JPH07219046A - 照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高効率で発光部が長さをもった光源を用い
て、任意の大きさの被照明部を効率良く均一に、かつ所
定の入射角度以内の光で照明する。 【構成】 照明装置に用いられる反射鏡の形状と、反射
鏡と光源の位置関係を特定し、反射鏡は回転楕円面であ
って楕円軸６は楕円面が装置軸７を中心に回転する前に
反射鏡の第１焦点１４を通り、第２焦点１６の位置が被
照明部１５の対角長の３／１０から１／２を満足する２
／５だけ離れた位置になるよう傾斜されており、長さを
もった光源の発光部の中心が反射鏡の第１焦点に対して
反射鏡の開口部側１３に離隔して配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は照射装置に用いられる反
射鏡の形状と、反射鏡と光源の位置関係に関し、特に光
源をメタルハライドランプとして液晶ライトバルブを用
いた投写型画像表示装置に用いる照射装置に関する発明
である。

【０００２】

【従来の技術】テレビの大型化にともない、従来の直視
型の画像表示装置よりも容易に大画面化に対応できるこ
とにより投写型画像表示装置の需要が延びている。特に
１００インチ以上の画面を必要とする業務用分野では、
その需要の伸びが従来のイベント、監視用途だけでなく
コンピュータと接続してプレゼンテーション用途などに
おいてもその需要は着実に拡大しつつある。

【０００３】このような投写型画像表示装置において
は、従来ＣＲＴ上の画像をその前方に配置した投写レン
ズにより拡大投写する構成からなる装置が主流であっ
た。しかし、この構成において高解像度化と高輝度化を
両立させるには装置の大型化、高コスト化を伴い市場ニ
ーズに応えられるものではなかった。この問題を解決す
るために光源とライトバルブとを別に備えることで高解
像度化と高輝度化とを両立出来る照射装置が市場に提供
されつつある。

【０００４】この装置を構成するには高輝度で均一な照
射性能を有する照射装置が必要となり、この要求に応え
て光源には放電ランプと反射鏡による照射装置が提案さ
れてきている。反射鏡の形状は大きく分けて放物面鏡と
楕円鏡とがある。放物面鏡の場合には照射光は平行光に
近いので、被照射面の大きさが反射鏡の開口面積に近い
場合は有用であるが、たとえば被照射面の大きさと反射
鏡の開口面積が大きく異なるときには光源からの光束の
利用効率は大きく劣化してしまう。

【０００５】反射鏡が楕円鏡の場合には光源が点光源に
近いと第２焦点の被照射面においても点に近い像となっ
てしまい任意の面積を持つ被照射面を均一に照射するに
は適当でない。この問題を解決る手段としては図１４に
示した従来から公知である集光レンズをこれに併用する
ことで構成される照射装置、あるいは米国特許第３，７
２０，４６０号、米国特許第６３１，２８１号等が提案
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１４に示した照射装
置は、楕円鏡１の点光源２の第２焦点と被照射面４の間
に集光レンズ３を配置したものである。また、先に紹介
した米国特許第３，７２０，４６０号は、反射鏡を構成
する回転楕円面の楕円軸を反射鏡の両焦点間の距離、お
よび被照射部の大きさの関連で、反射鏡の光源の軸とな
る装置軸に対して所定の角度だけ傾斜させ、この傾斜さ
せた楕円軸を軸としてなる楕円の一線分を装置軸を中心
に回転させて反射鏡を構成することによって被照射面を
所定の強度の光で照射できるようにしている。後者の米
国特許第６３１，２８１号等は楕円軸を光源の軸となる
装置軸に対して所定の角度だけ傾斜させ、さらに硝子管
の肉厚に応じた所定量だけ光源の軸から変位させること
で、前者よりも照射面での光強度の一様化、集光効率の
向上を図っている。

【０００７】これら先行例や図１４に示した集光レンズ
を併用する例においては、光源が放電ランプの中でもキ
セノンランプのように発光部が短く、点光源に近い場合
には高い集光効率が得られると考えられる。しかし被照
明部の範囲にわたって均一に照射することはむつかし
く、またキセノンランプは寿命がおよそ５００時間前後
と短いことと寿命末期において爆発する可能性があるこ
とから導入される用途が限定されてしまう。また、ラン
プの発光効率がおよそ３０ｌｍ／Ｗと他に比べて低いこ
とから集光系の利用効率が上がっても装置全体では限界
がある。したがってキセノンランプを光源とした装置は
小型化、省電力化、長寿命化の点から民生市場に普及さ
せることは困難である。

【０００８】これらの理由によりキセノンランプよりも
発光効率が良く、しかも小型の光源を用いて任意の大き
さの被照明部に対して均一に、また同時に液晶ライトバ
ルブのコントラストの低下を生じさせない一定の入射角
以下の光を高効率に集光できる照射装置を考案する必要
があった。

【０００９】本発明は光源にメタルハライドランプを用
い、画像表示部に液晶ライトバルブを用いた投写型画像
表示装置に特に適しており、強い光エネルギーを一様に
しかも効率的に任意の大きさの被照明部に照射できる照
明装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、被照
明部の範囲にわたって均一に光を照射できるようにする
ために、本発明の照射装置は、離隔した一対の電極を有
し、離隔した両電極および両電極間に生じるアークは照
射装置の装置軸を規定する線上に位置している光源と、
前記光源を支持し、被照明部側に開口部をもつ反射鏡
と、を備え、前記反射鏡は回転楕円面で構成されてお
り、回転楕円面の楕円軸は楕円面が装置軸を中心に回転
する前に２つの焦点の内、第１焦点を前記装置軸上に持
ちながら装置軸に対して所定角度だけ傾斜されており、
前記傾斜角は楕円鏡の第２焦点を含む装置軸に垂直に交
叉する面上に配置された被照明部の有効径もしくは対角
長の３／１０から１／２だけ装置軸から離れた位置（光
源からの光線の楕円鏡上の反射位置と装置軸から見て同
じ側に離れた位置）に第２焦点が配置されるように設定
され、さらに前記光源は前記反射鏡の第１焦点に対して
アークの中心が反射鏡の開口側に離隔されて配置された
ものである。

【００１１】また、楕円面の焦点間距離は被照明部の範
囲に所望される入射角以内の光を最も効率よく集光でき
るように設定されたものであり、また、光源は反射鏡の
第１焦点に対してアークの中心が反射鏡の開口部側にア
ーク長の１／２．５〜１／３だけ離隔されて配置された
ものである。

【００１２】また、光源としてメタルハライドランプを
用いたものであり、また、液晶ライトバルブを用いた投
写型画像表示装置に用いられることを特徴としたもので
ある。

【００１３】

【作用】上記構成により、回転楕円面で構成される反射
鏡の楕円軸を装置軸に対して傾けるとともに、光源を点
光源でなく、アークの幅に対して十分長い光源を用い、
アークの長さ方向を装置軸上に配置することで、点光源
が装置軸上に多数配置されたことと同じことになり、第
２焦点を含む装置軸に垂直に交叉する面上に装置軸を中
心にその周辺を均一に照射することができる。特に、第
２焦点をそれを含む装置軸に垂直に交叉する面上に配置
された被照明部の有効径もしくは対角長の３／１０から
１／２だけ外側に位置するように設定し、さらにアーク
の中心が反射鏡の第１焦点に対して反射鏡の開口側にた
とえばアーク長の１／２．５〜１／３だけ離間して配置
することで、第２焦点よりも装置軸側を強く照明するこ
とができ、被照明部を強い光エネルギーで一様にしかも
効率的に照射することかできる。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
する。本発明の照射装置は、被照射面を任意に設定する
ものとし、反射鏡を楕円鏡としたものである。まず図８
に光源を点と見なせる非常に短いものとして示し、これ
に基づいて本発明の原理を説明する。図８において、楕
円鏡１の任意の断面、すなわち楕円の一線分である曲線
５の楕円軸６は装置軸７と点光源２の位置で交わってお
り、楕円軸６と装置軸７は傾きθを成している。楕円鏡
１は前記装置軸７を回転中心に持っている。

【００１５】座標軸の原点に中心を有する楕円が座標変
換により以下の（１）式で示される。 （（ｘｃｏｓθ−ｙｓｉｎθ）／ａ）² ＋ （（ｘｓｉｎθ＋ｙｃｏｓθ）／ｂ）² ＝１ …（１） 点光源２の位置の座標を（ｘ１，０）、光源の発光角を
ψとすると、図８においてψ’は以下の（２）式のよう
になる。ここでψは点光源２における垂線８を中心とし
た楕円鏡１の開き角である。

【００１６】ψ’＝９０−ψ／２ …（２） 点光源２から楕円鏡１に向かう光の方程式は次の（３）
式で示される。 ａ１ｘ＋ｂ１ｙ＋ｃ１＝０ ここで ａ１＝−ｔａｎψ’＝−ｔａｎ（９０−ψ／２） ｂ１＝１ ｃ１＝ｘ１ｔａｎψ’＝ｘ１ｔａｎ（９０−ψ／２） …（３） また、点光源２から楕円鏡１に向かう光と、楕円鏡１と
の交点Ｃの座標（ｘ２，ｙ２）は（１）式、（３）式か
ら以下の（４）式のようになる。

【００１７】 ｘ２＝（Ｋ±（Ｋ² −ＪＬ）^1/2 ）／Ｊ ｙ２＝ｘ２ｔａｎ（９０−ψ／２）−ｘ１ｔａｎ（９０−ψ／２） ここでＪ＝ａ１² （ｓｉｎθ＋ｃｏｓθｔａｎψ’）² ＋ｂ１² （ｃｏｓθ−ｓｉｎθｔａｎψ’）² Ｋ＝ａ１² ｘ１ｃｏｓθｔａｎψ’（ｓｉｎθ＋ｃｏｓθｔａｎψ’） −ｂ１² ｘ１ｓｉｎθｔａｎψ’（ｃｏｓθ−ｓｉｎθｔａｎψ’） Ｌ＝（ａ１ｘ１ｃｏｓθｔａｎψ’）² ＋（ｂ１ｘ１ｓｉｎθｔａｎψ’）² −ａ１² ｂ１² …（４） 交点Ｃでの楕円鏡１に対する法線の式は以下の（５）式
のように示される。

【００１８】 ａ２ｘ＋ｂ２ｙ＋ｃ２＝０ ここで ａ２＝ｘ２ｂ１² ｓｉｎθ−ｙ２ａ１² ｃｏｓθ ｂ２＝ｘ２ｂ１² ｃｏｎθ−ｙ２ａ１² ｓｉｎθ ｃ２＝（ａ１² −ｂ１² ）ｘ２ｙ２ …（５） 点光源２から楕円鏡１上の交点Ｃとを結ぶ直線と、楕円
鏡１上の交点Ｃと第２焦点を結ぶ直線の成す角が２分割
される直線の式は（５）式であることから以下の関係式
（６）が導かれる。

【００１９】 （ａ１ｂ２−ａ２ｂ１）（ａ２ａ３＋ｂ１ｂ２）＝ （ａ１ａ２＋ｂ１ｂ２）（ａ２ｂ３−ａ３ｂ２） …（６） 但し楕円鏡１上の交点Ｃと第２焦点を結ぶ直線を以下の
（７）式のように定義する。

【００２０】 ａ３ｘ＋ｂ３ｙ＋ｃ３＝０ …（７） 以上の過程により（７）式を求めることで、第２焦点か
ら第２焦点を含んで装置軸７に垂直に交叉する面（被照
射面４）と（７）式の交点までの距離ｒを以下の（８）
式のように求めることができる。第２焦点の座標を（−
ｃ／２，０）とすれば（ｃは焦点間距離）、 ｒ＝（ａ３ｃ／２−ｃ３）／ｂ３ …（８） さらに（７）より楕円鏡１からの光線の第２焦点を含ん
で装置軸７に垂直に交叉する被照射面４への入射角が導
かれる。入射角をφとすると φ＝ａｒｃｔａｎ（−ａ３／ｂ３） …（９） この検討結果から反射鏡の楕円面がその楕円軸を装置軸
に対して傾けて構成することで、光源が点光源と見なせ
るときには第２焦点を含む装置軸に垂直に交叉する面上
に装置軸を中心に半径ｒの環状の光源の像ができること
がわかる。

【００２１】しかしこのままでは投写画像の明るさの均
一性を考えると適切であるとは言い難い。したがって、
先に示した反射鏡の楕円軸を装置軸に対して傾けること
に加えて、光源を点光源でなくアークの幅に対して十分
長い光源を用いる。これはアークの長さ方向を装置軸と
平行、すなわち光源を装置軸上に配置することで先に検
討した点光源が装置軸上に多数配置されたことと同じこ
とであるから、第２焦点を含む装置軸に垂直に交叉する
面上に装置軸を中心に半径ｒの環状の光源の像に加えて
その周辺を照明できることになる。さらにこのときにラ
ンプの両電極間に生じるアークの中心を楕円面の第１焦
点位置よりも楕円鏡の開口部側になるように設定する。

【００２２】その照度分布の様子は先の光源の座標（ｘ
１，０）においてｘ１の値をアークの座標として順次数
値を変えて先の計算式によりシュミュレーションを行え
ば条件の最適化ができる。また同時に入射角においても
（９）式によって求めることができる。すなわち、楕円
鏡形状、楕円軸の傾き角、光源の有効発光角、光源位
置、発光アーク長さ、発光アーク中心部と第１焦点との
ずれ量、楕円鏡開口径、被照射部であるアパーチャー径
の条件を操作して照明位置、照度分布、入射角の最適化
ができる。

【００２３】以下図９によりその構成を説明する。光源
部９は電極１０，１１間に生じるアークが発光部とな
る。このときアークの長さをＬ１ｓとし、その中心位置
をＡ、さらに光源部９の軸を装置軸７とする。このＡか
ら楕円鏡の開口部側とは反対側にｘ１ｓだけ離れた位置
に点Ｂを設ける。この点Ｂを第１焦点に持ち、装置軸７
に対しθだけ傾けて図に示すように第２焦点が高い位置
（光源から光線の楕円鏡上の反射位置と装置軸から見て
同じ側に離れた高い位置）になるように、楕円軸６を軸
として持つ楕円の一線分を装置軸７を中心に回転させて
構成した楕円鏡１を設けている。すなわち装置軸７と楕
円鏡１の楕円軸６は点Ｂにおいてのみ交わっていること
となる。図９では説明上、この楕円鏡１の一断面でのみ
説明を進めるが、楕円鏡１はこの一断面を装置軸７を中
心に回転させて構成されていることは前述の通りであ
る。また楕円鏡１は点Ｂにおいて装置軸７に対し設けら
れる垂線８を中心に開き角ψの光源からの光を反射でき
る大きさを持っている。光源発光部の任意の位置から発
せられた光は楕円鏡１上の点Ｃにおいて反射せしめら
れ、第２焦点を含み装置軸７に垂直に交叉する被照射面
４上の点Ｄに入射する。ここで点Ｃと点Ｄを結ぶ直線と
装置軸７の成す角をφとし、被照明部有効部の高さをＨ
とする。

【００２４】この構成において先の（１）式〜（９）式
に基づくシミュレーションにより点Ｃと点Ｄを結ぶ直線
と装置軸７の成す角をφ＝７°以内、被照明部有効部の
高さをＨ＝２５ｍｍ、装置軸に対する楕円軸の傾きθ＝
０、発光部の長さＬ１ｓ＝４．０ｍｍ、焦点間距離ｃ＝
２４０ｍｍ、楕円率ｅ＝０．９３としたときの従来の楕
円鏡を用いた一例の照明位置と入射角の関係を図１０に
示す。また被照射面上の照度分布を図１１に示す。ここ
で図１０を見ると、照明範囲はφ、Ｈで決まる条件を示
す太線部の有効範囲を必ずしも最も効率よく照明してい
るとはいい難い。

【００２５】そこで、装置軸に対する楕円軸の傾きθを
３°とすると、被照明部に対する入射角が３°分ずれる
と同時に装置軸からみた照明位置も変わって図１２の破
線部に示す領域が有効範囲となる。さらに光源の位置を
この領域に合わせて移動する（すなわちアークの中心位
置Ａからのｘ１ｓを正の値としてアークの中心位置を第
１焦点より楕円鏡開口部側にずらす）ことにより改善で
きる。アークの中心位置Ａからのｘ１ｓ＝１．５ｍｍと
してシミュレーションした結果を図１２に、このときの
被照明部の照度分布を図１３に示す。これから分かるよ
うに光利用率が向上できただけでなく、照度分布も改善
されていることがわかる。

【００２６】また楕円軸の傾きθの設定は第１焦点の位
置にあるアークによる照明が最も効率よく集光できてい
ることから、この部分の照明位置が被照明部の有効部端
部に入る範囲とするのが最も効率が良いと考えられる。

【００２７】以上に示したように最も効率よく集光させ
るためには、それぞれの条件を最適化していく必要があ
る。そこで、キセノン光源のように点光源でなく、第一
に第２焦点が装置軸を中心に環状に形成され、第二に第
２焦点を含む被照射面において、前記環状に形成された
第２焦点よりも装置軸側を強く照明し、第三に適切に楕
円鏡の焦点間距離などの諸条件を最適化することによ
り、均一に近い照明分布を得ることができる。このとき
被照明部であるアパーチャへの入射角についても制約を
設けることができる。

【００２８】したがって液晶パネルや偏光ビームスプリ
ッターのように入射角依存性を持つ光学素子を用いた投
写型画像表示装置にこの照射装置を用いた場合には、効
率よく均一に照射できるだけでなく、コントラストの絶
対値、均一性をも保証することができる。

【００２９】（実施例１）以下に具体的に数値を用いて
本発明の照射装置の第１の実施例を示す。図１は第１の
実施例の構成図である。光源であるメタルハライドラン
プ１２の電極１０、１１間に生じる発光部の長さ（アー
ク長）を４ｍｍとする。そのアークの中心位置Ａから
１．７５ｍｍだけ楕円鏡開口部１３側と反対側に第１焦
点１４を持つように楕円鏡１が設けられている。また、
被照明部１５は装置軸７に垂直に交叉し、その対角長は
５０ｍｍ（Ｄ）で縦横比は３対４の長方形である。楕円
鏡１はこの被照明部１５上において装置軸７から２０ｍ
ｍ（Ｄ×２／５）の位置に第２焦点１６を持つように装
置軸７に対し楕円軸６を傾けている。すなわち装置軸７
と楕円鏡１の楕円軸６は第一焦点１４においてのみ交わ
っていることとなる。そして楕円鏡１は装置軸７につい
て回転対称に構成される。また、楕円鏡１は第１焦点１
４において装置軸７に対し設けられる垂線を中心に開き
角±５０°の光源からの光を反射するように設定されて
いる。さらに第１焦点１４と第２焦点１６との距離を５
００ｍｍ、長軸を５４０ｍｍ、短軸を２０４ｍｍと設定
した。

【００３０】この構成による入射角度と照明位置の関係
を図２に、被照明部の照度分布を図３に示す。ここで被
照明部１５への入射角をＦナンバー４以上、すなわち±
７．２゜以内とすると、図２、図３上での斜線を施した
範囲の光が有効なものとなる。本実施例の構成によれば
発光部は必ずしも点光源と見なせない光源を用いても、
楕円鏡の開口面積に対して十分小さい被照明部に対して
有効に、かつ均一に照明できていることがわかる。ま
た、図２からも分かるように、発光部の第１焦点に対す
る位置と、楕円鏡の形状を適切に設定することにより、
被照明部への入射角の範囲を規制することができる。

【００３１】なお、上記構成において、アークの中心を
第１焦点から楕円鏡開口部１３側に離間する距離は１．
７５ｍｍに限定されるものではなく、アーク長の１／
２．５〜１／３に設定されるように設計されてよい。ま
た第２焦点の位置は装置軸から２０ｍｍ（Ｄ×２／５）
の位置に限定されるものではなく、（Ｄ×３／１０）か
ら（Ｄ×１／２）の間の位置に設定されるように設計さ
れてよい。

【００３２】（実施例２）次に透過型液晶パネルをライ
トバルブとする液晶投写型画像表示装置において本発明
の第２の実施例を示す。図４にその構成である。光源で
あるメタルハライドランプ１２は本発明による楕円鏡１
に固定されており、光源から発せられた光は楕円鏡１に
より開口方向に射出される。光軸１７上に設けられた紫
外線吸収フィルター１８、赤外線除去ミラー１９を透過
した後、入射側偏光板２０に入射することで光源からの
光のうち一つの振動方向の光だけが透過型液晶パネル２
１に入射する。この透過型液晶パネル２１は前記楕円鏡
１の第２焦点位置に設けられており、図にはない駆動回
路により駆動されている。透過型液晶パネル２１を透過
した光は入射側偏光板２０に対して偏光軸を９０゜捻っ
た位置でその偏光軸を備えた出射側偏光板２２に入射す
る。このうち透過型液晶パネル２１を透過する際に白表
示すべき位置に相当する部分を透過した光はその振動方
向が９０゜捻られることから出射側偏光板２２を透過す
る。一方黒表示すべき位置に相当する部分を透過した光
はその振動方向は変化しないことから出射側偏光板２２
により吸収される。出射側偏光板２２を透過した光は投
写レンズ２３に入射せしめられる。投写レンズ２３によ
り透過型液晶パネル２１の表示面上（液晶面）の画像が
スクリーン２４上に拡大投写される。

【００３３】このように構成される液晶投写型画像表示
装置において、明るさ、解像度と並んで画質を左右する
要因としてコントラストが挙げられる。コントラストを
左右する要因として偏光板の偏光度、液晶パネルの偏光
性能により決定される。このうち前者は光の入射角に依
っての性能劣化は顕著ではないが、後者において液晶パ
ネルは図５に示したようにパネルへの光の入射角により
大きく左右される。したがって液晶パネルへ入射する光
の入射角はコントラストを保証できる値以下であること
が求められる。

【００３４】また従来の透過型液晶パネル、メタルハラ
イドランプを用いた液晶投写型画像表示装置で用いられ
ている放物面形状を有する反射鏡では、反射鏡開口部に
比べて少し小さい大きさの液晶パネルには効率よく照明
できたが、その面積がさらに小さくなっていくと必ずし
も効率よく照明できない。

【００３５】本実施例においては反射鏡に本発明に準じ
る楕円鏡を用いていることから反射鏡の開口面積に対し
て十分に小さい入射面を持つ液晶パネルに従来の放物面
鏡を使った装置に比べて均一に、効率よく照明できてい
るだけでなく、液晶パネルに入射する光の入射角を規制
できることから高コントラストも同時に実現することが
できる。

【００３６】（実施例３）次に反射型液晶パネルをライ
トバルブとする液晶投写型画像表示装置においての本発
明の第３の実施例を示す。図６にその構成である。光源
であるメタルハライドランプ１２は本発明による楕円鏡
１に固定されており、光源から発せられた光は楕円鏡１
により開口方向に射出される。光軸１７上に設けられた
紫外線吸収フィルター１８、赤外線除去ミラー１９を透
過した後、偏光ビームスプリッター２５に入射する。こ
こで光源からの光のうち偏光ビームスプリッター２５に
ついてＳ偏光の振動方向の光だけが反射型液晶パネル２
６に入射する。この反射型液晶パネル２６は楕円鏡１の
ほぼ第２焦点位置に設けられており、図にはない駆動回
路により駆動されている。反射型液晶パネル２６により
反射された光は再度偏光ビームスプリッター２５に入射
する。このうち黒表示すべき位置に相当する部分で反射
された光の振動方向は変化しないことから偏光ビームス
プリッター２５により再度光源側に反射される。一方、
白表示すべき位置に相当する部分で反射された光はその
振動方向が９０゜捻られていることから偏光ビームスプ
リッター２５を透過する。偏光ビームスプリッター２５
を透過した光は投写レンズ２３に入射せしめられる。投
写レンズ２３により反射型液晶パネル２６の表示面上
（液晶面）の画像がスクリーン２４上に拡大投写され
る。

【００３７】このように構成される液晶投写型画像表示
装置においてコントラストを左右する要因として偏光ビ
ームスプリッターの偏光度、液晶パネルの偏光性能が挙
げられる。後者においても（実施例２）であるように光
の入射角に依っての性能劣化が認められるが、さらに前
者において偏光ビームスプリッターは図７に示したよう
に光の入射角により大きくコントラストが左右される。

【００３８】したがって反射型液晶パネルをライトバル
ブとして用いた液晶投写型画像表示装置においては液晶
パネルだけでなく偏光ビームスプリッターへ入射する光
の入射角もコントラストを保証できる値以下であること
が求められることから、光源を点光源でないメタルハラ
イドランプとしたときに、均一に、効率よく照明でき
る、入射する光の入射角を規制できるという特徴が必要
となることは言うまでもない。

【００３９】先に述べた実施例では１色表示の構成例で
あったが、これを赤、緑、青について設ける、あるいは
色分解光学系、色合成光学系を設けるなどの手段を併せ
て備えることでのカラー表示が可能であることは言うま
でもない。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、離隔し
た一対の電極を有し、離隔した両電極および両電極間に
生じるアークは照射装置の装置軸を規定する線上に位置
している光源と、前記光源を支持し、被照明部側に開口
部をもつ反射鏡とを備え、前記反射鏡は回転楕円面で構
成されており、回転楕円面の楕円軸は楕円面が装置軸を
中心に回転する前に２つの焦点の内、第１焦点を前記装
置軸上に持ちながら装置軸に対して所定角度だけ傾斜さ
れており、前記傾斜角は楕円鏡の第２焦点を含む装置軸
に垂直に交叉する面上に配置された被照明部の有効径も
しくは対角長の３／１０から１／２だけ装置軸から離れ
た位置（光源からの光線の楕円鏡上の反射位置と装置軸
から見て同じ側に離れた位置）に第２焦点が配置される
ように設定され、さらに前記光源は前記反射鏡の第１焦
点に対してアークの中心が反射鏡の開口部側に離隔され
て配置されていることにより、キセノン光源のように点
光源でないメタルハライドランプを用いても被照明部に
おいて効率よく、しかも均一に近い照度分布を得ること
ができる。このとき、さらに被照明部への入射角につい
ても制約を設けることができる照射装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の照射装置の第１の実施例を示す構成図

【図２】第１の実施例における入射角度と照明位置の関
係図

【図３】第１の実施例における被照明部上の照明分布図

【図４】本発明の照射装置の第２の実施例を示す構成図

【図５】第２の実施例における液晶パネルの入射角依存
特性図

【図６】本発明の照射装置の第３の実施例を示す構成図

【図７】第３の実施例における偏光ビームスプリッター
の入射角依存特性図

【図８】回転楕円面で構成された楕円鏡を用い、光源を
点と見なせる非常に短いものにした場合の照射装置の構
成説明図

【図９】回転楕円面で構成された楕円鏡を用い、光源を
点光源でなく、アークの幅に対して十分長いものとした
場合の照射装置の構成説明図

【図１０】回転楕円面で構成された楕円鏡を用い、発光
部をアークとし楕円軸の傾きを０にした場合の入射角度
と照明位置の関係図

【図１１】回転楕円面で構成された楕円鏡を用い、発光
部をアークとし楕円軸の傾きを０とした場合の被照明面
上の照明分布図

【図１２】回転楕円面で構成された楕円鏡を用い、発光
部をアークとし楕円軸の傾きを３°とした場合の入射角
度と照明位置の関係図

【図１３】回転楕円面で構成された楕円鏡を用い、発光
部をアークとし楕円軸の傾きを３°とした場合の被照明
面上の照明分布図

【図１４】従来の楕円鏡を用いた照射装置の構成図

【符号の説明】

１ 楕円鏡 ２ 点光源 ４ 被照射面 ５ 楕円の一線分である曲線 ６ 楕円軸 ７ 装置軸 ８ 第１焦点における装置軸に対する法線 ９ 光源部 １０、１１ 電極 １２ メタルハライドランプ １３ 楕円鏡開口部 １４ 第１焦点 １５ 被照明部 １６ 第２焦点 １７ 光軸 １８ 紫外線吸収フィルター １９ 赤外線除去ミラー ２０ 入射側偏光板 ２１ 透過型液晶パネル ２２ 出射側偏光板 ２３ 投写レンズ ２４ スクリーン ２５ 偏光ビームスプリッター ２６ 反射型液晶パネル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 離隔した一対の電極を有し、離隔した両
   電極および両電極間に生じるアークは照射装置の装置軸
   を規定する線上に位置している光源と、前記光源を支持
   し、被照明部側に開口部をもつ反射鏡とを備え、 前記反射鏡は回転楕円面で構成されており、回転楕円面
   の楕円軸は楕円面が装置軸を中心に回転する前に２つの
   焦点の内、第１焦点を前記装置軸上に持ちながら装置軸
   に対して所定角度だけ傾斜されており、前記傾斜角は楕
   円鏡の第２焦点を含む装置軸に垂直に交叉する面上に配
   置された被照明部の有効径もしくは対角長の３／１０か
   ら１／２だけ装置軸から離れた位置（光源からの光線の
   楕円鏡上の反射位置と装置軸から見て同じ側に離れた位
   置）に第２焦点が配置されるように設定され、 さらに前記光源は前記反射鏡の第１焦点に対してアーク
   の中心が反射鏡の開口部側に離隔されて配置されている
   ことを特徴とする照射装置。
2. 【請求項２】 楕円面の焦点間距離は被照明部の範囲に
   所望される入射角以内の光を最も効率よく集光するよう
   に設定されていることを特徴とする請求項１記載の照射
   装置。
3. 【請求項３】 光源は反射鏡の第１焦点に対してアーク
   の中心が反射鏡の開口部側にアーク長の１／２．５〜１
   ／３だけ離隔されて配置されていることを特徴とする請
   求項１記載の照射装置。
4. 【請求項４】 光源はメタルハライドランプであること
   を特徴とする請求項１記載の照射装置。
5. 【請求項５】 液晶ライトバルブを用いた投写型画像表
   示装置に用いられることを特徴とする請求項１記載の照
   射装置。