JP2004177479A

JP2004177479A - ロッドインテグレータ、照明装置、プロジェクタ及び光学装置

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Publication number: JP2004177479A
Application number: JP2002340881A
Authority: JP
Inventors: Shunji Uejima; 俊司上島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-06-24
Anticipated expiration: 2022-11-25
Also published as: JP3767544B2; US20040156212A1; CN1503025A; US6976778B2; CN1245651C

Abstract

【課題】光利用効率が高く、カラーリキャプチャ方式に好適なロッドインテグレータ等を提供すること。
【解決手段】光源部１０１から入射側の開口部１１０に入射した光を射出側の開口部１１２から射出する、反射性の内周面（反射面）１１１を備えたロッドインテグレータ１０３であって、射出側の開口部１１２の外周部の端面１１３は、端面１１３への入射光をロッドインテグレータ１０３の中心軸に一致する光軸ＡＸ１の方向へ反射させる散乱面１１３である。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロッドインテグレータ、照明装置、プロジェクタ及び光学装置に関するものであり、特にカラーリキャプチャ方式に好適なロッドインテグレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プロジェクタとして様々なタイプのものが提案されている。例えば、単板式のプロジェクタでは、ＳｅｑｕｅｎｔｉａｌＣｏｌｏｒＲｅｃａｐｔｕｒｅ方式（以下、「カラーリキャプチャ方式」という。）が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。カラーリキャプチャ方式のプロジェクタは、白色光である照明光を供給する光源部と、光源部からの白色光を均一化させるためのロッドインテグレータと、そのロッドインテグレータの射出側に設けられ色分解を行うためのカラーホイールとを有する。ロッドインテグレータの光源側入射端面には、光源部からの光を入射させる開口部と、開口部の周辺に反射膜とが形成されている。また、カラーホイールには、ダイクロイック膜が螺旋状等の適当な形状に組み合わされて設けられている。ダイクロイック膜は、特定の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射させる。例えば白色光を、３つの波長領域の光に色分解する場合は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光のみをそれぞれ透過させるＲ光透過ダイクロイック膜、Ｇ光透過ダイクロイック膜、Ｂ光透過ダイクロイック膜が形成されている。そして、カラーホイールは、光軸と平行な軸を中心に回転している。
【０００３】
【非特許文献１】
シーケンシャル・カラー・リキャプチャ・アンド・フィルタリング：ア・メソッド・オブ・スクローリング・カラー、デー．スコット・デワルト、スティーブンエム．ペン、アンドマイケルデイビス、テキサスインスツルメンツインコーポレッッド、（エスアイディー００ダイジェスト、４０．２／デワルト）（ＳｅｑｕｅｎｔｉａｌＣｏｌｏｒＲｅｃａｐｔｕｒｅａｎｄＤｙｎａｍｉｃＦｉｌｉｔｅｒｉｎｇ：ＡＭｅｔｈｏｄｏｆＳｃｒｏｌｌｉｎｇＣｏｌｏｒ，Ｄ．ＳｃｏｔｔＤｅｗａｌｄ，ＳｔｅｖｅｎＭ．Ｐｅｎｎ，ａｎｄＭｉｃｈａｅｌＤａｖｉｓ，ＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ，（ＳＩＤ００ＤＩＧＥＳＴ，４０．２／Ｄｅｗａｌｄ））
【０００４】
ここで、ロッドインテグレータの射出側端面から射出し、カラーホイールのＲ光透過ダイクロイック膜に照射される光を考える。光源部からの白色光のうちＲ光は、カラーホイールのＲ光透過ダイクロイック膜を透過する。これに対して、Ｇ光及びＢ光はカラーホイールのＲ光透過ダイクロイック膜で反射され光源部の方向へ戻る。そして、反射されたＧ光及びＢ光は、ロッドインテグレータに射出側端面から再度入射する。ロッドインテグレータ内を光源部の方向に向かって進行するＧ光及びＢ光は、入射側端面に到達する。ロッドインテグレータの入射側端面には、上述したように、開口部の周辺に反射膜が形成されている。このため、ロッドインテグレータ内を光源部の方向に向かって進行したＧ光及びＢ光のうち、反射膜に入射した光は、当該反射膜で反射される。反射膜で反射されたＧ光及びＢ光は、ロッドインテグレータ内をカラーホイールの方向へ進行する。そして、ロッドインテグレータの射出側端面から射出する。射出側端面から射出したＧ光及びＢ光は、回転しているカラーホイールのＧ光透過ダイクロイック膜又はＢ光透過ダイクロイック膜に照射されれば、そのまま透過する。また、透過できずにカラーホイールを反射した光は、再度上述と同じ工程を繰り返す。ここで、カラーホイールは常時回転しているので、反射された光のうちいずれかの成分の光はカラーホイールを透過することができる。
【０００５】
上記説明では、Ｒ光透過ダイクロイック膜に照射された光を例にしている。上述の光の振る舞いは、カラーホイールを射出してＧ光透過ダイクロイック膜、又はＢ光透過ダイクロイック膜に入射する光についても同様である。従って、光の損失が低減され、光源光を有効に利用することができる。これにより、効率良く色分解でき、明るいカラー表示を実現できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のカラーリキャプチャ方式のプロジェクタにおいて、カラーホイールは回転しているために、ロッドインテグレータの射出側の端面と密着させることはできない。このため、カラーホイールとロッドインテグレータとは所定の間隔をもって設ける必要がある。
【０００７】
ロッドインテグレータの射出側の出口の端から射出した光のうち、カラーホイールを透過せずに反射された光は、ロッドインテグレータの射出側の出口周囲の外端面に照射される。端面に照射された光は、ロッドインテグレータ内に戻ることができない。このため、光の利用効率が低下してしまうので問題である。
【０００８】
従って、光の利用効率を向上させるためには、ロッドインテグレータとカラーホイールとの間隔をできるだけ小さくすることが望ましい。ロッドインテグレータとカラーホイールとの間隔が小さいと、カラーホイールで反射された光が端面に照射されにくいので、光の利用効率の向上が期待できる。しかしながら、カラーホイールは回転駆動しているため、面ぶれを生ずる。このために、ロッドインテグレータとカラーホイールとの間にはある程度のクリアランスを設ける必要がある。従って、組み立て精度を考慮すると、カラーホイールとロッドインテグレータとを密着させることは困難である。
【０００９】
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、光利用効率が高く、カラーリキャプチャ方式に好適なロッドインテグレータ及び照明装置を提供することを目的とする。また、光利用効率の高い明るい照明装置により、明るく、高コントラストな画像を投写できるプロジェクタ、光学装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光源部から入射側の開口部に入射した光を射出側の開口部から射出する、反射面を備えたロッドインテグレータであって、前記射出側の開口部の外周部の端面は、該端面への入射光を前記ロッドインテグレータの中心軸の方向へ反射させる散乱面又はブレーズ面であることを特徴とするロッドインテグレータを提供できる。これにより、本ロッドインテグレータをカラーホイールと組み合わせて使用した場合、カラーホイールで反射した光を、散乱面又はブレーズ面で中心軸の方向へ反射できる。この結果、光利用効率を高めることができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記端面は、前記中心軸に対して略垂直な面であることが望ましい。これにより、端面自体の形状を加工する工程を必要としない。この結果、端面に反射膜を形成するだけの簡便な工程で安価に端面処理して、光の利用効率を向上できる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記端面の前記ブレーズ面は、前記端面における前記ブレーズ面の位置に応じて前記ブレーズ面の法線と前記中心軸とのなすブレーズ角が異なり、前記ブレーズ面と前記中心軸との距離が大きくなるほど前記ブレーズ角が大きくなることが望ましい。これにより、ブレーズ面における反射回数を制御できる。この結果、反射回数を例えば１回に制御することで光の利用効率を向上できる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記端面の前記反射率は、略８０％以上であることが望ましい。これにより、さらに光の利用効率を向上できる。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記端面の前記散乱面は、微小な深さを有する複数のＶ溝からなることが望ましい。これにより、光が散乱する方向を制御することで光の利用効率を向上できる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記端面は、前記散乱面の周囲にさらに反射面を有することが望ましい。これにより、さらに光の利用効率を向上できる。
また、本発明によれば、光を供給する光源部と、前記光源部からの光の強度分布を略均一化するための上述のロッドインテグレータとを有することを特徴とする照明装置を提供できる。これにより、高い光利用効率の明るい照明光を得ることができる。
【００１５】
また、本発明によれば、上述の照明装置と、入射光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記変調された光を投写する投写レンズとを有することを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、迷光の少ない高コントラストで明るい投写像を得ることができる。
また、本発明によれば、上述のロッドインテグレータを有することを特徴とする光学装置を提供できる。これにより、明るい照明光で効率的な処理をおこなうことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図である。本実施形態において、特徴的な部分はロッドインテグレータ１０３の構成である。この特徴的な構成の詳細に関しては後述する。まず、プロジェクタ１００の全体について説明する。プロジェクタ１００は、透過型液晶ライトバルブを用いるプロジェクタ、ティルトミラーデバイスを用いる従来型のプロジェクタ、又はティルトミラーデバイスを用いるカラーリキャプチャ方式のプロジェクタのいずれにも適用できるものである。
【００１７】
光源部１０１は白色光を供給する。光源部１０１からの白色光は、前面硝子１０２を透過する。前面硝子１０２には、ＩＲコート及びＵＶコートが施されている。前面硝子１０２を透過した光は、照度を均一化するためのロッドインテグレータ１０３に一方の端面から入射する。ロッドインテグレータ１０３内を多重反射して進行する光は、他方の端面から射出する。光源部１０１と、前面硝子１０２と、ロッドインテグレータ１０３とで照明装置１３０を構成する。
【００１８】
ロッドインテグレータ１０３を射出した光は、光源部１０１からの光を色分解するためのカラーホイール１０４に入射する。カラーホイール１０４には、ダイクロイック膜が螺旋状等の適当な形状に組み合わされて設けられている。ダイクロイック膜は、特定の波長領域の光を透過し、他の波長領域の光を反射させる。例えば白色光を、３つの波長領域の光に色分解する場合は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の光のみをそれぞれ透過させるＲ光透過ダイクロイック膜、Ｇ光透過ダイクロイック膜、Ｂ光透過ダイクロイック膜が形成されている。そして、モータＭは、カラーホイール１０４を、光軸ＡＸ１と平行な軸ＡＸ２を中心に回転させる。
【００１９】
カラーホイール１０４で色分解された光は、リレーレンズ１０５を経由して反射型の空間光変調装置１０６へ入射する。反射型の空間光変調装置１０６は、ティルトミラーデバイスを用いた光変調装置である。反射型の空間光変調装置１０６は、画像信号に応じて入射光を変調して射出する。変調された光は、投写レンズ１０７を経由してスクリーン１０８の方向へ反射される。投写レンズ１０７は、反射型の空間光変調装置１０６に形成されている画像を拡大してスクリーン１０８へ投写する。なお、ティルトミラーデバイスの一例は、テキサスインスツルメンツ社のＤＭＤである。
【００２０】
図２は、ロッドインテグレータ１０３の断面構成を示す図である。光源部１０１から入射側の開口部１１０に入射した光は、反射面である反射性の内周面１１１を繰り返し反射しながら進行する。進行する光は、射出側の開口部１１２から射出する。なお、開口部１１０および１１２は、光線を透過させる部分であればよい。まず、光源部１０１からの光のうち光線Ｌ１を考える。光線Ｌ１は、カラーホイール１０４のＲ光透過ダイクロイック膜１０４Ｒに入射する。Ｒ光透過ダイクロイック膜１０４Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光とＢ光とを反射させる。カラーホイール１０４で反射されたＧ光とＢ光は、ロッドインテグレータ１０３の射出側の開口部１１２に入射する。ロッドインテグレータ１０３へ入射した光線Ｌ１は、内周面１１１で反射しながら光源部１０１の方向へ逆に進行する。ロッドインテグレータ１０３内を逆に進行した光線Ｌ１は、入射側の開口部１１０の周囲に設けられている反射部材１２０へ入射する。反射部材１２０へ入射した光線Ｌ１は、反射されてカラーホイール１０４の方向へ進行する。そして、ロッドインテグレータ１０３の射出側の開口部１１２から射出する。射出した光線Ｌ１は、回転しているカラーホイール１０４のＧ光透過ダイクロイック膜１０４Ｇ又はＢ光透過ダイクロイック膜１０４Ｂに入射した場合に、カラーホイール１０４を透過する。カラーホイール１０４を透過できずに、反射した光線は、上述の工程を繰り返す。これにより、光の利用効率を高めることができる。
【００２１】
次に、光源部１０１からの光のうち光線Ｌ２を考える。光線Ｌ２は、Ｂ光透過ダイクロイック膜１０４Ｂに入射する。Ｂ光透過ダイクロイック膜１０４Ｂは、Ｂ光を透過し、Ｒ光とＧ光とを反射させる。反射されたＲ光とＧ光とは、ロッドインテグレータ１０３の射出側の開口部１１２の外周部の端面１１３に入射する。入射したＲ光とＧ光とは、端面１１３によって反射される。反射したＲ光とＧ光は、回転しているカラーホイール１０４のＲ光透過ダイクロイック膜１０４Ｒ又はＧ光透過ダイクロイック膜１０４Ｇに入射した場合に、カラーホイール１０４を透過する。さて、端面１１３は、端面１１３への入射光をロッドインテグレータ１０３の中心軸である光軸ＡＸ１の方向へ反射させる特性を有する散乱面である。このため、端面１１３は、Ｒ光およびＧ光だけでなく、Ｂ光が入射した場合も同様にＢ光を光軸ＡＸ１の方向へ反射する。散乱面は、ロッドインテグレータ１０３を構成する硝子部材の端面をいわゆる砂面とすることで形成される。
【００２２】
ここで、ロッドインテグレータ１０３の中心軸とは、入射側の開口部１１０の中心と射出側の開口部１１２の中心とを結ぶ直線状の軸をいう。以下、全ての実施形態において簡単のため、プロジェクタ１００の光軸ＡＸ１とロッドインテグレータ１０３の中心軸とを一致させた状態で説明を行う。
また、端面１１３は、硝子部材の粗面よりも高い反射率の反射膜が形成されている。好ましくは、この反射率は、８０％以上であることが望ましい。さらに好ましくは、反射膜をＡｌやＡｇで形成することで、９０％以上の反射率を得ることができる。これにより、高い効率で光を利用できる。
【００２３】
また、端面１１３は、光軸ＡＸ１に一致している中心軸に対して略垂直な面である。即ち、端面１１３を光軸ＡＸ１に対して斜めにカットして斜面を形成する等の端面１１３自体の形状を加工する工程を必要としない。これにより、端面１１３に反射膜を形成するだけの簡便な工程で安価に端面処理して、光の利用効率を向上できる。
【００２４】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態に係るロッドインテグレータの概略構成を示す図である。本実施形態は、端面３１３がブレーズ面である点で上記第１実施形態と異なる。上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２５】
図４は、端面３１３の近傍の拡大図である。なお、図４では、理解の容易のため、光軸ＡＸ１よりも上側の端面３１３のみを示し、光軸ＡＸ１よりも下側の端面の構成は省略する。端面３１３のブレーズ面３１３ａ、３１３ｂは、端面３１３におけるブレーズ面３１３ａ、３１３ｂの位置に応じてブレーズ面の法線と中心軸である光軸ＡＸ１とのなすブレーズ角θａ、θｂが異なる。ブレーズ面３１３ａ、３１３ｂと中心軸である光軸ＡＸ１との距離が大きくなるほどブレーズ角が大きくなる。図４で示す場合、光軸ＡＸ１に対して、ブレーズ面３１３ｂはブレーズ面３１３ａよりも距離が大きい。このため、ブレーズ角θｂはブレーズ角θａよりも大きい。
【００２６】
次に、本実施形態の作用を説明する。不図示の光源部１０１からの光のうち、Ｂ光透過ダイクロイック膜１０４Ｂに入射する光線Ｌ３を考える。光線Ｌ３のうち、Ｂ光はＢ光透過ダイクロイック膜１０４Ｂを透過し、Ｒ光、Ｇ光は反射される。反射されたＲ光、Ｇ光は、ブレーズ面３１３ａに入射する。ブレーズ面３１３ａに入射した光線Ｌ３は、光軸ＡＸ１側へ向かうように反射される。そして、反射された光線Ｌ３は、再度Ｂ光透過ダイクロイック膜１０４Ｂに入射する。この光線Ｌ３はＲ光、Ｇ光なので、Ｂ光透過ダイクロイック膜１０４Ｂで反射される。反射された光線は、ロッドインテグレータ３０３内を逆に進行して、リキャプチャされる。
【００２７】
さらに、不図示の光源部１０１からの光のうち、Ｇ光透過ダイクロイック膜１０４Ｇに入射する光線Ｌ４を考える。光線Ｌ４のうち、Ｇ光はＧ光透過ダイクロイック膜１０４Ｇを透過し、Ｒ光、Ｂ光は反射される。反射されたＲ光、Ｂ光は、ブレーズ面３１３ｂに入射する。ブレーズ面３１３ｂは、ブレーズ面３１３ａよりも光軸ＡＸ１からの距離が大きい。よって、上述したようにブレーズ角θｂはブレーズ角θａよりも大きい。このため、ブレーズ面３１３ｂに入射した光線Ｌ４は、光線Ｌ３よりもさらに光軸ＡＸ１側へ向かう方向へ反射される。そして、反射された光線Ｌ４は、Ｂ光透過ダイクロイック膜１０４Ｂに入射する。この光線Ｌ４はＲ光、Ｂ光なので、Ｂ光成分はＢ光透過ダイクロイック膜１０４Ｂを透過する。反射されたＲ光成分は、ロッドインテグレータ３０３内を逆に進行して、リキャプチャされる。
【００２８】
好ましくは、ブレーズ面３１３ｂの位置Ｘ１で反射した光線は、ブレーズ面３１３ｂで１回反射した後、カラーホイール１０４へ位置Ｘ２で再度入射することが望ましい。位置Ｘ２は、位置Ｘ１よりも光軸ＡＸ１側である。これにより、ブレーズ面で１回反射したのみでカラーホイールを透過でき、かつリレーレンズ１０５（図１）で有効にひろえる可能性が大きくなる。このように、ブレーズ角を適切に設定することにより、ロッドインテグレータ１０３を射出した後、カラーホイール１０４に至るまでの反射回数を制御できる。この結果、リキャプチャされる光線を効率的に利用できる。この結果、光の利用効率を高めることができる。さらに好ましくは、ブレーズ面のうち、光の反射に寄与しない面は、カラーホイール１０４からの反射光が照射されない角度で形成されていることが望ましい。これにより、さらに光の利用効率が向上する。
【００２９】
ブレーズ面３１３は、フォトリソグラフィ工程を用いるグレーレベルマスク法や面積階調法でのエッチング、型転写法、切削加工法、プレス加工法により形成できる。また、反射膜は、蒸着、スパッタリング、メッキ等の方法を用いることができる。反射膜を構成する材料は、ダイクロイック膜、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｉ等やこれらの合金を用いることができる。
【００３０】
（第３実施形態）
図５（ａ）は本発明の第３実施形態に係るロッドインテグレータ５０３の概略構成を示す図、図５（ｂ）はロッドインテグレータ５０３を射出側から見た斜視図である。本実施形態は、端面５１３が微小な深さを有する複数のＶ溝からなる粗面、いわゆるテクスチャ面である点で上記第１実施形態と異なる。上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３１】
端面５１３のテクスチャ構造は、ヤスリで一定方向に研磨する方法、機械加工方法、プレス加工により形成する。ヤスリで研磨する方向は、図５（ｂ）において、ｘ方向又はｙ方向に平行な方向が望ましい。これにより、テクスチャ面で反射した光を光軸ＡＸ１の方向へ反射させることができる。また、端面５１３は、上記各実施形態と同様にＡｌ、Ａｇ等の反射膜を形成して反射率を所定の値より大きくする。
【００３２】
図５（ａ）に示すように、不図示の光源部１０１からの光のうち、Ｇ光透過ダイクロイック膜１０４Ｇに入射する光線Ｌ５を考える。Ｇ光透過ダイクロイック膜１０４Ｇは、Ｇ光を透過し、Ｒ光、Ｂ光を反射する。反射されたＲ光とＢ光とは、ロッドインテグレータ５０３の射出側の開口部１１２の外周部の端面５１３に入射する。端面５１３は、端面５１３への入射光をロッドインテグレータ５０３の中心軸と一致する光軸ＡＸ１の方向へ反射させる特性を有するテクスチャ面である。また、端面５１３は、上述のような硝子部材の粗面よりも高い所定の反射率の反射膜が形成されている。これにより、高い効率で光を利用できる。
【００３３】
（第４実施形態）
図６（ａ）は、本発明の第４実施形態に係るロッドインテグレータ６０３の概略構成を示す図である。本実施形態は、ロッドインテグレータ６０３の射出側の開口部１１２の周囲に枠体６１０を設ける点で上記各実施形態と異なる。その他の上記各実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３４】
枠体６１０は、上記第１実施形態と同様に反射膜が形成された散乱面６１２と反射面６１３とを有する。図６（ｂ）は、枠体６１０を射出側から見た図である。また、枠体６１０は、図６（ａ）に示すように、クリップ部６１１を有する。クリップ部６１１は、枠体６１０をロッドインテグレータ６０３に嵌めた場合に、ロッドインテグレータ６０３に対して矢印Ａ方向に付勢する。これにより、接着剤を用いることなしに、枠体６１０をロッドインテグレータ６０３に固着できる。
【００３５】
本実施形態の散乱面６１２は、上記第１実施形態と同様の機能を有する。このため重複する説明は省略する。散乱面６１２の周囲にはさらに反射面６１３が設けられている。反射面６１３は、カラーホイール１０４で反射した光を、さらに反射する。これにより、光の利用効率を向上できる。また、枠体６１０は、プレス加工で製造することで非常に安価に加工できる。
【００３６】
（第５実施形態）
図７は、本発明の第５実施形態に係るプリンタ７００の概略構成を示す図である。上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。上記第１実施形態で示した照明装置１３０からの光は、空間光変調装置１０６に入射する。空間光変調装置１０６としてはＤＭＤを用いることができる。空間光変調装置１０６により反射された光は、結像レンズ７０１により印画紙片Ｐ上に結像する。なお、結像レンズ７０１と印画紙片Ｐとの間には光路を折り曲げるための反射ミラー７０２が設けられている。
【００３７】
空間光変調装置１０６であるＤＭＤは、例えば１６μｍ四方の微小ミラーを１μｍ間隔で２次元的に基板状に配列した素子であり、各微小ミラーをそれぞれ回転制御することにより、各微小ミラーに対応する領域のオン／オフを制御するものである。本実施形態の場合、照明装置１３０内のカラーフィルタ（不図示）を透過した光を結像レンズ７０１方向に反射するように空間光変調装置１０６の微小ミラーを制御することにより、当該微小ミラーに対応する印画紙片１上の微小領域が露光される。
【００３８】
一方、カラーフィルタ（不図示）を透過した光を結像レンズ７０１方向以外の方向に反射するように空間光変調装置１０６の微小ミラーを制御することにより、当該微小ミラーに対応する印画紙片１上の微小領域は露光されない。このような制御を個々の微小ミラーについて行うことにより、印画紙片１上の所定領域７０３にドットによる画像が露光される（潜像が形成される）。
【００３９】
空間光変調装置１０６は、印画紙片Ｐの搬送方向に直交する方向の複数の走査線を同時に露光可能なように、微小ミラーが２次元的に配列されており、例えば１９２走査線分のミラーアレイとして構成されている。また、照明装置１３０が有する不図示のカラーフィルタは、例えば１２０度ごとにＲ、Ｇ、Ｂの各色フィルタに分割された円盤状であり、一定速度で回転される。従って、空間光変調装置１０６には、一定時間ごとにＲ、Ｇ、Ｂの光が順に入射する。印画紙片Ｐは、矢印Ａ方向に連続的に搬送されている。そして、空間光変調装置１０６は、時系列的に照明されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を印画紙片Ｐ上にカラー画像を形成するように反射し、露光させる。これにより、印画紙片Ｐ上にフルカラー像を得ることができる。なお、印画紙に露光するタイプのプリンタの動作の詳細に関しては、例えば特開２００１−１３３８９５号公報に記載されている。
【００４０】
なお、本発明に係る光学装置の例として印画紙に露光するプリンタを用いて説明したが、プリンタに限られるものではない。明るく、均一な照度分布の照明光を必要とする光学装置であれば容易に本発明を適用することができる。例えば、本発明は、半導体露光装置などにも効果的に適用できる。
【００４１】
また、上記各実施形態における散乱面である反射面、又はブレーズ面である反射面は以下のような方法でも形成できる。例えば、厚さ５０μｍ〜３００μｍ程度の板状材料に散乱面、テクスチャ面、又はブレーズ面を加工する。そして、この板状材料をロッドインテグレータの射出側の端面に固着する。
【００４２】
また、ロッドインテグレータは、図８に示すソリッド型ロッドインテグレータ８００であってもよい。ソリッド型ロッドインテグレータとは、導光路が中空ではなく特定の光学部材８０２が充填されているロッドインテグレータをいう。一般的には、光学部材８０２として硝子（ＢＫ７、石英など）が用いられる。また、光源部として単一波長半導体光源を用いた場合は、耐熱性を無視してプラスチック材料（エポキシ、アクリルなど）でも良い。ソリッド型ロッドインテグレータ８００は、周囲壁部８０１よりも屈折率の高い光学部材８０２で中心部分を充填する。ソリッド型ロッドインテグレータ８００に入射した光は、高屈折率部材と低屈折率部材との界面で発生する全反射条件（ＴＩＲ条件）に従って反射する。このため、界面において略１００％の反射率を得ることができる。従って、中空のロッドインテグレータに比較して光の伝達効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図２】第１実施形態のロッドインテグレータの概略構成を示す図。
【図３】第２実施形態に係るロッドインテグレータの概略構成を示す図。
【図４】第２実施形態に係るロッドインテグレータの端部近傍の構成を示す拡大図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、第３実施形態に係るロッドインテグレータの概略構成を示す図。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、第４実施形態に係るロッドインテグレータの概略構成を示す図。
【図７】第５実施形態に係るプリンタの概略構成を示す図。
【図８】ソリッド型ロッドインテグレータの概略構成を示す図。
【符号の説明】
１００プロジェクタ、１０１光源部、１０２前面硝子、１０３ロッドインテグレータ、１０４カラーホイール、１０４ＲＲ光透過ダイクロイック膜、１０４ＧＧ光透過ダイクロイック膜、１０４ＢＢ光透過ダイクロイック膜、１０５リレーレンズ、１０６空間光変調装置、１０７投写レンズ、１０８スクリーン、１１０開口部、１１１内周面、１１２開口部、１１３端面、１２０反射部材、１３０照明装置、３０３ロッドインテグレータ、３１３ａ、３１３ｂブレーズ面、３１３端面、５０３ロッドインテグレータ、５１３端面、６０３ロッドインテグレータ、６１０枠体、６１１クリップ部、６１２散乱面、６１３反射面、７００プリンタ、７０１結像レンズ、７０２反射ミラー、Ｐ印画紙片、８００ソリッド型ロッドインテグレータ、８０１周囲壁部、８０２光学部材、ＡＸ１光軸、ＡＸ２軸、Ｍモータ、Ｐ用紙、θａ、θｂブレーズ角

Claims

光源部から入射側の開口部に入射した光を射出側の開口部から射出する、反射面を備えたロッドインテグレータであって、
前記射出側の開口部の外周部の端面は、該端面への入射光を前記ロッドインテグレータの中心軸の方向へ反射させる散乱面又はブレーズ面であることを特徴とするロッドインテグレータ。
前記端面は、前記中心軸に対して略垂直な面であることを特徴とする請求項１に記載のロッドインテグレータ。
前記端面の前記ブレーズ面は、前記端面における前記ブレーズ面の位置に応じて前記ブレーズ面の法線と前記中心軸とのなすブレーズ角が異なり、前記ブレーズ面と前記中心軸との距離が大きくなるほど前記ブレーズ角が大きくなることを特徴とする請求項１に記載のロッドインテグレータ。
前記端面の反射率は、略８０％以上であることを特徴とする請求項１に記載のロッドインテグレータ。
前記端面の前記散乱面は、微小な深さを有する複数のＶ溝からなることを特徴とする請求項１に記載のロッドインテグレータ。
前記端面は、前記散乱面の周囲にさらに反射面を有することを特徴とする請求項１に記載のロッドインテグレータ。
光を供給する光源部と、
前記光源部からの光の強度分布を略均一化するための請求項１〜６のいずれか一項に記載のロッドインテグレータとを有することを特徴とする照明装置。
請求項７に記載の照明装置と、
入射光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記変調された光を投写する投写レンズとを有することを特徴とするプロジェクタ。
請求項１〜６のいずれか一項に記載のロッドインテグレータを有することを特徴とする光学装置。