JP2005316087A - 変調光学系および映像投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明光を反射型の変調素子に導いて映像光と不要光を生成して、映像光を取り出す変調光学系における、不要光による悪影響を防止する。
【解決手段】 変調光学系(1)は、照明光(L1)を反射して映像を表すオン光(L2)と不要なオフ光(L3)とする変調素子(10)と、第１のプリズム(11)と、微小な空隙を介してプリズム(11)に対向する第２のプリズム(12)より成る。照明光(L1)は、プリズム(12)とプリズム(11)を透過して変調素子(10)に入射する。オン光(L2)はプリズム(11)に入り、面(11a)で全反射されて面(11c)から出射する。オフ光(L3)はプリズム(11)に入り、一部が面(11a)で全反射されて面(11c)から出射し、残りが面(11c)で全反射されて、面(11a)のうちプリズム(12)に対向しない部位から出射する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明光を変調して異なる方向に進む映像光と不要光を生成し、映像光と不要光を分離する変調光学系、および、これを備える映像投影装置に関する。

映像をスクリーンに拡大投影する映像投影装置では、小型の変調素子によって照明光を変調して映像を表す映像光を生成するのが一般的である。変調素子には、照明光を透過させつつ変調する透過型と、照明光を反射しつつ変調する反射型がある。反射型の変調素子としては、米国テキサスインスツルメンツ社のＤＭＤ（Digital Micromirror Device）が広く知られ、多くの映像投影装置で採用されている。

ＤＭＤは、２次元に配列された多数の微小なミラー素片の向きを個別に制御することが可能な素子であり、ミラー素片の向きを個別に変えて反射光の進行方向に変化をもたらすことにより、照明光を変調する。ミラー素片の向きの可変範囲は、例えば±１２゜であり、あまり大きくないが、可変範囲の一端の向きにある状態（オン状態という）での反射光（オン光という）の進行方向と、可変範囲の他端にある状態（オフ状態という）での反射光（オフ光という）の進行方向に差異を生じさせて、オン光とオフ光を分離することができる。

オン光は映像光として投影光学系によってスクリーンに投影され、オフ光は不要光として捨てられる。各ミラー素片は映像の１画素に相当し、映像信号に応じて各ミラー素片のオン状態とオフ状態の時間を調節することで、オン光に階調をもたせることができる。

ＤＭＤを用いる映像投影装置では、ＤＭＤの特性によってオン光とオフ光を分離することができるが、その分離を確実にするとともに、光路に大きな角度差のないオン光と照明光を分離する必要がある。しかも、装置の小型化のためには、オン光とオフ光の分離およびオン光と照明光の分離を、小さな空間内で行わなければならない。そのため、間に微小な空隙が生じるように接合された２つのプリズムから成る光学系を用いて、全反射を利用することが行われている。この構成を図１８に模式的に示す。

図１８において、６０はＤＭＤ、６１、６２はそれぞれプリズムである。プリズム６１は３つの面６１ａ、６１ｂ、６１ｃを、また、プリズム６２は３つの面６２ａ、６２ｂ、６２ｃを有する。図には現れていないが、プリズム６１の面６１ａとプリズム６２の面６２ａの間には空隙が存在する。照明光Ｌ１（細い実線で示す）は、ＤＭＤ６０に近い側のプリズム６１に面６１ｃから導き入れられ、面６１ａに対して臨界角を超える入射角で入射して、全反射される。面６１ａで全反射された照明光Ｌ１は、面６１ｂを透過してＤＭＤ６０に入射し、反射されてオン光Ｌ２（太い実線で示す）とオフ光Ｌ３（点線で示す）になる。

オン光Ｌ２とオフ光Ｌ３は、面６１ｂから再びプリズム６１に入射し、面６１ａに達する。面６１ａに対するオン光Ｌ２とオフ光Ｌ３の入射角は臨界角未満であり、オン光Ｌ２とオフ光Ｌ３は面６１ａを透過し、空隙を通過して、面６２ａよりプリズム６２に入射し、面６２ｂより出射する。プリズム６２を出射したオン光Ｌ２とオフ光Ｌ３の進行方向には角度差があり、オン光は投影光学系（不図示）に入射して投影され、オフ光は投影光学系に入射することなく捨てられる。

プリズム６１の面６１ｂとプリズム６２の面６２ｂは平行であり、空隙を挟む面６１ａと面６２ａも平行である。また、空隙の厚さは１０μｍ程度とごく微小に設定される。したがって、オン光Ｌ２は、概ね単一の平行平板を透過するとみなすことができる。しかしながら、ＤＭＤ６０の各ミラー素片からのオン光Ｌ２は拡がりながら進行するため、オン光Ｌ２に含まれる光線が通過する空隙の距離には、光線ごとに差異があり、また、面６１ａや面６２ａに対する角度にも、光線ごとに差異がある。これらの差異は僅かではあるものの、収差を招いて映像の質を低下させる要因となっている。

そこで、近年では、空隙を介して接合された２つのプリズムを用いながら、オン光が空隙を通過しないようにした光学系が提案されている（例えば、米国特許６，４６１，０００、米国特許５，３０９，１８８）。
米国特許６，４６１，０００ 米国特許５，３０９，１８８

その構成を図１９に模式的に示す。図１９において、７０はＤＭＤ、７１、７２はそれぞれプリズムである。プリズム７１は３つの面７１ａ、７１ｂ、７１ｃを、また、プリズム７２は３つの面７２ａ、７２ｂ、７２ｃを有する。図には現れていないが、プリズム７１の面７１ａとプリズム７２の面７２ａの間には空隙が存在する。

照明光Ｌ１は、ＤＭＤ７０から遠い側のプリズム７２に面７２ｂから導き入れられ、面７２ａに対して臨界角未満の入射角で入射して、これを透過する。面７２ａを透過した照明光Ｌ１は、空隙を通過して、面７１ａからプリズム７１に入射し、面７１ｂを透過する。面７１ｂを透過した照明光Ｌ１は、ＤＭＤ７０に入射し、反射されてオン光Ｌ２とオフ光Ｌ３になる。

オン光Ｌ２とオフ光Ｌ３は、面７１ｂから再びプリズム７１に入射する。オン光Ｌ２は、面７１ａに達し、オフ光Ｌ３は、一部が面７１ａに達し、残りが面７１ｃに達する。面７１ａに対するオン光Ｌ２の入射角は臨界角を超え、オン光Ｌ２は面７１ａで全反射されて、面７１ｃを透過し、投影光学系（不図示）に入射して投影される。

面７１ｂから面７１ａに達するオフ光Ｌ３の面７１ａに対する入射角も臨界角を超え、このオフ光Ｌ３も面７１ａで全反射されて、面７１ｃを透過する。ただし、このオフ光Ｌ３とオン光Ｌ２の進行方向には角度差があり、面７１ｃを透過したオフ光Ｌ３は、投影光学系に入射しない。面７１ｂから面７１ｃに達するオフ光Ｌ３の面７１ｃに対する入射角は臨界角を超え、このオフ光Ｌ３は、面７１ｃで全反射されて、面７１ａを透過する。

この構成では、オン光Ｌ２はプリズム７１、７２間の空隙を通過せず、プリズム７１のみを透過する。また、プリズム７１の面７１ｃを面７１ａで折り返して得られる仮想の面は、面７１ｂに対して平行になるように設定されており、オン光Ｌ２に対するプリズム７１は、平行平板と全く等価になる。したがって、オン光Ｌ２には収差が生じ難く、質の高い映像を提供することができると期待される。

ところが、プリズム７１とプリズム７２は、面７１ａの全体が面７２ａの全体に対向するように設定されており、したがって、プリズム７１の面７１ｃで全反射されて面７１ａを透過するオフ光Ｌ３は、面７２ａから再びプリズム７２に入る。このオフ光Ｌ３の一部は、面７２ｂで反射され、さらに面７２ａ、７２ｃ等で反射されて散乱し、中には照明光Ｌ１に混入するものが生じる。また、プリズム７２に入ったオフ光Ｌ３の残りは、面７２ｂを透過して、光源からプリズム７２に照明光Ｌ１を導く光学系に戻り、中にはその光学系で反射されて照明光Ｌ１に混入するものが生じる。

照明光Ｌ１に混入したオフ光Ｌ３は、照明光Ｌ１の強度のむら、フレア等となる。したがって、図１９の光学系は、収差の発生を抑えることはできるものの、期待されるほど質の高い映像を提供することはできない。

さらに、光源からプリズム７２に照明光Ｌ１を導く光学系は、照明光Ｌ１により高温になるが、これにオフ光Ｌ３が加わると、一層高温になってしまう。このため、その光学系を冷却するために高能力の冷却手段が必要となる。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、照明光を反射型の変調素子に導いて映像光と不要光を生成して、映像光を取り出す変調光学系における、不要光による悪影響を防止することを目的とする。また、質の高い映像を提供することが可能な映像投影装置を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、照明光を反射して、所定の方向に進む映像光と、映像光とは異なる方向に進む不要光を生成する反射型の変調素子と、第１の面と第２の面と第３の面とを有し、第２の面が変調素子の反射面に対向する第１の光学素子と、第１の光学素子の第１の面に空隙を介して対向する第２の光学素子を備え、第２の光学素子が、外部から与えられる照明光を第１の光学素子の第１の面に導き、第１の光学素子が、第１の面から入射する第２の光学素子からの照明光を、第２の面より出射させて変調素子の反射面に導くとともに、第２の面から入射する変調素子からの映像光を第１の面で全反射して第３の面より出射させる変調光学系において、第１の光学素子が、第２の面から入射する変調素子からの不要光を第２の光学素子に入射させない構成とする。

この変調光学系では、第１の光学素子から第２の光学素子に不要光が入射しないため、第２の光学素子の内部や、光源から第２の光学素子に照明光を導く光学系で、不要光が照明光に混入することがない。したがって、映像の質の低下が防止される。また、光源から第２の光学素子に照明光を導く光学系が不要光によって温度上昇することもない。

上記目的を達成するために、本発明ではまた、照明光を反射して、所定の方向に進む映像光と、映像光とは異なる方向に進む不要光を生成する反射型の変調素子と、第１の面と第２の面と第３の面とを有し、第２の面が変調素子の反射面に対向する第１の光学素子と、第１の光学素子の第１の面に空隙を介して対向する第２の光学素子を備え、第２の光学素子が、外部から与えられる照明光を第１の光学素子の第１の面に導き、第１の光学素子が、第１の面から入射する第２の光学素子からの照明光を、第２の面より出射させて変調素子の反射面に導くとともに、第２の面から入射する変調素子からの映像光を第１の面で全反射して第３の面より出射させる変調光学系において、第１の光学素子の第１の面が、第２の光学素子に対向する対向部位と、対向部位よりも第３の面寄りに位置し、第２の光学素子に対向しない非対向部位とを有し、第１の光学素子が、第２の面から入射する変調素子からの不要光の一部を、第１の面で全反射して第３の面より映像光とは異なる方向に出射させ、第２の面から入射する変調素子からの不要光の残りを、第３の面で全反射して、そのうち変調素子の半分以上の領域で反射されたものを第１の面の非対向部位から出射させる構成とする。

この変調光学系では、第１の光学素子に入った不要光のうち第１の面に直接達するものは、第１の面で全反射されるため、第２の光学素子には入射しない。また、第１の光学素子に入った不要光のうち第３の面に直接達するものは、第３の面で全反射されるものの、全反射された後は、多くが、第１の面のうち第２の光学素子に対向しない非対向部位から出射して、第２の光学素子には入射しない。したがって、第２の光学素子に入射する不要光は少なく、映像の質の低下が軽減され、光源から第２の光学素子に照明光を導く光学系が不要光によって温度上昇することも抑えられる。

ここで、第１の光学素子が、第２の面から入射する変調素子からの不要光の残りを、第３の面で全反射して、その全てを第１の面の非対向部位から出射させるようにすることもできる。このようにすると、第２のプリズムに入射する不要光はなくなり、映像の質の低下と、光源から第２の光学素子に照明光を導く光学系が不要光によって温度上昇することが、防止される。

また、第１の光学素子の第２の面と第３の面の成す角が９０゜以上である構成とするとよい。このようにすると、第１のプリズムの大きさの増大を抑えながら、非対向部位を確保することが容易になる。

第１の光学素子の屈折率は、１．５１以上とするのがよく、特に、１．５８以上とするのが好ましい。第１の光学素子の屈折率を大きくすることで、第１の光学素子の第１の面での臨界角が小さくなり、この面に対して異なる角度で入射する映像光を全て全反射することが容易になる。

第１の光学素子の第１の面の非対向部位から出射した不要光を吸収または反射する遮光素子を備えるようにするとよい。このようにすると、光源から第２の光学素子に照明光を導く光学系に非対向部位を透過した不要光が入射するのを防止することができて、その光学系の温度上昇が抑えられる。

ここで、遮光素子は、第１の光学素子の第１の面の非対向部位に空隙を介して対向し、入射した不要光を内部で全反射する光学素子とすることができる。遮光素子としての光学素子と、第１の光学素子の第１の面の非対向部位との間に空隙を設けることで、非対向部位でも映像光を確実に全反射することができる。また、不要光を内部で全反射する光学素子を遮光素子とすることで、この光学素子と第１の光学素子とを一体化して、取り扱い易さを向上させることが容易になる。

第２の光学素子の屈折率を第１の光学素子の屈折率よりも大きくすることができる。このようにすると、変調素子を明るくかつ均一に照明するために、変調素子近傍での照明光の断面の形状および大きさを変調素子の反射面の形状および大きさに近づけることが容易になる。

第１の光学素子の屈折率を第２の光学素子の屈折率よりも大きくすることもできる。一般に、硝材は屈折率が大きいほど高価になるから、第１の光学素子の第１の面で映像光を全て全反射することを容易にするために、第１の光学素子の屈折率を大きくし、これに合わせて第２の光学素子の屈折率も大きくすると、コストが上昇する結果となる。第２の光学素子の屈折率を第１の光学素子の屈折率よりも小さくすることで、コストの上昇が抑えられる。

前記目的を達成するために、本発明ではまた、映像投影装置は、上記のいずれかの変調光学系と、変調光学系の第２の光学素子に照明光を導く照明光学系と、変調光学系の第１の光学素子の第３の面から出射した映像光を投影する投影光学系とを備える構成とする。第２の光学素子に入射する不要光がない、または僅かであるという変調光学系の特徴により、質の高い映像を提供することが可能な装置となる。また、照明光学系に戻る不要光もなくし、または僅かにすることができて、照明光学系の温度上昇が抑えられ、照明光学系を冷却するための手段を簡素にし、あるいは省略することができる。

本発明の変調光学系では、映像光に収差が発生し難く、しかも、不要光が照明光に混入することも抑えられるため、映像光が表す映像は質の高いものとなる。さらに、照明光を第２の光学素子に導く光学系が不要光によって温度上昇するのを防止することもできる。また、本発明の映像投影装置は、質の高い映像を提供することができる上、照明光学系を冷却する手段を簡素にし、または省略することができて、小型化が容易である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。第１の実施形態である変調光学系１の構成および光路を図１に示す。この変調光学系１は、ＤＭＤ１０、第１のプリズム１１、および第２のプリズム１２より成る。

ＤＭＤ１０は、横方向と縦方向の長さの比が４：３で、対角長が約２３．９ｍｍ（０．９４インチ）の長方形である。ＤＭＤ１０の反射面を成す各ミラー素片の向きは、ＤＭＤ１０の短辺および長辺に対して４５゜の方向に可変である。ＤＭＤ１０は、ミラー素片の向きの可変方向が図１の紙面に対して平行になるように配置されている。なお、各ミラー素片の向きの可変方向を、ＤＭＤ１０の短辺および長辺に対して４５゜以外の方向とすることも可能である。

ＤＭＤ１０の各ミラー素片の向きは映像信号に基づいて制御され、各ミラー素片は可変範囲の一端を向くオン状態と可変範囲の他端を向くオフ状態とをとり、ＤＭＤ１０はオン状態のミラー素片によってオン光（映像光）を生成し、オフ状態のミラー素片によってオフ光（不要光）を生成する。

第１のプリズム１１は、面１１ａ、１１ｂ、１１ｃを有し、面１１ｂがＤＭＤ１０に対して平行となり、面１１ｂの一部がＤＭＤ１０に対向するように配置されている。プリズム１１の面１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、いずれも図１の紙面に対して垂直である。面１１ａと面１１ｂの成す角は鋭角であり、面１１ａと面１１ｃの成す角も鋭角である。また、面１１ｂと面１１ｃの成す角も鋭角である。面１１ｃを面１１ａで折り返して得られる仮想の面は、面１１ｂと平行である。

第２のプリズム１２は、面１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有し、面１２ａで第１のプリズム１１の面１１ａに接合されている。図には現れていないが、第１のプリズム１１の面１１ａと第２のプリズム１２の面１２ａの間には、厚さ５〜１０μｍ程度の微小な空隙が設けられている。面１２ａは、面１１ａに対して平行であり、また、面１１ａの一部にのみ対向している。プリズム１２の面１２ａと面１２ｂの成す角は鋭角であり、また、これらの面１２ａ、１２ｂはいずれも図１の紙面に対して垂直である。

第１のプリズム１１の面１１ａのうち、第２のプリズム１２の面１２ａに対向する部位（以下、単に対向部位という）は、面１１ｃから遠くに位置し、面１１ａのうち、面１１ｃに近い部位は、面１２ａに対向しない部位（以下、単に非対向部位という）となっている。

照明光Ｌ１（細い実線で示す）は、面１２ｂより第２のプリズム１２に導き入れられ、面１２ａに達する。照明光Ｌ１の面１２ａに対する入射角は臨界角未満であり、照明光Ｌ１は面１２ａを透過し、さらに空隙を通過する。空隙を通過した照明光Ｌ１は、面１１ａより第１のプリズム１１に入って、面１１ｂに達する。照明光Ｌ１の面１１ｂに対する入射角は臨界角未満であり、照明光Ｌ１は面１１ｂを透過してＤＭＤ１０の反射面に入射する。

ＤＭＤ１０の反射面に入射した照明光Ｌ１は、異なる方向に反射されてオン光Ｌ２（太い実線で示す）とオフ光Ｌ３（点線で示す）になる。オン光Ｌ２の光路とオフ光Ｌ３の光路は、オン光Ｌ２の光路の方が照明光Ｌ１の光路に近い。

ＤＭＤ１０からのオン光Ｌ２は、面１１ｂを透過してプリズム１１に再び入り、面１１ａに達する。オン光Ｌ２の面１１ａに対する入射角は臨界角を超え、したがって、オン光Ｌ２は面１１ａによって全反射される。面１１ａで全反射されたオン光Ｌ２は面１１ｃに達する。オン光Ｌ２の面１１ｃに対する入射角は臨界角未満であり、オン光Ｌ２は面１１ｃを透過する。面１１ｃを透過したオン光Ｌ２は、投影光学系（不図示）に入射して、スクリーン（不図示）に投影される。

ＤＭＤ１０からのオフ光Ｌ３は、面１１ｂを透過してプリズム１１に再び入り、一部（プリズム１１の面１１ｃから遠いミラー素片で反射されたもの）が、面１１ａに達し、残り（プリズム１１の面１１ｃに近いミラー素片で反射されたもの）が、面１１ｃに達する。面１１ｂから面１１ａに達するオフ光Ｌ３の面１１ａに対する入射角は臨界角を超え、したがって、このオフ光Ｌ３は面１１ａで全反射されて、面１１ｃに達する。面１１ａから面１１ｃに達するオフ光Ｌ３の面１１ｃに対する入射角は臨界角未満であり、このオフ光Ｌ３は面１１ｃを透過する。面１１ｃを透過したオフ光Ｌ３とオン光Ｌ２の進行方向に角度差があり、面１１ｃを透過したオフ光Ｌ３は投影光学系には入射しない。

面１１ｂから面１１ｃに達するオフ光Ｌ３の面１１ｃに対する入射角は臨界角を超え、したがって、このオフ光Ｌ３は面１１ｃで全反射される。面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３は、面１１ａに達する。このオフ光Ｌ３の面１１ａに対する入射角は臨界角未満であり、したがって、このオフ光Ｌ３は面１１ａを透過する。

ただし、第２のプリズム１２の大きさは、照明光Ｌ１をＤＭＤ１０の反射面全体に導くに足る範囲内で小さく設定されており、また、プリズム１１の大きさ（図１の紙面の左右方向の大きさ）は、ＤＭＤ１０のミラー素片のうち面１１ｃに最も近いものからのオフ光Ｌ３でも、面１１ｃによる全反射の後、面１１ａの非対向部位に入射するように設定されており、したがって、面１１ｃによって全反射されたオフ光Ｌ３は、全て面１１ａの非対向部位に入射する。照明光Ｌ１、オン光Ｌ２およびオフ光Ｌ３のうち、プリズム１１の面１１ｃに最も近いミラー素片に関するもの以外を省略して図２に示す。

面１１ｃによって全反射され、面１１ａの非対向部位を透過したオフ光Ｌ３は、プリズム１２の傍らを通過する。結局、変調光学系１では、第２のプリズム１２に入射するオフ光Ｌ３は皆無となる。このため、オフ光Ｌ３がプリズム１２内で散乱して照明光Ｌ１に混入することがなく、また、プリズム１２の面１２ｂを透過したオフ光Ｌ３が、プリズム１２に照明光Ｌ１を導く光学系に入射して反射されて照明光Ｌ１に混入することもない。さらに、プリズム１２の面１２ｂを透過したオフ光Ｌ３によって、プリズム１２に照明光Ｌ１を導く光学系の温度が上昇することもない。

第１のプリズム１１と第２のプリズム１２は、同じ硝材で作製されており、それらの屈折率は１．５である。また、第１のプリズム１１の面１１ｂと面１１ｃの成す角は８０°である。これらの条件とＤＭＤ１０の前述の大きさを考慮すると、第１のプリズム１１内でのオン光Ｌ２の主光線の光路長を５９ｍｍとすれば、面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３が面１１ａの非対向部位のみに入射するようにすることができる。なお、ＤＭＤ１０の反射面の中心に位置するミラー素片からのオン光Ｌ２に含まれる中央の光線をオン光Ｌ２の主光線という。本実施形態の変調光学系１では、オン光Ｌ２の主光線の面１１ｂ、面１１ｃに対する入射角は９０°である。

投影光学系のレンズバックをより短くするために、第１のプリズム１１を相似形で小さくした修飾例の変調光学系１ａを図３および図４に示す。図４は、照明光Ｌ１、オン光Ｌ２およびオフ光Ｌ３のうち、プリズム１１の面１１ｃに最も近いミラー素片に関するもの以外を省略したものである。この変調光学系１ａでは、プリズム１１内でのオン光Ｌ２の主光線の光路長を５１ｍｍとしている。他の条件は変調光学系１と同じである。

オン光Ｌ２の光路長を短くするためにプリズム１１をこのように小さくすると、面１１ａの非対向部位が相対的に小さくなるとともに、オフ光Ｌ３が面１１ｃのうち面１１ｂに近い部位で反射されることになって、面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３の一部が、面１１ａの対向部位に入射する。ただし、変調光学系１ａでは、非対向部位がない図１９の光学系に比べてプリズム１２に入射するオフ光Ｌ３ははるかに少なく、非対向部位を設けたことにより、オフ光Ｌ３の悪影響が大きく低減されている。

より具体的には、ＤＭＤ１０の反射面の中心に位置するミラー素片からのオフ光Ｌ３に含まれる全ての光線は、面１１ａの対向部位には入射せず（図３参照）、これより明らかなように、面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３のうち、ＤＭＤ１０の反射面の半分以上の領域（反射面の中心よりも面１１ｃから遠い領域）からのものは、面１１ａの非対向部位に入射する。また、面１１ｃに最も近いミラー素片からのオフ光Ｌ３であっても、その全てが面１１ａの対向部位に入射するわけではなく、約半分は面１１ａの非対向部位に入射する（図４参照）。したがって、プリズム１２に入射するオフ光Ｌ３はごく僅かである。

ＤＭＤ１０の反射面の半分未満の領域からのオフ光Ｌ３が面１１ａの非対向部位に入射するようにすれば、投影光学系のレンズバックを一層短くすることができるが、そのようにすると、プリズム１２に入射するオフ光Ｌ３が多くなって、その悪影響が大きくなる。質の高い映像を提供するためにも、また、プリズム１２に照明光Ｌ１を導く光学系の温度上昇を抑えるためにも、本修飾例の変調光学系１ａのように、面１１ｃで全反射されて面１１ａに達するオフ光Ｌ３のうち、ＤＭＤ１０の反射面の半分以上の領域からのものが非対向部位に入射するようにするのが好ましい。

以下、本発明の他の実施形態について説明するが、第１の実施形態の変調光学系１の構成要素と同一または類似の機能を有する構成要素については同じ符号で表して、重複する説明は省略し、相違点についてのみ述べる。

第２の実施形態の変調光学系２の構成および光路を図５に示す。本実施形態の変調光学系２は、第１のプリズム１１の面１１ｂと面１１ｃの成す角を９０°とするとともに、第１、第２のプリズム１１、１２の屈折率を１．５９にしたものである。このような屈折率の硝材としては、ＨＯＹＡ社のＢＡＣＤ５等がある。

変調光学系２では、また、ＤＭＤ１０に対する照明光Ｌ１の入射角を少し大きくして、オン光Ｌ２の主光線がＤＭＤ１０の反射面の法線（鎖線で示す）に対して２°傾くようにしている。投影光学系の光軸に対してＤＭＤ１０の反射面の法線を平行にする一般的な配置では、当然、オン光Ｌ２の主光線は投影光学系の光軸に対して２°傾くことになり、このようにすることで、コントラストの高い映像を提供することが可能になる。また、その際、映像の明るさが低下することも少ない。

照明光Ｌ１、オン光Ｌ２およびオフ光Ｌ３のうち、プリズム１１の面１１ｃに最も近いミラー素片に関するもの以外を省略して図６に示す。変調光学系２においても、面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３は、面１１ａの非対向部位のみに入射する。

プリズム１１内のオン光Ｌ２の主光線の光路長は４９ｍｍである。したがって、第１の実施形態の変調光学系１に比べて、投影光学系のレンズバックを大幅に小さくすることができる。

第３の実施形態の変調光学系３の構成および光路を図７に示す。本実施形態の変調光学系３は、第１のプリズム１１の面１１ｂと面１１ｃの成す角を９２°とするとともに、第１、第２のプリズム１１、１２の屈折率を１．６２にしたものである。このような屈折率の硝材としては、ＨＯＹＡ社のＢＡＣＤ１５等がある。

変調光学系３でも、第２の実施形態の変調光学系２と同様に、オン光Ｌ２の主光線がＤＭＤ１０の反射面の法線に対して２°傾くようにして、高コントラストかつ高輝度の映像を提供し得るようにしている。

照明光Ｌ１、オン光Ｌ２およびオフ光Ｌ３のうち、プリズム１１の面１１ｃに最も近いミラー素片に関するもの以外を省略して図８に示す。変調光学系３においても、面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３は、面１１ａの非対向部位のみに入射する。

プリズム１１内のオン光Ｌ２の主光線の光路長は５１ｍｍである。したがって、第１の実施形態の変調光学系１に比べて、投影光学系のレンズバックを大幅に小さくすることができる。

第２、第３の実施形態のように、プリズム１１の面１１ｂと面１１ｃの成す角を９０°以上とすると、プリズム１１をあまり大きくすることなく、面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３を非対向部位のみに入射させることが容易になる。この理由を図９を参照して説明する。図９において、（ａ）は第１の実施形態のように面１１ｂと面１１ｃの成す角を８０°とし、（ｂ）は第２の実施形態のように面１１ｂと面１１ｃの成す角を９０°とし、（ｃ）は第３の実施形態のように面１１ｂと面１１ｃの成す角を９２°としたときのものであり、プリズム１１、１２の屈折率は（ａ）〜（ｃ）で同じである。

図９（ａ）に示すように、面１１ｂと面１１ｃの成す角が小さいと、面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３は、照明光Ｌ１に対して大きな角度を成すことになり、ＤＭＤ１０から近い位置で照明光Ｌ１と交差する。したがって、面１１ｃを第２のプリズム１２から大きく離さなければ、面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３は面１１ａの対向部位に入射してしまう。

一方、図９（ｂ）や図９（ｃ）に示すように、面１１ｂと面１１ｃの成す角が大きいと、面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３は、照明光Ｌ１に対して小さな角度を成すことになり、ＤＭＤ１０から遠い位置で照明光Ｌ１と交差する。このため、面１１ｃを第２のプリズム１２から大きく離さなくても、面１１ｃで全反射されたオフ光Ｌ３は面１１ａの対向部位に入射しなくなる。

また、第２、第３の実施形態のように、プリズム１１の屈折率を大きくすると、オン光Ｌ２を面１１ａで全て全反射するという条件を満たしながら、明るい映像を提供することが容易になる。この理由を図１０を参照して説明する。図１０において、（ａ）〜（ｄ）はいずれも、第２の実施形態と同様に、面１１ｂと面１１ｃの成す角を９０°としたものである。

第１のプリズム１１の屈折率をｎ、プリズム１１の内部を通って面１１ａに入射する光線の面１１ａに対する入射角をθで表すと、次の式１が満たされるときに、光線は面１１ａで全反射される。

ｓｉｎθ＞１／ｎ … 式１
したがって、屈折率ｎが小さいと、式１を満たし得る入射角θは大きくなり、入射角θの小さい光線は、面１１ａを透過してしまう。図１０（ａ）はこの状態を表したものであり、光線Ｌ２ａは面１１ｃを透過したオン光Ｌ２である。なお、図１０（ａ）では、オン光Ｌ２の拡がり角（頂角）を２３゜とし、オン光Ｌ２の主光線をＤＭＤ１０の法線に対して２゜傾けている。

プリズム１１の屈折率ｎを小さくしたままで、オン光Ｌ２の一部の光線が面１１ｃで全反射されないという事態が生じるのを防止するためには、オン光Ｌ２に含まれる全ての光線の面１１ａに対する入射角θを大きくしなければならない。このための方法としては次の２つが考えられる。

１つは、オン光Ｌ２の拡がりを小さくする、すなわち、ＤＭＤ１０の各ミラー素片に入射する照明光Ｌ１の角度範囲を小さくするものである。この方法を採用して、オン光Ｌ２の拡がり角を１３゜とした状態を図１０（ｂ）に示す。しかし、オン光Ｌ２の拡がり角を小さくすると、明るい映像を提供することはできなくなる。たとえ、Ｆ数の小さい（明るい）投影光学系を用いて投影しても、オン光Ｌ２は投影光学系の光軸近傍の中央部のみを進行して、投影光学系の周辺部が投影に関与しなくなり、明るい映像を提供することはできない。

もう１つの方法は、オン光Ｌ２の主光線をＤＭＤ１０の法線に対して大きく傾ける、つまり、照明光Ｌ１のＤＭＤ１０に対する入射角を大きくする方法である。この方法を採用して、ＤＭＤ１０の法線に対するオン光Ｌ２の主光線の傾きを７゜とした状態を図１０（ｃ）に示す。しかしながら、ＤＭＤ１０の法線に対するオン光Ｌ２の主光線の傾きを大きくすると、投影光学系の光軸に対するオン光Ｌ２の主光線の傾きも大きくすることになって、Ｆ数の大きい投影光学系を用いると、オン光Ｌ２の一部を投影することができなくなる。すなわち、オン光Ｌ２の全てを投影するためには、Ｆ数の小さい光学系が必要になり、投影光学系が大きくなることが避けられない。

これに対し、屈折率を大きくすれば、式１を満たし得る入射角θは小さくなり、オン光Ｌ２の拡がり角を小さくしたり、ＤＭＤ１０の法線に対するオン光Ｌ２の主光線の傾きを大きくしたりすることなく、オン光Ｌ２の光線全てを面１１ａで全反射することができる。屈折率ｎを大きくして、他の条件を図１０（ａ）と同じにした状態を図１０（ｄ）に示す。

なお、屈折率ｎが１．５１のときは、オン光Ｌ２のＦ数を３．５とし、ＤＭＤ１０の法線に対するオン光Ｌ２の主光線の傾きを３゜とすることが可能である。また、屈折率ｎが１．５８のときは、オン光Ｌ２のＦ数を２．５とし、ＤＭＤ１０の法線に対するオン光Ｌ２の主光線の傾きを３゜とすることが可能である。

第４の実施形態の変調光学系４の構成および光路を図１１に示す。本実施形態の変調光学系４は、第２の実施形態の変調光学系２に、反射遮光板１３を加えたものである。反射遮光板１３は、第１のプリズム１１の面１１ａの非対向部位を透過したオフ光Ｌ３を反射して、第２のプリズム１２に照明光Ｌ１を導く光学系にオフ光Ｌ３が入射するのを防止する。

第２のプリズム１２に照明光Ｌ１を導く光学系の配置によっては、面１１ａの非対向部位を透過したオフ光Ｌ３がその光学系に入射することがあるが、このように遮光板１３を備えることで、プリズム１２に照明光Ｌ１を導く光学系の配置に関わらず、その光学系へのオフ光Ｌ３の入射を確実に防止することができる。これで、照明光Ｌ１へのオフ光Ｌ３の混入、およびオフ光Ｌ３による光学系の温度上昇が確実に防止される。

第５の実施形態の変調光学系５の構成および光路を図１２に示す。本実施形態の変調光学系５は、第３の実施形態の変調光学系３に、吸収遮光板１４を加えたものである。吸収遮光板１４は、第１のプリズム１１の面１１ａの非対向部位を透過したオフ光Ｌ３を吸収して、第２のプリズム１２に照明光Ｌ１を導く光学系にオフ光Ｌ３が入射するのを防止する。

第６の実施形態の変調光学系６の構成および光路を図１３に示す。本実施形態の変調光学系６は、第２の実施形態の変調光学系２に、第３のプリズム１５を加えたものである。第３のプリズム１５は、３つの面１５ａ、１５ｂ、１５を有しており、面１５ａが第１のプリズム１１の面１１ａの非対向部位全体に空隙を介して対向するように、プリズム１１に接合されている。

プリズム１５は、第３の実施形態で述べた反射遮光板１３と同様に、第２のプリズム１２に照明光Ｌ１を導く光学系にオフ光Ｌ３が入射するのを防止する。すなわち、第１のプリズム１１の面１１ａの非対向部位を透過したオフ光Ｌ３は、空隙を通過し、面１５ａを透過してプリズム１５の内部に入り、面１５ｂに臨界角を超える入射角で入射する。面１５ｂに入射したオフ光Ｌ３は全反射されて、面１５ｃに臨界角未満の入射角で入射し、面１５ｃを透過する。面１５ｃを透過したオフ光Ｌ３は、第２のプリズム１２に照明光Ｌ１を導く光学系から遠ざかる方向に進む。

第３のプリズム１５と第１のプリズム１１の間には空隙が存在するから、第１のプリズム１１の面１１ａによるオン光Ｌ２の全反射には、第３のプリズム１５は全く影響しない。また、第３のプリズム１５は第２のプリズム１２と共に第１のプリズム１１に接合されて、これら３つのプリズム１１、１２、１５は一体となっているため、取り扱いが容易である。

なお、第４〜第６の実施形態で示した反射遮光板１３、吸収遮光板１４、および第３のプリズム１５は、プリズム１１の面１１ｂと面１１ｃの成す角が鋭角、直角、鈍角のいずれの場合にも、採用することが可能である。

第７の実施形態の変調光学系７の構成を図１４に示し、比較例の変調光学系７ａの構成を図１５に示す。本実施形態の変調光学系７（図１４）は、第１のプリズム１１と第２のプリズム１２の屈折率を違えて、第２のプリズム１２の屈折率を大きくしたものであり、比較例の変調光学系７ａ（図１５）は、第１のプリズム１１と第２のプリズム１２の屈折率を同じにしたものである。

具体的には、変調光学系７では、第１のプリズム１１の屈折率は１．５２、第２のプリズム１２の屈折率は１．６４であり、変調光学系７ａでは、第１のプリズム１１の屈折率と第２のプリズム１２の屈折率は共に１．５２である。屈折率１．５２および１．６４の硝材としては、それぞれＨＯＹＡ社のＢＳＣ７およびＢＡＣＤ１８等を用いることができる。

図１４および図１５の上部に示したＤＭＤ１０は、その法線方向から見たものである。また、四角形Ｒ、Ｒ’は、ＤＭＤ１０の反射面を含む平面上への照明光Ｌ１の入射範囲を表す。なお、図１４に点線で示した四角形は、図１５の四角形Ｒ’と同一のものである。

ＤＭＤ１０にはその対角方向に近い方向から照明光Ｌ１を入射させるため、ＤＭＤ１０の反射面を含む平面上での照明光Ｌ１の断面形状は、ＤＭＤ１０と同じ長方形にはならず、歪んでしまう。この歪みは、ＤＭＤ１０の照明むらや照明光量の低下の要因となるが、図１５に示すように、比較例の変調光学系７ａではこの歪みが大きい。

本実施形態の変調光学系７では、第２のプリズム１２の屈折率が第１のプリズム１１の屈折率よりも大きいため、第２のプリズム１２の面１２ａに対する照明光Ｌ１の入射角を変調光学系７ａにおける入射角と同じにしても、プリズム１２透過後の照明光Ｌ１のＤＭＤ１０に対する入射角は小さくなる。したがって、第２のプリズム１２に入射する前の照明光Ｌ１の幅Ａを変調光学系７ａにおける照明光Ｌ１の幅Ａと同じにすれば、ＤＭＤ１０の反射面を含む平面上での照明光Ｌ１の断面の幅Ａ'は、変調光学系７ａにおける幅Ａ''よりも小さくなる。

その結果、変調光学系７では、ＤＭＤ１０の反射面を含む平面上での照明光Ｌ１の断面形状は、歪みが少なくなって、ＤＭＤ１０の反射面の形状に近づき、ＤＭＤ１０の照明むらや照明光量の低下が抑えられる。

なお、ここでは、第１の実施形態のように、第１のプリズム１１の面１１ｂと面１１ｃの成す角が鋭角の例を掲げたが、第２のプリズム１２の屈折率を第１のプリズム１１の屈折率よりも大きくして、ＤＭＤ１０の照明むらや照明光量の低下を抑えることは、第２、第３の実施形態のように、第１のプリズム１１の面１１ｂと面１１ｃの成す角が直角や鈍角の場合にも、適用可能である。

ところで、一般に、屈折率の大きい硝材は価格が高いため、第２のプリズム１２の屈折率を大きくすることは変調光学系のコストの上昇を招く。第１〜第６の実施形態では、第２のプリズム１２の屈折率を第１のプリズム１１の屈折率と同じにしたが、オン光Ｌ２やオフ光Ｌ３の全反射に関与するのは第１のプリズム１１のみなので、第１のプリズム１１のみを高屈折率として、本実施形態とは逆に、第２のプリズム１２の屈折率を第１のプリズム１１の屈折率よりも小さくしてもよい。その場合、ＤＭＤ１０の照明むらや照明光量の低下が大きくなるが、それが特に問題にならない用途では、このようにしてコストの上昇を抑えることは有用である。

第８の実施形態の変調光学系８の構成および光路を図１６に示す。この変調光学系８は、第３の実施形態の変調光学系３を修飾して、第２のプリズム１２に代えて、レンズ１６を備えたものである。レンズ１６は平面１６ａと凸面１６ｂを有しており、平面１６ａがプリズム１１の面１１ａに空隙を介して対向するように、プリズム１１に接合されている。照明光Ｌ１は、面１６ｂからレンズ１６に入れられる。なお、レンズ１６のうち、プリズム１１の面１１ｃから遠い端部（点線で示す）は、照明光Ｌ１に関与しないため切除されている。

変調光学系８は、光学的パワーを有するレンズ１６を含むため、これに照明光Ｌ１を導く光学系を簡素にすることができる。なお、本実施形態のように、第２のプリズム１２に代えてレンズ１６を備えることは、第１、第２の実施形態のように、プリズム１１の面１１ｂと面１１ｃの成す角が鋭角や直角の場合にも適用することが可能である。

第９の実施形態である映像投影装置９の構成を図１７に示す。映像投影装置９は、光源２０、照明光学系３０、変調光学系４０、および投影光学系５０を備えている。

光源２０は、変調光学系４０のＤＭＤ１０に導く照明光を供給するもので、白色光を発するランプ２１と、回転放物面のリフレクタ２２と、ＵＶ−ＩＲカットフィルタ２３より成る。ランプ２１はその発光部がリフレクタ２２の焦点上に位置するように配置されており、ランプ２１が発した光はリフレクタ２２によって反射されて、平行光となる。ＵＶ−ＩＲカットフィルタ２３は、ランプ２１が発した光に含まれる紫外領域および赤外領域の光を遮断し、可視光のみを透過させる。

照明光学系３０は、コンデンサレンズ３１、インテグラルロッド３２、カラーホイール３３、リレーレンズ３４、絞り３５、およびミラー３６より成る。コンデンサレンズ３１は、光源２０からの平行光をインテグラルロッド３２の端面３２ａに収束させる。インテグラルロッド３２は、断面が長方形の四角柱状であり、端面３２ａから内部に入った光を側面で全反射して他方の端面３２ｂに導き、端面３２ｂより出射させる。

入射面３２ａを透過した光源２０からの照明光は、入射面３２ａに対する入射角に応じた回数だけインテグラルロッド３２の側面で全反射されて出射面３２ｂに達する。出射面３２ｂのどの部位にも入射角の異なる光が略同一の割合で入射し、出射面３２ｂ上での照明光の強度分布は均一になる。出射面３２ｂを透過した照明光は発散光となり、カラーホイール３３を透過する。

カラーホイール３３は、赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ選択的に透過させる３種のカラーフィルターを有しており、回転することにより、いずれかのカラーフィルターがインテグラルロッド３２から出射した照明光の光路上に位置する。このカラーホイル３３により、白色光は時間的に赤色光、緑色光、青色光に分解され、カラー映像の提供が可能になる。

リレーレンズ３４は、カラーホイール３３を経たインテグラルロッド３２からの照明光を、変調光学系４０のＤＭＤ１０の反射面に収束させて、インテグラルロッド３２の出射面３２ｂの像をＤＭＤ１０の反射面上に形成する。前述のように、インテグラルロッド３２の出射面３２ｂ上の照明光の強度分布は均一であるから、ＤＭＤ１０の反射面上でも照明光の強度分布は均一になる。

絞り３５は、リレーレンズ３４を透過した照明光の光束径を規制して、周辺部の不要な光を除去する。ミラー３５は、リレーレンズ３４から変調光学系４０に至る照明光の光路を折り曲げる。

変調光学系４０は、第１〜第７の実施形態の変調光学系１〜７のいずれかであり、ＤＭＤ１０、第１のプリズム１１、および第２のプリズム１２より成る。投影光学系５０は、変調光学系４０からのオン光すなわち映像光をスクリーン（不図示）に拡大投影して、スクリーン上にオン光が表す像を形成する。

本実施形態の映像投影装置９は、前述のように、ＤＭＤ１０からのオフ光すなわち不要光が第２のプリズム１２に入射して照明光に混入することがないため、質の高い映像を提供することができる。また、ＤＭＤ１０からのオフ光が第２のプリズム１２を経て照明光学系３０に戻ることもないため、照明光学系３０の温度上昇が抑えられ、これを冷却するための手段を備える必要がなく、また、たとえ備える場合でも、特に冷却能力の高いものを必要としない。

ミラー３６を省略して、リレーレンズ３４からの照明光を第２のプリズム１２に直接導く構成としてもよい。この場合、変調光学系４０として、反射遮光板１３、吸収遮光板１４または第３のプリズム１５を備える第４〜第６の実施形態の変調光学系４〜６を採用して、第１のプリズム１１の非対向部位を透過したオフ光を、照明光学系３０に入射する前に遮断するのが好ましい。

なお、変調光学系４０として、第８の実施形態の変調光学系８を採用することも可能である。

第１の実施形態の変調光学系の構成および光路を示す図。 図１から光路の一部を省略した図。 第１の実施形態の修飾例の変調光学系の構成および光路を示す図。 図３から光路の一部を省略した図。 第２の実施形態の変調光学系の構成および光路を示す図。 図５から光路の一部を省略した図。 第３の実施形態の変調光学系の構成および光路を示す図。 図７から光路の一部を省略した図。 第２、第３の実施形態の変調光学系の１つの特徴を説明する図。 第２、第３の実施形態の変調光学系の別の特徴を説明する図。 第４の実施形態の変調光学系の構成および光路を示す図。 第５の実施形態の変調光学系の構成および光路を示す図。 第６の実施形態の変調光学系の構成および光路を示す図。 第７の実施形態の変調光学系の構成を示す図。 第７の実施形態の比較例の変調光学系の構成を示す図。 第８の実施形態の変調光学系の構成および光路を示す図。 第９の実施形態の映像投影装置の構成を模式的に示す図。 従来の変調光学系の構成および光路を示す図。 従来の他の変調光学系の構成および光路を示す図。

符号の説明

１〜８ 変調光学系
１ａ、７ａ 変調光学系
９ 映像投影装置
１０ ＤＭＤ
１１ 第１のプリズム
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ プリズム表面
１２ 第２のプリズム
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ プリズム表面
１３ 反射遮光素子
１４ 吸収遮光素子
１５ 第３のプリズム
１６ レンズ
１６ａ、１６ｂ レンズ表面
２０ 光源
２１ ランプ
２２ リフレクタ
２３ ＵＶ−ＩＲカットフィルタ
３０ 照明光学系
３１ コンデンサレンズ
３２ インテグラルロッド
３２ａ 入射面
３２ｂ 出射面
３３ カラーホイール
３４ リレーレンズ
３５ 絞り
３６ ミラー
４０ 変調光学系
５０ 投影光学系

Claims (11)

1. 照明光を反射して、所定の方向に進む映像光と、映像光とは異なる方向に進む不要光を生成する反射型の変調素子と、
   第１の面と第２の面と第３の面とを有し、第２の面が変調素子の反射面に対向する第１の光学素子と、
   第１の光学素子の第１の面に空隙を介して対向する第２の光学素子を備え、
   第２の光学素子が、外部から与えられる照明光を第１の光学素子の第１の面に導き、
   第１の光学素子が、第１の面から入射する第２の光学素子からの照明光を、第２の面より出射させて変調素子の反射面に導くとともに、第２の面から入射する変調素子からの映像光を第１の面で全反射して第３の面より出射させる変調光学系において、
   第１の光学素子が、第２の面から入射する変調素子からの不要光を第２の光学素子に入射させないことを特徴とする変調光学系。
2. 照明光を反射して、所定の方向に進む映像光と、映像光とは異なる方向に進む不要光を生成する反射型の変調素子と、
   第１の面と第２の面と第３の面とを有し、第２の面が変調素子の反射面に対向する第１の光学素子と、
   第１の光学素子の第１の面に空隙を介して対向する第２の光学素子を備え、
   第２の光学素子が、外部から与えられる照明光を第１の光学素子の第１の面に導き、
   第１の光学素子が、第１の面から入射する第２の光学素子からの照明光を、第２の面より出射させて変調素子の反射面に導くとともに、第２の面から入射する変調素子からの映像光を第１の面で全反射して第３の面より出射させる変調光学系において、
   第１の光学素子の第１の面が、第２の光学素子に対向する対向部位と、対向部位よりも第３の面寄りに位置し、第２の光学素子に対向しない非対向部位とを有し、
   第１の光学素子が、第２の面から入射する変調素子からの不要光の一部を、第１の面で全反射して第３の面より映像光とは異なる方向に出射させ、第２の面から入射する変調素子からの不要光の残りを、第３の面で全反射して、そのうち変調素子の半分以上の領域で反射されたものを第１の面の非対向部位から出射させることを特徴とする変調光学系。
3. 第１の光学素子が、第２の面から入射する変調素子からの不要光の残りを、第３の面で全反射して、その全てを第１の面の非対向部位から出射させることを特徴とする請求項２に記載の変調光学系。
4. 第１の光学素子の第２の面と第３の面の成す角が９０゜以上であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の変調光学系。
5. 第１の光学素子の屈折率が１．５１以上であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の変調光学系。
6. 第１の光学素子の屈折率が１．５８以上であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の変調光学系。
7. 第１の光学素子の第１の面の非対向部位から出射した不要光を吸収または反射する遮光素子を備えることを特徴とする請求項２から請求項６までのいずれか１項に記載の変調光学系。
8. 遮光素子が、第１の光学素子の第１の面の非対向部位に空隙を介して対向し、入射した不要光を内部で全反射する光学素子であることを特徴とする請求項７に記載の変調光学系。
9. 第２の光学素子の屈折率が第１の光学素子の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の変調光学系。
10. 第１の光学素子の屈折率が第２の光学素子の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の変調光学系。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の変調光学系と、変調光学系の第２の光学素子に照明光を導く照明光学系と、変調光学系の第１の光学素子の第３の面から出射した映像光を投影する投影光学系を備えることを特徴とする映像投影装置。

Images