JPH05264904A - 照明光学系および該照明光学系を用いた投写型画像表示装置 - Google Patents

照明光学系および該照明光学系を用いた投写型画像表示装置

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JPH05264904A
JPH05264904A JP4062293A JP6229392A JPH05264904A JP H05264904 A JPH05264904 A JP H05264904A JP 4062293 A JP4062293 A JP 4062293A JP 6229392 A JP6229392 A JP 6229392A JP H05264904 A JPH05264904 A JP H05264904A
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light
reflector
emitted
optical system
light source
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Kazumi Kimura
一己 木村
Hideaki Mitsutake
英明 光武
Jiyunko Aragaki
純子 新嘉喜
Kotaro Yano
光太郎 矢野
Shigeru Kawasaki
茂 川崎
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源から発した光を有効利用して、被照明領
域外を照明する光を大幅になくし、光利用効率の優れた
投射型画像表示装置を提供する。 【構成】 光源と、リフレクタを備えた照明系に於て、
光源からリフレクタを介さずに被照明領域外に向かって
照射する光を光源側に戻すほぼ球形の円形リフレクタを
配置する。また、前記リフレクタを介して被照明領域外
を照明する光を光源側に戻す平面ミラー又はほぼ球形の
サブリフレクタを配置する。サブリフレクタは光源近傍
に設けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、照明光学系及び該照明
光学系を有する投写型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の照明光学系は、光源用ランプの周
囲にリフレクタを設けて前記光源用ランプから３次元的
に広がる光をある特定の方向へ向ける構成となってい
る。
【０００３】リフレクタの形状としては楕円面形状のも
のや、放物面形状のものなどが知られており、光源用ラ
ンプが点状の場合は光軸に回転対称のものが、また、光
源用ランプが柱状の場合は筒状のものが用いられてい
る。
【０００４】楕円面リフレクタを用いた照明光学系とし
ては、例えば図２１に示すように、光軸Ｐに回転対称の
楕円面リフレクタ５００の、二つの焦点Ｏ5 ，Ｏ’5 の
うち、被照明体（不図示）から遠い方の第１の焦点Ｏ5
上に点状の光源用ランプ５０１を配置し、さらに、出射
光を平行光束に変換するための、前記二つの焦点Ｏ5，
Ｏ’5 のうち他方の第２の焦点Ｏ’4 位置に焦点をもつ
凹レンズ５０２を、前記出射光の光路上に配置したもの
がある。
【０００５】この照明光学系の場合、光源用ランプ５０
１から発せられて楕円面リフレクタ５００で反射した光
は前記第２の焦点Ｏ’5 に対する集束光となる。この集
束光は、つづいて前記凹レンズ５０２に入射し、平行光
束に変換されて照明光とし被照明体方向へ出射する。
【０００６】次に、従来の照明光学系を用いた場合投写
型画像表示装置について図２２を参照して説明する。
【０００７】この投写型画像表示装置は、光源用ランプ
９０１の周囲に放物面リフレクタ９０２を配してなる照
明光学系と、画像形成手段である矩形の液晶デバイス９
０３とを備え、光源用ランプ９０１が発する光源光を、
放物面リフレクタ９０２で反射して照明光として液晶デ
バイス９０３へ照射する構成となっている。
【０００８】上述のような、放物面リフレクタ９０２を
備えた照明光学系から出射された照明光は液晶デバイス
９０３を充分照明可能な円形断面（照明領域９０４）を
有する光束となる。このような円形断面の光束を、液晶
デバイス９０３の照明光とした場合、該液晶デバイス９
０３が矩形であるため、前記照明領域９０４の斜線部は
液晶デバイス９０３に照射されない光となる。
【０００９】このように、照明光学系から出射された照
明光束の断面形状と画像形成手段等の被照明体の形状が
異なる場合、照明光束のうち、前記被照明体に照射され
ない光が生じ、それらの光はフレア・ゴースト等の原因
となるので、絞り等を設けることによって、前記照明光
束の形状を被照明体に一致させたり、装置本体内側を黒
色にして不要光を吸収する構成としていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の照明光学系の場合、楕円リフレクタで反射されな
い光は、前記第２の焦点に対する集束光とならず、照明
光とし利用されない光となり光利用率が低下するという
問題点がある。
【００１１】また、前記照明光学系を投写型画像表示装
置に適用した場合、上述のような照明光として利用され
ない光は、フレア、ゴースト等の原因となり鮮明な画像
表示を行なえないという問題点がある。
【００１２】また、上述した従来の投写型画像表示装置
では、被照明体に照射されない光、すなわち、絞りに照
射される光あるいは装置本体内側で吸収される光は、損
失光となるため光利用率の低下の原因となるとともに、
前記吸収される光は熱に変換されるため冷却手段等が必
要となり装置の大型化およびコスト高につながるという
問題点がある。
【００１３】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたもので、光利用効率が高く、投写画像
の高輝度化を可能にし、かつ小型の照明光学系および該
照明光学系を用いた投写型画像表示装置を提供すること
を目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、楕円リフレク
タの、二つの焦点のうち被照明体から遠い方の第１の焦
点上に光源用ランプを配置した照明光学系において、前
記二つの焦点間距離と長さが等しい半径の弧状断面を有
する円形リフレクタを、その中心が前記二つの焦点のう
ち他方の第２の焦点に一致するように前記楕円リフレク
タに対向して配置するとともに、該円形リフレクタの中
心部に開口を形成したものである。
【００１５】また、本発明は、放物面リフレクタの焦点
に光源を配置した照明光学系において、前記放物面リフ
レクタで反射して出射する出射光の光路上に、被照明領
域の形状と略等しい形状の開口を形成した出射光反射平
面ミラーが、前記出射光の光軸に対して垂直に配置され
ているものである。
【００１６】また、本発明は、楕円リフレクタの二つの
焦点のうち少なくとも一方に光源を配置するとともに、
前記楕円リフレクタで反射して出射する出射光を平行光
に変換する光学素子を備えた照明光学系において、平行
光に変換された出射光の光路上に、被照明領域の形状と
略等しい形状の開口を形成した出射光反射平面ミラー
が、前記出射光の光軸に対して垂直に配置されているも
のである。
【００１７】また、本発明は光源と、該光源の背面側に
中心位置が在り、被照明領域より大きな開口を備えたリ
フレクタと、前記光源から出射して前記リフレクタを介
して被照明領域外に進もうとする光を、当該光路中、前
記リフレクタの手前で前記光源へ向けるサブリフレクタ
を設けている。
【００１８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【００１９】図１は本発明の照明光学系の一実施例を示
す断面図である。
【００２０】本実施例の照明光学系は、光軸Ｐに対して
回転対称の楕円リフレクタ１００の、第１、第２の二つ
の焦点Ｏ1 、Ｏ’1 のうち、不図示の被照明体から遠い
方の焦点である第１の焦点Ｏ1 上に点状の光源用ランプ
１０１を配し、さらに、出射光路上に円形リフレクタ１
０２を配置したものである。
【００２１】前記円形リフレクタ１０２は、半径が前記
第１、第２の二つの焦点Ｏ1 ，Ｏ’1 間距離の長さと等
しい球面の一部からなる反射面を有するものであり、該
反射面の中心位置には開口１０３が形成されている。
【００２２】この円形リフレクタ１０２は開口１０３
を、前記楕円リフレクタ１００の第２の焦点Ｏ’1 位置
に一致させて、光軸Ｐに対して対称となるように配置さ
れている。
【００２３】また、円形リフレクタ１０２の大きさは、
上述のように光軸Ｐ上に配置した状態で、前記第１の焦
点Ｏ1 から円形リフレクタ１０２の周縁１０２Ａ，１０
２Ｂ（光軸Ｐに対して対称となる周縁部）に対する角度
が、前記第１の焦点Ｏ1 から楕円リフレクタ１００の周
縁１００Ａ，１００Ｂ（同様に光軸Ｐに対して対称とな
る周縁部）に対する角度と等しくなっている。
【００２４】ここで、本実施例の照明光学系における光
の出射光路について説明する。
【００２５】まず、光源用ランプ１０１から発せられて
楕円リフレクタ１００の反射点１００ａで反射した光Ｐ
a は第２の焦点Ｏ’1 に対して集光するため、円形リフ
レクタ１０２の開口１０３を通って出射する。
【００２６】このように、光源用ランプ１０１から発せ
られた後、楕円リフレクタ１００で反射する光は、光源
用ランプ１０１が前記第１の焦点Ｏ1 上に配置されてい
るため、全てが前記第２の焦点Ｏ’1 に対して、集光す
ることになり、円形リフレクタ１０２の開口１０３を通
って出射することになる。
【００２７】一方、光源用ランプ１０１から、楕円リフ
レクタ１００で反射せずに直接出射方向へ向かった光Ｐ
b は、円形リフレクタ１０２の反射点１０２ｂで反射し
て再び光源用ランプ１０１へ戻る。これは円形リフレク
タ１０２が、前記第１、第２の焦点Ｏ1 ，Ｏ’1 間距離
の長さと等しい半径の球面の一部からなるためであり、
直接円形リフレクタ１０２に向かって反射する光は全て
光源用ランプ１０１へ戻る光となる。光源用ランプ１０
１へ戻った光Ｐb は該光源用ランプ１０１を透過し、前
記光Ｐa と同様に、楕円リフレクタ１００の反射点１０
０ｂで反射して第２の焦点Ｏ1 に集光し、開口１０３を
通って出射する。
【００２８】このような、直接出射方向へ向かった光
は、従来、照明光とし使用しない光であったが、本実施
例のように、円形リフレクタ１０２を設けて反射させる
ことにより、照明光として利用できるものとなる。ま
た、本実施例の円形リフレクタ１０２は、前述したよう
に、その周縁１０２Ａ，１０２Ｂに対する第１の焦点Ｏ
1からの角度が、楕円リフレクタ１００の周縁１００
Ａ，１００Ｂに対する第１の焦点Ｏ1 からの角度と、等
しい大きさとなっているので、光源用ランプ１０１から
楕円リフレクタ１００の周縁に向かって発せられた光も
円形リフレクタ１０２にて反射させることができる。
【００２９】しかし、前記光源用ランプ１０１は、実際
には有限の大きさを持つため、円形リフレクタ１０２
は、楕円リフレクタ１００の周縁１００Ａ，１００Ｂに
対する第１の焦点Ｏ1 からの角度に比べて、大きい角度
で形成することが望ましい。さらに、本実施例のよう
に、円形リフレクタ１０２を、その開口１０３を前記第
２の焦点Ｏ’1 に一致させて配置することで、前記開口
１０３をより小さいものにすることができ、楕円リフレ
クタ１００で反射して前記第２の焦点Ｏ’1 に集光する
光のみを、光軸Ｐを中心にして一定の角度範囲で発散す
る光束として出射させることが可能となる。
【００３０】本実施例において、被照明体がコリメート
性の高い照明光を要する場合、前記開口１０３を通って
出射した光を、凸レンズ等の光学素子を用いてコリメー
ト光に変換すればよい。
【００３１】次に、本発明の照明光学系の他の実施例に
ついて図２を参照して説明する。
【００３２】図２は本実施例の照明光学系を示す断面図
である。
【００３３】本実施例の照明光学系は、円形リフレク２
０２を楕円リフレクタ２００に密着して取付けたもので
ある。
【００３４】本実施例の照明光学系も、光源用ランプ２
０１は、光軸Ｐに対して回転対称の楕円リフレクタ２０
０の第１、第２の二つの焦点Ｏ2 ，Ｏ’2 のうち不図示
の被照明体から遠い方の第１の焦点Ｏ2 上に配置されて
いる。
【００３５】また、円形リフレクタ２０２も、前述の実
施例と同様に、半径が前記第１、第２の二つの焦点Ｏ
2 ，Ｏ’2 間距離の長さと等しい球面の一部からなる反
射面を有するもので、その中心位置に開口２０３が形成
されている。そして、円形リフレクタ２０２の大きさ
は、該円形リフレクタ２０２を、前記開口２０３を前記
第２の焦点Ｏ’2 に一致するように光軸Ｐに対して対称
に配置した際に、その周縁が前記楕円リフレクタ２０２
の周縁と一致するものとなっている。
【００３６】上述のような構成の照明光学系において
も、光源用ランプ２０１から発せられる光は、その後、
楕円リフレクタ２００で反射する光Ｐc と、楕円リフレ
クタ２００で反射せず直接円形リフレクタ２０２方向へ
向かう光Ｐd とに分けられる。
【００３７】前記光Ｐc は、楕円リフレクタ２００の反
射点２００ｃで反射した後、前記第２の焦点Ｏ’2 に集
光して円形リフレクタ２０２の開口２０３を通って出射
する。
【００３８】一方、光Ｐd は、円形リフレクタ２０２の
反射点２０２ｄで反射して光源用ランプ方向へ戻り、該
光源用ランプ２０１を透過した後、楕円リフレクタ２０
０の反射点２００ｄで反射する。その後、光Ｐdは第２
の焦点Ｏ’2 に集光して、前記光Ｐc と同様に開口２０
３を通って出射する。
【００３９】本実施例の場合、円形リフレクタ２０２が
楕円リフレクタ２００に密着した構成となっているの
で、開口２０３以外から光が損なわれることがなくな
る。一方、本実施例の場合、楕円リフレクタ２００内部
が密封状態に近い状態となり温度上昇が考えられるの
で、楕円リフレクタおよび円形リフレクタをコールドミ
ラーで構成する等放熱効果を高める必要がある。
【００４０】次に、本発明の投写型画像表示装置の実施
例について説明する。
【００４１】まず、図３を参照して本実施例について説
明する。
【００４２】本実施例の投写型画像表示装置は、照明光
学系３００が発する照明光を、凸レンズ４０５で平行光
束に変換して、画像形成手段である液晶デバイス３０７
に照射し、それによって液晶デバイス３０７から出射す
る画像光を投写レンズ３０９を通してスクリーン（不図
示）上へ拡大投写する構成となっている。
【００４３】本実施例の照明光学系３００は、前述の図
１に示した照明光学系と同様に、光軸Ｐに対して回転対
称の楕円リフレクタ３０２の、第１、第２の二つの焦点
Ｏ3，Ｏ’3 のうち、被照明体である液晶デバイス３０
７から遠い方の第１の焦点Ｏ3 上に光源用ランプ３０１
を配置し、さらに出射光路上に円形リフレクタ１０２を
配置したものである。
【００４４】円形リフレクタ１０２は、半径が前記第
１、第２の焦点間距離の長さと等しい球面の一部からな
る反射面を有するものであり、その反射面の中心位置に
は開口３０４が形成されている。この円形リフレクタ１
０２は、前記開口３０４が前記第２の焦点Ｏ’3 に一致
するようにして、光軸Ｐに対して対称に配置されてい
る。また、円形リフレクタ１０２の大きさは、上述のよ
うに光軸Ｐ上に配置した状態で、前記第１の焦点Ｏ3 か
ら円形リフレクタ１０２の周縁１０２Ａ，１０２Ｂ（光
軸Ｐに対して対称となる周縁部）に対する角度が、前記
第１の焦点Ｏ3 から、楕円リフレクタ３０２の周縁３０
２Ａ，３０２Ｂ（同様に光軸Ｐに対して対称となる周縁
部）に対する角度と等しくなっている。
【００４５】液晶デバイス３０７は、画像情報に応じて
画素毎に照明光に変調を与える。また、この液晶デバイ
ス３０７の、入射側と出射側には、それぞれ偏光子とし
ての偏光板３０６と検光子としての偏光板３０８が配置
されている。偏光子としての偏光板３０６は、照明光学
系３００から出射される、二つの直線偏光光を含んだ自
然光の照明光から片方の直線偏光光を取出すためのもの
である。検光子としての偏光板３０８は液晶デバイス３
０７の出射光から、変調の有無により画像光を取出すた
めのものである。
【００４６】上述したような構成の照明光学系３００に
おいては、光源用ランプ３０１から発せられた光が、楕
円リフレクタ３０２による１回の反射あるいは、円形リ
フレクタ１０２および楕円リフレクタ３０２による２回
の反射の後、円形リフレクタ１０２の開口３０４を通っ
て出射する。この出射光は、光軸Ｐに対して一定の角度
範囲内で発散する発散光として出射し、つづいて凸レン
ズ４０５を通過することで平行光束に変換されて液晶デ
バイス３０７の照明光となる。この照明光は、液晶デバ
イス３０７に照射される以前に偏光板３０６を通過し、
該照明光に含まれている二つの直線偏光光のうち、一方
の直線偏光光のみが前記液晶デバイス３０７に照射され
ることになる。
【００４７】このようにして、照明光が液晶デバイス３
０７に照射されることによって、該液晶デバイス３０７
からは、画像信号に応じて変調された光と、変調されて
いない光とが出射される。液晶デバイス３０７から出射
した光は、つづいて、偏光板３０８に入射し、そこで、
前記変調された光と変調されていない光のうち、画像を
示す方の光が透過する。そして、前記偏光板３０８を透
過した光が画像光として投写レンズ３０９を通して不図
示のスクリーン上へ拡大投写される。
【００４８】本実施例においては、照明光学系３００か
ら出射する発散光を平行光（コリメート光）に変換する
ために凸レンズ４０５を用いているが、一般に、前記照
明光は、投写レンズ３０９の瞳位置に結像するケーラー
照明とした方が利用率が良くなるので、そのように凸レ
ンズ４０５のパワーを調整してもよい。また、同様なパ
ワーのフレネルレンズを使用してもよい。
【００４９】本実施例では、画像形成手段として１個の
液晶デバイスを備えた単色画像表示用の装置を示した
が、赤、緑、青の各色画像形成用の３個の液晶デバイス
を備えたカラー画像表示用の装置についても同様に考え
ることができる。
【００５０】ここで、上述のような、カラー画像表示用
の投写型画像表示装置について図４を参照して説明す
る。
【００５１】本実施例の投写型画像表示装置は、前述の
図１に示した照明光学系と同様な構成の照明光学系４０
０から発せられる白色光の発散光を凸レンズ４０５を通
して平行光に変換するとともに、偏光変換モジュール４
０６で偏光面の揃った偏光光に変換し、その後、該偏光
光を、第１および第２のダイクロイックミラー（以下、
「ＤＭ」と称す。）４０７，４０８とλ／２板４０９と
全反射ミラー４１０とで赤、緑、青の各色光（以下、そ
れぞれＲ光、Ｇ光、Ｂ光と称す。）に分離する。そし
て、分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光により該各色光に対応
する第１ないし第３の液晶デバイス（以下、「ＬＣＤ」
と称す。）４１１，４１２，４１３をそれぞれ照射し、
さらに、各ＬＣＤ４１１，４１２，４１３をそれぞれ透
過した各色画像光Ｂ光、Ｒ光を、後述するように、投写
レンズ４１７側に配設された第３のＤＭ４１６と偏光ビ
ームスプリッタ（以下、「ＢＳ」と称す。）４１４，４
１５とによって合成し、投写レンズ４１９を通して図示
しないスクリーンへ拡大投写する構成となっている。
【００５２】照明光学系４００は、前述と同様に、光軸
に対して回転対称の楕円リフレクタ４０２の第１の焦点
Ｏ4 上に光源用ランプ４０１を配したものである。さら
に、その出射光路上に、半径が第１、第２の焦点Ｏ4 ，
Ｏ’4 間距離の長さと等しい球面の一部からなる、反射
面の中心位置に開口４０４を形成した円形リフレクタ１
０２を、前記開口４０４を前記第２の焦点Ｏ’4 に一致
させて、前記光軸に対して対称となるように配置してい
る。
【００５３】凸レンズ４０５は、前記照明光学系４００
から円形リフレクタ１０２の開口４０４を通って出射す
る光が、一定の角度範囲内で発散する発散光となるの
で、その発散光を、前記各ＬＣＤ４１１，４１２，４１
３に対する照射用の平行光束に変換するためのものであ
る。
【００５４】偏光変換モジュール４０６は、特開昭６１
−９０５８４、特開昭６３−１９７９１３に開示されて
いるものと同等なものでよく、本実施例では出射光の偏
光面がその出射先に位置する第１のＤＭ４０７に対して
Ｐ偏光となるように設定されている。
【００５５】各ＬＣＤ４１１，４１２，４１３はそれぞ
れ赤色画像、緑色画像、青色画像を形成する同一形状の
透過型のものであり、各色画像用の原色映像信号により
画素毎に照明光を変調する。この変調は、入射光に対し
て出射光の偏光面を９０°回転させるものである。
【００５６】第１のＤＭ４０７はＧ光およびＢ光透過、
Ｒ光反射、第２のＤＭ４０８はＢ光透過、Ｒ光およびＧ
光反射、また、第３のＤＭ４１６はＲ光およびＧ光透
過、Ｂ光反射、という特性をそれぞれ有している。
【００５７】次に、本実施例の動作について説明する。
【００５８】照明光学系４００からは、一定の角度範囲
内で発散する発散光が出射し、その出射光は凸レンズ４
０５を通過することで平行光束に変換される。平行光束
に変換された出射光は、偏光変換モジュール４０６によ
ってＰ偏光の偏光光ＰW に変換されて出射される。この
偏光光ＰW はその出射先に位置する第１のＤＭ４０７に
入射し、この第１のＤＭ４０７において、反射するＲ光
成分ＰR と透過するＧ光成分およびＢ光成分の光成分
（ＰG ＋ＰB ）とに分離される。第１のＤＭ４０７にて
反射したＲ光成分ＰR はその反射先に位置するλ／２板
４０９へ向かい、透過した光成分（ＰG ＋ＰB ）はその
反射先に位置する第２のＤＭ４０８へ向かう。第１のＤ
Ｍ４０７を透過した光成分（ＰG ＋ＰB ）は、第２のＤ
Ｍ４０８において、反射するＧ光成分ＰG と透過するＢ
光成分ＰB とに分離される。ここで反射したＧ光成分Ｐ
G は緑色画像用の第２のＬＣＤ４１２の照明光となり、
透過したＢ光成分ＰB は青色画像用の第３のＬＣＤ４１
３の照明光となる。
【００５９】一方、前述の第１のＤＭ４０７で反射して
λ／２板４０９へ向かったＲ光成分ＰR は、該λ／２板
４０９を透過することにより、その偏光面が９０°回転
してＳ偏光のＲ光成分ＳR に変換される。その後、全反
射ミラー４１０で反射されて赤色画像用の第１のＬＣＤ
４１１の照明光となる。この第１のＬＣＤ４１１におい
ては、原色映像信号の明部に対応する画素を透過するＲ
光成分ＳR について、その偏光面を９０°回転させてＰ
偏光のＲ光成分ＰR とし、また、暗部に対応する画素を
透過するＲ光成分ＳR については偏光面の回転を行なわ
ないでＳ偏光のＲ光成分ＳR として、それぞれ出射す
る。ここで出射したＲ光成分ＰR とＲ光成分ＳR は、そ
の出射先に位置するＢＳ４１４に向かい、Ｒ光成分ＰR
はこのＢＳ４１４を透過するが、Ｒ光成分ＳR はＢＳ４
１４で反射されて投写光路から外される。すなわち、こ
のＢＳ４１４は第１のＬＣＤ４１１に対して検光子とし
て機能していることになる。そのため、第１のＬＣＤ４
１１は検光子としての偏光フィルタを有していない構成
となっている。
【００６０】また、第２のＤＭ４０８で反射されたＧ光
成分ＰG を照明光とする緑色画像用の第２のＬＣＤ４１
２では、原色映像信号の明部に対応する画素を透過する
Ｇ光成分ＰG についてはその偏光面を９０°回転させて
Ｓ偏光のＧ光成分ＳG とし、暗部に対応する画素を透過
するＧ光成分ＰG については偏光面を回転させないでＰ
偏光のＧ光成分ＰG として、それぞれ出射する。ここで
出射したＧ光成分ＳGとＧ光成分ＰG はその出射先に位
置するＢＳ４１４に向かい、Ｇ光成分ＰG はこのＢＳ４
１５を透過して投写光路から外される。Ｇ光成分ＳG
は、ＢＳ４１４で反射し、前述の第１のＬＣＤ４１１か
ら出射して該ＢＳ４１４を透過するＲ光成分ＰR と合成
されて光成分（ＰR ＋ＰG ）として出射される。すなわ
ち、ＢＳ４１４は第２のＬＣＤ４１２の検光子としても
機能しており、さらに、Ｒ光成分ＰR とＧ光成分ＳG の
色合成をも行なうことになる。したがって、この第２の
ＬＣＤ４１２も前述の第１のＬＣＤ４１１と同様に検光
子としての偏光フィルタを有していない構成となってい
る。
【００６１】一方、前述の第２のＤＭ４０８を透過した
Ｂ光成分ＰB を照明光とする青色画像用の第３のＬＣＤ
４１３では、前述の第２のＬＣＤ４１２の場合と同様
に、原色映像信号の明部に対応する画素を透過するＢ光
成分ＰB がその偏光面を９０°回転させてＳ偏光のＢ光
成分ＳB となって出射し、暗部に対応する画素を透過す
るＢ光成分ＰB の偏光面の回転を受けないでＰ偏光のＢ
光成分ＰB として出射する。
【００６２】第３のＬＣＤ４１３から出射したＢ光成分
ＰB およびＢ光成分ＳB は、それらの出射先に位置する
ＢＳ４１５に向かい、そのＢＳ４１５において、反射す
るＢ光成分ＳB と透過するＢ光成分ＰB とに分離され
る。ここで反射したＢ光成分ＳB はその反射先に位置す
る第３のＤＭ４１６へ向かうが、透過したＢ光成分ＰB
は投写光路から外される。すなわち、このＢＳ４１６は
前述のＢＳ４１４と同様に第３のＬＣＤ４１３の検光子
としても機能しており、そのため、第３のＬＣＤ４１３
は前述の第１および第２のＬＣＤ４１１，４１２と同様
に検光子としての偏光フィルタを有していない構成とな
っている。
【００６３】前述のＢＳ４１５で反射されたＢ光成分Ｓ
B は、第３のＤＭ４１６において反射するとともに、前
述のＢＳ４１４から光成分（ＰR ＋ＳG ）と合成されて
合成光（ＳB ＋ＳG ＋ＰR ）となって投写レンズ４１７
へ向かって出射され、該投写レンズ４１７を通して図示
しないスクリーンへ拡大投写される。
【００６４】本実施例の投写型画像表示装置によれば、
画像の暗部に対応する光は投写光路外へ放出されるとと
もに、ＬＣＤにおいて検光子としての偏光フィルタを用
いていないので、ＬＣＤの昇温がほとんど発生しない。
さらに、検光子としてのＢＳ（本実施例ではＢＳ４１
４）が色合成を兼ねているため、投写レンズとＬＣＤと
の間の光学系が複雑化することがない。
【００６５】また、前述した、投写型画像表示装置の図
３の実施例において、偏光子および検光子として偏光板
を使用したが、上述の図４の実施例のように偏光ビーム
スプリッタを用いることもできる。この場合、液晶デバ
イスの照明光として使用しない他方の直線偏光光と液晶
デバイスから出射した光のうち画像光以外の光などの不
要光が光路外に導かれるので、該不要光の光学素子への
照射による装置内の温度上昇が抑えられる。
【００６６】図５は本発明の照明光学系の他の実施例を
示す断面図である。
【００６７】本実施例の照明光学系は、光軸Ｐに対して
回転対称の放物面リフレクタ２の焦点Ｏ１に点状に光源
用ランプ１０１を配置し、さらに、前記放物面リフレク
タ２にて反射して出射する出射光の光路上に、その光軸
Ｐに対して垂直に、出射光反射平面ミラーを形成する第
１および第２の二つの平面ミラー１０４Ａ，１０４Ｂを
配置したものである。
【００６８】光源用ランプ１０１は、透明透過性のガラ
スからなる外壁を有するメタルハライドランプ等を用い
る。
【００６９】放物面リフレクタ２は、前述のように光軸
Ｐに対して回転対称であり、この放物面リフレクタ２で
反射する、光源用ランプ１０１から発せられた出射光
は、照明領域が光軸Ｐに垂直な面に対して円形の平行光
束となる。
【００７０】前記第１および第２の二つの平面ミラー１
０４Ａ，１０４Ｂは共にＬ字形状のものであり、該第
１，第２の平面ミラー１０４Ａ，１０４Ｂを光源用ラン
プ１０１側から第２，第１平面ミラー１０４Ｂ，１０４
Ａの順に配置して、図６に示すような四角形状の開口１
０３を形成している。
【００７１】本実施例の照明光学系では、前記光源用ラ
ンプ１０１から発せられて、放物面リフレクタ２で反射
した平行光束は、前記開口１０３を通過することで、照
明領域が光軸Ｐに垂直な面に対して前記開口１０３の形
状に応じた形状（四角形状）となる。
【００７２】ここで、光源用ランプ１０１が発した光の
光路について説明する。
【００７３】まず、光源用ランプ１０１から発せられた
光Ｐ１は、放物面リフレクタ２の反射点ａ２で反射し、
光軸Ｐに対して平行な光として第１平面ミラー１０４Ａ
に達する。この第１平面ミラー１０４Ａにおいて、光Ｐ
１は反射点Ａ１にて垂直に反射し、出射時の光路と同様
な光路を経て光源用ランプ１０１へ戻る。該光源用ラン
プ１０１は、前述したように、透明透過性の外壁を有し
ているため、光Ｐ１は光源用ランプ１０１を透過し、放
物面リフレクタ２の反射点ｂ１で反射した後、前記開口
１０４を通って出射する。
【００７４】上述の光Ｐ１は、光源用ランプ１０１から
光軸Ｐに対して垂直に発せられた光であり、第１平面ミ
ラー１０４Ａあるいは第２平面ミラー１０４Ｂで反射す
ると、往路と同じ反射光路を経ることになる。そのた
め、第１平面ミラー１０４Ａの端部Ａ０と光軸Ｐとの距
離ＬＡと、第２平面ミラー１０４Ｂの端部Ｂ０と光軸と
の距離ＬＢとが共に焦点Ｏ２と放物面リフレクタ２の反
射点ａ１（ｂ１）との距離Ｌａ（Ｌｂ）より小さい場
合、前記光Ｐ１は開口１０３から出射できないものとな
る。
【００７５】今、図５において、焦点Ｏを原点として、
光軸Ｐをｘ軸、該光軸Ｐに垂直なａ１−ｂ１をｙ軸と
し、焦点距離（Ｏ１−Ｏ２の距離）をｆとすると、放物
面リフレクタ２の反射面は、 ｘ＝ｙ２／４ｆ−ｆ で表わされる。このとき、前記反射点ａ１，ｂ１の座標
はａ１＝（Ｏ，２ｆ）、ｂ１＝（Ｏ，−２ｆ）となるの
で、前述した距離ＬａあるいはＬｂの少なくとも一方
が、 Ｌａ（Ｌｂ）≧２・ｆ を満足すれば、反射点ａ１，ｂ１で反射した光を含む全
ての光が、開口１０３を通って出射すると考えられる。
【００７６】本実施例においては、距離Ｌｂ、第２平面
ミラー１０４Ｂの端部Ｂ０と光軸Ｐとの距離ＬＢが上述
の条件を満たしたものである。
【００７７】また、光Ｐ２の場合は、光源用ランプ１０
１から発せられた後、放物面リフレクタ１０２の反射点
ａ２で反射して第１平面ミラー１０４Ａに向かう。この
場合、光軸Ｐと反射点ａ２との距離が前記反射点ａ１と
光軸Ｐとの距離より長いので、前記光Ｐ２は第１平面ミ
ラー１０４Ａの反射点Ａ２で反射することとなり、前述
のように往路と同じ光路を経て光源用ランプ１０１へ戻
る。その後、光Ｐ２は光源用ランプ１０１を透過して放
物面リフレクタ２の反射点ｂ２で反射して第２平面ミラ
ー１０４Ｂ方向へ向かう。このとき、前記反射点ｂ２と
光軸Ｐとの距離は、前記反射点ｂ２と光軸Ｐとの距離よ
り短くなっているので、前記光Ｐ２は第２平面ミラー１
０４Ｂに入射することなく開口１０４を通って出射す
る。
【００７８】光Ｐ３についても、同様に考えることがで
き、光源用ランプ１０１から発せられた後、放物面リフ
レクタ２（反射点ｂ３）→第２平面ミラー１０４Ｂ（反
射点Ｂ１）→放物面リフレクタ２（反射点ｂ３）→光源
用ランプ１０１→放物面リフレクタ２（反射点ａ３）と
いう光路を経て開口１０３から出射する。
【００７９】このようにして、開口１０３を通って出射
する照明光束は、照明領域が光軸Ｐに垂直な面に対して
四角形状の照明光となる。
【００８０】図７は、本発明の照明光学系の他の実施例
を示す断面図である。
【００８１】本実施例の照明光学系は、光軸Ｐについて
回転対称の楕円リフレクタ３０２の、二つの焦点Ｏ１，
Ｏ２のうち一方の第１の焦点Ｏ１上にメタルハライドラ
ンプ等の点状の光源用ランプ３０１を配置したものであ
る。また、光源用ランプ３０１から発せられる楕円リフ
レクタ３０２にて反射して出射する出射光の光路上の、
前記光源用ランプ３０１と第２の焦点Ｏ２との間に、前
記出射光を平行光に変換するための凹レンズ３０５を配
し、さらに、前記第２の焦点Ｏ２上に、前記出射光の光
軸Ｐに対して垂直に、開口３０４が形成された出射光反
射平面ミラーである平面ミラー３０３を配置している。
【００８２】平面ミラー３０３に形成されている開口３
０４は、被照明領域に応じた形状をしたものであり、本
実施例では、開口３０４の中心を前記光軸Ｐに一致する
ようにして、平面ミラー３０３を配置している。
【００８３】ここで、出射光の光路について説明する。
【００８４】まず、光Ｐ１は、光源用ランプ３０１から
光軸Ｐに対して垂直に発せられた光であり、楕円リフレ
クタ３０２の反射点ａ１で反射した後、凹レンズ３０５
にて光軸Ｐに平行な光に変換される。このとき、光Ｐ１
と光軸Ｐとの距離は該光軸Ｐと前記開口３０４の端部Ａ
０との距離より短いので、光Ｐ１は前記平面ミラー３０
３の開口３０４を通って出射する。
【００８５】光Ｐ２も、同様に、楕円リフレクタ３０２
の反射点ａ２で反射した後、凹レンズ３０５にて光軸Ｐ
に平行な光に変換される。このとき、平行光となった光
Ｐ２は、前記光軸Ｐとの間の距離が前記光Ｐ１の場合よ
り短くなっているので、該光Ｐ１と同様に前記開口３０
４を通って出射する。
【００８６】光Ｐ３も、同様に、光源用ランプ３０１か
ら発せられた後、楕円リフレクタ３０２の端縁側の反射
点ａ３で反射されて凹レンズ３０５にて光軸Ｐに平行な
光に変換されるが、光Ｐ３と光軸Ｐとの距離が該光軸Ｐ
に前記開口３０４の端部Ａ０との距離より長くなってい
るので、平面ミラー３０３に入射する。そして、光Ｐ３
は、平面ミラー３０３の反射点Ａ１で反射し、往路と同
様な光路（反射点Ａ１→凹レンズ３０５→反射点ａ３）
を経て光源用ランプ３０１へ戻る。その後、光Ｐ３は光
源用ランプ３０１を通過し、楕円リフレクタ３０２の反
射点ｂ１で反射して再び凹レンズ３０５へ入射する。こ
のとき、光Ｐ３は再び光軸Ｐに平行な光となるが、ここ
では、光軸Ｐとの距離が該光軸Ｐと開口３０４の端部Ａ
０との距離より短くなっているので、平面ミラー３０３
の開口３０４を通って出射することになる。
【００８７】本実施例の照明光学系では、平面ミラー３
０３を第２の焦点Ｏ２上に配置したが、出射光を平行光
に変換した後、すなわち、凹レンズ３０５の後段であれ
ば構わず、コンパクト化を図るため凹レンズ３０５と平
面ミラー３０３を密着させてもよい。また、よりコンパ
クト化を図るために、凹レンズ３０５を、その外径を大
きくして楕円リフレクタ３０２に接するようにして配置
しても同様な効果を得ることができる。
【００８８】次に、本発明の照明光学系の他の実施例に
ついて図８を参照して説明する。
【００８９】前述した図７の実施例では凹レンズを第２
の焦点と第１の焦点との間に配置して出射光を平行光に
変換したが、本実施例では、凸レンズ４０５を第２の焦
点Ｏ２の反光源用ランプ側に配して出射光を平行光に変
換する。
【００９０】本実施例の照明光学系は、前記図７の実施
例と同様に楕円リフレクタ４０２の一方の第１の焦点Ｏ
１上に光源用ランプ４０１が配されており、さらに、上
述したように、出射光の光路上に、第２の焦点Ｏ２の反
光源用ランプ側に、前記出射光を平行光に変換するため
の凸レンズ４０５が配置されている。また、該凸レンズ
４０５の反光源用ランプ側に、被照明領域に応じた形状
の開口４０４が形成された、出射光反射平面ミラーであ
る平面ミラー４０３が固着されている。
【００９１】本実施例の出射光の光路について説明す
る。
【００９２】まず、光Ｐ１は、光源用ランプ４０１から
光軸Ｐに対して垂直に発せられた光であり、楕円リフレ
クタ４０２の反射点ａ１で反射して第２の焦点Ｏ２に収
束する。その後、光Ｐ１は発散光になって凸レンズ４０
５に入射して光軸Ｐに平行な光に変換される。このと
き、光Ｐ１と光軸Ｐとの距離は該光軸Ｐと前記開口４０
４の端部Ｂ０との距離より短いので、光Ｐ１は前記開口
４０４を通って出射する。
【００９３】光Ｐ２の場合も同様に、楕円リフレクタ４
０２（反射点ａ２）で反射して第２の焦点Ｏ２に収束し
た後、凸レンズ４０５にて光軸Ｐに平行な光に変換され
る。この光Ｐ２も、光軸Ｐとの距離が前記光Ｐ１の場合
より短くなっているため、前記開口４０４を通って出射
する。
【００９４】光Ｐ３は、楕円リフレクタ４０２（反射点
ａ３）で反射して第２の焦点Ｏ２に収束した後、凸レン
ズ４０５にて光軸Ｐに平行な光に変換される。このと
き、光Ｐ３の光軸Ｐとの距離は、該光軸Ｐと前記開口４
０４の端部Ｂ０との距離より長いため、光Ｐ３は、平面
ミラー４０３の反射点Ｂ１にて反射されて、往路と同様
な光路（反射点Ｂ１→凸レンズ５０５→第２の焦点Ｏ２
→反射点ａ３）を経て光源用ランプ４０１へ戻る。光Ｐ
３は光源用ランプ４０１を通過して楕円リフレクタ４０
２の反射点ｂ１で反射し、再び、第２の焦点Ｏ２に収束
した後、光軸Ｐに平行な光に変換される。このとき、光
Ｐ３の光軸Ｐとの距離は、該光軸Ｐと前記開口４０４の
端部Ａ０との距離より短くなっているので、光Ｐ３は前
記開口４０４を通って出射する。
【００９５】つづいて、本発明の照明光学系の他の実施
例について図９を参照して説明する。
【００９６】本実施例の照明光学系は、前述した図７の
実施例の場合と同様に第１の焦点Ｏ１に配置された光源
用ランプ５０１から発せられ、楕円リフレクタ５０２で
反射して第２の焦点Ｏ２に収束する出射光を凹レンズ５
０５で平行光に変換するものであるが、前記第２の焦点
Ｏ２の反光源用ランプ側に、出射光反射平面ミラーを形
成する第１および第２の２枚の平面ミラー５０３Ａ，５
０３Ｂを配置して、前述と同様な開口５０４を形成した
構成となっている。
【００９７】本実施例の第１および第２の平面ミラー５
０３Ａ，５０３Ｂは共にＬ字型に形成されたもので、光
源用ランプ５０１側から順に配置されている。この第１
および第２の平面ミラー５０３Ａ，５０３Ｂは、前述の
図５の実施例の第１および第２の平面ミラー１０４Ａ，
１０４Ｂ（図６参照）と同様に、それらを組合わせるこ
とによって、被照明領域に応じた形状の開口５０４を形
成する。
【００９８】本実施例の出射光の光路について説明す
る。
【００９９】まず、光源用ランプ５０１から光軸Ｐに対
して垂直に発せられた光Ｐ１は、楕円リフレクタ５０１
（反射点ａ１）で反射した後、凹レンズ５０５で光軸Ｐ
に平行な光に変換されて前記開口５０４から出射する。
【０１００】光Ｐ２も同様に、楕円リフレクタ５０２
（反射点ａ２）で反射した後、凹レンズ５０５で光軸Ｐ
に平行な光に変換され、前記開口５０４を通って出射す
る。
【０１０１】光Ｐ３の場合は、凹レンズ５０５で光軸Ｐ
に平行な光に変換されたとき、該光軸Ｐとの距離が、該
光軸Ｐと前記開口５０４の端部Ａ０との距離より長いた
め、第１平面ミラー５０３Ａ（反射点Ａ１）にて反射
し、往路と同様な光路（反射点Ａ１→凹レンズ５０５→
反射点ａ３）を経て光源用ランプ５０１へ戻る。その
後、光Ｐ３は、光源用ランプ５０１を透過し、楕円リフ
レクタ５０２（反射点ｂ１）で反射して再び凹レンズ５
０５にて光軸Ｐに平行な光に変換される。このとき、光
Ｐ３と光軸Ｐの距離は、該光軸Ｐと前記開口５０４の端
部Ｂ０との距離より短くなっているので、光Ｐ３は開口
５０４を通って出射することになる。
【０１０２】上述したように各実施例において、照明光
学系から出射する照明光は、その照明領域が、光軸Ｐに
垂直に配置した平面ミラーにて形成した開口によって決
まるので、該開口を、前記照明系によって照明しようと
する領域に対応した形状にすることにより、前記照明光
が被照明領域のみに照射されることになり光損失が無く
なって光利用率の向上を図ることができる。
【０１０３】また、各実施例では、四角形状の開口を１
枚あるいは２枚の平面ミラー３で構成した場合を例にし
て説明したが、それに限定されるものではなく、円形、
多角形等の被照明域に対応した形状の開口を形成するも
のであれば、それ以上の枚数の平面ミラーを用いてもよ
い。例えば、カメラの絞りに用いられる羽と同じ構成の
ものを適用して、被照明域に応じて開度を調整してもよ
い。
【０１０４】さらに、開口を複数の平面ミラーで形成し
た場合、各平面ミラーそれぞれを移動させるための駆動
手段を設けることで任意の大きさの開口に設定できるよ
うにしてもよい。
【０１０５】前述の各実施例で用いた光源用ランプとし
ては、透明透過性のガラスからなる外壁を有するものの
他に、拡散性のガラスからなる外壁を有するものがあ
る。拡散性の外壁を有する光源用ランプを用いた場合、
光源用ランプに光が入射する際ガラス表面にて３次元的
に拡散し、その拡散光が２次光源光となるが、その反射
光路等は、同じ様に考えることができる。また、光源用
ランプとしては、点状のもののみならず柱状のものも用
いることができ、その場合、各リフレクタを筒状に形成
することで同様に考えることができる。
【０１０６】放物面あるいは楕円リフレクタとしては、
アルミ板のプレス加工等による金属性のものが安価であ
るが、より高反射率を求めるならば、金属薄膜等合金コ
ーティングすることも考えられる。さらに、発熱対策と
して、熱線を透過させるコールドミラーを用いて前記リ
フレクタを構成することも考えられる。
【０１０７】次に、本発明の投写型画像表示装置の実施
例について説明する。
【０１０８】図１０は本発明の投写型画像表示装置の実
施例を示す斜視図である。
【０１０９】本実施例の投写型画像表示装置は、前述の
図１に示した、光源用ランプ１０１、放物面リフレクタ
２および第１，第２平面ミラー１０４Ａ，１０４Ｂから
なる照明光学系と、該照明光学系が発する照明光が照射
されて画像光を出射する、画像形成手段である透過型の
液晶デバイス６０１とを備え、該液晶デバイス６０１か
ら出射する画像光を不図示の投写レンズによって拡大投
写する構成となっている。また、本実施例において、第
１および第２の平面ミラー１０４Ａ，１０４Ｂによる開
口１０３は、液晶デバイス６０１の被照明領域に応じた
形状に形成されている。
【０１１０】前記照明光学系の光源用ランプ１０１から
発せられた光は、放物面リフレクタ２で反射して平行光
となる。この平行光は、つづいて、第１および第２の平
面ミラー１０４Ａ，１０４Ｂに照射されるが、このとき
の照明領域は円形の照明領域６００となっている。この
第１および第２の平面ミラー１０４Ａ，１０４Ｂに照射
された光のうち、開口１０３を通った光は、その照明領
域が前記液晶デバイス６０１の被照明領域に応じた形状
の照明光となって液晶デバイス６０１に照射される。
【０１１１】一方、第１および第２の平面ミラー１０４
Ａ，１０４Ｂの開口１０３を通過しなかった光は、前述
のように、第１の平面ミラー１０４Ａあるいは第２の平
面ミラー１０４Ｂにて反射して往路と同様な光路を経て
光源用ランプ方向へ戻り、再度、放物面リフレクタ２に
て反射されて第１および第２の平面ミラー１０４Ａ，１
０４Ｂ方向へ向う。最初に開口１０３を通過しなかった
場合より光軸Ｐ寄りに光路を経ているので、前記第１お
よび第２の平面ミラー１０４Ａ，１０４Ｂに再入射する
光は開口１０３を通って液晶デバイス６０１に照射され
ることになる。
【０１１２】図１１は本発明の投写型画像表示装置の他
の実施例を示す斜視図である。
【０１１３】本実施例の投写型画像表示装置は、前述の
図７に示した、光源用ランプ３０１、楕円リフレクタ３
０２および開口３０４が形成された平面ミラー３０３か
らなる照明光学系と、画像形成手段である透過型の液晶
デバイス７０１とを備え、該液晶デバイス７０１から出
射する画像光を不図示の投写レンズを通して拡大投写す
る構成となっている。また、本実施例の場合、平面ミラ
ー３０３の開口３０４は、液晶デバイス７０１の被照明
領域に応じた形状となっている。
【０１１４】前記照明光学系の光源用ランプ７０１から
発せられた光は、楕円リフレクタ３０２で反射した後、
凹レンズ３０５を通って平行光となる。この平行光は、
つづいて、平面ミラー３０３に照射され、その照明領域
は円形の照明領域７００となっている。この平面ミラー
３０３に照射された光のうち開口３０４を通った光は、
その照明領域が液晶デバイス７０１の被照明領域に応じ
た形状の照明光となって液晶デバイス７０１に照射され
る。
【０１１５】一方、平面ミラー３０３の開口３０４を通
過しなかった光は、前述のように、平面ミラー３０３で
照射されて、往路と同様な光路を経て光源用ランプ方向
へ戻り、再度、楕円リフレクタ３０２にて反射されて、
平面ミラー３０３方向へ向う。このとき、最初に開口３
０４を通過しなかった場合より光軸Ｐ寄りに光路を経て
いるので、前記平面ミラー３０３に再入射する光は開口
３０４を通って液晶デバイス７０１に照射されることに
なる。
【０１１６】上述した、投写型画像表示装置の各実施例
においては、画像形成手段である液晶デバイスと光源用
ランプとの間に、前述したような開口を形成した平面ミ
ラーを配置したが、前記液晶デバイスを光源用ランプと
平面ミラーとの間に配置する構成にしても同様な効果を
得ることができる。
【０１１７】また、上記実施例では、画像形成手段とし
て１個の液晶デバイスを備えた単色画像表示用の装置を
示したが、赤、緑、青の各色画像形成用の３個の液晶デ
バイスを備えたカラー画像表示用の装置についても同様
に考えることができる。
【０１１８】ここで、上述のような、カラー画像表示用
の投写型画像表示装置について図１２を参照して説明す
る。
【０１１９】図１２は本発明の投写型画像表示装置の他
の実施例を示す図である。
【０１２０】本実施例の投写型画像表示装置は、前述の
図１に示した照明光学系と同様な構成の照明光学系８０
１から発せられる白色光を偏光変換モジュール８０２で
偏光面の揃った偏光光に変換し、その後、該偏光光は、
第１および第２のダイクロイックミラー（以下、「Ｄ
Ｍ」と称す。）８０３，８０４とλ／２板８０７と全反
射ミラー８０８とで赤、緑、青の各色光（以下、それぞ
れＲ光、Ｇ光、Ｂ光と称す。）に分離する。そして、分
離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光により該各色光に対応する第
１ないし第３の液晶デバイス（以下、「ＬＣＤ」と称
す。）８０９，８１１，８０５をそれぞれ照射し、さら
に、各ＬＣＤ８０９，８１１，８０５をそれぞれ透過し
た各色画像光Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光を、後述するように、投
写レンズ８１３側に配設された第３のＤＭ８１２と偏光
ビームスプリッタ（以下、「ＢＳ」と称す。）８０６，
８１０とによって合成した投写レンズ８１３を通して図
示しないスクリーンへ拡大投写する構成となっている。
【０１２１】照明光学系８０１は、前述の第１実施例の
場合と同様に、光軸に対して回転対称の放物面リフレク
タ２の焦点上に光源用ランプ１０１を配し、さらに、そ
の出射光路上に、その光軸に対して垂直に出射光反射平
面ミラーを形成する第１，第２平面ミラー１０４Ａ，１
０４Ｂを配置したものである。
【０１２２】本実施例においては、被照明体が前記ＬＣ
Ｄ８０９，８１１，８０５であるので、第１，第２平面
ミラー１０４Ａ，１０４Ｂによって、前記ＬＣＤ８０
９，８１１，８０５の被照明領域の形状に応じた開口１
０３を形成している。
【０１２３】偏光変換モジュール８０２は、特開昭６１
−９０５８４、特開昭６３−１９７９１３に開示されて
いるものと同等なものでよく、本実施例では出射光の偏
光面がその出射先に位置する第１のＤＭ８０３に対して
Ｐ偏光となるように設定されている。
【０１２４】各ＬＣＤ８０９，８１１，８０５はそれぞ
れ赤色画像、緑色画像、青色画像を形成する同一形状の
透過型のものであり、各色画像用の原色映像信号により
画素毎に照明光を変調する。この変調は、入射光に対し
て出射光の偏光面を９０°回転させるものである。
【０１２５】第１のＤＭ８０３はＧ光およびＢ光透過、
Ｒ光反射、第２のＤＭ８０４はＢ光透過、Ｒ光およびＧ
光反射、また、第３のＤＭ８１２はＲ光およびＧ光透
過、Ｂ光反射、という特性をぞれぞれ有している。
【０１２６】次に、本実施例の動作について説明する。
【０１２７】照明光学系８０１から出射する光束はその
照明領域が前記各ＬＣＤ８０９，８１１，８０５の被照
明領域に応じた形状の白色光として発せられ、その白色
光は偏光変換モジュール８０２によってＰ偏光の偏光白
色光ＰＷに変換されて出射される。この偏光白色光ＰＷ
はその出射先に位置する第１のＤＭ８０３に入射し、こ
の第１のＤＭ８０３において、反射するＲ光成分ＰＲと
透過するＧ光成分およびＢ光成分の光成分（ＰＧ＋
ＰＢ）とに分離される。第１のＤＭ８０３にて、反射し
たＲ光成分ＰＲはその反射先に位置するλ／２板８０７
へ向かい、透過した光成分（ＰＧ＋ＰＢ）はその反射先
に位置する第２のＤＭ８０４へ向かう。第１のＤＭ８０
３を透過した光成分（ＰＧ＋ＰＢ）は、第２のＤＭ８０
４において、反射するＧ光成分ＰＧと透過するＢ光成分
ＰＢとに分離される。ここで反射したＧ光成分ＰＧは緑
色画像用の第２のＬＣＤ８１１の照明光となり、透過し
たＢ光成分ＰＢは青色画像用の第３のＬＣＤ８０５の照
明光となる。
【０１２８】一方、前述の第１のＤＭ８０３で反射して
λ／２板８０７へ向かったＲ光成分ＰＲは、該λ／２板
８０７を透過することにより、その偏光面が９０°回転
してＳ偏光のＲ光成分ＳＲに変換される。その後、全反
射ミラー８０８で反射されて赤色画像用の第１のＬＣＤ
８０９の照明光となる。この第１のＬＣＤ８０９におい
ては、原色映像信号の明部に対応する画素を透過するＲ
光成分ＳＲについて、その偏光面を９０°回転させてＰ
偏光のＲ光成分ＰＲとし、また、暗部に対応する画素を
透過するＲ光成分ＳＲについては偏光面の回転を行なわ
ないでＳ偏光のＲ光成分ＳＲとして、それぞれ出射す
る。ここで出射したＲ光成分ＰＲとＲ光成分ＳＲは、そ
の出射先に位置するＢＳ８１０に向かい、Ｒ光成分ＰＲ
はこのＢＳ８１０を透過するが、Ｒ光成分ＳＲはＢＳ８
１０で反射されて投写光路から外される。すなわち、こ
のＢＳ８１０は第１のＬＣＤ８０９に対して検光子とし
て機能していることになる。そのため、第１のＬＣＤ８
０９は検光子としての偏光フィルタを有していない構成
となっている。
【０１２９】また、第２のＤＭ８０４で反射されたＧ光
成分ＰＧを照明光とする緑色画像用の第２のＬＣＤ８１
１では、原色映像信号の明部に対応する画素を透過する
Ｇ光成分ＰＧについてはその偏光面を９０°回転させて
Ｓ偏光のＧ光成分ＳＧとし、明部に対応する画素を透過
するＧ光成分ＰＧについては偏光面を回転させないでＰ
偏光のＧ光成分ＰＧとして、それぞれ出射する。ここで
出射したＧ光成分ＳＧとＧ光成分ＰＧはその出射先に位
置するＢＳ８１０に向かい、Ｇ光成分ＰＧはこのＢＳ８
１０を透過して投写光路から外される。Ｇ光成分Ｓ
Ｇは、ＢＳ８１０で反射し、前述の第１のＬＣＤ８０９
から出射して該ＢＳ８１０を透過するＲ光成分ＰＲと合
成されて光成分（ＰＲ＋ＳＧ）として出射される。すな
わち、ＢＳ８１０は第２のＬＣＤ８１１の検光子として
も機能しており、さらに、Ｒ光成分ＰＲとＧ光成分ＳＧ
の色合成をも行なうことになる。したがって、この第２
のＬＣＤ８１１も前述の第１のＬＣＤ８０９と同様に検
光子としての偏光フィルタを有していない構成となって
いる。
【０１３０】一方、前述の第２のＤＭ８０４を透過した
Ｂ光成分ＰＢを照明光とする青色画像用の第３のＬＣＤ
８０５では、前述の第２のＬＣＤ８１１の場合と同様
に、原色映像信号の明部に対応する画素を透過するＢ光
成分ＰＢがその偏光面を９０°回転されてＳ偏光のＢ光
成分ＳＢとなって出射し、暗部に対応する画素を透過す
るＢ光成分ＰＢは偏光面の回転を受けないでＰ偏光のＢ
光成分ＰＢとして出射する。
【０１３１】第３のＬＣＤ８０５から出射したＢ光成分
ＰＢおよびＢ光成分ＳＢのそれらの出射先に位置するＢ
Ｓ８０６に向かい、そのＢＳ８０６において、反射する
Ｂ光成分ＳＢと透過するＢ光成分ＰＢとに分離される。
ここで反射したＢ光成分ＳＢはその反射先に位置する第
３のＤＭ８０４へ向かうが、透過したＢ光成分ＰＢは投
写光路から外される。すなわち、このＢＳ８０６は前述
のＢＳ８１０と同様に第３のＬＣＤ８０５の検光子とし
ても機能しており、そのため、第３のＬＣＤ８０５は前
述の第１および第２のＬＣＤ８０９，８１１と同様に検
光子としての偏光フィルタを有していない構成となって
いる。
【０１３２】前述のＢＳ８０６で反射されたＢ光成分Ｓ
Ｂは、第３のＤＭ８１２において反射するとともに、前
述のＢＳ８１０から光成分（ＰＲ＋ＳＧ）と合成されて
合成光（ＳＢ＋ＳＧ＋ＰＲ）となって投写レンズ８１３
へ向って出射され、該投写レンズ８１３を通して図示し
ないスクリーンへ拡大投写される。
【０１３３】本実施例の投写型画像表示装置によれば、
画像の暗部に対応する光は投写光路外へ放出されるとと
もに、ＬＣＤにおいて検光子としての偏光フィルタを用
いていないので、ＬＣＤの昇温がほとんど発生しない。
さらに、検光子としてのＢＳ（本実施例ではＢＳ８１
０）が色合成を兼ねているため、投写レンズとＬＣＤの
間の光学系が複雑化することはない。
【０１３４】また、本実施例の投写型画像表示装置では
放物面リフレクタ２を備えた照明光学系を用いた場合を
示したが、楕円リフレクタを備えた照明光学系について
も同様に考えることができる。
【０１３５】なお、前述した照明光学系および投写型画
像表示装置の各実施例において、光源用ランプの発光部
が完全な点光源であれば、平面ミラーで形成する開口
を、被照明領域と同じ形状にすることができるが、実際
には、前記発光部は有限の大きさを持ち、照明光として
完全な平行光束を得難いため、前記開口と被照明領域と
の形状には若干の差異が生じる場合がある。したがっ
て、それらを考慮して、被照明領域に応じた形状の開口
を形成すれば、光利用効率をより向上させることが可能
となる。
【０１３６】図１３の他の本発明の実施例を示す。図中
１は光源、２は放物面リフレクタ、３はサブリフレクタ
であるところの球面リフレクタ、４は被照明体、本実施
例では液晶ライトバルブ（以下、ＬＣＤと記す）、Ｌ1
〜Ｌ6は光束を示している。
【０１３７】リフレクタ２の焦点位置に光源１が配置さ
れている。球面リフレクタ３は光源１が曲率中心となる
様に置かれ、光源１側の面が鏡面となっている。リフレ
クタ３の周端部３’はＬＣＤ４の周端部４’に達する光
束Ｌ5、Ｌ6によって切り取られている。つまり、リフレ
クタ３は光束Ｌ1のようにリフレクタ２で反射されずに
直接出射する光束及び、光束Ｌ2のようにリフレクタ２
で反射され略平行光束として全面に出射するがＬＣＤ４
の外を照明する光束を、ほぼ垂直反射させ、光源１へ集
光する。そしてそれらの光束はあたかも光源１から発し
た光のように振る舞い、リフレクタ２で反射し、ＬＣＤ
４を照明する。
【０１３８】リフレクタ２の底部２’は通常光源１の保
持部材１’の固定部分となり、リフレクタの機能を持た
ないが、光源１から発する光束のうち底部２’へ進む光
束は保持部材１’があるため微量であり、殆ど問題とな
らない。
【０１３９】球面リフレクタ３の半径は小さいほどよ
い。これはリフレクタ２によって前面に出射する光束を
リフレクタ３が遮光してしまうからである。例えば光源
１が完全な点光源の場合、リフレクタ３で遮光された結
果全く照明されない領域ができる。実際には光源１は有
限径を持っているので非平行光の影響などによって殆ど
まんべんなく照明される様になるがリフレクタ３が余り
に大きいと照明光束の光軸近傍が暗くなる可能性があ
る。
【０１４０】本実施例ではリフレクタ３として球面リフ
レクタを用いたが、光軸近傍に於ては反射機能を持たさ
ず、中抜けにし直接被照明領域を照明するようにしても
本発明の主旨は外れない。
【０１４１】他の実施例を図１４〜１６を用いて説明す
る。
【０１４２】本実施例では被照明領域が矩形であるよう
な場合について扱い、前記球面リフレクタ３の形状を規
定する。
【０１４３】図１４はＬＣＤ４と放物リフレクタ２が明
示された斜視図である。ａ、ｂ、ｃは矩形であるＬＣＤ
の角端を示す。図中矢印で示す光束はＬＣＤ４の周端部
ａｂ及びｂｃに向かう平行光束である。これらの光束を
逆にたどるとリフレクタ２で反射してリフレクタ３（不
図示）の周端部（図１３の３’に相当）をかすめて光源
１に達している。
【０１４４】この様子をリフレクタ２を取り除いて図１
５に示す。ＬＣＤ４の角端ａに達する平行光束のリフレ
クタ２での反射点をａ’、同様に角端ｂ、ｃに対応する
反射点ｂ’、ｃ’を定める。弧ａ’ｂ’及び弧ｂ’ｃ’
はリフレクタ２上にあり、ＬＣＤ４の周端部ａｂ、ｂｃ
に達する平行光束のリフレクタ２上での反射点の軌跡で
ある。ｏは放物リフレクタ２の焦点であり、光源１の設
置位置である。ＬＣＤ４の周端部に達する平行光束は例
えば焦点ｏと弧ａ’ｂ’で定められる円錐面状を進行し
て、リフレクタ２上の弧ａ’ｂ’（これが放物形状であ
ることを後で述べる）で反射し、平面ａｂｂ’ａ’上を
進行してＬＣＤ４の周端部ａｂに達する。
【０１４５】図１６（ａ）は図１５の光源１近傍の拡大
図である。光源１の設置位置ｏの近傍にある球面リフレ
クタ３の周端部は図１６（ａ）に示すように、例えば焦
点ｏと弧ａ’ｂ’によって形成される円錐面によって切
り取られた曲線３’である。本実施例に於てＬＣＤ４の
周端部は、矩形つまり長辺と短辺の２種類、４本の直線
によって形成されているのでリフレクタ３の周端部は４
つの曲線によって切り取られることになる。図１６
（ｂ）に図１６（ａ）で説明したような曲線３’て切り
取った球面リフレクタ３の形状を示す。
【０１４６】曲線３’を数値的に示せば次のようにな
る。図１７のように焦点ｏを原点にしてｘ軸、ｙ軸、ま
た紙面に垂直にｚ軸をとり、ｚ軸は紙面手前方向をマイ
ナスとする。ＬＣＤ４の角端ａ、ｂの座標をａ（ｔ、
Ａ、Ｂ）、ｂ（ｔ、Ａ、−Ｂ）とすると、ＬＣＤ４は−
Ａ≦ｙ≦Ａ、−Ｂ≦ｚ≦Ｂに広がることになる。リフレ
クタ２の焦点距離をＦ、リフレクタ３の半径をＲとす
る。リフレクタ２の形状は ｘ＝（ｙ2＋ｚ2）／４Ｆ−Ｆ ・・・１式 リフレクタ３の形状は ｘ2＋ｙ2＋ｚ2＝Ｒ2 ・・・２式 で表せる。このとき図１５で示した平面ａｂｂ’ａ’は
ｙ＝Ａで示せる。平面ａｂｂ’ａ’と放物リフレクタ２
の交線である弧ａ’ｂ’は ｘ＝ｚ2／４Ｆ＋（Ａ2／４Ｆ−Ｆ）、−Ｂ≦ｚ≦Ｂ ・・・３式 となる。この式はｘ軸とｚ軸に於て放物線であることを
示している。
【０１４７】−Ｂ≦ｚ≦Ｂの範囲の３式で表される点ｚ
＝ｚ0と原点ｏを結ぶ直線は ｘ／ｘ0＝ｙ／ｙ0＝ｚ／ｚ0 ・・・４式 ただし、 ｘ0＝ｚ0 2／４Ｆ＋（Ａ2／４Ｆ＋Ｆ） ｙ0＝Ａ で示される。求めたい曲線３’は２式と４式の交線であ
るので２式と４式を連立方程式として解くと、 ｘ＝ｋ（ｚ0＋Ａ−４Ｆ2）／４Ｆ ｙ＝ｋＡ ｚ＝ｋｚ0 ただし、 ｋ＝Ｒ［１／｛（ｚ0 2＋Ａ2−４Ｆ2）／４Ｆ＋Ａ2＋ｚ0
2｝］1/2 −Ｂ≦ｚ0≦Ｂ となる。上式で表される点の軌跡が曲線３’となる。
【０１４８】他の実施例を図１８に示す。前述した実施
例と同様の機能を有する部材には同符号を付した。
【０１４９】本実施例はサブリフレクタとしてリフレク
タ３の代わりに反射膜３ａを光源１の管球部表面に蒸着
してある。また、反射膜３ａの反射面に於ては光源から
の光の主な反射が正反射であるようにし、核酸成分が少
ない膜とする。ただし、反射膜３ａは多少光を吸収し光
源１の保温を行うものとする。放物面リフレクタ２の焦
点距離をｆ’としてその焦点位置に光源１の発光部中心
がくるように光源１を配置する。
【０１５０】図１８に於ては光源１から発した光のうち
リフレクタ２に直接補足される光束の立体角を２π、そ
れ以外の光束（とりこみ立体角２π）は全て反射膜３ａ
に補足される。このようにすることによって出射開口６
の径を同じとした場合、従来は光源１からの光をより多
くリフレクタ２で取りこめるように、リフレクタ２の焦
点距離を小さくせざるを得なかったが、本実施例の場合
光源から前方に向けて発する光は全て反射膜３ａによっ
てリフレクタ２へ向けられるのでリフレクタ２の焦点距
離を小さくしなくてすむ。このことは光源１から発した
光がリフレクタ２で反射され出射する時の拡がり角αが
従来例に比べて小さくなり出射光の平行性が良くなると
いう効果につながる。
【０１５１】また、本実施例は放物面リフレクタ２の奥
行きを焦点距離ｆ’と同等にすることができるので、光
源とリフレクタの組み合わせを大変コンパクトに構成で
きる。
【０１５２】他の実施例を図１９に示す。本実施例の図
１８の応用例であり、被照明領域が矩形であるような場
合について扱う。反射膜３ａの形状規定は図１４〜図１
６で示した実施例と同様であるので省略する。
【０１５３】本実施例は両金口（両側電極）タイプのメ
タルハライドランプであり、バルブ管の表面形状が準球
面上に仕上げられている。１０１はガラス石英製等のバ
ルブ管であり、１０２はセラミック製の保持用具材であ
る。１０３は電源用の電極、１０４は放電発光用の電
極、１０５はガラス石英製等でできており、バルブ管１
０１及び電極１０３、１０４の保持部である。
【０１５４】３ａは本発明の準球面の反射膜であり、内
側が鏡面になっている。反射膜３ａは前述した実施例に
於て示した曲線３’にて切り取られるリフレクタ３と相
似形状をなしている。
【０１５５】反射膜３ａの内側鏡面は完全反射面である
ことが理想である。しかし反射面が電極１０４間のアー
ク放電によって発光する発光部近傍である事、また、発
光部は実際には有限な径を持つことから反射膜３ａの内
側鏡面が拡散性を有していても、この場合の拡散光束は
発光部近傍から発する２次光源とみなすことができる。
このため反射膜３ａの材質は、表面が白色で吸収性の少
ないセラミック等を用いてもよい。
【０１５６】その他反射膜３ａの材料としては、耐熱性
の強い金属の単層或いは多層膜とし、紫外或いは赤外光
を吸収する特性のある膜を用いてもよい。本材料を用い
る事によって光源１から発せられる可視光は全て反射
し、可視光以外の光を吸収することで熱を発生させ、保
温膜としての役割を果す事を可能とする。
【０１５７】メタルハライドランプでは放電の安定を目
的として、バルブ管を保温する光吸収体をバルブ管表面
に設ける事があるが、このような役目を上述したような
反射膜３ａは兼ねている。
【０１５８】図２０に本発明の照明光学系を用いた投写
表示装置の概略構成図を示す。ハロゲンランプ、メタル
ハライドランプなどからなる光源１と、不図示の光源１
近傍のリフレクタ３または管球面上の反射膜３ａと、光
源１から発せられる光束を反射するリフレクタ２の組み
合わせは本発明の照明光学系を構成する。さらに光源１
から直接またはリフレクタ２を介して入射される光束の
熱線を吸収または反射する熱線カットフィルタ９と、該
熱線が除去された光束を直線偏光光に変換する偏光板５
と該直線偏光光を画像信号に応じて変調するＬＣＤ７
と、該変調された直線偏光光のうちその透過軸方向の成
分のみを透過する偏光板８と、該透過した直線偏光光を
不図示のスクリーンに拡大投影する投写レンズ１０とを
有する。
【０１５９】尚、本発明は以上の実施例に限定されるも
のではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の構
成が可能であることはいうまでもない。光源に関しては
メタルハライドランプに限らず、キセノンやハロゲンラ
ンプなども適用できる。
【０１６０】投写表示装置に於て一般にカラー表示する
場合には、他の実施例と同様、照明光学系とＬＣＤの間
に色分解光学系を設け、照明光をＲＧＢに分解した後、
ＲＧＢ別に用意されたＬＣＤを照明する方式がとられ
る。色分解光学系にはダイクロイックミラー、ダイクロ
イックプリズム等が用いられる。ＬＣＤと投写レンズの
間に色合成光学系を設けても良いが、ＲＧＢを合成せず
に各々に対応した投写レンズで投影してもよい。
【０１６１】図１３〜図２０の各実施例ではリフレクタ
２として回転対称放物面のリフレクタを用いて略平行を
得ているが、回転対称楕円面のリフレクタとレンズを組
み合わせて略平行光を得る手段としてもよい。この場合
のレンズは凸凹レンズのどちらでもよく、凸レンズの場
合は回転楕円面の２つの焦点よりＬＣＤ側に配置し、凹
レンズの場合は２焦点の間に配置する。また、フレネル
レンズを用いてもよい。光源は２つの焦点のうちＬＣＤ
から遠い方の焦点に配置するのが一般的である。
【０１６２】照明光が投写レンズ１０の瞳をケラれるこ
となく通過できるようにＬＣＤ４近傍に凸レンズを配置
してもよい。
【０１６３】照明光学系によって照明されるＬＣＤ４は
通常前後に夫々偏光子、検光子と呼ばれる偏光板を有す
るが、偏光板の代わりに偏光ビームスプリッタや、偏光
子として特開平３−１９１３１８に示されるような偏光
変換系を用いてもよい。
【０１６４】図１３〜図２０の各実施例に於てリフレク
タ３が完全な球面であると、光源１から発した光のうち
光軸近傍の光束はリフレクタ３の光軸近傍で反射し、光
源１を透過してリフレクタ２の底部２’近傍で反射する
事になるが、先に述べたように、リフレクタ２の底部
２’近傍で反射能力が無かったり、具材１に当たった
り、仮にリフレクタ２で反射しても再びリフレクタ３に
当たったりして有効な光束とはならない事がある。
【０１６５】この問題を回避する方法として、１．リフ
レクタ３の曲線中心を光源１からずらす、２．リフレク
タ３の形状を非球面化する、等が考えられる。２．につ
いては軸上近傍の曲率を変化させると効果的である。
【０１６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば下
記のような効果を奏する。
【０１６７】本発明の照明光学系によれば、光源用ラン
プから発せられた光のうち楕円リフレクタで反射せずに
直接出射方向へ向かう光、すなわち第２の焦点に集光し
ない光も、円形リフレクタで反射した後、前記第２の焦
点へ集光するので、光源用ランプから発せられた光の利
用率が大幅に向上する。
【０１６８】本発明の照明光学系によれば、出射光反射
平面ミラーに形成されている開口を通過した出射光が照
明光となるので、前記開口を被照明領域に応じた形状に
形成することで、前記照明光を前記被照明領域のみに照
射することが可能となり、光の損失を低減することがで
きる。
【０１６９】出射光反射平面ミラーで反射した出射光も
再度、放物面リフレクタあるいは楕円リフレクタにて反
射して前記出射光反射平面ミラーへ向かい、そのとき前
記開口を通過して照明光となるので、光源から発せられ
た出射光のほとんどを照明光として利用することができ
る。また、それによって、装置内での光損失が無くなり
発熱を防止することができるので、冷却手段が不要とな
って小型化、低価格化が可能となる。
【０１７０】また、複数の異なる被照明領域に対し、出
射光反射平面ミラーを取替えることで対処することが可
能となるので、複数の照明光学系を備える必要がなく経
済的に有利である。特に、出射光反射平面ミラーを複数
の平面ミラーで構成し、それらを組合わせて開口を形成
した場合、前記複数の平面ミラーを移動させることで前
記開口の形状を設定することが可能となるので、形状の
異なる被照明体に対しても柔軟に対応できる。
【０１７１】また、図１３〜図２０に示した本発明の照
明光学系は、被照明体を照明する光のリフレクタ及びサ
ブリフレクタでの反射回数を最大２回までに押えること
ができるので、光利用効率を更に高めることができる。
さらに被照明体の形状に対応させてサブリフレクタの形
状を規定する事によって不必要な領域を照明せずにすむ
ので、更なる照明効率アップが望める。
【０１７２】本発明の投写型画像表示装置によれば照明
光学系の光源用ランプから発せられた光のほぼ全てが画
像形成手段の照明光となるので、投写画像の高輝度化が
図れるとともに、利用されない光によって発生すると考
えられるフレア、ゴースト等が防止され、より鮮明な画
像表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の照明光学系の実施例を示す断面図であ
る。
【図２】本発明の照明光学系の他の実施例を示す断面図
である。
【図３】本発明の投写型画像表示装置の実施例を示す断
面図である。
【図４】本発明の投写型画像表示装置の他の実施例を示
す断面図である。
【図５】本発明の照明光学系の実施例を示す断面図であ
る。
【図６】出射光反射平面ミラーの一例を示す平面図であ
る。
【図７】本発明の照明光学系の他の実施例を示す断面図
である。
【図８】本発明の照明光学系の他の実施例を示す断面図
である。
【図９】本発明の照明光学系の他の実施例を示す断面図
である。
【図１０】本発明の投写型画像表示装置の他の実施例を
示す斜視図である。
【図１１】本発明の投写型画像表示装置の他の実施例を
示す斜視図である。
【図１２】本発明の投写型画像表示装置の他の実施例を
示す斜視図である。
【図１３】本発明の照明光学系の他の実施例の概略構成
図である。
【図１４】本発明の照明光学系の他の実施例の作用説明
図である。
【図１５】本発明の照明光学系の他の実施例の作用説明
図である。
【図１６】本発明の照明光学系の他の実施例の要部構成
図である。
【図１７】本発明の照明光学系の他の実施例の断面図で
ある。
【図１８】本発明の照明光学系の他の実施例の要部構成
図である。
【図１９】本発明の照明光学系の他の実施例の要部構成
図である。
【図２０】本発明の投写表示装置の概略構成図である。
【図２１】従来の照明光学系の一例を示す断面図であ
る。
【図２２】従来の照明光学系を用いた投写型画像表示装
置の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１，１０１，２０１，３０１，４０１，５０１ 光源 ２ 放物面リフレクタ １００，２００，３０２，４０２，５０２ 楕円リフレ
クタ １０２，２０２ 円形リフレクタ １０４，３０３，４０３，５０３ 平面ミラー １０３，２０３，３０４，４０４，５０４ 開口 ３ サブリフレクタ ３ａ 反射膜 １０５，６００，７００ 照明領域 ３００，４００，８０１ 照明光学系 ３０５，４０５ 凹レンズ ４０５ 凸レンズ ４，７，３０７，４１１，４１２，４１３，６０１，７
０１，８０５，８０９，８１１ 液晶ライトバルブ ５，８，３０６，３０８ 偏光板 ９ 熱線カットフィルタ １０，３０９，４１７，８１３ 投写レンズ ４０６，８０２ 偏光変換モジュール ４０７，４０８，４１６，８０３，８０４，８１２ ダ
イクロイックミラー ４０９，８０７ λ／２板 ４１４，４１５，８０６，８１０ 偏光ビームスプリッ
タ ４１０，８０８ 全反射ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 光太郎 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 川崎 茂 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 楕円リフレクタの、二つの焦点のうち被
    照明体から遠い方の第１の焦点上に光源用ランプを配置
    した照明光学系において、 前記二つの焦点間距離と長さが等しい半径の弧状断面を
    有する円形リフレクタを、その中心が前記二つの焦点の
    うち他方の第２の焦点に一致するように前記楕円リフレ
    クタに対向して配置するとともに、該円形リフレクタの
    中心部に開口を形成したことを特徴とする照明光学系。
  2. 【請求項２】 楕円リフレクタの、二つの焦点のうち被
    照明体から遠い方の第１の焦点上に光源用ランプを配置
    した照明光学系と、該照明光学系の出射光を平行光束の
    照明光に変換する光学素子と、前記照明光が照射されて
    画像光を出射する液晶デバイスからなる画像形成手段
    と、前記画像光を拡大投写する投写レンズとを有する投
    写型画像表示装置において、 前記照明光学系に、前記二つの焦点間距離と長さが等し
    い半径の弧状断面を有する円形リフレクタを、その中心
    が前記二つの焦点のうち他方の第２の焦点に一致するよ
    うに前記楕円リフレクタに対向して配置するとともに、
    該円形リフレクタの中心部に開口を形成したことを特徴
    とする投写型画像表示装置。
  3. 【請求項３】 画像形成手段が、光の三原色毎の画像を
    形成する三つの液晶デバイスを備え、 照明光学系が発する照明光を前記三原色に分離して、対
    応する前記液晶デバイスへ照射する分離光学系と、 前記三つの液晶デバイスそれぞれが出射する各色画像光
    を合成する合成光学系とを有することを特徴とする請求
    項２記載の投写型画像表示装置。
  4. 【請求項４】 放物面リフレクタの焦点に光源を配置し
    た照明光学系において、 前記放物面リフレクタで反射して出射する出射光の光路
    上に、被照明領域の形状と略等しい形状の開口を形成し
    た出射光反射平面ミラーが、前記出射光の光軸に対して
    垂直に配置されていることを特徴とする照明光学系。
  5. 【請求項５】 楕円リフレクタの二つの焦点のうち少な
    くとも一方に光源を配置するとともに、前記楕円リフレ
    クタで反射して出射する出射光を平行光に変換する光学
    素子を備えた照明光学系において、 平行光に変換された出射光の光路上に、被照明領域の形
    状と略等しい形状の開口を形成した出射光反射平面ミラ
    ーが、前記出射光の光軸に対して垂直に配置されている
    ことを特徴とする照明光学系。
  6. 【請求項６】 出射光反射平面ミラーが、複数の平面ミ
    ラーからなり、該複数の平面ミラーを組合わせて被照明
    領域の形状と略等しい形状の開口を形成したことを特徴
    とする請求項４または５記載の照明光学系。
  7. 【請求項７】 出射光反射平面ミラーを形成する複数の
    平面ミラーが移動可能に組合わされており、該複数の平
    面ミラーそれぞれを個別に移動させる駆動手段を有する
    ことを特徴とする請求項６記載の照明光学系。
  8. 【請求項８】 出射光反射平面ミラーを形成する複数の
    平面ミラーが移動可能に組合わされており、該複数の平
    面ミラーを連動して移動させる駆動手段を有することを
    特徴とする請求項６記載の照明光学系。
  9. 【請求項９】 放物面リフレクタの焦点に光源を配置し
    た照明光学系と、該照明光学系が発する出射光が出射さ
    れて画像光を出射する液晶デバイスからなる画像形成手
    段と、前記画像光を拡大投写する投写レンズとを備えた
    投写型画像表示装置において、 前記照明光学系の、放物面リフレクタで反射して出射す
    る出射光の光路上に、前記液晶デバイスの被照明領域の
    形状と略等しい形状の開口を形成した出射光反射平面ミ
    ラーが、前記出射光の光軸に対して垂直に配置されてい
    ることを特徴とする投写型画像表示装置。
  10. 【請求項１０】 楕円リフレクタの二つの焦点のうち少
    なくとも一方に光源を配置するとともに、前記楕円リフ
    レクタで反射して出射する出射光を平行光に変換する光
    学素子を備えた照明光学系と、該照明光学系が発する出
    射光が照射されて画像光を出射する液晶デバイスからな
    る画像形成手段と、前記画像光を拡大投写する投写レン
    ズとを備えた投写型画像表示装置において、 前記照明光学系の、光学素子で平行光に変換された出射
    光の光路上に、前記液晶デバイスの被照明領域の形状と
    略等しい形状の開口を形成した出射光反射平面ミラー
    が、前記出射光の光軸に対して垂直に配置されているこ
    とを特徴とする投写型画像表示装置。
  11. 【請求項１１】 出射光反射平面ミラーが、複数の平面
    ミラーからなり、該複数の平面ミラーを組合わせて被照
    明領域の形状が略等しい形状の開口を形成したことを特
    徴とする請求項９あるいは１０記載の投写型画像表示装
    置。
  12. 【請求項１２】 出射光反射平面ミラーを形成する複数
    の平面ミラーが移動可能に組合わされており、該複数の
    平面ミラーそれぞれを個別に移動させる駆動手段を有す
    ることを特徴とする請求項１１記載の投写型画像表示装
    置。
  13. 【請求項１３】 出射光反射平面ミラーを形成する複数
    の平面ミラーが移動可能に組合わされており、該複数の
    平面ミラーを連動して移動させる駆動手段を有すること
    を特徴とする請求項１１記載の投写型画像表示装置。
  14. 【請求項１４】 画像形成手段が、光の三原色毎の画像
    を形成する３つの液晶デバイスを備え、 照明光学系が発する照明光を、前記三原色に分離して対
    応する前記液晶デバイスへ照射する分離光学系と、前記
    ３つの液晶デバイスそれぞれが出射する各色画像光を合
    成する合成光学系とを有することを特徴とする請求項
    ９、１０、１１、１２あるいは１３記載の投写型画像表
    示装置。
  15. 【請求項１５】 光源と、該光源の背面側に中心位置が
    在り、被照明領域より大きな開口を備えたリフレクタ
    と、前記光源から出射して前記リフレクタを介して被照
    明領域外に進もうとする光を、当該光路中、前記リフレ
    クタの手前に前記光源へ向けるサブリフレクタを設けた
    ことを特徴とする照明光学系。
  16. 【請求項１６】 前記サブリフレクタは、前記光源から
    発する光のうち前記被照明領域外へ直接向かう光を光源
    へ向けることを特徴とする請求項１５記載の照明光学
    系。
  17. 【請求項１７】 前記サブリフレクタは前記光源の発光
    管表面に設けられていることを特徴とする請求項１５又
    は１６記載の照明光学系。
  18. 【請求項１８】 照明光学系と、該照明光学系からの光
    を変調する事により画像を形成する画像形成手段と、該
    画像形成手段により形成された画像光を投影する投影手
    段とを有する投写型画像表示装置に於て、前記照明光学
    系は、光源と、該光源の背面側に中心位置が在り、被照
    明領域より大きな開口を備えたリフレクタと、前記光源
    から出射して前記リフレクタを介して被照明領域外に進
    もうとする光を、当該光路中、前記リフレクタの手前で
    前記光源へサブリフレクタを設けたことを特徴とする投
    写型画像表示装置。
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