(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照明面を照明する照明光学系であって、
光源からの光束で光源像を形成する第１の光学系と、
前記第１の光学系からの光束を前記被照明面に導く第２の光学系とを備え、
前記第２の光学系は、前記第１の光学系側から順に、
正のパワーを有する第１のレンズと、 
負のパワーを有する第２のレンズと、
正のパワーを有する第３のレンズとからなり、
前記第２のレンズのアッべ数をν２とし、前記第３のレンズのアッべ数をν３とし、前記第２の光学系の焦点距離をＦａｌｌとし、前記第３のレンズから前記被照明面までの空気換算距離をＢＦとするとき、
０．２０≦ν２／ν３≦０．７５
０．４≦ＢＦ／Ｆａｌｌ＜１．０
なる条件を満足することを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記第２のレンズから前記第３のレンズまでの空気換算距離をＤ２３とするとき、
０．０≦Ｄ２３／Ｆａｌｌ≦０．２
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項３】
前記第２のレンズの焦点距離をｆ２とするとき、
０．５≦｜ｆ２｜／|Ｆａｌｌ|≦１．３
なる条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の照明光学系。
【請求項４】
１５＜ν２＜４５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項５】
前記第２のレンズの屈折率をＮ２とし、前記第３のレンズの屈折率をＮ３とするとき、
１．５５≦Ｎ２＜２．００
１．５５≦Ｎ３＜１．９０
なる条件を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項６】
前記第１の光学系と前記第２の光学系との間に配置され、前記光源からの無偏光光を所定の偏光方向を有する偏光光に変換する偏光変換素子と、
前記第２の光学系と前記被照明面の間に配置され、前記偏光光を前記被照明面に導く偏光ビームスプリッタとを有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項７】
前記第１のレンズから前記第２のレンズまでの空気換算距離が、前記第２のレンズから前記第３のレンズまでの空気換算距離の５倍よりも長いことを特徴とする請求項１から６いずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項８】
前記第２のレンズは、前記第１の光学系側に凸のメニスカスレンズであることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の照明光学系と、
前記被照明面に配置された光変調素子とを有し、
前記光変調素子により変調された光を被投射面に投射することを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投射装置等に好適な照明光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の画像投射装置において、光源からの光を液晶パネルに導く照明光学系には高い光利用効率と小型化とが求められている。特許文献１には、インテグレータ光学系によって複数の２次光源像を形成し、該２次光源像が形成される位置の近傍に偏光光の分離を行う偏光変換光学系を配置した照明光学系が開示されている。
【０００３】
ところで、従来の照明光学系では、収差に起因する照明範囲のずれを吸収するために、液晶パネルに対して照明範囲を広く、つまりは照明余裕領域を確保している。光利用効率を向上させるためには、照明余裕領域をできるだけ小さくすることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３０４７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にて開示された照明光学系では、インテグレータ光学系において色収差（特に、倍率色収差）が多く発生するために、照明余裕領域を大きく確保する必要がある。この結果、液晶パネルの照明に用いられない光量が多くなり、光利用効率が低くなる。
【０００６】
本発明は、小型で光利用効率が高い照明光学系およびこれを用いた画像投射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての照明光学系は、光源からの光束に光源像を形成させる第１の光学系と、第１の光学系からの光束を被照明面に導く第２の光学系とを有する。第２の光学系は、第１の光学系側から順に、正のパワーを有する第１のレンズと、負のパワーを有する第２のレンズと、正のパワーを有する第３のレンズとを有する。第２のレンズのアッべ数をν２とし、第３レンズのアッべ数をν３とし、第２の光学系の焦点距離をＦａｌｌとし、第３のレンズから被照明面までの空気換算距離をＢＦとするとき、
０．２０≦ν２／ν３≦０．７５
０．４≦ＢＦ／Ｆａｌｌ＜１．０
なる条件を満足することを特徴とする。
【０００８】
また、上記照明光学系と、被照明面に配置された光変調素子とを有し、光変調素子により変調された光を被投射面に投射する画像投射装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被照明面に対する照明余裕領域を小さくすることができ、光利用効率が高い小型の照明光学系を実現することができる。さらに、この照明光学系を用いることで、小型で明るい画像を投射可能な画像投射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１〜４である液晶プロジェクタの光学系の全体を示す断面図。
【図２】実施例１における集光光学系の断面図。
【図３】実施例１および比較例における液晶パネル周辺の照度分布を示すグラフ図。
【図４】実施例２における集光光学系の断面図。
【図５】実施例３における集光光学系の断面図。
【図６】実施例４における集光光学系の断面図。
【図７】従来の照明光学系における集光光学系の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１には、本発明の実施例１である画像投射装置としての液晶プロジェクタの光学系全体の構成を示している。液晶プロジェクタの光学系は、光源ユニット２０と、照明光学系２３と、色分解合成光学系２５と、液晶パネル２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂ（以下、まとめて２４と記す場合がある）と、不図示の投射光学系とにより構成されている。
【００１３】
光源ユニット２０は、超高圧水銀ランプやキセノンランプ等の光源１と、該光源１からの光を反射するリフレクタ２とを有する。なお、光源ユニット２０として、ＬＥＤやレーザを用いてもよい。
【００１４】
照明光学系２３は、光源ユニット２０からの光を液晶パネル２４に向けて集光する。照明光学系２３は、主光線が該照明光学系２３の光軸に対して平行であるテレセントリック光学系である。照明光学系２３は、第１の光学系２１と、第２の光学系２２と、第１の光学系２１と第２の光学系２２との間に配置された偏光変換素子５とにより構成されている。第１の光学系２１は、第１のフライアイレンズ３と、第２のフライアイレンズ４とにより構成されている。また、第２の光学系２２は、３つのレンズ６〜８により構成されている。
【００１５】
光源ユニット２０から第１の光学系２１に入射した光は、第１のフライアイレンズ３によって複数の光束に分割されるとともに集光される。分割された複数の光束は、第２のフライアイレンズ４を通過して複数の光源像を形成する。光源像が形成される位置の近傍には、偏光変換素子５が設けられている。
【００１６】
偏光変換素子５に入射した無偏光光としての複数の光束は、偏光変換素子５によって所定の偏光方向を有する偏光光（ここではＳ偏光とする）に変換されて、第２の光学系２２に入射する。
【００１７】
第２の光学系２２に入射した複数の光束は、図２に示すように、３つのレンズ６〜８によって互いに重畳されるように液晶パネル２４に向けて集光されつつ、色分解合成光学系２５に入射する。
【００１８】
色分解合成光学系２５ｆに入射した白色光（複数の光束）は、ダイクロイックミラー９によって緑光（Ｇ光）と赤および青光（ＲＢ光）とに分解される。Ｓ偏光であるＧ光は、Ｓ偏光のみを通過させる第１の偏光板１０を経て第１の偏光ビームスプリッタ１１に入射し、その偏光分離面で反射されてＧ用の液晶パネル２４Ｇに入射する。
【００１９】
一方、Ｓ偏光であるＲＢ光は、Ｓ偏光のみを通過させる第２の偏光板１３を経て波長選択性位相板１４に入射し、該波長選択性位相板１４によってＲ光のみがＳ偏光からＰ偏光に変換される。Ｐ偏光であるＲ光は、第２の偏光ビームスプリッタ１５に入射し、その偏光分離面を透過してＲ用の液晶パネル２４Ｒに入射する。また、Ｓ偏光のまま波長選択性位相板１４を通過したＢ光は、第２の偏光ビームスプリッタ１５に入射し、その偏光分離面で反射されてＢ用の液晶パネル２４Ｂに入射する。
【００２０】
光変調素子としての液晶パネル２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂはそれぞれ、入射したＲ光、Ｇ光およびＢ光を反射するとともに画像変調する反射型の液晶パネルである。液晶パネル２４Ｇによって画像変調されてＰ偏光となったＧ光は、第１の偏光ビームスプリッタ１１の偏光分離面を透過して色合成プリズム１２に入射し、そのダイクロイック面で反射される。
【００２１】
また、液晶パネル２４Ｒによって画像変調されてＳ偏光となったＲ光は、第２の偏光ビームスプリッタ１５の偏光分離面で反射されて色合成プリズム１２に入射し、そのダイクロイック面を透過する。さらに、液晶パネル２４Ｂによって画像変調されてＰ偏光となったＢ光は、第２の偏光ビームスプリッタ１５の偏光分離面を透過して色合成プリズム１２に入射し、そのダイクロイック面を透過する。こうして、Ｇ光、Ｒ光およびＢ光は色合成されて投射光学系に入射し、該投射光学系によって不図示のスクリーン等の被投射面に投射される。これにより、カラー画像が被投射面上に表示される。
【００２２】
次に、照明光学系２３の第２の光学系２２についてより詳しく説明する。第２の光学系２２は、第１の光学系側（偏光変換素子側）から順に、正のパワーを有する第１のレンズ６と、 負のパワーを有する第２のレンズ７と、正のパワーを有する第３のレンズ８とにより構成されている。第２のレンズ７は、第１の光学系側に凸のメニスカスレンズである。
【００２３】
ここで、第１のレンズ６の焦点距離をｆ１とし、屈折率をＮ１とし、アッべ数をν１とする。また、第２のレンズ７の焦点距離をｆ２とし、屈折率をＮ２とし、アッべ数をν２とする。さらに、第３のレンズ８の焦点距離をｆ３とし、屈折率をＮ３とし、アッべ数をν３とする。なお、屈折率Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３およびアッベ数ν１，ν２，ν３は、ｄ線に対する屈折率およびアッベ数とする。
【００２４】
また、第２の光学系２２の全系の焦点距離をＦａｌｌとする。さらに、第１のレンズ６と第２のレンズ７との空気換算距離（間隔）をＤ１２とし、第３のレンズ８から被照明面である液晶パネル２４までの空気換算距離をＢＦとする。このとき、第２の光学系２２は、以下の式（１），（２）で示す条件を満足することで収差を良好に補正する。
０．２０≦ν２／ν３≦０．７５  （１）
０．４≦ＢＦ／Ｆａｌｌ＜１.０    （２）
式（１）の条件は、第２のレンズ７と第３のレンズ８の分散の関係に関する条件である。ν２／ν３の値が式（１）の上限値を超えると色消し効果が小さくなり、色収差（倍率色収差）が発生する。ν２／ν３の値が式（１）の下限値を下回るような材料の組み合わせは、第３のレンズにアッベ数が非常に高い硝材を選択する必要があるため、コストを考えると現実的ではない。式（１）の条件の範囲を以下のようにするとより好ましい。
０．３０≦ν２／ν３≦０．６５  （１）′
式（２）の条件は、第３のレンズ８および液晶パネル２４間の間隔と第２の光学系２２の焦点距離との関係に関する条件である。ＢＦ／Ｆａｌｌの値が式（２）の下限値を下回ると、第２の光学系２２の焦点距離Ｆａｌｌを大きくしないと第３レンズ８と液晶パネル２４との間に他の光学素子（色分解合成光学系２５）を配置することができなくなる。第２の光学系２２の焦点距離Ｆａｌｌを大きくすると、その全長が長くなり、照明光学系２３の全体が大型化する。なお、ＢＦ／Ｆａｌｌの値が式（２）の上限値以上となることはない。式（２）の条件の範囲を以下のようにするとより好ましい。
０．６０≦ＢＦ／Ｆａｌｌ≦０．８５  （２）′
また、第２のレンズ７と第３のレンズ８との空気換算距離をＤ２３とするとき、以下の式（３）で示す条件を満足することが望ましい。
０．０≦Ｄ２３／Ｆａｌｌ≦０．２    （３）
式（３）の条件は、第２および第３のレンズ７，８間の間隔と第２の光学系２２の焦点距離との関係に関する条件である。Ｄ２３／Ｆａｌｌの値が式（３）の上限値を超えると、同じ光線が第２のレンズ７を通過する高さ（光軸からの距離）と第３のレンズ８を通過する高さとが大きく異なって色収差の補正が困難になるため、好ましくない。なお、Ｄ２３／Ｆａｌｌの値が式（３）の下限値となるのは、第２および第３のレンズ７，８が接する（接合レンズとなる）場合である。式（３）の条件の範囲を以下のようにするとより好ましい。
０．０５＜Ｄ２３／Ｆａｌｌ≦０．１５ （３）′
また、以下の式（４）で示す条件を満足することが望ましい。
【００２５】
０．５≦｜ｆ２｜／|Ｆａｌｌ|≦１．３   （４）
式（４）の条件は、第２のレンズ７の焦点距離と第２の光学系２２の焦点距離との関係に関する条件である。｜ｆ２｜／|Ｆａｌｌ|の値が式（４）の上限値を超えると、第１のレンズ６のパワーを強くすることができなくなり、第２の光学系２２を小型化することができなくなるので、好ましくない。また、｜ｆ２｜／|Ｆａｌｌ|の値が式（４）の下限値を下回ると、第２のレンズ７のパワーが強くなりすぎて収差が大幅に増加するので、好ましくない。式（４）の条件の範囲を以下のようにするとより好ましい。
０．６≦｜ｆ２｜／|Ｆａｌｌ|≦１．１   （４）′
また、色消しを効果的に行う条件として、以下の式（５）で示す条件を満足することが望ましい。
１５＜ν２＜４５ （５）
ν２が式（５）の上限値を超えると、第３のレンズ８の材料としてアッベ数ν３が大きい硝材を選択する必要があり、第３のレンズ８の材料の選択が困難になるので、好ましくない。ν２が式（５）の下限値を下回ると、第２のレンズ７の硝材での光の吸収率が大幅に増加して、照明光学系２３の光利用効率が低下するので、好ましくない。式（５）の条件の範囲を以下のようにするとより好ましい。
１８＜ν２＜３５    （５）′
さらに、収差補正を効果的に行う条件として、以下の式（６），（７）で示す条件を満足することが望ましい。
１．５５＜Ｎ２＜２.００        （６）
１．５５＜Ｎ３＜１．９０      （７）
Ｎ２，Ｎ３がそれぞれ式（６），（７）の下限値を下回ると、第２のレンズ７と第３のレンズ８の曲率半径が小さくなりすぎて、収差が大幅に増加するとともに光利用効率が低下するので、好ましくない。また、Ｎ２，Ｎ３がそれぞれ式（６），（７）の上限値を上回ると、光の吸収率が高い硝材が多く、照明効率が低下してしまうので、好ましくない。式（６），（７）の条件の範囲を以下のようにするとより好ましい。
１．６５＜Ｎ２＜１．９０    （６）′
１．６５＜Ｎ３＜１．８５    （７）′
なお、必ずしも満足すべき条件ではないが、第１のレンズ６から第２のレンズ７までの空気換算距離が、第２のレンズ７から第３のレンズ８までの空気換算距離の５倍よりも長いことが好ましい。また、第２のレンズ７は、本実施例のように第１の光学系側に凸のメニスカスレンズとするか、第１の光学系側の面が平面である平凹レンズとすることが好ましい。
【００２６】
なお、本実施例では、３つの色光に対して３つの液晶パネル２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを用いる構成について説明したが、３つの色光に対して１つの液晶パネルを時分割に用いてもよい。また、本実施例では、第１の光学系２１に第１および第２のフライアイレンズ３，４を用いた構成について説明したが、第１の光学系としてロッドインテグレータを用いてもよい。この場合は、ロッドインテグレータを出射した光が形成する光源像と光変調素子（例えばデジタルマイクロミラーデバイス）との間に配置された光学系が第２の光学系に相当する。また、デジタルマイクロミラーデバイスを用いる場合には、偏光変換素子５が不要となる。
【００２７】
以下、本実施例における第２の光学系２２の数値例について説明する。表１において、左の欄の数字は、第１の光学系側から数えたレンズ面の順番を示す。Ｒはそのレンズ面の曲率半径（単位はｍｍ）を示し、Ｄはそのレンズ面と次のレンズ面との間のレンズ厚または間隔（空気換算距離）（単位はｍｍ）を示す。また、Ｎとνはそれぞれ、そのレンズ面を有するレンズの材料のｄ線に対する屈折率とアッベ数を示す。また、表１の下側には式（１）〜（７）に関する数値を示す。
【００２８】
【表１】
0006645685.tif 000002
【００２９】
Ｆａｌｌ＝１１９．７１（ｍｍ）
ｆ１＝２２９．９（ｍｍ）
ｆ２＝９５．１６（ｍｍ）
ｆ３＝６４．３８（ｍｍ）
Ｎ１＝１．５１６３
Ｎ２＝１．８０５２
Ｎ３＝１．７０１５
ν１＝６４．１４
ν２＝２５．４６
ν３＝４１．２４
Ｄ１２＝６７．７０（ｍｍ）
Ｄ２３＝９．４０（ｍｍ）
ＢＦ＝７８．７０（ｍｍ）
Ｄ２３／Ｆａｌｌ＝０．０７９
ν２／ν３＝０.６１７
ＢＦ／Ｆａｌｌ＝０．６５７
｜ｆ２｜／|Ｆａｌｌ|＝０．７９５
Ｄ１２／Ｄ２３＝７．２０
（比較例との比較）
図７には、本実施例に対する比較例としての従来の液晶プロジェクタにおける照明光学系の第２の光学系７２の構成を示す。本比較例の照明光学系における第１の光学系（図示せず）および偏光変換素子５は、実施例１における第１の光学系２１および偏光変換素子５と同様である。本比較例の第２の光学系７２は、第１の光学系側（偏光変換素子側）から順に、正の屈折力を有する第１のレンズ７６と、正の屈折力を有する第２のレンズ７７とにより構成されている。
【００３０】
図３（ａ）には、実施例１の照明光学系２３により液晶パネルを照明した場合における該液晶パネルの周辺の照度分布を示している。図３（ｂ）には、比較例の照明光学系により液晶パネルを照明した場合における該液晶パネルの周辺の照度分布を示している。これらの図において、横軸は液晶パネルの中心（照明光学系の光軸位置）を原点として、そこから垂直方向（液晶パネルの短辺が延びる方向）の下側（−側）に向かった位置（座標）を示し、縦軸は色光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ごとの照度を示す。
【００３１】
また、Ｐは液晶パネルの下端の位置（−４．８ｍｍ）を示し、Ｍは照明光学系による有効照明範囲のうち液晶パネルに対する余裕領域として設けられた照明余裕領域の下端の位置（−５ｍｍ）を示す。なお、これらの図では、−４．７ｍｍから右側の部分を省略しているが、＋４．８ｍｍの位置には液晶パネルの上端があるとともに、＋５．０ｍｍの位置には照明余裕領域の端がある。つまり、図３（ａ），（ｂ）では、０．２ｍｍの幅の照明余裕領域が液晶パネルの上下に設けられている。ここにいう液晶パネルの上下端は、液晶パネルのうち照明光学系からの光を画像変調する有効変調領域の上下端である。
【００３２】
照度は、液晶パネルの０ｍｍ（原点）の位置の照度で規格化した割合（％）を示している。
【００３３】
なお、水平方向にも液晶パネルの左右端と照明余裕領域の左右端が存在するが、これらについても図３（ａ），（ｂ）に示した関係と同様の関係を有する。
【００３４】
図３（ａ），（ｂ）に示した照明余裕領域はその幅が十分に小さいものとする。このとき、照明余裕領域よりも外側（つまりは有効照明範囲外）の領域の光はまったく無駄な光となる。このため、有効照明範囲外（照明余裕領域の端Ｍよりも左側）では照度が０％で、照明余裕領域の端Ｍで照度が立ち上がり、液晶パネルの端Ｐから右側の領域では照度が約１００％であることが理想的である。また、Ｒ，Ｇ，Ｂの３つの色光のいずれもが照明余裕領域の端Ｍでそれぞれが１００％近くまで立ち上がることも理想的である。
【００３５】
図３（ｂ）に示す比較例の照明光学系では、有効照明範囲外の光量が大きく、つまりは光損失が大きい。しかも、照明余裕領域の端ＭにおけるＢ光の照度が、Ｇ光やＲ光に対して低下している。
【００３６】
これに対して、図３（ａ）に示す本実施例の照明光学系２３では、図３（ｂ）に比べて、球面収差等の改善によって有効照明領域外での光損失が小さくなり、照明余裕領域の端ＭにおけるＢ光の照度低下も改善されている。このように、本実施例によれば、比較例に比べて、照明効率と色再現性とを向上させることができる。
【実施例２】
【００３７】
図４には、本発明の実施例２である液晶プロジェクタの照明光学系における第２の光学系２２Ａの構成を示す。本実施例の照明光学系における第１の光学系２１および偏光変換素子５は、実施例１と同様である。本実施例の第２の光学系２２Ａも、実施例１の第２の光学系２２と同様に、第１の光学系側（偏光変換素子側）から順に、正のパワーを有する第１のレンズ６と、 負のパワーを有する第２のレンズ７と、正のパワーを有する第３のレンズ８とにより構成されている。本実施例では、第２のレンズ７は、第１の光学系側の面が平面である平凹レンズである。
【００３８】
表２には、本実施例の数値例を示す。表中の数字および記号の意味は表１と同じである。また、表２の下側には式（１）〜（７）に関する数値を示す。
【００３９】
【表２】
0006645685.tif 000003
【００４０】
Ｆａｌｌ＝１１９．７６（ｍｍ）
ｆ１＝２０３．８（ｍｍ）
ｆ２＝６７．９４（ｍｍ）
ｆ３＝５４．５２（ｍｍ）
Ｎ１＝１．５１６８
Ｎ２＝１．８０５２
Ｎ３＝１．８１６０
ν１＝６４．２０
ν２＝２５．４６
ν３＝４６．６２
Ｄ１２＝６７．７０（ｍｍ）
Ｄ２３＝９．４０（ｍｍ）
ＢＦ＝７８．２０（ｍｍ）
Ｄ２３／Ｆａｌｌ＝０．０７８
ν２／ν３＝０.５４６
ＢＦ／Ｆａｌｌ＝０．６５３
｜ｆ２｜／|Ｆａｌｌ|＝０．５６７
Ｄ１２／Ｄ２３＝７．２０
【実施例３】
【００４１】
図５には、本発明の実施例３である液晶プロジェクタの照明光学系における第２の光学系２２Ｂの構成を示す。本実施例の照明光学系における第１の光学系２１および偏光変換素子５は、実施例１と同様である。本実施例の第２の光学系２２Ｂも、実施例１の第２の光学系２２と同様に、第１の光学系側（偏光変換素子側）から順に、正のパワーを有する第１のレンズ６と、 負のパワーを有する第２のレンズ７と、正のパワーを有する第３のレンズ８とにより構成されている。また、第２のレンズ７は、第１の光学系側に凸のメニスカスレンズである。ただし、第２のレンズ７と第３のレンズ８は接合レンズを構成している。
【００４２】
表３には、本実施例の数値例を示す。表中の数字および記号の意味は表１と同じである。第４面は第２のレンズ７と第３のレンズ８の接合面である。また、表３の下側には式（１）〜（７）に関する数値を示す。
【００４３】
【表３】
0006645685.tif 000004
【００４４】
Ｆａｌｌ＝１１９．７７（ｍｍ）
ｆ１＝６７４．１１（ｍｍ）
ｆ２＝１２３．７８（ｍｍ）
ｆ３＝５９．７６（ｍｍ）
Ｎ１＝１．５１６８
Ｎ２＝１．８０５２
Ｎ３＝１．６５９８
ν１＝６４．２０
ν２＝２５．４６
ν３＝５０．８４
Ｄ１２＝６７．３３（ｍｍ）
Ｄ２３＝０．００（ｍｍ）
ＢＦ＝８８．１３（ｍｍ）
Ｄ２３／Ｆａｌｌ＝０．００
ν２／ν３＝０.５０１
ＢＦ／Ｆａｌｌ＝０．７３６
｜ｆ２｜／|Ｆａｌｌ|＝１．０３３
Ｄ１２＞Ｄ２３×５（＝０）
【実施例４】
【００４５】
図６には、本発明の実施例４である液晶プロジェクタの照明光学系における第２の光学系２２Ｃの構成を示す。本実施例の照明光学系における第１の光学系２１および偏光変換素子５は、実施例１と同様である。本実施例の第２の光学系２２Ｃも、実施例１の第２の光学系２２と同様に、第１の光学系側（偏光変換素子側）から順に、正のパワーを有する第１のレンズ６と、 負のパワーを有する第２のレンズ７と、正のパワーを有する第３のレンズ８とにより構成されている。また、第２のレンズ７は、第１の光学系側に凸のメニスカスレンズである。
表４には、本実施例の数値例を示す。表中の数字および記号の意味は表１と同じである。また、表４の下側には式（１）〜（７）に関する数値を示す。
【００４６】
【表４】
0006645685.tif 000005
【００４７】
Ｆａｌｌ＝１１９．７７（ｍｍ）
ｆ１＝１８３．９７（ｍｍ）
ｆ２＝７６．１（ｍｍ）
ｆ３＝６１．７３（ｍｍ）
Ｎ１＝１．５１６８
Ｎ２＝１．８０５２
Ｎ３＝１．６６００
ν１＝６４．２０
ν２＝２５．４６
ν３＝５１．００
Ｄ１２＝５８．１６（ｍｍ）
Ｄ２３＝１７．００（ｍｍ）
ＢＦ＝７８．２０（ｍｍ）
Ｄ２３／Ｆａｌｌ＝０．１４２
ν２／ν３＝０.４９９
ＢＦ／Ｆａｌｌ＝０．６５３
｜ｆ２｜／|Ｆａｌｌ|＝０．６３５
以上の実施例では液晶プロジェクタ（画像投射装置）の照明光学系について説明したが、同様の構成を有し、かつ条件（１）〜（７）を満足する照明光学系を他の光学機器において被照明面を照明する光学系として用いてもよい。
【００４８】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１  光源
６  第１のレンズ
７  第２のレンズ
８  第３のレンズ
２１  第１の光学系
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ  第２の光学系
２３  照明光学系
【図１】
0006645685.tif 000006
【図２】
0006645685.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006645685.tif 000012