JP4271219B2 - 投写型表示装置及び光強度均一化素子の形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーン上に画像を投写する投写型表示装置に関し、より詳細には、ディジタル・マイクロミラー・デバイス（以下「ＤＭＤ」と言う。）や反射型液晶表示素子等のような反射型ライトバルブを用いた投写型表示装置に関するものである。

従来の投写型表示装置として、光源からの光束をライトトンネル（筒状光学素子）を通してライトバルブに導く構成のものがある（例えば、特許文献１参照）。このライトトンネルは、入射口側に断面積が連続的に減少するように形成されたテーパー部を有し、出射口側に断面形状が一定になるように形成された平行部を有している。そして、平行部の断面及び出射口の形状がライトバルブの形状（矩形）と相似的に形成される。

また、光源からの光束を均一化する光強度均一化素子の断面形状の角部の位置を、反射型ライトバルブの角部の位置等に基づいて規定した投写型表示装置の提案もある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２５２１１２号公報（段落００３４、図２） 特開２００６−１８９５５１号公報

しかしながら、例えば、ライトバルブの入射面（「被照明面」又は「画像形成領域」とも言う。）に対して垂直に光束を照射しない場合には、光強度均一化素子の断面形状をライトバルブの入射面の形状の相似形にしたとしても、ライトバルブ上における実際の照明領域（以下「実照明領域」とも言う。）は、ライトバルブの入射面と異なる形状になってしまうという問題があった。このような問題は、光学系の構成上、ライトバルブの入射面に対して垂直に光束を入射させることができない場合、例えば、反射型ライトバルブを用いたために、光束をライトバルブに導くミラーとライトバルブで反射された光束を拡大投写する投写光学系とが隣接して配置される場合等において生じることが多い。

また、特許文献２においては、光源からの光束を均一化する光強度均一化素子の断面形状（又は出射端面）の角部の間（すなわち、辺）の位置を規定していないので、投写光学系の構成によっては、反射型ライトバルブの画像形成領域の角部の間（すなわち、辺）の中間点付近が適切に照明されない場合も考えられる。

そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、反射型ライトバルブ上における実際の照明領域の形状を理想の照明領域の形状に略一致させることができる断面形状を持つ光強度均一化素子によって、光利用効率や照度分布の均一性を向上させることができる投写型表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る投写型表示装置は、光源と、前記光源から出射された光束の強度分布を均一化する光強度均一化素子と、矩形の画像形成領域を有する反射型ライトバルブと、前記光強度均一化素子から出射された光束を前記反射型ライトバルブに導き、前記反射型ライトバルブに垂直ではない斜め方向に前記光束を入射させるリレー光学系と、前記反射型ライトバルブの画像形成領域に形成された画像を拡大投写する投写光学系とを有する投写型表示装置であって、前記光強度均一化素子は、中心光束に直交する方向の断面が４つの角部を有する光学素子であり、前記反射型ライトバルブ上において前記画像形成領域を含むように決められた矩形の理想の照明領域と、中心光束に直交する方向の断面形状が矩形である基準用光強度均一化素子を用いたと仮定した場合における前記反射型ライトバルブ上の照明領域と、前記基準用光強度均一化素子の断面形状に基づいて、前記光強度均一化素子の断面形状を決定するとともに、前記反射型ライトバルブの画像形成領域の中心を原点とし、水平走査方向及び垂直走査方向のそれぞれにｘ軸及びｙ軸を置く座標系において、前記反射型ライトバルブ上における理想の照明領域の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа１，Ｙа１）、（Ｘｃ１，Ｙｃ１）、（Ｘｆ１，Ｙｆ１）、（Ｘｈ１，Ｙｈ１）とし、前記反射型ライトバルブ上における理想の照明領域の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ１，Ｙｂ１）、（Ｘｄ１，Ｙｄ１）、（Ｘｅ１，Ｙｅ１）、（Ｘｇ１，Ｙｇ１）とし、前記基準用光強度均一化素子を用いたと仮定した場合における前記反射型ライトバルブ上の実照明領域の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа２，Ｙа２）、（Ｘｃ２，Ｙｃ２）、（Ｘｆ２，Ｙｆ２）、（Ｘｈ２，Ｙｈ２）とし、前記基準用光強度均一化素子を用いたと仮定した場合における前記反射型ライトバルブ上の実照明領域の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ２，Ｙｂ２）、（Ｘｄ２，Ｙｄ２）、（Ｘｅ２，Ｙｅ２）、（Ｘｇ２，Ｙｇ２）とし、前記基準用光強度均一化素子の断面形状の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа３，Ｙа３）、（Ｘｃ３，Ｙｃ３）、（Ｘｆ３，Ｙｆ３）、（Ｘｈ３，Ｙｈ３）とし、前記基準用光強度均一化素子の断面形状の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ３，Ｙｂ３）、（Ｘｄ３，Ｙｄ３）、（Ｘｅ３，Ｙｅ３）、（Ｘｇ３，Ｙｇ３）とし、前記光強度均一化素子の断面形状の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа４，Ｙа４）、（Ｘｃ４，Ｙｃ４）、（Ｘｆ４，Ｙｆ４）、（Ｘｈ４，Ｙｈ４）とし、前記光強度均一化素子の断面形状の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ４，Ｙｂ４）、（Ｘｄ４，Ｙｄ４）、（Ｘｅ４，Ｙｅ４）、（Ｘｇ４，Ｙｇ４）とした場合に、
０．９×（｜Ｘа１｜／｜Ｘа２｜）＜（｜Ｘа４｜／｜Ｘа３｜）
＜１．２５×（｜Ｘа１｜／｜Ｘа２｜） …式１
０．９×（｜Ｘｂ１｜／｜Ｘｂ２｜）＜（｜Ｘｂ４｜／｜Ｘｂ３｜）
＜１．２５×（｜Ｘｂ１｜／｜Ｘｂ２｜） …式２
０．９×（｜Ｘｃ１｜／｜Ｘｃ２｜）＜（｜Ｘｃ４｜／｜Ｘｃ３｜）
＜１．２５×（｜Ｘｃ１｜／｜Ｘｃ２｜） …式３
０．９×（｜Ｘｆ１｜／｜Ｘｆ２｜）＜（｜Ｘｆ４｜／｜Ｘｆ３｜）
＜１．２５×（｜Ｘｆ１｜／｜Ｘｆ２｜） …式４
０．９×（｜Ｘｇ１｜／｜Ｘｇ２｜）＜（｜Ｘｇ４｜／｜Ｘｇ３｜）
＜１．２５×（｜Ｘｇ１｜／｜Ｘｇ２｜） …式５
０．９×（｜Ｘｈ１｜／｜Ｘｈ２｜）＜（｜Ｘｈ４｜／｜Ｘｈ３｜）
＜１．２５×（｜Ｘｈ１｜／｜Ｘｈ２｜） …式６
０．９×（｜Ｙа１｜／｜Ｙа２｜）＜（｜Ｙа４｜／｜Ｙа３｜）
＜１．２５×（｜Ｙа１｜／｜Ｙа２｜） …式７
０．９×（｜Ｙｃ１｜／｜Ｙｃ２｜）＜（｜Ｙｃ４｜／｜Ｙｃ３｜）
＜１．２５×（｜Ｙｃ１｜／｜Ｙｃ２｜） …式８
０．９×（｜Ｙｄ１｜／｜Ｙｄ２｜）＜（｜Ｙｄ４｜／｜Ｙｄ３｜）
＜１．２５×（｜Ｙｄ１｜／｜Ｙｄ２｜） …式９
０．９×（｜Ｙｅ１｜／｜Ｙｅ２｜）＜（｜Ｙｅ４｜／｜Ｙｅ３｜）
＜１．２５×（｜Ｙｅ１｜／｜Ｙｅ２｜） …式１０
０．９×（｜Ｙｆ１｜／｜Ｙｆ２｜）＜（｜Ｙｆ４｜／｜Ｙｆ３｜）
＜１．２５×（｜Ｙｆ１｜／｜Ｙｆ２｜） …式１１
０．９×（｜Ｙｈ１｜／｜Ｙｈ２｜）＜（｜Ｙｈ４｜／｜Ｙｈ３｜）
＜１．２５×（｜Ｙｈ１｜／｜Ｙｈ２｜） …式１２
を満たすことを特徴としている。

本発明においては、反射型ライトバルブ上において画像形成領域を含む理想の照明領域と、中心光束に直交する方向の断面形状が矩形である基準用光強度均一化素子を用いたと仮定した場合における反射型ライトバルブ上の照明領域と、基準用光強度均一化素子の断面形状とに基づいて、前記光強度均一化素子の断面形状を決定する。このため、本発明によれば、反射型ライトバルブの画像形成領域に対して垂直に光束を照射できない場合であっても、反射型ライトバルブ上に照射された光束による実際の照明領域を理想の照明領域に略一致させることが可能であり、光利用効率や照度分布の均一性を向上させることができるという効果が得られる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る投写型表示装置の光学系の構成を概略的に示す図である。

図１に示されるように、実施の形態１に係る投写型表示装置は、照明光学系１と、反射型ライトバルブとしてのＤＭＤ素子２と、照明光学系１により照明されたＤＭＤ素子２の被照明面（画像形成領域）２ｂの画像をスクリーン（図示せず）に投写する投写光学系３とを有している。照明光学系１は、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂに光束を照射するための光学系である。照明光学系１は、光源ランプ４と、この光源ランプ４から出射された光束のうち特定の波長帯域の光束を通過させる回転カラーフィルタ５と、この回転カラーフィルタ５を透過した光束の当該光束断面内（すなわち、中心光束に直交する平面内）における強度分布を均一化する光強度均一化素子６と、レンズ７１，７２と、第１ミラー７３と、第２ミラー７４とを有している。リレーレンズ７１，７２と、第１ミラー７３と、第２ミラー７３とは、光強度均一化素子６から出射した光束をＤＭＤ素子２に導くリレー光学系７を構成している。

光源ランプ４は、例えば、白色光を出射する発光体４аと、この発光体４аの周囲に設けられた楕円面鏡４ｂとから構成される。楕円面鏡４ｂは、楕円の第１中心に対応する第１焦点から出射された光束を反射して、楕円の第２中心に対応する第２焦点に収束させる。発光体４аは、楕円面鏡４ｂの第１焦点近傍に配置されており、この発光体４аから出射された光束は、楕円面鏡４ｂの第２焦点近傍に収束される。楕円面鏡４ｂに代えて放物面鏡を用いても良い。この場合には、発光体４аから出射された光束を放物面鏡により略平行化した後、コンデンサレンズ（図示せず）により収束させればよい。また、楕円面鏡４ｂに代えて放物面鏡以外の凹面鏡を用いることもできる。

回転カラーフィルタ５は、円盤状の部材を、例えば、扇状に３分割して、それぞれ赤、緑、及び青の３つのフィルタ領域としている。青、緑、及び青の３つのフィルタ領域は、それぞれ赤色、緑色、及び青色の各波長帯域に対応する光束のみを通過させる。回転カラーフィルタ５は、照明光軸１аと略平行な軸線５аを中心として回転し、それぞれのフィルタ領域が光源ランプ４の照明光軸１а上において、楕円面鏡４ｂの第２焦点近傍に位置するように構成されている。この回転カラーフィルタ５を画像信号に同期して回転させることにより、赤色光、緑色光、及び青色光が順に（フィールドシーケンシャルに）ＤＭＤ素子２に照射される。

光強度均一化素子６は、回転カラーフィルタ５を通過した光束の、当該光束断面内（すなわち、照明光軸１а上を進む中心光束に直交する平面内）における光強度を均一化する（すなわち、照度ムラを低減する）機能を有する。光強度均一化素子６としては、一般的に、ガラス又は樹脂等の透明材料で作られ、側壁内側が全反射面となるように構成された多角形柱状のロッド（すなわち、断面形状が多角形の柱状部材）、又は、光反射面を内側にして筒状に組み合わされ、断面形状が多角形のパイプ（管状部材）がある。光強度均一化素子６が多角柱状のロッドである場合には、透明材料と空気界面との全反射作用を利用して光を複数回反射させた後に出射端（出射口）から出射させる。光強度均一化素子６が多角形のパイプである場合には、内側を向く表面鏡の反射作用を利用して光を複数回反射させた後に出射口から出射させる。光強度均一化素子６は、光束の進行方向に適当な長さを確保すれば、内部で複数回反射した光が光強度均一化素子６の出射端６ｂの近傍に重畳照射され、光強度均一化素子６の出射端６ｂ近傍においては、略均一な強度分布が得られる。この略均一な強度分布を有する出射端６ｂを、リレーレンズ７１，７２及び第１ミラー７３、第２ミラー７４から構成されるリレー光学系７によって、ＤＭＤ素子２へと導き、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂを照明する。

図２は、光源４が形成する光源像４ｃ、光強度均一化素子６、及びＤＭＤ素子２の関係を概念的に示す模式図である。実施の形態１においては、リレー光学系７は光強度均一化素子６の出射端６ｂとＤＭＤ素子２の被照明面２ｂとが光学的に共役な関係になるように構成されている。ここで、光源像４ｃの面積をＳ１とし、光強度均一化素子６の出射端６ｂの面積をＳ３とし、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂの面積をＳ２とする。また、図２においては、光源像４ｃの位置と、光強度均一化素子６の入射端６аの位置が異なるように描かれているが、実際の装置においては、光源像４ｃの位置と光強度均一化素子６の入射面６аの位置とは略一致するように構成されている。光源像４ｃから出射される光束の立体角をΩ１とすると、光強度均一化素子６へ入射される光束の立体角もΩ１となり、光強度均一化素子６ないにおいて角度が保存され、出射端６ｂから出射される光束の立体角もΩ１となる。一方、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂにおける入射光束の立体角をΩ２とすると、それぞれの面積と立体角との積は一定に保たれる。すなわち、Ｓ１×Ω１＝Ｓ２×Ω２が成立する。

ＤＭＤ素子２は、各画素に対応する可動式のマイクロミラーを多数（例えば、数十万個）平面的に配列したものであり、画素情報に応じて各マイクロミラーの傾角（チルト）を変化させるように構成されている。マイクロミラーの配列された面（すなわち、マイクロミラーが形成された基板の表面）を基準面とすると、ＤＭＤ素子２は、各マイクロミラーを基準面に対して一定の方向に角度α（例えば、１２度）だけ傾けることにより、入射光束を投写光学系３に向けて反射し、投写光学系３に入射した光束はスクリーン（図示せず）上の画像投写に利用される。また、ＤＭＤ素子２は、マイクロミラーを基準面に対して設けられた光吸収板（図示せず）に向けて反射し、光吸収板に入射した光束はスクリーン上の画像投写に利用されない。

次に、実施の形態１における光強度均一化素子６の断面形状（実施の形態１においては、出射端形状でもある）の決定方法について説明する。

図３は、ＤＭＤ素子２上の被照明面２ｂ（ハッチング領域）と、断面形状をＤＭＤ素子２の被照明面と略相似形の矩形とした光強度均一化素子（本出願においては「基準用光強度均一化素子」と言う。）を用いた場合におけるＤＭＤ素子２上の実照明領域２ｃ´（破線の多角形で囲われた領域）とを概略的に示す図である。また、図４は、ＤＭＤ素子２上の被照明面２ｂ（ハッチング領域）と理想の照明領域２ｄ（破線の四角形で囲われた領域）とを概略的に示す図である。また、図５（а）は、基準用光強度均一化素子を用いた場合におけるＤＭＤ素子２上の実照明領域２ｃ´を示す図であり、図５（ｂ）は、基準用光強度均一化素子の断面形状６ｃ´を示す図である。さらに、図６は、ＤＭＤ素子２上の被照明面２ｂと、理想の照明領域２ｄと、基準用光強度均一化素子を用いた場合におけるＤＭＤ素子２上の実照明領域２ｃ´とを概念的に示す図である。さらにまた、図７は、基準用光強度均一化素子の断面形状６ｄ´と、実施の形態１における光強度均一化素子６の断面形状（端部形状でもある）６ｆとを概略的に示す図である。また、図８は、ＤＭＤ素子２上の被照明面２ｂと、理想の照明領域２ｄと、実施の形態１における光強度均一化素子６を用いた場合におけるＤＭＤ素子２上の実照明領域２ｆとを概略的に示す図である。さらに、図９は、実施の形態１における光強度均一化素子６の形状を概略的に示す外観斜視図である。

ＤＭＤ素子２を用いた照明光学系１においては、図１に示したように、第２ミラー７４からＤＭＤ素子２の被照明面２ｂに対して垂直な法線方向（図１における軸線２а方向）に対して傾斜した斜め方向から照射するため、照明光学系１の設計を工夫しても、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂ上の実際の照明領域（実照明領域）に歪みが発生してしまうことが多い。

例えば、表１に示すような構成で光学系を設計した場合の事例（断面形状をＤＭＤ素子の被照明面と略相似形の矩形とした基準用光強度均一化素子を用いた事例であり、以下「基準例」と言う。）について説明する。

基準例においては、表１に示すように、基準用光強度均一化素子（図１の光強度均一化素子６に対応する素子）の断面形状６ｃ´（図５（ｂ）に示す。）をＤＭＤ素子２の被照明面２ｂの形状と略相似形の矩形で構成している。また、リレー光学系７を球面レンズ２枚と平面ミラー枚と球面ミラー１枚で構成している。また、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂのサイズは、縦１４．５１ｍｍ、横８．１６ｍｍである。

図３に示されるように、基準用光強度均一化素子を用いた基準例におけるＤＭＤ素子２上の実照明領域２ｃ´は、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂの形状（矩形）に比べて歪んだ形状となっている。このように歪んだ実照明領域２ｃ´になる場合には、ＤＭＤ素子２やリレー光学系７の光学部品あるいは機構部品のばらつきによっては、実照明領域２ｃ´における照明マージンの小さい部分に光束が照射されない状況が発生することがある。このような場合には、表示された映像画面に暗くなり影として認識される部分が生じる問題がある。また、照明マージンの大きい部分においては、照明光束が無駄に捨てられ、照明光束の損失が大きいという問題があった。

図４に示されるように、ＤＭＤ素子２上における理想の照明領域２ｄは、例えば、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂに対して、全方向に一定幅の照明マージンを確保するような矩形の領域である。また、理想の照明領域２ｄを、例えば、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂに相似形（ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂに一定の倍率（例えば、１．０３倍）を掛けた領域）であって、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂを含むような矩形の領域とすることもできる。さらに、理想の照明領域２ｄを、例えば、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂを含み、水平走査方向（図４の横方向）に幅ＷＨのマージンを確保し、垂直走査方向（図４の縦方向）に幅ＷＶ（≠ＷＨ）のマージンを確保するような矩形の領域にすることもできる。基準用光強度均一化素子を用いた基準例（表１）における実照明領域２ｃ´を、理想の照明領域２ｄに近づけるために、照明光学系１の構成や設計で工夫しても、実際には限界があり、歪みが残ってしまう。そこで、本発明の実施の形態１においては、光強度均一化素子６の断面形状（端部形状を含む）を最適化することによって、実照明領域の歪みを、図８における符号２ｆのように少なくし、実照明領域２ｆを理想の照明領域２ｄに近づけることを検討した。

ここで、実施の形態１における光強度均一化素子６の断面形状６ｆ（図７に示す。）について説明する。図５（а）には、表１に示される基準例において、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂに向かって見た場合の実照明領域２ｃ´の８点、（４つの角部Ａ１，Ｃ１，Ｆ１，Ｈ１及び角部同士を結ぶ線の中間点Ｂ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｇ１）である点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１，Ｈ１を示し、図５（ｂ）には、同図（а）に示された点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１，Ｈ１に対応する、光強度均一化素子の出射端に向かって見た場合の断面形状６ｃ´の８点（４つの角部及び角部同士を結ぶ線の中間点）である点Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２，Ｆ２，Ｇ２，Ｈ２を示す。図５（а）に示されるＤＭＤ素子２上の実照明領域２ｃ´の点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１，Ｈ１はそれぞれ、基準用光強度均一化素子の断面形状６ｃ´の点Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２，Ｆ２，Ｇ２，Ｈ２に対応する。

上記したように、基準用光強度均一化素子を用いた基準例（表１）においては、ＤＭＤ素子２上の実照明領域２ｆを理想の照明領域２ｄに近づけることができる。以下に、実施の形態１における光強度均一化素子６の断面形状６ｄについて説明する。図６に示されるように、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂのサイズは、縦１４．５１ｍｍ、横８．１６ｍｍであり、一例として、３％の設計マージンを設定して、理想の照明領域２ｄを、縦１５．２４ｍｍ、横８．５７ｍｍとする。図６に示すように、基準用光強度均一化素子を用いた基準例（表１）における実照明領域２ｃ´の歪みの程度を示すため、理想の照明領域２ｄと実照明領域２ｃ´の比較結果を表２に示す。

図６及び表２において、ｘ方向はＤＭＤ素子２の長手方向、ｙ方向はＤＭＤ素子２の短手方向を示している。基準例において、基準用光強度均一化素子を２ｍｍ×３ｍｍの矩形で形成した場合（表１）、基準用光強度均一化素子の断面形状の角部及び角部を結ぶ線の中間点である点Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２，Ｆ２，Ｇ２，Ｈ２から出射した光線がＤＭＤ素子２の被照明面２ｂを照射する位置をそれぞれ点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１，Ｈ１で示している。表２には、表２における理想の照明領域２ｄ（すなわち、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂに対して３％の設計マージンを設定した領域）の幅（ｘ方向）及び高さ（ｙ方向）をそれぞれ１とした時、実照明領域２ｃ´について８点の各点についてｘ方向、ｙ方向の相対値を示している。

表２において、点Ａ１の到達位置は理想の照明領域２ｄに比べて、ｘ方向が１％大きく、ｙ方向は同じとなっており、点Ａ１の到達位置はほぼ理想の位置になっていることがわかる。一方、点Ｃ１の到達位置は理想の照明領域２ｄに比べて、ｘ方向が３％、ｙ方向が１６％大きくなっており、理想の位置から大きくずれている（すなわち、照射面積がかなり大きくなっている）ことがわかる。同様に、点Ｈ１についても、理想の照明領域２ｄから外れた到達位置となっている。

実際に、図６及び表２に示した歪んだ実照明領域２ｃ´を理想の照明領域２ｄに近づける方法について説明する。基本的な考え方としては、ＤＭＤ素子２の実照明領域２ｃ´の角部の点及び角部を結ぶ線の中間点である点Ａ１，Ｂ１，Ｃ１，Ｄ１，Ｅ１，Ｆ１，Ｇ１，Ｈ１に対応する光強度均一化素子６の点Ａ２，Ｂ２，Ｃ２，Ｄ２，Ｅ２，Ｆ２，Ｇ２，Ｈ２が、ＤＭＤ素子２の実照明領域２ｃ´を補正するように構成される多角形で光強度均一化素子６を形成する。

図７に、表１に示される基準用光強度均一化素子の断面形状６ｄ´と、補正後の（すなわち、本発明の実施の形態１における）光強度均一化素子６の断面形状６ｆを示す。図７における断面形状６ｄ´及び６ｆは、光強度均一化素子６の出射端６ｂに向かって見た図である。

補正後の光強度均一化素子６の断面形状６ｆの決定方法は、理論的には基準用光強度均一化素子の断面形状６ｄ´で照射した場合のＤＭＤ素子２の実照明領域２ｃ´の歪みを相殺するような形状にすればよい。すなわち、図６における実照明領域２ｃ´において歪みの大きい下部（点Ｃ１，Ｅ１，Ｈ１）を補正するような形状にする必要がある。表３に、表２に示した基準例における実照明領域２ｃ´の歪みを相殺する光強度均一化素子６の断面形状６ｆについて、基準用光強度均一化素子の断面形状６ｄ´の角部の点及びその中間点を１とした場合の比を、表２と同様に光強度均一化素子６の長手方向をｘ方向、短手方向をｙ方向とした場合の補正位置を示す。

実際の設計において、照明光学系１の持つ性能及び投写光学系３の性能をも考慮に入れて、光強度均一化素子６の断面形状６ｆを決定することが望ましい。表３に、実施の形態１における、最終的な光強度均一化素子６の補正後の断面形状６ｆを示す。断面形状６ｆは、表２において特に理想的な照明領域２ｄとの差が大きい、点Ｃ１，Ｅ１，Ｈ１を補正できるような断面形状６ｆについて検討した。図８に、補正後の断面形状６ｆの光強度均一化素子６で照射した場合の、ＤＭＤ素子２の照明領域２ｆを示す。

図９において、補正後の断面形状６ｆを持つ光強度均一化素子６でＤＭＤ素子２を照射した場合の照射領域２ｆは、理想の照明領域２ｄに極めて近い形状となっていることがわかる。この場合の光強度均一化素子６の形状を図９に示す。この光強度均一化素子６は、入射端６ａから出射端６ｂまでの断面形状が、その一辺（図９における上辺）を円弧状に突き出る曲線形状６ｆとした多角形で形成されている。なお、断面形状の辺の中で、円弧状の曲線形状となる辺の数は一つには限らない。

実施の形態１においては、図９に示すような光強度均一化素子６を用いているので、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂと略相似形の矩形の断面形状を持つ光強度均一化素子を用いた場合と比較して、ＤＭＤ素子２の被照明面２ｂに対して全方向に一定の設計マージンを確保した理想の照明領域６ｃに近い形状となるため、光利用効率が高まるとともに、画面の一部が暗くなるというというような不具合も発生しなくなる。

また、実施の形態１において、反射型ライトバルブ２の各画素を反射角の傾角を変化させることのできる可動マイクロミラーにより構成したので、照明光束の断面内の強度分布を均一化し、照度ムラを抑えることが可能となる。

さらにまた、実施の形態１において、光強度均一化素子６の管状部材でその内面の光束を反射させるように構成した場合には、照明光束により素子自身の加熱が生じにくくなり、光強度均一化素子６の冷却及び保持が簡単になる。

また、実施の形態１において、光強度均一化素子６を透明材料により四辺形柱状の部材で構成したので、光強度均一化素子６の設計が容易になる。

図１０は、本発明の実施の形態１におけるＤＭＤ素子２上の被照明面２ｂ（ハッチング領域）と、理想の照明領域２ｄ（破線で囲われた領域）とを、被照明面２ｂの中心を原点とする直交座標系上に示す図である。また、図１１は、実施の形態１におけるＤＭＤ素子２上の理想の照明領域２ｄ（破線で囲われた領域）と、基準用光強度均一化素子を用いた場合におけるＤＭＤ素子２上の実照明領域（実線で囲われた領域）とを、上記直交座標系上に示す図である。図１２は、基準用光強度均一化素子の断面形状と直交座標を示す図であり、図１３は、基準用光強度均一化素子の断面形状と、実施の形態１における光強度均一化素子の断面形状とを、直交座標系上に示す図である。

図１０乃至図１３においては、光強度均一化素子６の断面形状（端部形状を含む）の決定方法をより具体的に特定している。

図１０乃至図１３に示されるように、中心光束に直交する平面内において、ＤＭＤ素子２の被照明面（画像形成領域）２ｂの中心を原点（座標（０，０））とし、水平走査方向及び垂直走査方向にそれぞれにｘ軸及びｙ軸を置く座標系を用いる。このような座標系において、ＤＭＤ素子２上における理想の照明領域２ｄの角部の座標をそれぞれ、（Ｘа１，Ｙа１）、（Ｘｃ１，Ｙｃ１）、（Ｘｆ１，Ｙｆ１）、（Ｘｈ１，Ｙｈ１）とし、ＤＭＤ素子２上における理想の照明領域２ｄの辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ１，Ｙｂ１）、（Ｘｄ１，Ｙｄ１）、（Ｘｅ１，Ｙｅ１）、（Ｘｇ１，Ｙｇ１）とする。また、ＤＭＤ素子２を用いたと仮定した場合におけるＤＭＤ素子２上の実照明領域２ｃ´の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа２，Ｙа２）、（Ｘｃ２，Ｙｃ２）、（Ｘｆ２，Ｙｆ２）、（Ｘｈ２，Ｙｈ２）とし、ＤＭＤ素子２を用いたと仮定した場合におけるＤＭＤ素子２上の実照明領域の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ２，Ｙｂ２）、（Ｘｄ２，Ｙｄ２）、（Ｘｅ２，Ｙｅ２）、（Ｘｇ２，Ｙｇ２）とする。また、基準用光強度均一化素子の断面形状の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа３，Ｙа３）、（Ｘｃ３，Ｙｃ３）、（Ｘｆ３，Ｙｆ３）、（Ｘｈ３，Ｙｈ３）とし、基準用光強度均一化素子の断面形状の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ３，Ｙｂ３）、（Ｘｄ３，Ｙｄ３）、（Ｘｅ３，Ｙｅ３）、（Ｘｇ３，Ｙｇ３）とする。また、光強度均一化素子６の断面形状６ｆ（又は出射端面）の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа４，Ｙа４）、（Ｘｃ４，Ｙｃ４）、（Ｘｆ４，Ｙｆ４）、（Ｘｈ４，Ｙｈ４）とし、光強度均一化素子６の断面形状６ｆ（又は出射端面）の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ４，Ｙｂ４）、（Ｘｄ４，Ｙｄ４）、（Ｘｅ４，Ｙｅ４）、（Ｘｇ４，Ｙｇ４）とする。この場合に、実施の形態１に係る投写型表示装置においては、以下の条件式１乃至１２を満たすように、光強度均一化素子６の断面形状６ｆ（又は出射端面）を決定する。
０．９×（｜Ｘа１｜／｜Ｘа２｜）＜（｜Ｘа４｜／｜Ｘа３｜）
＜１．２５×（｜Ｘа１｜／｜Ｘа２｜） …式１
０．９×（｜Ｘｂ１｜／｜Ｘｂ２｜）＜（｜Ｘｂ４｜／｜Ｘｂ３｜）
＜１．２５×（｜Ｘｂ１｜／｜Ｘｂ２｜） …式２
０．９×（｜Ｘｃ１｜／｜Ｘｃ２｜）＜（｜Ｘｃ４｜／｜Ｘｃ３｜）
＜１．２５×（｜Ｘｃ１｜／｜Ｘｃ２｜） …式３
０．９×（｜Ｘｆ１｜／｜Ｘｆ２｜）＜（｜Ｘｆ４｜／｜Ｘｆ３｜）
＜１．２５×（｜Ｘｆ１｜／｜Ｘｆ２｜） …式４
０．９×（｜Ｘｇ１｜／｜Ｘｇ２｜）＜（｜Ｘｇ４｜／｜Ｘｇ３｜）
＜１．２５×（｜Ｘｇ１｜／｜Ｘｇ２｜） …式５
０．９×（｜Ｘｈ１｜／｜Ｘｈ２｜）＜（｜Ｘｈ４｜／｜Ｘｈ３｜）
＜１．２５×（｜Ｘｈ１｜／｜Ｘｈ２｜） …式６
０．９×（｜Ｙа１｜／｜Ｙа２｜）＜（｜Ｙа４｜／｜Ｙа３｜）
＜１．２５×（｜Ｙа１｜／｜Ｙа２｜） …式７
０．９×（｜Ｙｃ１｜／｜Ｙｃ２｜）＜（｜Ｙｃ４｜／｜Ｙｃ３｜）
＜１．２５×（｜Ｙｃ１｜／｜Ｙｃ２｜） …式８
０．９×（｜Ｙｄ１｜／｜Ｙｄ２｜）＜（｜Ｙｄ４｜／｜Ｙｄ３｜）
＜１．２５×（｜Ｙｄ１｜／｜Ｙｄ２｜） …式９
０．９×（｜Ｙｅ１｜／｜Ｙｅ２｜）＜（｜Ｙｅ４｜／｜Ｙｅ３｜）
＜１．２５×（｜Ｙｅ１｜／｜Ｙｅ２｜） …式１０
０．９×（｜Ｙｆ１｜／｜Ｙｆ２｜）＜（｜Ｙｆ４｜／｜Ｙｆ３｜）
＜１．２５×（｜Ｙｆ１｜／｜Ｙｆ２｜） …式１１
０．９×（｜Ｙｈ１｜／｜Ｙｈ２｜）＜（｜Ｙｈ４｜／｜Ｙｈ３｜）
＜１．２５×（｜Ｙｈ１｜／｜Ｙｈ２｜） …式１２

基準用光強度均一化素子の断面形状のサイズに対する実施の形態１の光強度均一化素子の断面形状のサイズの割合が、条件式１乃至１２における下限値より小さくなると、ＤＭＤ素子２上の実際の照明領域が小さくなり、投写が面の一部が暗くなる現象が発生し易くなる。また、基準用光強度均一化素子の断面形状のサイズに対する実施の形態１の光強度均一化素子の断面形状のサイズの割合が条件式１乃至１２における上限値より大きくなると、画像投写に利用されない光束が増加し、光利用効率が大きく低下する。

実施の形態１の投写型表示装置によれば、ＤＭＤ素子２の画像形成領域２ｂに対して垂直に光束を照射できない場合であっても、確実に実際の照明領域２ｆを理想の照明領域２ｄに略一致させることが可能であり、光利用効率及び照明分布の均一性を向上することができるという効果が得られる。

実施の形態２．
図１４は、本発明の実施の形態２に係る投写型表示装置の光学系の構成を概略的に示す図である。

図１４において、図１（実施の形態１）の構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図１４に示されるように、実施の形態２に係る投写型表示装置は、上記実施の形態１における光源ランプ４及びカラーフィルタ５を、レーザ光源集光光学系８に置き換えた点が、上記実施の形態１に係る投写型表示装置と相違する。他の点に関して、実施の形態２に係る投写型表示装置は、上記実施の形態１に係る投写型表示装置と同じである。

図１４に示されるように、レーザ光源集光光学系８は、複数色（図１４においては３色）のレーザ光源８１と、レーザ光源８１から出射された光束を集光するための、１又は複数枚のレンズ又はミラーで構成される複数（図１４においては３）の集光光学系８２と、集光光学系８２から出射された光束を光強度均一化素子６に導く複数（図１４においては３）のファイバ８３とから構成される。

レーザ光源集光光学系８を用いることによって、レーザ光源８１及びＤＭＤ素子２をそれぞれ直接変調するため、図１に示されるカラーフィルタ５は不要となる。このため、実施の形態２に係る投写型表示装置によれば、光利用効率を高くすることができ、また、装置価格を低減することができる。

さらに、レーザ光源８１からの光束をファイバ８３で導く構成のため、光強度均一化素子６の入射端６ａにおける光束の取り込み効率が高くなる。これにより、図９に示したような形状の光強度均一化素子６を樹脂で形成した場合においても、熱による影響が少なくなり、冷却構造を簡便化することができる。

変形例の説明．
上記説明においては、反射型ライトバルブとしてＤＭＤ素子を用いた場合を説明したが、反射型液晶表示素子のような他のライトバルブを用いても良い。

また、上記説明においては、レーザ光源８１を配置する構成を示したが、発光ダイオードを用いた場合においても同様の効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る投写型表示装置を概略的に示す構成図である。 実施の形態１の光源面、光強度均一化素子及びＤＭＤ素子の関係を概念的に示す図である。 ＤＭＤ素子上の被照明面と、断面形状をＤＭＤ素子の被照明面と略相似形とした光強度均一化素子を用いた場合にけるＤＭＤ素子上の実照明領域とを概略的に示す図である。 ＤＭＤ素子上の被照明面と理想の照明領域とを概略的に示す図である。 （а）は、基準用光強度均一化素子を用いた場合におけるＤＭＤ素子上の実照明領域を示す図であり、（ｂ）は、基準用光強度均一化素子の断面形状を概略的に示す図である。 ＤＭＤ素子上の被照明面と、理想の照明領域と、基準用光強度均一化素子を用いた場合におけるＤＭＤ素子上の実照明領域を概略的に示す図である。 基準用光強度均一化素子の断面形状と、実施の形態１における光強度均一化素子を用いた場合におけるＤＭＤ素子上の実照明領域とを概略的に示す図である。 ＤＭＤ素子上の被照明面と、理想の照明領域と、実施の形態１における光強度均一化素子を用いた場合におけるＤＭＤ素子上の実照明領域とを概略的に示す図である。 実施の形態１における光強度均一化素子の形状を概略的に示す図である。 本発明の実施の形態１におけるＤＭＤ素子上の被照明面と、理想の照明領域とを、被照明面の中心を原点とする直交座標系上に示す図である。 実施の形態１におけるＤＭＤ素子上の理想の照明領域と、基準用光強度均一化素子を用いた場合におけるＤＭＤ素子上の実照明領域とを、被照明面の中心を原点とする直交座標系上に示す図である。 基準用光強度均一化素子の断面形状を、その中心を原点とする直交座標系上に示す図である。 基準用光強度均一化素子の断面形状と、実施の形態１における光強度均一化素子の断面形状とを、基準用光強度均一化素子の断面形状の中心を原点とする直交座標系上に示す図である。 本発明の実施の形態２における光源部の構成を示す概略図である。

符号の説明

１ 投写型表示装置の照明光学系、 ２ ＤＭＤ素子、 ２ｂ 被照明面（画像形成領域）、 ２ｃ´ 基準用光強度均一化素子採用時の実照明領域、 ２ｄ 理想の実照明領域、 ３ 投写光学系、 ４ 光源ランプ、 ５ カラーフィルタ、 ６ 光強度均一化素子、 ６ａ 入射端、 ６ｂ 出射端、 ６ｄ´ 基準用光強度均一化素子の断面形状、 ６ｆ 断面形状、 ７ リレー光学系、 ８ レーザ集光光学系、 ２０ 投写型表示装置の照明光学系、 ７１，７２ レンズ、 ７３ 平面鏡、 ７４ 凹面鏡。

Claims (8)

1. 光源と、
   前記光源から出射された光束の強度分布を均一化する光強度均一化素子と、
   矩形の画像形成領域を有する反射型ライトバルブと、
   前記光強度均一化素子から出射された光束を前記反射型ライトバルブに導き、前記反射型ライトバルブに垂直ではない斜め方向に前記光束を入射させるリレー光学系と、
   前記反射型ライトバルブの画像形成領域に形成された画像を拡大投写する投写光学系とを有する投写型表示装置において、
   前記光強度均一化素子は、中心光束に直交する方向の断面が４つの角部を有する光学素子であり、
   前記反射型ライトバルブ上において前記画像形成領域を含むように決められた矩形の理想の照明領域と、中心光束に直交する方向の断面形状が矩形である基準用光強度均一化素子を用いたと仮定した場合における前記反射型ライトバルブ上の照明領域と、前記基準用光強度均一化素子の断面形状に基づいて、前記光強度均一化素子の断面形状を決定するとともに、
   前記反射型ライトバルブの画像形成領域の中心を原点とし、水平走査方向及び垂直走査方向のそれぞれにｘ軸及びｙ軸を置く座標系において、
   前記反射型ライトバルブ上における理想の照明領域の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа１，Ｙа１）、（Ｘｃ１，Ｙｃ１）、（Ｘｆ１，Ｙｆ１）、（Ｘｈ１，Ｙｈ１）とし、
   前記反射型ライトバルブ上における理想の照明領域の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ１，Ｙｂ１）、（Ｘｄ１，Ｙｄ１）、（Ｘｅ１，Ｙｅ１）、（Ｘｇ１，Ｙｇ１）とし、
   前記基準用光強度均一化素子を用いたと仮定した場合における前記反射型ライトバルブ上の実照明領域の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа２，Ｙа２）、（Ｘｃ２，Ｙｃ２）、（Ｘｆ２，Ｙｆ２）、（Ｘｈ２，Ｙｈ２）とし、
   前記基準用光強度均一化素子を用いたと仮定した場合における前記反射型ライトバルブ上の実照明領域の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ２，Ｙｂ２）、（Ｘｄ２，Ｙｄ２）、（Ｘｅ２，Ｙｅ２）、（Ｘｇ２，Ｙｇ２）とし、
   前記基準用光強度均一化素子の断面形状の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа３，Ｙа３）、（Ｘｃ３，Ｙｃ３）、（Ｘｆ３，Ｙｆ３）、（Ｘｈ３，Ｙｈ３）とし、
   前記基準用光強度均一化素子の断面形状の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ３，Ｙｂ３）、（Ｘｄ３，Ｙｄ３）、（Ｘｅ３，Ｙｅ３）、（Ｘｇ３，Ｙｇ３）とし、
   前記光強度均一化素子の断面形状の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа４，Ｙа４）、（Ｘｃ４，Ｙｃ４）、（Ｘｆ４，Ｙｆ４）、（Ｘｈ４，Ｙｈ４）とし、
   前記光強度均一化素子の断面形状の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ４，Ｙｂ４）、（Ｘｄ４，Ｙｄ４）、（Ｘｅ４，Ｙｅ４）、（Ｘｇ４，Ｙｇ４）とした場合に、
   ０．９×（｜Ｘа１｜／｜Ｘа２｜）＜（｜Ｘа４｜／｜Ｘа３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘа１｜／｜Ｘа２｜） …式１
   ０．９×（｜Ｘｂ１｜／｜Ｘｂ２｜）＜（｜Ｘｂ４｜／｜Ｘｂ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘｂ１｜／｜Ｘｂ２｜） …式２
   ０．９×（｜Ｘｃ１｜／｜Ｘｃ２｜）＜（｜Ｘｃ４｜／｜Ｘｃ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘｃ１｜／｜Ｘｃ２｜） …式３
   ０．９×（｜Ｘｆ１｜／｜Ｘｆ２｜）＜（｜Ｘｆ４｜／｜Ｘｆ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘｆ１｜／｜Ｘｆ２｜） …式４
   ０．９×（｜Ｘｇ１｜／｜Ｘｇ２｜）＜（｜Ｘｇ４｜／｜Ｘｇ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘｇ１｜／｜Ｘｇ２｜） …式５
   ０．９×（｜Ｘｈ１｜／｜Ｘｈ２｜）＜（｜Ｘｈ４｜／｜Ｘｈ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘｈ１｜／｜Ｘｈ２｜） …式６
   ０．９×（｜Ｙа１｜／｜Ｙа２｜）＜（｜Ｙа４｜／｜Ｙа３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙа１｜／｜Ｙа２｜） …式７
   ０．９×（｜Ｙｃ１｜／｜Ｙｃ２｜）＜（｜Ｙｃ４｜／｜Ｙｃ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙｃ１｜／｜Ｙｃ２｜） …式８
   ０．９×（｜Ｙｄ１｜／｜Ｙｄ２｜）＜（｜Ｙｄ４｜／｜Ｙｄ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙｄ１｜／｜Ｙｄ２｜） …式９
   ０．９×（｜Ｙｅ１｜／｜Ｙｅ２｜）＜（｜Ｙｅ４｜／｜Ｙｅ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙｅ１｜／｜Ｙｅ２｜） …式１０
   ０．９×（｜Ｙｆ１｜／｜Ｙｆ２｜）＜（｜Ｙｆ４｜／｜Ｙｆ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙｆ１｜／｜Ｙｆ２｜） …式１１
   ０．９×（｜Ｙｈ１｜／｜Ｙｈ２｜）＜（｜Ｙｈ４｜／｜Ｙｈ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙｈ１｜／｜Ｙｈ２｜） …式１２
   を満たすことを特徴とする投写型表示装置。
2. 前記光強度均一化素子の断面形状の少なくとも一つの辺は、円弧状の曲線であることを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。
3. 前記光強度均一化素子は、管状部材であって、その内面で光束を反射するように構成することを特徴とする請求項１又は２に記載の投写型表示装置。
4. 前記光強度均一化素子は、透明材料による多角柱状の部材であり、内部で光束を反射するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の投写型表示装置。
5. 前記光源が、レーザ光源であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
6. 前記光源が、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
7. 前記反射型ライトバルブは、反射面の傾角を変化させることができる複数の可動マイクロミラーを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投写型表示装置。
8. 光源と、前記光源から出射された光束の強度分布を均一化する光強度均一化素子と、矩形の画像形成領域を有する反射型ライトバルブと、前記光強度均一化素子から出射された光束を前記反射型ライトバルブに導き、前記反射型ライトバルブに垂直ではない斜め方向に前記光束を入射させるリレー光学系と、前記反射型ライトバルブの画像形成領域に形成された画像を拡大投写する投写光学系とを有する投写型表示装置における、中心光束に直交する方向の断面が４つの角部を有する前記光強度均一化素子の形成方法であって、
   前記反射型ライトバルブ上において前記画像形成領域を含むように、前記画像形成領域に対して全方向にマージンを確保するような理想の照明領域の各角部及びその中間点の位置を決定し、
   中心光束に直交する方向の断面形状が前記反射型ライトバルブの画像形成領域と相似形状の矩形である基準用光強度均一化素子を用いた場合における前記反射型ライトバルブ上の実照明領域の各角部及びその中間点の位置を求め、
   求められた前記理想の照明領域の各角部及びその中間点の位置と、求められた前記実照明領域の各角部及びその中間点の位置と、前記基準用光強度均一化素子の断面形状の各角部及びその中間点の位置とに基づいて、前記光強度均一化素子の断面形状を決定し、
   前記反射型ライトバルブの画像形成領域の中心を原点とし、水平走査方向及び垂直走査方向のそれぞれにｘ軸及びｙ軸を置く座標系において、
   前記反射型ライトバルブ上における理想の照明領域の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа１，Ｙа１）、（Ｘｃ１，Ｙｃ１）、（Ｘｆ１，Ｙｆ１）、（Ｘｈ１，Ｙｈ１）とし、
   前記反射型ライトバルブ上における理想の照明領域の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ１，Ｙｂ１）、（Ｘｄ１，Ｙｄ１）、（Ｘｅ１，Ｙｅ１）、（Ｘｇ１，Ｙｇ１）とし、
   前記基準用光強度均一化素子を用いたと仮定した場合における前記反射型ライトバルブ上の実照明領域の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа２，Ｙа２）、（Ｘｃ２，Ｙｃ２）、（Ｘｆ２，Ｙｆ２）、（Ｘｈ２，Ｙｈ２）とし、
   前記基準用光強度均一化素子を用いたと仮定した場合における前記反射型ライトバルブ上の実照明領域の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ２，Ｙｂ２）、（Ｘｄ２，Ｙｄ２）、（Ｘｅ２，Ｙｅ２）、（Ｘｇ２，Ｙｇ２）とし、
   前記基準用光強度均一化素子の断面形状の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа３，Ｙа３）、（Ｘｃ３，Ｙｃ３）、（Ｘｆ３，Ｙｆ３）、（Ｘｈ３，Ｙｈ３）とし、
   前記基準用光強度均一化素子の断面形状の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ３，Ｙｂ３）、（Ｘｄ３，Ｙｄ３）、（Ｘｅ３，Ｙｅ３）、（Ｘｇ３，Ｙｇ３）とし、
   前記光強度均一化素子の断面形状の角部の座標をそれぞれ、（Ｘа４，Ｙа４）、（Ｘｃ４，Ｙｃ４）、（Ｘｆ４，Ｙｆ４）、（Ｘｈ４，Ｙｈ４）とし、
   前記光強度均一化素子の断面形状の辺の中間点の座標をそれぞれ、（Ｘｂ４，Ｙｂ４）、（Ｘｄ４，Ｙｄ４）、（Ｘｅ４，Ｙｅ４）、（Ｘｇ４，Ｙｇ４）とした場合に、
   ０．９×（｜Ｘа１｜／｜Ｘа２｜）＜（｜Ｘа４｜／｜Ｘа３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘа１｜／｜Ｘа２｜） …式１
   ０．９×（｜Ｘｂ１｜／｜Ｘｂ２｜）＜（｜Ｘｂ４｜／｜Ｘｂ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘｂ１｜／｜Ｘｂ２｜） …式２
   ０．９×（｜Ｘｃ１｜／｜Ｘｃ２｜）＜（｜Ｘｃ４｜／｜Ｘｃ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘｃ１｜／｜Ｘｃ２｜） …式３
   ０．９×（｜Ｘｆ１｜／｜Ｘｆ２｜）＜（｜Ｘｆ４｜／｜Ｘｆ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘｆ１｜／｜Ｘｆ２｜） …式４
   ０．９×（｜Ｘｇ１｜／｜Ｘｇ２｜）＜（｜Ｘｇ４｜／｜Ｘｇ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘｇ１｜／｜Ｘｇ２｜） …式５
   ０．９×（｜Ｘｈ１｜／｜Ｘｈ２｜）＜（｜Ｘｈ４｜／｜Ｘｈ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｘｈ１｜／｜Ｘｈ２｜） …式６
   ０．９×（｜Ｙа１｜／｜Ｙа２｜）＜（｜Ｙа４｜／｜Ｙа３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙа１｜／｜Ｙа２｜） …式７
   ０．９×（｜Ｙｃ１｜／｜Ｙｃ２｜）＜（｜Ｙｃ４｜／｜Ｙｃ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙｃ１｜／｜Ｙｃ２｜） …式８
   ０．９×（｜Ｙｄ１｜／｜Ｙｄ２｜）＜（｜Ｙｄ４｜／｜Ｙｄ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙｄ１｜／｜Ｙｄ２｜） …式９
   ０．９×（｜Ｙｅ１｜／｜Ｙｅ２｜）＜（｜Ｙｅ４｜／｜Ｙｅ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙｅ１｜／｜Ｙｅ２｜） …式１０
   ０．９×（｜Ｙｆ１｜／｜Ｙｆ２｜）＜（｜Ｙｆ４｜／｜Ｙｆ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙｆ１｜／｜Ｙｆ２｜） …式１１
   ０．９×（｜Ｙｈ１｜／｜Ｙｈ２｜）＜（｜Ｙｈ４｜／｜Ｙｈ３｜）
   ＜１．２５×（｜Ｙｈ１｜／｜Ｙｈ２｜） …式１２
   を満たすことを特徴とする光強度均一化素子の形成方法。

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