal.
Corresponds to the surface to be irradiated. 68 is a first lens array plate, 89 is a second lens array plate, 129 is a field lens, 181 is a projection lens system, 216 is a principal ray, 217
Is a region that can be captured by the projection lens system 181, m is the distance between the first lens array plate 68 and the second lens array plate 89, and n is
Is the distance between the second lens array plate 89 and the light valve 141. The first lens array plate 68 takes in almost all of the light beam 200 emitted from the parabolic reflector 40, has a plurality of lenses similar in shape to the light valve 141 at a magnification of approximately m / n, and has at least one lens. Has outward eccentricity. The second lens array plate 89 has a plurality of lenses corresponding to each lens of the first lens array plate 68.

【0035】なお、図9では光源20から放射された光
をライトバルブ141側に反射する反射鏡に放物面反射
鏡を用いているが、回転楕円体反射鏡及び球面反射鏡等
の反射鏡を用いても良い。
In FIG. 9, a parabolic reflector is used as a reflector for reflecting light emitted from the light source 20 to the light valve 141. However, a reflector such as a spheroidal reflector and a spherical reflector is used. May be used.

【0036】次に、動作及び効果を、従来例とこの発明
の場合について図を参照して説明する。
Next, the operation and effects of the conventional example and the case of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0037】図15は従来の投写型表示装置の構成例を
示す概略図である。なお、図3、図9及び図16と同一
の部分については同一の符号を付すことにより個々の説
明は省略する。
FIG. 15 is a schematic view showing a configuration example of a conventional projection display device. The same parts as those in FIGS. 3, 9, and 16 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

【0038】図15(1)において、光源20から放射
された光は、放物面反射鏡40により反射され、ほぼ平
行光線として第1レンズアレイ板60に入射される。第
1レンズアレイ板60は偏心を持っていないため、主光
線202の向きは第1レンズアレイ板を通過しても変化
しない。第1レンズアレイ板60を通過した光は、第1
レンズアレイ板60の各レンズから対応する第2レンズ
アレイ板82の各レンズに向かって集束し、第2レンズ
アレイ板82の各レンズ近傍に光源像を形成する。第2
レンズアレイ板82の各レンズは対応する第1レンズア
レイ板60の各レンズ近傍の像をライトバルブ141近
傍に重畳結像し、フィールドレンズ120は第2レンズ
アレイ板82からの光の発散を押さえ、ライトバルブ1
41を通過した光を投写レンズ系181へと伝達する。
In FIG. 15A, the light emitted from the light source 20 is reflected by the parabolic reflector 40 and is incident on the first lens array plate 60 as substantially parallel light. Since the first lens array plate 60 has no eccentricity, the direction of the principal ray 202 does not change even when passing through the first lens array plate. The light that has passed through the first lens array plate 60
The light is focused from each lens of the lens array plate 60 toward the corresponding lens of the second lens array plate 82 to form a light source image near each lens of the second lens array plate 82. Second
Each lens of the lens array plate 82 superimposes and forms an image near each lens of the corresponding first lens array plate 60 near the light valve 141, and the field lens 120 suppresses divergence of light from the second lens array plate 82. , Light valve 1
The light passing through 41 is transmitted to the projection lens system 181.

【0039】このとき、第2レンズアレイ板82の大き
さは主光線202の向きと第1レンズアレイ板60によ
って制限されるため、図15(2)に示すように、投写
レンズ系181で取り込める領域217に対し小さくな
り、投写レンズ系181の能力を十分に発揮できないこ
とがある。
At this time, since the size of the second lens array plate 82 is limited by the direction of the principal ray 202 and the first lens array plate 60, the size can be captured by the projection lens system 181 as shown in FIG. It may be smaller than the area 217, and the performance of the projection lens system 181 may not be sufficiently exhibited.

【0040】図10はこの発明の実施の形態3である投
写型表示装置の効果を説明するための図である。なお、
図9と同一の部分については同一の符号を付すことによ
り個々の説明は省略する。図において、93、94、9
5は第2レンズアレイ板である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the effects of the projection display apparatus according to the third embodiment of the present invention. In addition,
The same parts as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In the figure, 93, 94, 9
Reference numeral 5 denotes a second lens array plate.

【0041】図10(1)において、光源20から放射
された光は、放物面反射鏡40により反射され、ほぼ平
行光線として第1レンズアレイ板68に入射し、主光線
216は第1レンズアレイ板68により外側に曲がり、
第1レンズアレイ板68を通過した光は、第1レンズア
レイ板68の各レンズから対応する第2レンズアレイ板
89の各レンズに向かって集束し、第2レンズアレイ板
89の各レンズ近傍に光源像を形成する。第2レンズア
レイ板89の各レンズは対応する第1レンズアレイ板6
8の各レンズ近傍の像をライトバルブ141近傍に重畳
結像し、フィールドレンズ129は第2レンズアレイ板
89からの光の発散を押さえ、ライトバルブ141を通
過した光を投写レンズ系181へと伝達している。
In FIG. 10A, the light emitted from the light source 20 is reflected by the parabolic reflector 40 and is incident on the first lens array plate 68 as substantially parallel rays. Bent outward by the array plate 68,
The light that has passed through the first lens array plate 68 converges from each lens of the first lens array plate 68 toward each corresponding lens of the second lens array plate 89, and is located near each lens of the second lens array plate 89. A light source image is formed. Each lens of the second lens array plate 89 corresponds to the corresponding first lens array plate 6.
8 is superimposed and formed in the vicinity of the light valve 141, the field lens 129 suppresses the divergence of light from the second lens array plate 89, and transmits the light passing through the light valve 141 to the projection lens system 181. Has communicated.

【0042】ここで、光源20、放物面反射鏡40、第
1レンズアレイ板68の外形と各レンズの寸法、ライト
バルブ141、投写レンズ系181及び第1レンズアレ
イ板68と第2レンズアレイ板89の距離m及び第2レ
ンズアレイ板89とライトバルブ141の距離nを図1
5の光源20、放物面反射鏡40、第1レンズアレイ板
60の外形と各レンズの寸法、ライトバルブ141、投
写レンズ系181及び第1レンズアレイ板60と第2レ
ンズアレイ板82の距離c及び第2レンズアレイ板82
とライトバルブ141の距離dと同じとすると、第1レ
ンズアレイ板68のレンズに外向きの偏心を持たせてい
るため、主光線216は第1レンズアレイ板68のレン
ズで外向きに曲げられ、それに伴い、第2レンズアレイ
板89のレンズを図10(2)に示すように、投写レン
ズ系181取り込める領域217に対しやや大きめの寸
法とすることや、10図(3)に示すように、投写レン
ズ系181で取り込める領域217に対し同等の寸法と
すること、または、図10(4)に示すように第2レン
ズアレイ板のレンズの大きさをそれぞれ変化させ、投写
レンズ系181で取り込める領域217に適した形状と
することが可能となり、第1レンズアレイ板68の各レ
ンズを通過した光のうち、対応する第2レンズアレイ板
89のレンズに入射できる光の割合と、第2レンズアレ
イ板89を通過した光のうち、投写レンズ系181で取
り込める光の割合の関係を最適化することにより、効率
よく光源の光を利用し、再生画像の明るい投写型表示装
置を得ることができる。
Here, the light source 20, the parabolic reflector 40, the outer shape and the size of each lens of the first lens array plate 68, the light valve 141, the projection lens system 181 and the first lens array plate 68 and the second lens array The distance m between the plate 89 and the distance n between the second lens array plate 89 and the light valve 141 are shown in FIG.
5, light source 20, parabolic reflector 40, outer dimensions of first lens array plate 60 and dimensions of each lens, light valve 141, projection lens system 181, and distance between first lens array plate 60 and second lens array plate 82 c and the second lens array plate 82
When the distance d is equal to the distance d between the first lens array plate 68 and the light valve 141, the principal ray 216 is bent outward by the lens of the first lens array plate 68 because the lens of the first lens array plate 68 has an outward eccentricity. Accordingly, as shown in FIG. 10 (2), the lens of the second lens array plate 89 is slightly larger than the area 217 in which the projection lens system 181 can be taken in, and as shown in FIG. 10 (3). The size can be made equal to the area 217 that can be captured by the projection lens system 181 or the size of the lens of the second lens array plate can be changed as shown in FIG. It becomes possible to make the shape suitable for the region 217, and of the light that has passed through each lens of the first lens array plate 68, it enters the corresponding lens of the second lens array plate 89. By optimizing the relationship between the ratio of the light that can be generated and the ratio of the light that can be captured by the projection lens system 181 of the light that has passed through the second lens array plate 89, the light from the light source is efficiently used and the reproduced image is bright. A projection display device can be obtained.

【0043】図11はこの発明の実施の形態3である照
明光学系装置の他の構成を示す概略図である。図におい
て、301は光源、302は回転楕円体反射鏡、303
は紫外線及び赤外線を吸収または反射するフィルタ、3
04は第一レンズアレイ板、305は第2レンズアレイ
板、306、307、308及び309はミラー、31
0、311及び312は結像レンズ、313、314は
所定の範囲の波長の光を反射または透過するダイクロイ
ックミラー、315、316及び317はフィールドレ
ンズ、318、319及び320はライトバルブ、32
1は各ライトバルブ318、319、320を通過した
光を合成するダイクロイックプリズム、322は投写レ
ンズ系である。第1レンズアレイ板304は回転楕円体
反射鏡302からの光束をほぼすべて取り込み、ライト
バルブ318、319、320とほぼ相似な形のレンズ
を複数個有し、少なくとも一つのレンズは外向きの偏心
を持っている。また、第2レンズアレイ板305は第1
レンズアレイ板304の各レンズに対応する複数のレン
ズを有している。
FIG. 11 is a schematic diagram showing another configuration of the illumination optical system device according to the third embodiment of the present invention. In the figure, 301 is a light source, 302 is a spheroidal reflecting mirror, 303
Are filters that absorb or reflect ultraviolet and infrared light;
04 is a first lens array plate, 305 is a second lens array plate, 306, 307, 308 and 309 are mirrors, 31
Numerals 0, 311 and 312 are imaging lenses, 313 and 314 are dichroic mirrors that reflect or transmit light in a predetermined range of wavelengths, 315, 316 and 317 are field lenses, 318, 319 and 320 are light valves, 32
Reference numeral 1 denotes a dichroic prism that synthesizes light that has passed through each of the light valves 318, 319, and 320. Reference numeral 322 denotes a projection lens system. The first lens array plate 304 captures almost all the light flux from the spheroidal reflecting mirror 302, has a plurality of lenses having shapes substantially similar to the light valves 318, 319, and 320, and at least one lens has an outward eccentricity. have. Further, the second lens array plate 305 is
It has a plurality of lenses corresponding to each lens of the lens array plate 304.

【0044】光源301から放射された光は回転楕円体
反射鏡302により集束光線となり、フィルタ303で
紫外線及び赤外線を除去され、第1レンズアレイ板30
4に入射される。第1レンズアレイ板304の各レンズ
は、対応する第2レンズアレイ板305の各レンズ近傍
に光源像を形成し、第1レンズアレイ板304の各レン
ズ近傍の像は、対応する第2レンズアレイ板305の各
レンズ及び結像レンズ310、311、312によっ
て、各ライトバルブ318、319、320近傍に重畳
結像し、フィールドレンズ315、316、317は結
像レンズ310、312からの光の発散を押さえ、ライ
トバルブ318、319、320を通過した光を投射レ
ンズ系322へ伝達する。ここで、第1レンズアレイ板
304に外向きの偏心を持たせているので、第2レンズ
アレイ板305を図10で説明した概念に基づき、適し
た寸法及び形状とすることができ、再生画像の明るい投
写型表示装置を得ることができる。
The light emitted from the light source 301 becomes a focused light beam by the spheroidal reflecting mirror 302, and the ultraviolet rays and the infrared rays are removed by the filter 303, and the first lens array plate 30 is removed.
4 is incident. Each lens of the first lens array plate 304 forms a light source image near each lens of the corresponding second lens array plate 305, and an image near each lens of the first lens array plate 304 forms a corresponding second lens array. The respective lenses of the plate 305 and the imaging lenses 310, 311 and 312 form superimposed images near the respective light valves 318, 319 and 320, and the field lenses 315, 316 and 317 emit light from the imaging lenses 310 and 312. And transmits the light passing through the light valves 318, 319, and 320 to the projection lens system 322. Here, since the first lens array plate 304 is provided with outward eccentricity, the second lens array plate 305 can have an appropriate size and shape based on the concept described with reference to FIG. , A bright projection display device can be obtained.

【0045】実施の形態4.図12はこの発明の実施の
形態4である投写型表示装置の構成を示す概略図であ
る。なお、図9と同一の部分については同一の符号を付
すことにより個々の説明は省略する。図において、69
は第1レンズアレイ板、90は第2レンズアレイ板、1
30はフィールドレンズ、164は凹レンズ、218は
主光線、219は凹レンズからの光束、oは第1レンズ
アレイ板と第2レンズアレイ板の距離及びpは第2レン
ズアレイ板とライトバルブ141の距離である。第1レ
ンズアレイ板69は、凹レンズ164から出射される光
束219をほぼすべて取り込み、ライトバルブ141と
ほぼo/pの倍率で相似な形のレンズを複数個有してい
る。また、第2レンズアレイ板90は第1レンズアレイ
板69の各レンズに対応する複数のレンズを有する。
Embodiment 4 FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of a projection display apparatus according to Embodiment 4 of the present invention. The same parts as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In the figure, 69
Is a first lens array plate, 90 is a second lens array plate, 1
30 is a field lens, 164 is a concave lens, 218 is a principal ray, 219 is a light beam from the concave lens, o is the distance between the first lens array plate and the second lens array plate, and p is the distance between the second lens array plate and the light valve 141. It is. The first lens array plate 69 takes in almost all the light flux 219 emitted from the concave lens 164, and has a plurality of lenses similar in shape to the light valve 141 at a magnification of approximately o / p. The second lens array plate 90 has a plurality of lenses corresponding to each lens of the first lens array plate 69.

【0046】なお、図12では光源20から放射された
光をライトバルブ141側に反射する反射鏡に放物面反
射鏡を用いているが、回転楕円体反射鏡及び球面反射鏡
等の反射鏡を用いても良い。
In FIG. 12, a parabolic reflector is used as a reflector for reflecting the light emitted from the light source 20 to the light valve 141, but a reflector such as a spheroidal reflector and a spherical reflector is used. May be used.

【0047】次に、動作及び効果を従来例とこの発明の
場合について、図を参照して説明する。
Next, the operation and effect of the conventional example and the case of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0048】図15は従来の投写型表示装置の構成を示
す概略図である。なお、図15に示す従来の場合につい
ては先に説明をしたので、説明を省略する。
FIG. 15 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional projection display device. It should be noted that the conventional case shown in FIG.

【0049】この発明の場合について図13に示す。図
13はこの発明の実施の形態4である投写型表示装置の
効果を説明するための図である。なお、図12と同一の
部分については同一の符号を付すことにより個々の説明
は省略する。図において、96、97及び98は第2レ
ンズアレイ板である。
FIG. 13 shows the case of the present invention. FIG. 13 is a diagram for explaining an effect of the projection display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In the figure, reference numerals 96, 97 and 98 are second lens array plates.

【0050】図13(1)において、光源20から放射
された光は、放物面反射鏡40により反射され、ほぼ平
行光線として凹レンズ164に入射し、主光線218は
凹レンズ164により外側に曲がり、第1レンズアレイ
板69を通過した光は、第1レンズアレイ板69の各レ
ンズから対応する第2レンズアレイ板90の各レンズに
向かって集束し、第2レンズアレイ板90の各レンズ近
傍に光源像を形成する。第2レンズアレイ板90の各レ
ンズは対応する第1レンズアレイ板69の各レンズ近傍
の像をライトバルブ141近傍に重畳結像し、フィール
ドレンズ130は第2レンズアレイ板90からの光の発
散を押さえ、ライトバルブ141を通過した光を投写レ
ンズ系181へと伝達している。
In FIG. 13A, the light emitted from the light source 20 is reflected by the parabolic reflecting mirror 40 and is incident on the concave lens 164 as substantially parallel rays, and the principal ray 218 is bent outward by the concave lens 164. The light that has passed through the first lens array plate 69 converges from each lens of the first lens array plate 69 toward each corresponding lens of the second lens array plate 90, and is located near each lens of the second lens array plate 90. A light source image is formed. Each lens of the second lens array plate 90 superimposes and forms an image near each lens of the corresponding first lens array plate 69 near the light valve 141, and the field lens 130 diverges light from the second lens array plate 90. , And the light passing through the light valve 141 is transmitted to the projection lens system 181.

【0051】ここで、光源20、放物面反射鏡40、第
1レンズアレイ板69の外形と各レンズの寸法、ライト
バルブ141、投写レンズ系181及び第1レンズアレ
イ板69と第2レンズアレイ板90の距離o及び第2レ
ンズアレイ板90とライトバルブ141の距離pを図1
5の光源20、放物面反射鏡40、第1レンズアレイ板
60の外形と各レンズの寸法、ライトバルブ141、投
写レンズ系181及び第1レンズアレイ板60と第2レ
ンズアレイ板82の距離c及び第2レンズアレイ板82
とライトバルブ141の距離dと同じとすると、放物面
反射鏡40と第1レンズアレイ板69の間の光路中に凹
レンズ164を配置しているため、主光線218は凹レ
ンズ164で外向きに曲げられ、それに伴い、第2レン
ズアレイ板90のレンズを図13(2)に示すように、
投写レンズ系181で取り込める領域217に対しやや
大きめの寸法とすることや、図13(3)に示すよう
に、投写レンズ系181で取り込める領域217に対し
同等の寸法とすること、または、図13(4)に示すよ
うに第2レンズアレイ板のレンズの大きさをそれぞれ変
化させ、投写レンズ系181で取り込める領域217に
適した形状とすることが可能となり、第1レンズアレイ
板69の各レンズを通過した光のうち、対応する第2レ
ンズアレイ板90のレンズに入射できる光の割合と、第
2レンズアレイ板90を通過した光のうち、投写レンズ
系181で取り込める光の割合の関係を最適化すること
により、効率よく光源の光を利用し、再生画像の明るい
投写型表示装置を得ることができる。
Here, the light source 20, the parabolic reflector 40, the outer shape and the size of each lens of the first lens array plate 69, the light valve 141, the projection lens system 181 and the first lens array plate 69 and the second lens array The distance o between the plate 90 and the distance p between the second lens array plate 90 and the light valve 141 are shown in FIG.
5, light source 20, parabolic reflector 40, outer dimensions of first lens array plate 60 and dimensions of each lens, light valve 141, projection lens system 181, and distance between first lens array plate 60 and second lens array plate 82 c and the second lens array plate 82
If the distance d is equal to the distance d between the light valve 141 and the light valve 141, since the concave lens 164 is arranged in the optical path between the parabolic reflector 40 and the first lens array plate 69, the chief ray 218 is directed outward by the concave lens 164. The lens of the second lens array plate 90 is bent as shown in FIG.
The area 217 that can be captured by the projection lens system 181 has a slightly larger size, or the area 217 that can be captured by the projection lens system 181 has the same size as shown in FIG. As shown in (4), the size of each lens of the second lens array plate can be changed to a shape suitable for the area 217 that can be captured by the projection lens system 181, and each lens of the first lens array plate 69 can be formed. The relationship between the ratio of the light that can enter the corresponding lens of the second lens array plate 90 and the ratio of the light that can be captured by the projection lens system 181 among the light that has passed through the second lens array plate 90 in the light that has passed through By optimizing, a projection display device with a bright reproduced image can be obtained by efficiently using the light of the light source.

【0052】図14はこの発明の実施の形態4である照
明光学系装置の他の構成を示す概略図である。なお、図
12と同一の部分については同一の符号を付すことによ
り個々の説明は省略する。図において、323は凹レン
ズ、324は第1レンズアレイ板である。第1レンズア
レイ板324は回転楕円体反射鏡302からの光束をほ
ぼすべて取り込み、ライトバルブ318、319、32
0とほぼ相似な形のレンズを複数個有している。また、
第2レンズアレイ板305は第1レンズアレイ板324
の各レンズに対応する複数のレンズを有する。
FIG. 14 is a schematic diagram showing another configuration of the illumination optical system device according to the fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In the figure, 323 is a concave lens, and 324 is a first lens array plate. The first lens array plate 324 takes in almost all the light beams from the spheroidal reflecting mirror 302, and the light valves 318, 319, 32
It has a plurality of lenses having shapes substantially similar to 0. Also,
The second lens array plate 305 is the first lens array plate 324
Have a plurality of lenses corresponding to the respective lenses.

【0053】光源301から放射された光は回転楕円体
反射鏡302により集束光線となり、フィルタ303で
紫外線及び赤外線を除去され、凹レンズ323に入射さ
れ、凹レンズ323は入射する光線を外向きに曲げて第
1レンズアレイ板324に伝達する。第1レンズアレイ
板324の各レンズは、対応する第2レンズアレイ板3
05の各レンズ近傍に光源像を形成し、第1レンズアレ
イ板324の各レンズ近傍の像は、第2レンズアレイ板
305及び結像レンズ310、311、312によっ
て、各ライトバルブ318、319、320近傍に重畳
結像し、フィールドレンズ315、316、317は結
像レンズ310、312からの光の発散を押さえ、ライ
トバルブ318、319、320を通過した光を投射レ
ンズ系322へ伝達する。ここで、凹レンズ323によ
り第1レンズアレイ板324に入射する光線の向きを外
向きに曲がるので、第2レンズアレイ板305を図13
で説明した概念に基づき、適した寸法及び形状とするこ
とができ、再生画像の明るい投写型表示装置を得ること
ができる。
The light emitted from the light source 301 is turned into a convergent light beam by the spheroidal reflecting mirror 302, the ultraviolet light and the infrared light are removed by the filter 303, the light is incident on the concave lens 323, and the concave lens 323 bends the incident light beam outward. The light is transmitted to the first lens array plate 324. Each lens of the first lens array plate 324 has a corresponding second lens array plate 3
A light source image is formed in the vicinity of each lens of the first lens array 05, and an image in the vicinity of each lens of the first lens array plate 324 is formed by the second lens array plate 305 and the imaging lenses 310, 311, 312 by each light valve 318, 319, The field lenses 315, 316, and 317 suppress the divergence of light from the imaging lenses 310 and 312, and transmit the light passing through the light valves 318, 319, and 320 to the projection lens system 322. Here, since the direction of the light beam incident on the first lens array plate 324 is bent outward by the concave lens 323, the second lens array plate 305 is
Based on the concept described in the above, suitable dimensions and shapes can be obtained, and a projection display device with a bright reproduced image can be obtained.

【0054】[0054]

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0055】請求項1に係る照明光学系装置において
は、光源、反射鏡、第1レンズ板及び被照射面を所定の
大きさとした場合、第1レンズアレイ板のレンズのうち
少なくとも一つのレンズに外向きの偏心を持たせたの
で、第2レンズアレイ板のレンズを大きくすることが可
能となり、第1レンズアレイ板のレンズを通過した光の
うち、対応する第2レンズアレイ板のレンズに入射する
光の割合を増加させることが可能となり、光源からの光
を効率よく被照射面に照射することが可能となる。
In the illumination optical system according to the first aspect, when the light source, the reflecting mirror, the first lens plate, and the surface to be illuminated have predetermined sizes, at least one of the lenses of the first lens array plate is provided. The outward eccentricity makes it possible to increase the size of the lens of the second lens array plate, and the light that has passed through the lens of the first lens array plate is incident on the corresponding lens of the second lens array plate. It is possible to increase the ratio of the light to be emitted, and it is possible to efficiently irradiate the light from the light source to the irradiated surface.

【0056】また、光源、第2レンズ板及び、被照射面
を所定の大きさとした場合、第1レンズアレイ板のレン
ズのうち少なくとも一つのレンズに外向きの偏心を持た
せたので、光利用効率を落とすことなく反射鏡、第1レ
ンズアレイ板及び第1レンズアレイ板と第2レンズアレ
イ板との距離を小さくまたは短くでき、小型な照明光学
系装置で光源からの光を効率よく被照射面に照射するこ
とが可能となる。
When the light source, the second lens plate, and the surface to be illuminated have predetermined sizes, at least one of the lenses of the first lens array plate has an outward eccentricity. The reflector, the first lens array plate, and the distance between the first lens array plate and the second lens array plate can be reduced or shortened without reducing the efficiency, and the light from the light source can be efficiently irradiated with a small illumination optical system device. It is possible to irradiate the surface.

【0057】また、光源、反射鏡、第1レンズ板及び被
照射面を所定の大きさとした場合、光源からの光を被照
射面側に反射する反射鏡と第1レンズアレイ板の間の光
路中に凹レンズを配置したので、第2レンズアレイ板の
レンズを大きくすることが可能となり、第1レンズアレ
イ板のレンズを通過した光のうち、対応する第2レンズ
アレイ板のレンズに入射する光の割合を増加させること
が可能となり、光源からの光を効率よく被照射面に照射
することが可能となる。
When the light source, the reflecting mirror, the first lens plate and the surface to be illuminated have predetermined sizes, the light from the light source is reflected in the optical path between the reflecting mirror for reflecting the surface to be illuminated and the first lens array plate. Since the concave lens is arranged, it is possible to enlarge the lens of the second lens array plate, and the ratio of the light incident on the corresponding lens of the second lens array plate to the light passing through the lens of the first lens array plate Can be increased, and the light from the light source can be efficiently radiated to the irradiated surface.

【0058】また、光源、第2レンズ板及び、被照射面
を所定の大きさとした場合、光源からの光を被照射面側
に反射する反射鏡と第1レンズアレイ板の間の光路中に
凹レンズを配置したので、光利用効率を落とすことなく
反射鏡、第1レンズアレイ板及び第1レンズアレイ板と
第2レンズアレイ板との距離を小さくまたは短くでき、
小型な照明光学系装置で光源からの光を効率よく被照射
面に照射することが可能となる。
When the light source, the second lens plate, and the surface to be illuminated have predetermined sizes, a concave lens is provided in the optical path between the reflecting mirror for reflecting the light from the light source toward the surface to be illuminated and the first lens array plate. The arrangement allows the reflector, the first lens array plate, and the distance between the first lens array plate and the second lens array plate to be small or short without lowering the light use efficiency,
Light from a light source can be efficiently radiated to a surface to be irradiated with a small illumination optical system device.

【0059】また、光源からの光を被照射面側に反射す
る回転楕円体反射鏡と第1レンズアレイ板の間の光路中
に、回転楕円体反射鏡の焦点から放射され、第1レンズ
アレイ板の各レンズの中心に入射する光が平行になるよ
うに凹レンズを配置したので、第1レンズアレイ板と第
2レンズアレイ板は同一な仕様のレンズアレイ板とする
ことができ、安価な照明光学系装置で光源からの光を効
率よく被照射面に照射することが可能となる。
Further, the light from the spheroidal reflector is radiated from the focal point of the spheroidal reflector into the optical path between the spheroidal reflector for reflecting the light from the light source toward the irradiated surface and the first lens array plate. Since the concave lenses are arranged so that the light incident on the center of each lens is parallel, the first lens array plate and the second lens array plate can be the lens array plates having the same specifications, and an inexpensive illumination optical system can be used. The device allows the light from the light source to be efficiently radiated to the irradiation surface.

【0060】また、請求項3に係る投写型表示装置にお
いては、請求項1または請求項2に記載した照明光学系
装置をライトバルブの照明光学系装置として使用したの
で、再生画像が明るい投写型表示装置を得ることが可能
となる。
In the projection type display device according to the third aspect, the illumination optical system device according to the first or second aspect is used as the illumination optical system device of the light valve, so that the projection type display device having a bright reproduced image. A display device can be obtained.

【0061】また、請求項1または2に記載した照明光
学系装置をライトバルブの照明光学系装置として使用し
たので、小型な投写型表示装置を得ることが可能とな
る。
Further, since the illumination optical system described in claim 1 or 2 is used as an illumination optical system for a light valve, a small projection display device can be obtained.

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

【図1】 この発明の実施の形態1である照明光学系装
置の構成を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an illumination optical system device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】 この発明の実施の形態1である照明光学系装
置の第1レンズアレイ板の概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of a first lens array plate of the illumination optical system device according to the first embodiment of the present invention;

【図3】 この発明の実施の形態1である照明光学系装
置の効果を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an effect of the illumination optical system device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】 この発明の実施の形態1である照明光学系装
置の他の構成を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing another configuration of the illumination optical system device according to the first embodiment of the present invention;

【図5】 この発明の実施の形態2である照明光学系装
置の構成を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of an illumination optical system device according to Embodiment 2 of the present invention;

【図6】 この発明の実施の形態2である照明光学系装
置の効果を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for describing an effect of the illumination optical system device according to the second embodiment of the present invention;

【図7】 この発明の実施の形態2である照明光学系装
置の他の構成を示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing another configuration of the illumination optical system device according to the second embodiment of the present invention;

【図8】 この発明の実施の形態2である照明光学系装
置のさらに他の構成を示す概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing still another configuration of the illumination optical system device according to Embodiment 2 of the present invention;

【図9】 この発明の実施の形態3である投写型表示装
置の構成を示す概略図である。
FIG. 9 is a schematic diagram showing a configuration of a projection display apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態3である投写型表示
装置の効果を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining an effect of the projection display device according to the third embodiment of the present invention;

【図11】 この発明の実施の形態3である投写型表示
装置の他の構成を示す概略図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing another configuration of the projection display device according to the third embodiment of the present invention;

【図12】 この発明の実施の形態4である投写型表示
装置の構成を示す概略図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a configuration of a projection display apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態4である投写型表示
装置の効果を説明するための図である。
FIG. 13 is a diagram for explaining effects of the projection display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention;

【図14】 この発明の実施の形態4である投写型表示
装置の他の構成を示す概略図である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing another configuration of the projection display apparatus according to the fourth embodiment of the present invention.

【図15】 従来の投写型表示装置の構成を示す概略図
である。
FIG. 15 is a schematic diagram showing a configuration of a conventional projection display device.

【図16】 従来の照明系の構成を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a conventional illumination system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20,301 光源、40,41,42 放物面反射
鏡、60〜69,75,304,324 第1レンズア
レイ板、80〜90,93〜98,305, 第2レン
ズアレイ板、140 被照射面、50,302 回転楕
円体反射鏡、120,121,123〜130,31
5,316,317 フィールドレンズ、100〜10
3,310,311,312 結像レンズ、180、1
81,322投写レンズ系、160〜164,323
凹レンズ、141、318,319,320 ライトバ
ルブ、217,220 投写レンズ系にて取り込める領
域、303 紫外光及び赤外光吸収または反射フィル
タ、306〜309 ミラー、313,314 ダイク
ロイックミラー、321 ダイクロイックプリズム、2
00,203,208 放物面鏡から出射される光束、
213 回転楕円体反射鏡から出射される光束、20
7,210,212,215,219 凹レンズから出
射される光束、201,202,204,205,20
6,209,211,216,218 主光線、214
回転楕円体反射鏡の焦点から放射され、第1レンズア
レイ板の各レンズ中心を通る光線、217 投写レンズ
系で取り込める領域、a,c,e,g,i,k,m,o
第1レンズアレイ板と第2レンズアレイ板の距離、
b,d,f,h,j,p 第2レンズアレイ板と被照射
面の距離、n 第2レンズアレイ板とライトバルブの距
離、l 結像レンズと被照射面の距離。
20, 301 light source, 40, 41, 42 parabolic reflector, 60 to 69, 75, 304, 324 first lens array plate, 80 to 90, 93 to 98, 305, second lens array plate, 140 irradiated Surface, 50, 302 spheroidal mirror, 120, 121, 123 to 130, 31
5,316,317 Field lens, 100-10
3,310,311,312 imaging lens, 180,1
81,322 projection lens system, 160-164,323
Concave lens, 141, 318, 319, 320 light valve, 217, 220 area that can be captured by the projection lens system, 303 ultraviolet or infrared light absorption or reflection filter, 306 to 309 mirror, 313, 314 dichroic mirror, 321 dichroic prism, 2
00, 203, 208 luminous flux emitted from the parabolic mirror,
213 Beam emitted from spheroidal reflector, 20
7, 210, 212, 215, 219 Light flux emitted from concave lens, 201, 202, 204, 205, 20
6, 209, 211, 216, 218 chief ray, 214
Light rays emitted from the focal point of the spheroidal reflecting mirror and passing through the center of each lens of the first lens array plate, areas that can be captured by the 217 projection lens system, a, c, e, g, i, k, m, o
The distance between the first lens array plate and the second lens array plate,
b, d, f, h, j, p Distance between the second lens array plate and the irradiated surface, n Distance between the second lens array plate and the light valve, l Distance between the imaging lens and the irradiated surface.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都出 英一 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大上戸 晃 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Eiichi Tsude 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Mitsui Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akira Ouedo 2-2-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 3 Mitsubishi Electric Corporation

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光を放射する光源と、前記光源からの光
を被照射面側に反射する反射鏡と、前記反射鏡と前記被
照射面の間の光路中に配置される複数のレンズを有する
第1レンズアレイ板と、前記第1レンズアレイ板と前記
被照射面の間の光路中に配置され、前記第1レンズアレ
イ板の各レンズに対応する複数のレンズを有する第2レ
ンズアレイ板と、前記第2レンズアレイ板と前記被照射
面の間の光路中に少なくとも一枚のレンズを配置した照
明光学系装置において、前記第1レンズアレイ板の各レ
ンズのうち、少なくとも一つのレンズは外向きの偏心を
持つことを特徴とする照明光学系装置。
1. A light source that emits light, a reflecting mirror that reflects light from the light source to an irradiated surface side, and a plurality of lenses disposed in an optical path between the reflecting mirror and the irradiated surface. A first lens array plate, and a second lens array plate having a plurality of lenses disposed in an optical path between the first lens array plate and the surface to be illuminated and corresponding to each lens of the first lens array plate And an illumination optical system in which at least one lens is disposed in an optical path between the second lens array plate and the irradiation surface, at least one of the lenses of the first lens array plate is An illumination optical system having outward eccentricity.
【請求項2】 光を放射する光源と、前記光源からの光
を被照射面側に反射する反射鏡と、前記反射鏡と前記被
照射面の間の光路中に配置される複数のレンズを有する
第1レンズアレイ板と、前記第1レンズアレイ板と前記
被照射面の間の光路中に配置され、前記第1レンズアレ
イ板の各レンズに対応する複数のレンズを有する第2レ
ンズアレイ板と、前記第2レンズアレイ板と前記被照射
面の間の光路中に少なくとも一枚のレンズを配置した照
明光学系装置において、前期反射鏡と前記第1レンズア
レイ板の間の光路中に凹レンズを配置したことを特徴と
する照明光学系装置。
2. A light source that emits light, a reflecting mirror that reflects light from the light source toward an irradiated surface, and a plurality of lenses disposed in an optical path between the reflecting mirror and the irradiated surface. A first lens array plate, and a second lens array plate having a plurality of lenses disposed in an optical path between the first lens array plate and the surface to be illuminated and corresponding to each lens of the first lens array plate And an illumination optical system in which at least one lens is disposed in an optical path between the second lens array plate and the irradiated surface, wherein a concave lens is disposed in an optical path between the reflecting mirror and the first lens array plate. An illumination optical system device characterized in that:
【請求項3】 映像信号を透過型液晶等のライトバルブ
を用いて光変調し、投写レンズを介してスクリーンに投
写する投写型表示装置において、ライトバルブの照明光
学系装置として、請求項1または請求項2に記載の照明
光学系装置を用いたことを特徴とする投写型表示装置。
3. An illumination optical system device for a light valve in a projection display device, wherein a video signal is light-modulated using a light valve such as a transmission type liquid crystal and projected onto a screen via a projection lens. A projection display device using the illumination optical system device according to claim 2.
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