(57)【要約】【課題】小型の構成で光利用効率を改善すること【解決手段】光源ユニット１０からの光を変調する液晶パネル４０を前記光で照明する照明光学系２０Ａは、光源側から光路に沿って順に、光束を複数の光束に分割する第１レンズアレイ２２、第２レンズアレイ２４と、集光レンズ系と、を有する。集光レンズ系は、光源側から光路に沿って順に、光束を集光する作用を持つ正の屈折率を有する第１レンズ群２６Ａと、前記作用に加えて所定の条件の色収差を補正する作用を持つ正の屈折率を有する第２レンズ群２７Ａと、を有する。第１レンズ群は単レンズから構成され、第２レンズ群は、光源側から順に、１枚の正レンズ２８Ａと、１枚の負レンズ２９Ａと、を含む。【選択図】図１
2016031403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を変調する光変調素子を前記光で照明する照明光学系であって、
光源側から光路に沿って順に、前記光源からの光束を複数の光束に分割する分割手段と、集光レンズ系と、を有し、
前記集光レンズ系は、前記光源側から前記光路に沿って順に、前記分割手段によって分割された前記光束を集光する作用を持ち正の屈折率を有する第１レンズ群と、正の屈折率を有する第２レンズ群と、を有し、
前記第１レンズ群は単レンズから構成され、
前記第２レンズ群は、前記光源側から前記光路に沿って順に、１枚の正レンズと、１枚の負レンズと、から構成され、
前記第２レンズ群は、前記集光レンズ系の全系の焦点距離をＦａｌｌ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群のアッべ数をν１、前記第２レンズ群の前記正レンズの焦点距離をｆ２ｐ、前記第２レンズ群の前記正レンズの焦点距離をν２ｐ、前記第２レンズ群の前記負レンズの焦点距離をｆ２ｎ、前記第２レンズ群の前記正レンズの焦点距離をν２ｎとすると、前記作用に加えて、
2016031403.tif 000012
を満たす色収差を補正する作用を持つ、
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
以下の条件式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。
2016031403.tif 000013
【請求項３】
前記第２レンズ群の合成焦点距離をｆ２とすると、以下の条件式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。
2016031403.tif 000014
【請求項４】
前記第１レンズ群と前記第２レンズ群との間隔をＤ１２とすると、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
2016031403.tif 000015
【請求項５】
前記第１レンズ群の硝材のアッべ数をν１ｐ、前記第２レンズ群の前記正レンズの硝材のアッべ数をν２ｐとすると、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
６０  ＜  ν１ｐ  ＜７０
５０  ＜  ν２ｐ  ＜７０
【請求項６】
前記第２レンズ群の前記正レンズを構成する硝材のアッべ数をν２ｐ、前記負レンズを構成する材質のアッべ数をν２ｎとすると、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
２０≦ν２ｐ−ν２ｎ≦４０
【請求項７】
前記第２レンズ群の前記正レンズと前記負レンズが貼り合わせレンズであることを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項８】
前記第２レンズ群の前記正レンズの負レンズ側の面と前記負レンズの正レンズ側の面との間の光軸上の間隔Ｓは以下の条件式を満足する請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
０．００１４７＜Ｓ／Ｆａｌｌ＜０．１４７
【請求項９】
前記光源と前記集光レンズ系の間に配置され、前記光源からの前記光の偏光方向を揃える偏光変換素子と、
前記偏光変換素子からの光を折り曲げて前記集光レンズ系に導く折り曲げミラーと、
を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の照明光学系を有する投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等の光変調素子を照明する照明光学系と、これを有する投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の液晶プロジェクタ等の投射型表示装置には、より高い光利用効率と更なる小型化が求められている。そこで、特許文献１は、インテグレータ光学系と偏光変換光学系を組み合わせ、インテグレータ光学系によって微小な２次光源像を生成した段階で、偏光光の分離が行なう偏光照明装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
従来の照明光学系は、収差に起因する照明範囲のズレを吸収するために、余剰な照明範囲を形成し、照明余裕範囲の外側の照明光を捨てている。光利用効率は照明光の損失によって低下するため、照明余裕範囲の外側の照度を低く抑える必要がある。有効な照明範囲は、照明余裕範囲の内側で全波長の照明範囲の共通部分であり、これを液晶パネルの範囲に設定している。特許文献１の構成では、集光レンズ系の色収差（特に、倍率色収差）が多く発生し、照明余裕範囲の外側の照度が高く、光利用効率は低かった。また、照明光学系には一層の小型化の需要がある。
【０００５】
本発明は、小型の構成で光利用効率を改善することが可能な照明光学系、及びそれを有する投射型表示装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の照明光学系は、光源からの光を変調する光変調素子を前記光で照明する照明光学系であって、光源側から光路に沿って順に、前記光源からの光束を複数の光束に分割する分割手段と、集光レンズ系と、を有し、前記集光レンズ系は、前記光源側から前記光路に沿って順に、前記分割手段によって分割された前記光束を集光する作用を持ち正の屈折率を有する第１レンズ群と、正の屈折率を有する第２レンズ群と、を有し、前記第１レンズ群は単レンズから構成され、前記第２レンズ群は、前記光源側から前記光路に沿って順に、１枚の正レンズと、１枚の負レンズと、から構成され、前記第２レンズ群は、前記集光レンズ系の全系の焦点距離をＦａｌｌ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１、前記第１レンズ群のアッべ数をν１、前記第２レンズ群の前記正レンズの焦点距離をｆ２ｐ、前記第２レンズ群の前記正レンズの焦点距離をν２ｐ、前記第２レンズ群の前記負レンズの焦点距離をｆ２ｎ、前記第２レンズ群の前記正レンズの焦点距離をν２ｎとすると、前記作用に加えて、
2016031403.tif 000003
を満たす色収差を補正する作用を持つ、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小型の構成で光利用効率を改善することが可能な照明光学系、及びそれを有する投射型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の液晶プロジェクタの光源から液晶パネルまでの断面図である。（実施例１）
【図２】図１に示す照明光学系の照明範囲端部の照明分布を表すグラフである。（実施例１）
【図３】本発明の液晶プロジェクタの光源から液晶パネルまでの断面図である。（実施例２）
【図４】図３に示す照明光学系の照明範囲端部の照明分布を表すグラフである。（実施例２）
【図５】比較例の液晶プロジェクタの光源から液晶パネルまでの断面図である。
【図６】図５に示す照明光学系の照明範囲端部の照明分布を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本実施形態は、照明光学系と、それを有する液晶プロジェクタに関する。液晶プロジェクタは、投射型表示装置（画像表示装置）の一例であり、光源からの光を映像信号に従って変調し、スクリーンなどの被投射面に投射する。液晶プロジェクタは、光源、照明光学系、液晶パネル、合成光学系、投射光学系を有する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、実施例１の液晶プロジェクタの光源から液晶パネルまでの断面図である。図１に示す液晶プロジェクタは、光源ユニット１０、照明光学系２０Ａ、および液晶パネル４０を含む。
【００１１】
光源ユニット１０は、不図示の超高圧水銀ランプ、キセノンランプなどの光源と、光源からの光を反射するリフレクタを有する。
【００１２】
照明光学系２０Ａは、光源ユニット１０からの光を利用して液晶パネル４０を照明する光学系である。照明光学系２０Ａは、光源側から光路に沿って順に、凹レンズ２１、第１レンズアレイ２２、ＵＶカットフィルタ２３、第２レンズアレイ２４、偏光変換素子２５、集光レンズ系、偏光ビームスプリッタ３０を有する。
【００１３】
凹レンズ２１は、光源ユニット１０から発光した光をほぼ平行光に変換する。光源ユニット１０と凹レンズ２１の間に光源からの光を複数の色光に分光する色分離手段を設けてもよい。色分離手段は、例えば、２つのダイクロイックミラーから構成されてもよい。
【００１４】
例えば、光源ユニットからの光は、第１のダイクロイックミラーに入射し、第１のダイクロイックミラーは、緑（以下、「Ｇ」と称する）の成分光を反射し、赤（以下、「Ｒ」と称する）の成分光と青（以下、「Ｂ」と称する）の成分光を透過する。Ｇ成分光、Ｒ成分光、Ｂ成分光は波長領域がそれぞれ異なる。この結果、Ｇ成分光とＲＢ成分光が分離される。次に、ＲＢの成分光は第２のダイクロイックミラーに入射する。第２のダイクロイックミラーは、Ｒ成分光を反射し、Ｂ成分光を透過する。この結果、Ｒ成分光とＢ成分光が分離される。Ｇの成分光は折り曲げミラーなどによって光路が折り曲げられてもよい。
【００１５】
第１レンズアレイ２２と第２レンズアレイ２４は、光源からの光束を複数の光束に分割する分割手段を構成する。
【００１６】
第１レンズアレイ２２は、矩形状のレンズセルが２次元的に配置され、入射光を複数の光に分割するインテグレータである。
【００１７】
ＵＶカットフィルタ２３は、光源ユニット１０からの光から紫外光を除去する。必要があれば、赤外光を更に除去するＵＶ−ＩＲ（紫外光・赤外光）カットフィルタが使用されてもよい。
【００１８】
第２レンズアレイ２４も、矩形状のレンズセルが２次元的に配置された構成を有する。第１レンズアレイ２２を透過して分割された光は対応する第２レンズアレイ２４のレンズセルで一旦集光される。
【００１９】
偏光変換素子２５は、入射光の偏光方向を揃える。偏光変換素子２５により、入射光の偏光状態は、無偏光状態から偏光ビームスプリッタ３０を透過する偏光方向に揃えられる。
【００２０】
集光レンズ系は、入射光を集光し、光源側から光路に沿って順に、第１レンズ群２６Ａと第２レンズ群２７Ａからなる２群構成となっている。第１レンズ群２６Ａは、前記分割手段によって分割された光束を集光する作用を持ち、正の屈折率を有する。第２レンズ群２７Ａは、前記作用に加えて色収差を補正する作用を持ち、正の屈折率を有する。偏光変換素子２５と第１レンズ群２６Ａの間には、光路を折り曲げる不図示の折り曲げミラーが配置されるために、間隔が少し広がっているが、それは必須な構成ではない。第１レンズ群２６Ａは単レンズから構成される。
【００２１】
第２レンズ群２７Ａは、光源側から光路に沿って、正レンズ２８Ａと負レンズ２９Ａの２群レンズの貼り合わせレンズ構成となっている。第１レンズ群２６Ａと第２レンズ群２７Ａは、共に正の屈折力を有する。ここで、第１レンズ群２６Ａの焦点距離をｆ１、アッべ数をν１、第２レンズ群２７Ａの合成焦点距離をｆ２、第２レンズ群の正レンズ２８Ａの焦点距離をｆ２ｐ、アッべ数をν２ｐ、第２レンズ群の正レンズ２９Ａの焦点距離をｆ２ｎ、アッべ数をν２ｎとする。また、集光レンズ系の全系の焦点距離をＦａｌｌ、第１レンズ群２６Ａと第２レンズ群２７Ａとの間隔をＤ１２と、以下の条件式（１）、（２）、（３）、（４）を満足することが収差補正上好ましい。
【００２２】
【数１】
2016031403.tif 000004
【００２３】
条件式（１）の左辺の各項は各群を構成される単レンズの色収差の度合いを示すパラメータであり、左辺全体で、レンズ系全体の色収差の度合いを示している。第１レンズ群の色収差パラメータを示す第１項と、第２レンズ群の色収差パラメータを示す（第２項＋第３項）が逆符号で、絶対値がほぼ等しいように取ることで、レンズ系全体の色収差を少なくすることを表している。
【００２４】
【数２】
2016031403.tif 000005
【００２５】
条件式（２）は、第１レンズ群２６Ａの焦点距離と全系の焦点距離の比を表している。この比が下限値を超えると第１レンズ群２６Ａの正の屈折力が大きくなるために、球面収差の補正が増大し、負レンズ２９Ａの１枚で補正を行っても十分な補正ができなくなる。また、この比が上限値を超えると焦点距離が長くなるために、レンズ系全体が大型化してしまう。条件式（２）は次式に置換されてもよい。
【００２６】
【数３】
2016031403.tif 000006
【００２７】
【数４】
2016031403.tif 000007
【００２８】
条件式（３）は、第２レンズ群２７Ａの焦点距離と全系の焦点距離の比を表している。この比が下限値を超えると第２レンズ群２７Ａの正の屈折力が大きくなるために、球面収差の補正が増大し、負レンズ１枚で補正を行っても十分な補正ができなくなる。また、この比が上限値を超えると焦点距離が長くなるために、レンズ系全体が大型化してしまう。条件式（３）は次式に置換されてもよい。
【００２９】
【数５】
2016031403.tif 000008
【００３０】
【数６】
2016031403.tif 000009
【００３１】
条件式（４）は、第１レンズ群２６Ａと第２レンズ群２７Ａとの間隔と全系の焦点距離の比を表している。この比が下限値を超えると第１レンズ群２６Ａと第２レンズ群２７Ａが接近し過ぎるが、全系の焦点距離は固定であるため、主点位置が像側へ移動し、全系が大型化してしまう。この比が上限値を超えると第２レンズ群２７Ａから液晶パネル４０までの間隔が小さくなる。本実施例の液晶パネル４０は反射型であり、変調された光を投射レンズ側へ入射させる偏光ビームスプリッタ３０を配置するための空間を確保すると、第２レンズ群２７Ａの屈折力が大きくなり、収差が大きくなってしまう。条件式（３）は次式に置換されてもよい。
【００３２】
【数７】
2016031403.tif 000010
【００３３】
第２レンズ群２７Ａは、光源側から順に、正の屈折率を有する両凸レンズとしての正レンズ２８Ａと負の屈折率を有する両凹レンズとしての負レンズ２９Ａにより構成することによって、主点が物体側に位置するため、小型化することができる。
【００３４】
色消しを効果的に行う条件として、正レンズである第１レンズ群２６Ａの硝材のアッべ数をν１ｐ、第２レンズ群２７Ａの正レンズ２８Ａの硝材のアッべ数をν２ｐとすると、次式を満足することが好ましい。
【００３５】
６０  ＜  ν１ｐ  ＜７０        （５）
５０  ＜  ν２ｐ  ＜７０        （６）
条件式（５）および（６）の下限値を超えると、第２レンズ群２７Ａの色消しを行うことが困難になる。また、条件式（５）および（６）の上限値を超えると、硝材の材料の選択が困難になる。
【００３６】
条件式（５）および（６）は次式に置換されてもよい。
【００３７】
６０  ＜  ν１ｐ  ＜６５        （５）’
５５  ＜  ν２ｐ  ＜６５        （６）’
また、第２レンズ群２７Ａでの色消しに関する条件として、第２レンズ群２７Ａの正レンズ２８Ａを構成する硝材のアッべ数をν２ｐ、負レンズ２９Ａを構成する材質のアッべ数をν２ｎとすると、次式を満足することで色収差の補正を効果的に行うことができる。
【００３８】
２０≦ν２ｐ  −  ν２ｎ  ≦４０      （７）
条件式（７）は次式に置換されてもよい。
【００３９】
２５≦ν２ｐ  −  ν２ｎ  ≦３５      （７）’
集光レンズ系を通過した光（ＧＲＢの各成分光）は、それぞれ各色光に対応した偏光ビームスプリッタ３０に入射する。偏光ビームスプリッタ３０は、第１の偏光を透過し、第２の偏光を反射する偏光分離面を有する偏光分離手段として機能する。第１の偏光と第２の偏光は偏光方向が直交し、例えば、第１の偏光はＰ偏光であり、第２の偏光はＳ偏光である。
【００４０】
偏光ビームスプリッタ３０で反射されたＧＲＢの各成分光は、それぞれ各色光に対応した反射型の液晶パネル４０へ供給される。偏光変換素子２５により分割された光束は、集光レンズ系によって像側テレセントリック光学系となるように液晶パネル４０に重畳される。液晶パネル４０は、各成分光を後述する映像信号出力手段から出力される映像信号に応じて変調して反射する光変調素子である。
【００４１】
液晶パネル４０により反射され、偏光方向が変換されたＧＢＲの成分光は、それぞれ再度、偏光ビームスプリッタ３０に戻る。これにより、ＧＢＲの成分光は、偏光ビームスプリッタ３０を透過して不図示の合成光学系（例えば、Ｘプリズム）に入射する成分光と偏光ビームスプリッタ３０で反射されて光源方向へ戻る成光分とに分離される。合成光学系は、偏光ビームスプリッタ３０を経た成分光を合成する機能を有し、合成光を不図示の投影レンズ（投影光学系）に供給する。投影レンズは、ズーム機能を備え、供給された合成光を任意の倍率でスクリーン等の被投射面へ投射し、映像を表示する。合成光学系、投影レンズ、被投射面は、例えば、図１の偏光ビームスプリッタ３０の上方に配置される。なお、液晶パネルを３枚使用する例で説明したが、これに限定されるものではなく、液晶パネルを１枚で時分割により色再生を行ってもよい。
【００４２】
（数値実施例１）
表１は、図１に示す構成において、数値実施例１の各条件式と諸数値を示している。表１に示すように、ｆ１／Ｆａｌｌ＝２．２、ｆ２／Ｆａｌｌ＝１．７、Ｄ１２／Ｆａｌｌ＝０．１５、ν１ｐ＝６１．２、ν２ｐ＝６０．３、ν２ｐ−ν２ｎ＝３２．８である。
【００４３】
また、Ｒｉを物体側より集光レンズ系の第１面から順に第ｉ番目の曲率半径、Ｄｉを物体側より順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、Ｎｉとνｉを各々物体側より順に第ｉ番目の光学材料の材質の屈折力とアッべ数とすると、数値実施例１は以下のようになる。
Ｒ１＝   99.043      Ｄ１＝ 3.0  Ｎ１＝ 1.5891 ν１＝ 61.2
Ｒ２＝ -798.546      Ｄ２＝10.7   
Ｒ３＝   44.371      Ｄ３＝ 7.5  Ｎ２＝ 1.6206 ν２＝ 60.3
Ｒ４＝ -107.607      Ｄ４＝ 2.0  Ｎ３＝ 1.7553 ν３＝ 27.5
Ｒ５＝  161.817      Ｄ５＝54.7
【００４４】
（比較例）
図５は、比較例としての液晶プロジェクタの光源から液晶パネルまでの断面図である。図５において、図１と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。比較例の集光レンズ系は入射光を集光し、第１レンズ群２６Ｃと第２レンズ群２７Ｃからなる２群構成となっている。第１レンズ群２６Ｃは光源側が平面の平凸レンズであり、正の屈折力を有する単レンズである。第２レンズ群２７Ｃは両凸レンズであり、正の屈折力を有する単レンズである。比較例では、集光レンズ系内に光路を折り曲げる不図示の折り曲げミラーが配置されているために、第１レンズ群２６Ｃと第２レンズ群２７Ｃの間隔が少し広がっている。図５に示す構成では、集光レンズ系のバックフォーカスを長く確保する必要があり、光学系全体の大型化を抑えようとすると第２レンズ群２７Ｃのパワーが大きくなり、球面収差等が発生し易くなる。比較例は、条件式（１）〜（７）のいずれも満足していない。
【００４５】
図２は、実施例１の構成における照明範囲端部の照度分布の断面図であり、図６は、比較例の構成における照明範囲端部の照度分布の断面図である。以下、図２と図６を参照して、実施例１の効果について説明する。
【００４６】
図２と図６の横軸の「液晶パネル断面座標（ｍｍ）」は図１と図５の液晶パネル４０の光軸（中心）を原点とし、そこから下向きの長さを表している。横軸の−５．０ｍｍの位置に照明余裕境界線Ａがあり、−４．８ｍｍの位置にパネル境界線Ｂが位置している。図２と図６では、−４．７ｍｍから右側を省略しているが、＋４．８ｍｍにもパネル境界線Ｂがあり、＋５．０ｍｍにも照明余裕境界線Ａがあり、各パネル境界線Ｂと各照明余裕境界線Ａは図１の紙面に垂直な方向に延びている。なお、図１の紙面に平行な方向にも、照明余裕境界線とパネル境界線が存在するが、これらについても以下の説明が同様に当てはまる。
【００４７】
液晶パネル４０においては、−４．８ｍｍ〜＋４．８ｍｍの範囲に配置されたフォトダイオードなどの光電変換素子が光電変換可能なように構成されている。また、照明余裕境界線Ａは、パネル境界線Ｂを超える範囲でも色収差のために照明光が当たる範囲である。そして、照明余裕境界線Ａよりも外側の光は無駄な照明光として利用されない。縦軸の「照度」は、横軸の液晶パネル４０の０ｍｍの位置の照度で規格化した割合（％）を示している。
【００４８】
理想的な照明分布は、照明範囲外（即ち、図２と図６に示す照明余裕境界線Ａの左側）では照度が０％であり、照明余裕境界線Ａで立ち上がり、照明範囲内（即ち、図２と図６に示す照明余裕境界線Ａの右側）では約１００％の照度が維持されることである。また、ＲＧＢの各色光が照明余裕境界線Ａの立ち上がりで、それぞれが約１００％近くに立ち上がることである。
【００４９】
図６では、照明余裕境界線Ａよりも左側の光損失が大きく、また、照明余裕境界線Ａ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。これに対して、図２では、図６に比べて、球面収差などの改善により、照明余裕境界線Ａよりも左側の光損失が小さくなり、照明余裕境界線ＡにおけるＢ光の照度低下も改善されている。このように、実施例１は、比較例よりも照明効率と色再現性を向上することができる。
【実施例２】
【００５０】
以下、図３を参照して、実施例２の照明光学系２０Ｂによる集光レンズ系の改善効果について説明する。図３において、図１と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。実施例２は実施例１と集光レンズ系の構成が相違する。
【００５１】
実施例２では、集光レンズ系は入射光を集光し、上記の屈折力の配置および色の分散による条件を満たし、第１レンズ群２６Ｂと第２レンズ群２７Ｂからなる２群構成となっている。第１レンズ群２６Ｂは単レンズから構成される。第２レンズ群２７Ｂは、光源側から正レンズ２８Ｂ、負レンズ２９Ｂの順に並んだ２群レンズ構成であるが、貼り合わせではなく、正レンズ２８Ｂと負レンズ２９Ｂの間には空隙がある（両者は離れている）。正レンズ２８Ｂと負レンズ２９Ｂを離すことにより第１レンズ群２６Ｂの屈折力が強くなり、正の屈折力を有し表示素子側に凸面を持つ凸メニスカスレンズとなる。
【００５２】
正レンズ２８Ｂの負レンズ側の面と負レンズ２９Ｂの正レンズ側の面との間の光軸上の間隔Ｓは、以下の条件式を満足することが好ましい。数式（８）において、Ｓが下限値よりも小さいと照度分布の端の波長によるズレを改善する効果が小さくなる。Ｓが上限値よりも大きいと、照度分布の照明余裕境界における球面収差が大きくなり、色再現性が低下すると共に、照明光学系が大型になる。
０．００１４７＜Ｓ／Ｆａｌｌ＜０．１４７            （８）
条件式（８）は次式に置換されてもよい。
０．０１４７＜Ｓ／Ｆａｌｌ＜０．０７３６            （８）’
【００５３】
（数値実施例２）
表１は、図３に示す構成において、数値実施例２の各条件式と諸数値を示している。表１に示すように、ｆ１／Ｆａｌｌ＝２．４、ｆ２／Ｆａｌｌ＝１．７、Ｄ１２／Ｆａｌｌ＝０．１、Ｓ／Ｆａｌｌ＝０．０３５、ν１ｐ＝６２．１、ν２ｐ＝５９．７、ν２ｐ−ν２ｎ＝３１．８である。
【００５４】
また、Ｒｉを物体側より集光レンズ系の第１面から順に第ｉ番目の曲率半径、Ｄｉを物体側より順に第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔、Ｎｉとνｉを各々物体側より順に第ｉ番目の光学材料の材質の屈折力とアッべ数とすると、数値実施例２は以下のようになる。
Ｒ１＝  -51.214    Ｄ１＝2.57  Ｎ１＝ 1.5814  ν１＝62.1
Ｒ２＝  -33.993    Ｄ２＝6.35
Ｒ３＝   35.639    Ｄ３＝5.98  Ｎ２＝ 1.6234  ν２＝59.7
Ｒ４＝ -446.518    Ｄ４＝2.41
Ｒ５＝  -65.423    Ｄ５＝1.94  Ｎ３＝ 1.7507  ν３＝27.9
Ｒ６＝ 5137.502    Ｄ６＝54.84
【００５５】
図４は、実施例１の構成における照明範囲端部の照度分布の断面図であり、その横軸と縦軸は図２と同様である。図４では、図６に比べて、球面収差などの改善により各セルの重ね合わせが良くなったため、照明余裕境界線Ａよりも左側の光損失が小さくなり、照明余裕境界線ＡにおけるＢ光の照度低下も改善されている。このように、数値実施例２は、比較例よりも照明効率と色再現性を向上することができる。数値実施例２は、照度分布の端の波長によるズレが実施例１よりも改善する効果が得られるが、分布の端の傾きでは、球面収差が実施例１に比べて大きくなるため、実施例１の端部の傾きよりも緩くなる。また、実施例１のように正レンズ２８Ａと負レンズ２９Ａの接合を伴わないので製造が容易になり、コストを低くすることができる等の利点がある。
【００５６】
【表１】
2016031403.tif 000011
【００５７】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の照明光学系に適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
２０Ａ、２０Ｂ…照明光学系、２２…第１レンズアレイ（分割手段）、２４…第２レンズアレイ（分割手段）、２６Ａ、２６Ｂ…第１レンズ群、２７Ａ、２７Ｂ…第２レンズ群、２８Ａ、２８Ｂ…正レンズ、２９Ａ、２９Ｂ…負レンズ、４０…液晶パネル（光変調素子）
【図１】
2016031403.tif 000016
【図２】
2016031403.tif 000017
【図３】
2016031403.tif 000018
【図４】
2016031403.tif 000019
【図５】
2016031403.tif 000020
【図６】
2016031403.tif 000021