JPH10268449A - 照明光学系およびこの光学系を用いた投射光学系 - Google Patents
照明光学系およびこの光学系を用いた投射光学系Info
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- JPH10268449A JPH10268449A JP9090104A JP9010497A JPH10268449A JP H10268449 A JPH10268449 A JP H10268449A JP 9090104 A JP9090104 A JP 9090104A JP 9010497 A JP9010497 A JP 9010497A JP H10268449 A JPH10268449 A JP H10268449A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 リフレクタを凹の第１の反射鏡、第１の反射
鏡に照射されなかった成分を光軸近傍の所定位置に向け
て反射する凹の第２の反射鏡、およびこの所定位置に設
けられ、第２の反射鏡による反射光を光軸前方に反射す
る凸の第３の反射鏡から構成して、リフレクタを大型化
することなく集光効率を向上させる。 【構成】 発光体４から発せられ、光軸Ｘ１の後方およ
び上方へ向かう光束の一部は放物面形状の第１の凹面鏡
１により光軸Ｘ１に平行な光束として反射される。光軸
Ｘ１の上方および斜め前方へ向かう光束は楕円面形状の
第２の凹面鏡２により光軸Ｘ１上に配設された放物面形
状の第３の凸面鏡３に向けて反射され、第３の凸面鏡３
により光軸Ｘ１の近傍において光軸Ｘ１に平行な光束と
して反射される。これにより光軸Ｘ１の近傍においても
光束に抜けを生じることなく、発光体４から発せられる
光束を光軸Ｘ１の前方に効率よく反射することができ
る。
鏡に照射されなかった成分を光軸近傍の所定位置に向け
て反射する凹の第２の反射鏡、およびこの所定位置に設
けられ、第２の反射鏡による反射光を光軸前方に反射す
る凸の第３の反射鏡から構成して、リフレクタを大型化
することなく集光効率を向上させる。 【構成】 発光体４から発せられ、光軸Ｘ１の後方およ
び上方へ向かう光束の一部は放物面形状の第１の凹面鏡
１により光軸Ｘ１に平行な光束として反射される。光軸
Ｘ１の上方および斜め前方へ向かう光束は楕円面形状の
第２の凹面鏡２により光軸Ｘ１上に配設された放物面形
状の第３の凸面鏡３に向けて反射され、第３の凸面鏡３
により光軸Ｘ１の近傍において光軸Ｘ１に平行な光束と
して反射される。これにより光軸Ｘ１の近傍においても
光束に抜けを生じることなく、発光体４から発せられる
光束を光軸Ｘ１の前方に効率よく反射することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、キセノンランプや
メタルハライドランプ等の放電管を発光体とする照明光
学系に関し、詳しくは液晶ビデオプロジェクタ用の光学
系に適した照明光学系およびこの照明光学系を用いた投
射光学系に関するものである。
メタルハライドランプ等の放電管を発光体とする照明光
学系に関し、詳しくは液晶ビデオプロジェクタ用の光学
系に適した照明光学系およびこの照明光学系を用いた投
射光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液晶パネルに光束を透過させ
てこの光束に液晶パネルに表示された画像情報を担持せ
しめ、この画像情報を担持した光束をスクリーンに投射
させる液晶ビデオプロジェクタが知られている。このよ
うな液晶ビデオプロジェクタに用いられる光学系として
は、光源と、光源から発せられた光束の光量分布を均一
化するためのインテグレータと、インテグレータにより
均一化された光束を液晶パネルに照射するための光学系
とを備えるものである。
てこの光束に液晶パネルに表示された画像情報を担持せ
しめ、この画像情報を担持した光束をスクリーンに投射
させる液晶ビデオプロジェクタが知られている。このよ
うな液晶ビデオプロジェクタに用いられる光学系として
は、光源と、光源から発せられた光束の光量分布を均一
化するためのインテグレータと、インテグレータにより
均一化された光束を液晶パネルに照射するための光学系
とを備えるものである。
【０００３】一方、このような光学系に用いられる照明
光学系としては、キセノンランプやメタルハライドラン
プ等の放電管からなる発光体と、この発光体から発せら
れる光束を光軸方向に向けて反射するリフレクタとを備
えたものが用いられている。このような照明光学系にお
いて、リフレクタの反射面は、例えば放物面形状、楕円
面形状あるいは双曲面形状のものが用いられており、放
物面形状のものを用いることにより反射光は平行光束と
なり、楕円面形状のものは収斂光束に、双曲面形状のも
のは発散光束となる。
光学系としては、キセノンランプやメタルハライドラン
プ等の放電管からなる発光体と、この発光体から発せら
れる光束を光軸方向に向けて反射するリフレクタとを備
えたものが用いられている。このような照明光学系にお
いて、リフレクタの反射面は、例えば放物面形状、楕円
面形状あるいは双曲面形状のものが用いられており、放
物面形状のものを用いることにより反射光は平行光束と
なり、楕円面形状のものは収斂光束に、双曲面形状のも
のは発散光束となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したような放電管
は、図５に示すような配光特性を有するものであり、電
極軸、すなわち光軸に垂直な方向における２０°〜１４
０°の範囲における発光が大部分を占め、電極軸に平行
な方向に発せられる光束の強度はそれほど大きくないも
のである。したがって、放電管から発せられる光束をで
きるだけ多く反射させるためにはリフレクタの形状を大
きくする必要がある。
は、図５に示すような配光特性を有するものであり、電
極軸、すなわち光軸に垂直な方向における２０°〜１４
０°の範囲における発光が大部分を占め、電極軸に平行
な方向に発せられる光束の強度はそれほど大きくないも
のである。したがって、放電管から発せられる光束をで
きるだけ多く反射させるためにはリフレクタの形状を大
きくする必要がある。
【０００５】しかしながら、例えば図６に示す断面放物
線形状のリフレクタ３１を用いた場合においてリフレク
タ３１の形状を大きくしても、発光源３４の光軸近傍の
領域においては光束に抜けが生じてしまい、また光束の
外側ほど光束密度が小さくなるため、それほど集光効率
を向上させることができなかった。
線形状のリフレクタ３１を用いた場合においてリフレク
タ３１の形状を大きくしても、発光源３４の光軸近傍の
領域においては光束に抜けが生じてしまい、また光束の
外側ほど光束密度が小さくなるため、それほど集光効率
を向上させることができなかった。
【０００６】また、リフレクタを大型化すると、光源の
後段に設けられるコンデンサレンズやインテグレータ等
の光学素子をも大型化する必要があるため、照明光学系
およびこの光学系を用いた液晶ビデオプロジェクタ用投
射光学系をコンパクトに構成することができないという
問題がある。
後段に設けられるコンデンサレンズやインテグレータ等
の光学素子をも大型化する必要があるため、照明光学系
およびこの光学系を用いた液晶ビデオプロジェクタ用投
射光学系をコンパクトに構成することができないという
問題がある。
【０００７】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、リフレクタの形状を大きくすることなく、発光体
から発せられる光束の集光効率を向上させることができ
る照明光学系およびこの光学系を用いた投射光学系を提
供することを目的とするものである。
ので、リフレクタの形状を大きくすることなく、発光体
から発せられる光束の集光効率を向上させることができ
る照明光学系およびこの光学系を用いた投射光学系を提
供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による照明光学系
は、発光体と、該発光体から発せられた光束を光軸の前
方へ向けて反射するリフレクタとを備えた照明光学系に
おいて、前記発光体から発せられた光束のうち、光軸の
後方へ向かう光束および外方へ向かう光束の一部を光軸
の前方へ向けて反射する凹の第１の反射鏡と、前記発光
体から発せられた光束のうち、光軸の外方および斜め前
方に向かう光束を、光軸近傍の所定位置へ向けて反射す
る、第１の反射鏡に連続して設けられた凹の第２の反射
鏡と、前記所定位置に設けられ、前記第２の反射鏡によ
り反射された光束を、前記光軸近傍において光軸の前方
へ向けて反射する凸の第３の反射鏡とを備えたことを特
徴とするものである。
は、発光体と、該発光体から発せられた光束を光軸の前
方へ向けて反射するリフレクタとを備えた照明光学系に
おいて、前記発光体から発せられた光束のうち、光軸の
後方へ向かう光束および外方へ向かう光束の一部を光軸
の前方へ向けて反射する凹の第１の反射鏡と、前記発光
体から発せられた光束のうち、光軸の外方および斜め前
方に向かう光束を、光軸近傍の所定位置へ向けて反射す
る、第１の反射鏡に連続して設けられた凹の第２の反射
鏡と、前記所定位置に設けられ、前記第２の反射鏡によ
り反射された光束を、前記光軸近傍において光軸の前方
へ向けて反射する凸の第３の反射鏡とを備えたことを特
徴とするものである。
【０００９】また、前記第１の反射鏡が、前記発光体の
発光源を略第１焦点位置とする二次曲面形状の凹面鏡か
らなり、前記第２の反射鏡が、前記外方および斜め前方
に向かう光束を前記第１の反射鏡の第２焦点位置方向に
向けて反射する非球面形状の凹面鏡からなり、前記第３
の反射鏡が、前記第２焦点位置近傍に設けられた、非球
面形状の凸面鏡からなることが好ましい。
発光源を略第１焦点位置とする二次曲面形状の凹面鏡か
らなり、前記第２の反射鏡が、前記外方および斜め前方
に向かう光束を前記第１の反射鏡の第２焦点位置方向に
向けて反射する非球面形状の凹面鏡からなり、前記第３
の反射鏡が、前記第２焦点位置近傍に設けられた、非球
面形状の凸面鏡からなることが好ましい。
【００１０】また、前記第１の反射鏡が、前記発光体の
発光源を略第１焦点位置とする二次曲面形状の凹面鏡か
らなり、前記第２の反射鏡が、前記発光源を略第１焦点
位置とし、第２焦点位置を前記第１の反射鏡の第２焦点
位置と略共有する楕円面形状の凹面鏡からなり、前記第
３の反射鏡が、前記第１および第２の反射鏡の第２焦点
位置を略第１焦点位置とする、二次曲面形状の凸面鏡か
らなることが好ましい。
発光源を略第１焦点位置とする二次曲面形状の凹面鏡か
らなり、前記第２の反射鏡が、前記発光源を略第１焦点
位置とし、第２焦点位置を前記第１の反射鏡の第２焦点
位置と略共有する楕円面形状の凹面鏡からなり、前記第
３の反射鏡が、前記第１および第２の反射鏡の第２焦点
位置を略第１焦点位置とする、二次曲面形状の凸面鏡か
らなることが好ましい。
【００１１】さらに、前記第１の反射鏡が、前記発光体
の発光源を略焦点位置とし、前記後方へ向かう光束およ
び外方へ向かう光束の一部を光軸に略平行に反射する放
物面形状の凹面鏡からなり、前記第２の反射鏡が、前記
外方および斜め前方に向かう光束を前記光軸方向の所定
位置に向けて反射する非球面形状の凹面鏡からなり、前
記第３の反射鏡が、前記光軸上における前記所定位置近
傍に設けられた、前記第２の反射鏡により反射された光
束を、前記光軸近傍において該光軸に略平行に反射する
非球面形状の凸面鏡からなることが好ましい。
の発光源を略焦点位置とし、前記後方へ向かう光束およ
び外方へ向かう光束の一部を光軸に略平行に反射する放
物面形状の凹面鏡からなり、前記第２の反射鏡が、前記
外方および斜め前方に向かう光束を前記光軸方向の所定
位置に向けて反射する非球面形状の凹面鏡からなり、前
記第３の反射鏡が、前記光軸上における前記所定位置近
傍に設けられた、前記第２の反射鏡により反射された光
束を、前記光軸近傍において該光軸に略平行に反射する
非球面形状の凸面鏡からなることが好ましい。
【００１２】また、前記第１の反射鏡が、前記発光体の
発光源を略焦点位置とし、前記後方へ向かう光束および
外方へ向かう光束の一部を光軸に略平行に反射する放物
面形状の凹面鏡からなり、前記第２の反射鏡が、前記発
光体を略第１焦点位置とし、その第２焦点位置を略前記
光軸上に有する楕円面形状の凹面鏡からなり、前記第３
の反射鏡が、前記第２の反射鏡の第２焦点位置を略焦点
位置とし、前記第２の反射鏡により反射された光束を、
前記光軸近傍において該光軸に略平行に反射する放物面
形状の凸面鏡からなることが好ましい。
発光源を略焦点位置とし、前記後方へ向かう光束および
外方へ向かう光束の一部を光軸に略平行に反射する放物
面形状の凹面鏡からなり、前記第２の反射鏡が、前記発
光体を略第１焦点位置とし、その第２焦点位置を略前記
光軸上に有する楕円面形状の凹面鏡からなり、前記第３
の反射鏡が、前記第２の反射鏡の第２焦点位置を略焦点
位置とし、前記第２の反射鏡により反射された光束を、
前記光軸近傍において該光軸に略平行に反射する放物面
形状の凸面鏡からなることが好ましい。
【００１３】また、前記第１および第２の反射鏡が、一
体に形成されてなることが好ましい。本発明による投射
光学系は、上述したいずれかの照明光学系と、該照明光
学系から発せられる光束の光量分布を均一化するインテ
グレータ手段とを備えたことを特徴とするものである。
体に形成されてなることが好ましい。本発明による投射
光学系は、上述したいずれかの照明光学系と、該照明光
学系から発せられる光束の光量分布を均一化するインテ
グレータ手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】本発明による第１の液晶ビデオプロジェク
タ用投射光学系は、上述したいずれかの照明光学系と、
該照明光学系から発せられる光束の光量分布を均一化す
るインテグレータ手段とを備えたことを特徴とするもの
である。
タ用投射光学系は、上述したいずれかの照明光学系と、
該照明光学系から発せられる光束の光量分布を均一化す
るインテグレータ手段とを備えたことを特徴とするもの
である。
【００１５】本発明による第２の液晶ビデオプロジェク
タ用投射光学系は、上述したいずれかの照明光学系と、
該照明光学系から発せられる光束の光量分布を均一化す
るインテグレータ手段と、該インテグレータ手段により
均一化された光束を、ＢＧＲの３原色に分離して各色光
束を得る色光束分離手段と、前記３原色に対応する画像
が映出される液晶パネルと、前記各色光束を前記液晶パ
ネルに向けて照射する光学系と、前記液晶パネルを透過
し、前記画像に関する情報を担持した各色光束を合成し
て合成光束を得る色光束合成手段と、該色光束合成手段
により合成された合成光束をスクリーンに向けて投射す
る投射手段とを備えたことを特徴とするものである。
タ用投射光学系は、上述したいずれかの照明光学系と、
該照明光学系から発せられる光束の光量分布を均一化す
るインテグレータ手段と、該インテグレータ手段により
均一化された光束を、ＢＧＲの３原色に分離して各色光
束を得る色光束分離手段と、前記３原色に対応する画像
が映出される液晶パネルと、前記各色光束を前記液晶パ
ネルに向けて照射する光学系と、前記液晶パネルを透過
し、前記画像に関する情報を担持した各色光束を合成し
て合成光束を得る色光束合成手段と、該色光束合成手段
により合成された合成光束をスクリーンに向けて投射す
る投射手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態によ
る照明光学系の構成を示す図である。なお、図１におい
ては便宜上、光軸Ｘ１の上半分にのみ光束を示すものと
する。図１に示すように、第１の実施形態による照明光
学系は、キセノンランプやメタルハライドランプ等の放
電管からなる発光体４、および第１の凹面鏡１と、第１
の凹面鏡１と一体に設けられる輪帯状の第２の凹面鏡２
と、光軸Ｘ１上に設けられる第３の凸面鏡３とからなる
リフレクタ５から構成される。
形態について説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態によ
る照明光学系の構成を示す図である。なお、図１におい
ては便宜上、光軸Ｘ１の上半分にのみ光束を示すものと
する。図１に示すように、第１の実施形態による照明光
学系は、キセノンランプやメタルハライドランプ等の放
電管からなる発光体４、および第１の凹面鏡１と、第１
の凹面鏡１と一体に設けられる輪帯状の第２の凹面鏡２
と、光軸Ｘ１上に設けられる第３の凸面鏡３とからなる
リフレクタ５から構成される。
【００１７】第１の凹面鏡１は、発光体４の発光源を焦
点位置Ｐ１とする放物面鏡であり、発光源から発せられ
て光軸Ｘ１の後方および外方へ向かう光束の一部を光軸
Ｘ１に平行な光束として反射させるものである。
点位置Ｐ１とする放物面鏡であり、発光源から発せられ
て光軸Ｘ１の後方および外方へ向かう光束の一部を光軸
Ｘ１に平行な光束として反射させるものである。
【００１８】第２の凹面鏡２は、発光体４の発光源、す
なわち第１の凹面鏡１の焦点位置Ｐ１を第１焦点位置と
し、光軸Ｘ１上に第２焦点位置Ｐ２を有する楕円面鏡で
あり、発光源から発せられて光軸Ｘ１の外方および斜め
前方に向かう光束を第２焦点位置Ｐ２に向けて収斂させ
て反射するものである。なお、第２の凹面鏡２は、第１
の凹面鏡１の延長線（図１に破線で示す）よりも光軸Ｘ
１に向けて内方に位置するものである。
なわち第１の凹面鏡１の焦点位置Ｐ１を第１焦点位置と
し、光軸Ｘ１上に第２焦点位置Ｐ２を有する楕円面鏡で
あり、発光源から発せられて光軸Ｘ１の外方および斜め
前方に向かう光束を第２焦点位置Ｐ２に向けて収斂させ
て反射するものである。なお、第２の凹面鏡２は、第１
の凹面鏡１の延長線（図１に破線で示す）よりも光軸Ｘ
１に向けて内方に位置するものである。
【００１９】第３の凸面鏡３は、光軸Ｘ１上に配設さ
れ、第２の凹面鏡２の第２焦点位置Ｐ２を焦点位置とす
る放物面鏡であり、第２の凹面鏡２により反射された光
束を、光軸Ｘ１の近傍において光軸Ｘ１に平行な光束と
して反射させるものである。
れ、第２の凹面鏡２の第２焦点位置Ｐ２を焦点位置とす
る放物面鏡であり、第２の凹面鏡２により反射された光
束を、光軸Ｘ１の近傍において光軸Ｘ１に平行な光束と
して反射させるものである。
【００２０】次いで、第１の実施形態の作用について説
明する。発光体４から発せられた光束のうち、光軸Ｘ１
の後方および外方へ向かう光束の一部は、発光体４の発
光源が第１の凹面鏡１の焦点位置Ｐ１にあるため、第１
の凹面鏡１により光軸Ｘ１に平行な光束として反射され
る。また、発光体４から発せられた光束のうち、光軸Ｘ
１の外方および斜め前方へ向かう光束は、発光体４の発
光源が第２の凹面鏡２の第１焦点位置Ｐ１にあるため、
第２の凹面鏡２により第２焦点位置Ｐ２に向けて反射さ
れる。ここで、第３の凸面鏡３は、光軸Ｘ１上において
第２の凹面鏡２の第２焦点位置Ｐ２を焦点位置としてい
るため、第２の凹面鏡２により反射された光束は第３の
凸面鏡３により、光軸Ｘ１の近傍において光軸Ｘ１に平
行な光束として反射される。したがって、光軸Ｘ１の近
傍の領域においても光束に抜けを生じることなく、発光
体４から発せられる光束を光軸Ｘ１の前方に反射するこ
とができる。
明する。発光体４から発せられた光束のうち、光軸Ｘ１
の後方および外方へ向かう光束の一部は、発光体４の発
光源が第１の凹面鏡１の焦点位置Ｐ１にあるため、第１
の凹面鏡１により光軸Ｘ１に平行な光束として反射され
る。また、発光体４から発せられた光束のうち、光軸Ｘ
１の外方および斜め前方へ向かう光束は、発光体４の発
光源が第２の凹面鏡２の第１焦点位置Ｐ１にあるため、
第２の凹面鏡２により第２焦点位置Ｐ２に向けて反射さ
れる。ここで、第３の凸面鏡３は、光軸Ｘ１上において
第２の凹面鏡２の第２焦点位置Ｐ２を焦点位置としてい
るため、第２の凹面鏡２により反射された光束は第３の
凸面鏡３により、光軸Ｘ１の近傍において光軸Ｘ１に平
行な光束として反射される。したがって、光軸Ｘ１の近
傍の領域においても光束に抜けを生じることなく、発光
体４から発せられる光束を光軸Ｘ１の前方に反射するこ
とができる。
【００２１】このように、第１の実施形態においては、
光軸Ｘ１の外方および斜め前方に向かう光束を第２の凹
面鏡２により反射するとともに、第３の凸面鏡３により
光軸Ｘ１近傍において光軸Ｘ１に平行となるように反射
するようにしたため、リフレクタ全体の外径を大きくす
ることなく、発光体４から発せられる光束を効率よく集
光して、平行光とすることができる。したがって、集光
効率を低下させることなく光学系をコンパクトに構成す
ることができ、これにより、本実施形態による照明光学
系を用いた光学装置をコンパクトに構成することができ
る。
光軸Ｘ１の外方および斜め前方に向かう光束を第２の凹
面鏡２により反射するとともに、第３の凸面鏡３により
光軸Ｘ１近傍において光軸Ｘ１に平行となるように反射
するようにしたため、リフレクタ全体の外径を大きくす
ることなく、発光体４から発せられる光束を効率よく集
光して、平行光とすることができる。したがって、集光
効率を低下させることなく光学系をコンパクトに構成す
ることができ、これにより、本実施形態による照明光学
系を用いた光学装置をコンパクトに構成することができ
る。
【００２２】また、第１の凹面鏡１を放物面で、第２の
凹面鏡２を楕円面で、第３の凸面鏡３を放物面で形成し
ているため、各反射鏡の設計が容易となり、これにより
各反射鏡を容易に製作することができる。また、第１の
凹面鏡１と第２の凹面鏡２とを一体に形成しているた
め、発光体４への取り付けが容易となり、本実施形態に
よる照明光学系を簡易に製作することができる。
凹面鏡２を楕円面で、第３の凸面鏡３を放物面で形成し
ているため、各反射鏡の設計が容易となり、これにより
各反射鏡を容易に製作することができる。また、第１の
凹面鏡１と第２の凹面鏡２とを一体に形成しているた
め、発光体４への取り付けが容易となり、本実施形態に
よる照明光学系を簡易に製作することができる。
【００２３】なお、上記第１の実施形態においては、第
２の凹面鏡２および第３の凸面鏡３を放物面にて形成し
ているが、第２の凹面鏡２および第３の凸面鏡３を高次
非球面にて形成し、発光体４の発光源のみならず、発光
源の近傍から発せられた光束をも効率よく平行光とする
ことが可能である。
２の凹面鏡２および第３の凸面鏡３を放物面にて形成し
ているが、第２の凹面鏡２および第３の凸面鏡３を高次
非球面にて形成し、発光体４の発光源のみならず、発光
源の近傍から発せられた光束をも効率よく平行光とする
ことが可能である。
【００２４】（第２の実施形態）次いで、本発明の第２
の実施形態について説明する。図２は本発明の第２の実
施形態による照明光学系の構成を示す図である。なお、
第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成
については同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略す
る。
の実施形態について説明する。図２は本発明の第２の実
施形態による照明光学系の構成を示す図である。なお、
第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成
については同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略す
る。
【００２５】第２の実施形態においては、第２の凹面鏡
２は、発光体４の発光源を第１焦点位置Ｐ１とする楕円
の一部を断面形状とし、この断面形状を光軸Ｘ１の周囲
に回転させることにより得られる非球面鏡であり、発光
体４の発光源から発せられ、光軸Ｘ１の外方および斜め
前方に向かう光束を軸Ｘ２上にある第２焦点位置Ｐ２に
向けて収斂させて反射するものである。また、第３の凸
面鏡３は、上記第２焦点位置Ｐ２を焦点位置とする放物
線の一部を断面形状とし、この断面形状を光軸Ｘ１の周
囲に回転させることにより得られる非球面鏡であり、第
２の凹面鏡２により反射された光束を、光軸Ｘ１の近傍
において光軸Ｘ１に平行な光束として反射させるもので
ある。
２は、発光体４の発光源を第１焦点位置Ｐ１とする楕円
の一部を断面形状とし、この断面形状を光軸Ｘ１の周囲
に回転させることにより得られる非球面鏡であり、発光
体４の発光源から発せられ、光軸Ｘ１の外方および斜め
前方に向かう光束を軸Ｘ２上にある第２焦点位置Ｐ２に
向けて収斂させて反射するものである。また、第３の凸
面鏡３は、上記第２焦点位置Ｐ２を焦点位置とする放物
線の一部を断面形状とし、この断面形状を光軸Ｘ１の周
囲に回転させることにより得られる非球面鏡であり、第
２の凹面鏡２により反射された光束を、光軸Ｘ１の近傍
において光軸Ｘ１に平行な光束として反射させるもので
ある。
【００２６】次いで、第２の実施形態の作用について説
明する。発光体４から発せられた光束のうち、光軸Ｘ１
の後方および外方へ向かう光束の一部は第１の実施形態
と同様に、第１の凹面鏡１により光軸Ｘ１に平行な光束
として反射される。また、発光体４から発せられて光軸
Ｘ１の外方および斜め前方へ向かう光束は、第２の凹面
鏡２により光軸Ｘ１上に配設された第３の凸面鏡３に向
けて反射される。そして、第２の凹面鏡２により反射さ
れた光束は第３の凸面鏡３により、光軸Ｘ１の近傍にお
いて光軸Ｘ１に平行な光束として反射される。したがっ
て、第１の実施形態と同様に、光軸Ｘ１の近傍において
も光束に抜けを生じることなく、発光体４から発せられ
る光束を光軸Ｘ１の前方に反射することができる。
明する。発光体４から発せられた光束のうち、光軸Ｘ１
の後方および外方へ向かう光束の一部は第１の実施形態
と同様に、第１の凹面鏡１により光軸Ｘ１に平行な光束
として反射される。また、発光体４から発せられて光軸
Ｘ１の外方および斜め前方へ向かう光束は、第２の凹面
鏡２により光軸Ｘ１上に配設された第３の凸面鏡３に向
けて反射される。そして、第２の凹面鏡２により反射さ
れた光束は第３の凸面鏡３により、光軸Ｘ１の近傍にお
いて光軸Ｘ１に平行な光束として反射される。したがっ
て、第１の実施形態と同様に、光軸Ｘ１の近傍において
も光束に抜けを生じることなく、発光体４から発せられ
る光束を光軸Ｘ１の前方に反射することができる。
【００２７】このように、第２の実施形態においては、
光軸Ｘ１の外方および斜め前方に向かう光束を第２の凹
面鏡２により反射するとともに、第３の凸面鏡３により
光軸Ｘ１近傍において光軸Ｘ１に平行となるように反射
するようにしたため、リフレクタ全体の外径を大きくす
ることなく、発光体４から発せられる光束を効率よく集
光して平行光とすることができる。したがって、第１の
実施形態と同様に、集光効率を低下させることなく光学
系をコンパクトに構成することができ、これにより、本
実施形態による光学系を用いた光学装置をコンパクトに
構成することができる。
光軸Ｘ１の外方および斜め前方に向かう光束を第２の凹
面鏡２により反射するとともに、第３の凸面鏡３により
光軸Ｘ１近傍において光軸Ｘ１に平行となるように反射
するようにしたため、リフレクタ全体の外径を大きくす
ることなく、発光体４から発せられる光束を効率よく集
光して平行光とすることができる。したがって、第１の
実施形態と同様に、集光効率を低下させることなく光学
系をコンパクトに構成することができ、これにより、本
実施形態による光学系を用いた光学装置をコンパクトに
構成することができる。
【００２８】また、第２の実施形態においては、第３の
凸面鏡３を上述したような非球面形状としているため、
第２の凹面鏡２により反射された光束の入射角が第１の
実施形態と比較して小さくなるものである。これによ
り、第２の凹面鏡２により反射された光束の反射率、特
に光軸に極めて近接した領域における反射率を向上させ
ることができ、これにより集光効率をさらに向上させる
ことができる。なお、上記第１および第２の実施形態に
おいては、第１の凹面鏡１と第２の凹面鏡２とを一体に
て形成しているが、それぞれ別体にて構成してもよい。
凸面鏡３を上述したような非球面形状としているため、
第２の凹面鏡２により反射された光束の入射角が第１の
実施形態と比較して小さくなるものである。これによ
り、第２の凹面鏡２により反射された光束の反射率、特
に光軸に極めて近接した領域における反射率を向上させ
ることができ、これにより集光効率をさらに向上させる
ことができる。なお、上記第１および第２の実施形態に
おいては、第１の凹面鏡１と第２の凹面鏡２とを一体に
て形成しているが、それぞれ別体にて構成してもよい。
【００２９】また、上記第１および第２の実施形態にお
いては、第１の凹面鏡１を放物面鏡として発光体４から
発せられた光束を平行光としているが、第１の凹面鏡１
を楕円面あるいは双曲面などの二次曲面にて形成し、本
実施形態による光学系から発せられる光束を収斂光ある
いは発散光とすることも可能である。ここで、第１の凹
面鏡１を楕円面で形成して収斂光とする場合は、第３の
凸面鏡３を双曲面あるいはこれに類似する非球面にて形
成し、第３の凸面鏡３により反射される光束も収斂光と
する必要がある。一方、第１の凹面鏡を双曲面にて形成
して発散光とする場合は、第３の凸面鏡３を楕円面もし
くはこれに類似する非球面にて形成し、第３の凸面鏡３
により反射される光束も発散光とする必要がある。
いては、第１の凹面鏡１を放物面鏡として発光体４から
発せられた光束を平行光としているが、第１の凹面鏡１
を楕円面あるいは双曲面などの二次曲面にて形成し、本
実施形態による光学系から発せられる光束を収斂光ある
いは発散光とすることも可能である。ここで、第１の凹
面鏡１を楕円面で形成して収斂光とする場合は、第３の
凸面鏡３を双曲面あるいはこれに類似する非球面にて形
成し、第３の凸面鏡３により反射される光束も収斂光と
する必要がある。一方、第１の凹面鏡を双曲面にて形成
して発散光とする場合は、第３の凸面鏡３を楕円面もし
くはこれに類似する非球面にて形成し、第３の凸面鏡３
により反射される光束も発散光とする必要がある。
【００３０】次いで、本実施形態による照明光学系を用
いた液晶ビデオプロジェクタ用投射光学系の実施形態に
ついて説明する。図３は、本実施形態による照明光学系
を用いた液晶ビデオプロジェクタ用投射光学系の構成を
示す図である。図３に示すように、本実施形態の液晶ビ
デオプロジェクタ用投射光学系は、上記第１または第２
の実施形態による照明光学系１０と、照明光学系１０の
後段に設けられ、照明光学系１０から発せられた光束Ｌ
０をミキシングして、光量分布の均一化を図るための、
レンズアレイからなるインテグレータ１１と、インテグ
レータ１１により均一光とされた光束Ｌ１に画像情報を
担持せしめてスクリーンに投射するための投射部１２と
からなる。
いた液晶ビデオプロジェクタ用投射光学系の実施形態に
ついて説明する。図３は、本実施形態による照明光学系
を用いた液晶ビデオプロジェクタ用投射光学系の構成を
示す図である。図３に示すように、本実施形態の液晶ビ
デオプロジェクタ用投射光学系は、上記第１または第２
の実施形態による照明光学系１０と、照明光学系１０の
後段に設けられ、照明光学系１０から発せられた光束Ｌ
０をミキシングして、光量分布の均一化を図るための、
レンズアレイからなるインテグレータ１１と、インテグ
レータ１１により均一光とされた光束Ｌ１に画像情報を
担持せしめてスクリーンに投射するための投射部１２と
からなる。
【００３１】インテグレータ１１は、照明光学系１０か
らの光束Ｌ０に対して作用する第１レンズアレイ板１１
Ａと、第１レンズアレイ板１１Ａからの各光束を後述す
る液晶パネル上に重畳せしめる第２レンズアレイ板１１
Ｂと、凸レンズ１１Ｃとを備えてなる。
らの光束Ｌ０に対して作用する第１レンズアレイ板１１
Ａと、第１レンズアレイ板１１Ａからの各光束を後述す
る液晶パネル上に重畳せしめる第２レンズアレイ板１１
Ｂと、凸レンズ１１Ｃとを備えてなる。
【００３２】投射部１２は、インテグレータ１１により
均一化された光束Ｌ１をＢ成分ＬＢとＧＲ成分ＬＧ、Ｌ
Ｒとに分離するためのＢ／ＧＲ分離用ダイクロイックミ
ラー２１と、ダイクロイックミラー２１により分離され
たＧＲ成分ＬＧ、ＬＲを、Ｇ成分ＬＧと、Ｒ成分ＬＲと
に分離するためのＧ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２
２と、Ｂ成分用の画像が表示される液晶パネル２３Ｂ
と、Ｇ成分用の画像が表示される液晶パネル２３Ｇと、
Ｒ成分用の画像が表示される液晶パネル２３Ｒと、各液
晶パネル２３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒを透過して画像情報が
担持された光束の成分ＬＢ、ＬＧ、ＬＲを合成する３色
合成プリズム２４と、３色合成プリズム２４により合成
された光束Ｌ２をスクリーン上に結像させるためのプロ
ジェクションレンズ２５とを備えてなる。また、Ｂ／Ｇ
Ｒ分離用ダイクロイックミラー２１により分離されたＢ
成分ＬＢを液晶パネル２３Ｂに向けて反射する全反射ミ
ラー２７と、全反射ミラー２７により反射されたＢ成分
ＬＢを平行光とするためのフィールドレンズ２８Ｂと、
Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２により分離され
たＧ成分ＬＧを平行光とするためのフィールドレンズ２
８Ｇと、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２により
分離されたＲ成分ＬＲを液晶パネル２３Ｒに向けて反射
するための全反射ミラー２９、３０と、Ｇ／Ｒ分離用ダ
イクロイックミラー２２により分離されたＲ成分ＬＲを
平行光とするためのフィールドレンズ２８Ｒとを備えて
なる。
均一化された光束Ｌ１をＢ成分ＬＢとＧＲ成分ＬＧ、Ｌ
Ｒとに分離するためのＢ／ＧＲ分離用ダイクロイックミ
ラー２１と、ダイクロイックミラー２１により分離され
たＧＲ成分ＬＧ、ＬＲを、Ｇ成分ＬＧと、Ｒ成分ＬＲと
に分離するためのＧ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２
２と、Ｂ成分用の画像が表示される液晶パネル２３Ｂ
と、Ｇ成分用の画像が表示される液晶パネル２３Ｇと、
Ｒ成分用の画像が表示される液晶パネル２３Ｒと、各液
晶パネル２３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒを透過して画像情報が
担持された光束の成分ＬＢ、ＬＧ、ＬＲを合成する３色
合成プリズム２４と、３色合成プリズム２４により合成
された光束Ｌ２をスクリーン上に結像させるためのプロ
ジェクションレンズ２５とを備えてなる。また、Ｂ／Ｇ
Ｒ分離用ダイクロイックミラー２１により分離されたＢ
成分ＬＢを液晶パネル２３Ｂに向けて反射する全反射ミ
ラー２７と、全反射ミラー２７により反射されたＢ成分
ＬＢを平行光とするためのフィールドレンズ２８Ｂと、
Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２により分離され
たＧ成分ＬＧを平行光とするためのフィールドレンズ２
８Ｇと、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２により
分離されたＲ成分ＬＲを液晶パネル２３Ｒに向けて反射
するための全反射ミラー２９、３０と、Ｇ／Ｒ分離用ダ
イクロイックミラー２２により分離されたＲ成分ＬＲを
平行光とするためのフィールドレンズ２８Ｒとを備えて
なる。
【００３３】なお、上記投影光学系においては、３色合
成プリズム２４に至るまでの光路長はＲ成分ＬＲのみが
異なるが、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２と全
反射ミラー２９との間にはフィールドレンズ３１が、全
反射ミラー２９と全反射ミラー３０との間にはリレーレ
ンズ３２がそれぞれ配設されており、このフィールドレ
ンズ３１とリレーレンズ３２とにより、Ｒ成分ＬＲの光
路長がＢ成分ＬＢおよびＧ成分ＬＧと見かけ上同等とな
るように補正されるものである。
成プリズム２４に至るまでの光路長はＲ成分ＬＲのみが
異なるが、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー２２と全
反射ミラー２９との間にはフィールドレンズ３１が、全
反射ミラー２９と全反射ミラー３０との間にはリレーレ
ンズ３２がそれぞれ配設されており、このフィールドレ
ンズ３１とリレーレンズ３２とにより、Ｒ成分ＬＲの光
路長がＢ成分ＬＢおよびＧ成分ＬＧと見かけ上同等とな
るように補正されるものである。
【００３４】また、上記３色合成プリズム２４はクロス
プリズムであり、Ｂ成分ＬＢに対して反射するダイクロ
イック面２４Ｂと、Ｒ成分ＬＲに対して反射するダイク
ロイック面２４Ｒとを有するものである。
プリズムであり、Ｂ成分ＬＢに対して反射するダイクロ
イック面２４Ｂと、Ｒ成分ＬＲに対して反射するダイク
ロイック面２４Ｒとを有するものである。
【００３５】次いで、本実施形態の作用について説明す
る。照明光学系１０から発せられた光束Ｌ０は、インテ
グレータ１１によりその光量分布が均一化される。イン
テグレータ１１により光量分布が均一化された光束Ｌ１
は、Ｂ／ＧＲ分離用ダイクロイックミラー２１により、
Ｂ成分ＬＢおよびＧＲ成分ＬＧ、ＬＲに分離され、分離
されたＢ成分ＬＢは全反射ミラー２７により反射され、
フィールドレンズ２８Ｂにより平行光とされた後、液晶
パネル２３Ｂに照射される。液晶パネル２３Ｂには、不
図示の表示ドライバによりＢ成分に対応する画像が表示
されており、光束のＢ成分ＬＢは液晶パネル２３Ｂを透
過することにより、Ｂ成分に対応した画像情報を担持し
たものとなる。
る。照明光学系１０から発せられた光束Ｌ０は、インテ
グレータ１１によりその光量分布が均一化される。イン
テグレータ１１により光量分布が均一化された光束Ｌ１
は、Ｂ／ＧＲ分離用ダイクロイックミラー２１により、
Ｂ成分ＬＢおよびＧＲ成分ＬＧ、ＬＲに分離され、分離
されたＢ成分ＬＢは全反射ミラー２７により反射され、
フィールドレンズ２８Ｂにより平行光とされた後、液晶
パネル２３Ｂに照射される。液晶パネル２３Ｂには、不
図示の表示ドライバによりＢ成分に対応する画像が表示
されており、光束のＢ成分ＬＢは液晶パネル２３Ｂを透
過することにより、Ｂ成分に対応した画像情報を担持し
たものとなる。
【００３６】一方、Ｂ／ＧＲ分離用ダイクロイックミラ
ー２１により分離されたＧＲ成分ＬＧ、ＬＲは、Ｇ／Ｒ
分離用ダイクロイックミラー２２によりＧ成分ＬＧとＲ
成分ＬＲとに分離され、分離されたＧ成分ＬＧはフィー
ルドレンズ２８Ｇにより平行光とされた後、液晶パネル
２３Ｇに照射される。液晶パネル２３Ｇには液晶パネル
２３Ｂと同様にＧ成分に対応する画像が表示されてお
り、光束のＧ成分ＬＧは液晶パネル２３Ｇを透過するこ
とにより、Ｇ成分に対応した画像情報を担持したものと
なる。
ー２１により分離されたＧＲ成分ＬＧ、ＬＲは、Ｇ／Ｒ
分離用ダイクロイックミラー２２によりＧ成分ＬＧとＲ
成分ＬＲとに分離され、分離されたＧ成分ＬＧはフィー
ルドレンズ２８Ｇにより平行光とされた後、液晶パネル
２３Ｇに照射される。液晶パネル２３Ｇには液晶パネル
２３Ｂと同様にＧ成分に対応する画像が表示されてお
り、光束のＧ成分ＬＧは液晶パネル２３Ｇを透過するこ
とにより、Ｇ成分に対応した画像情報を担持したものと
なる。
【００３７】また、Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー
２２により分離されたＲ成分ＬＲは、フィールドレンズ
３１およびリレーレンズ３２によりその光路長を補正さ
れつつ、全反射ミラー２９、３０により反射され、フィ
ールドレンズ２８Ｒにより平行光とされた後、液晶パネ
ル２３Ｒに照射される。液晶パネル２３Ｒには液晶パネ
ル２３Ｂ、２３Ｇと同様にＲ成分に対応する画像が表示
されており、光束のＲ成分ＬＲは液晶パネル２３Ｒを透
過することにより、Ｒ成分に対応した画像情報を担持し
たものとなる。
２２により分離されたＲ成分ＬＲは、フィールドレンズ
３１およびリレーレンズ３２によりその光路長を補正さ
れつつ、全反射ミラー２９、３０により反射され、フィ
ールドレンズ２８Ｒにより平行光とされた後、液晶パネ
ル２３Ｒに照射される。液晶パネル２３Ｒには液晶パネ
ル２３Ｂ、２３Ｇと同様にＲ成分に対応する画像が表示
されており、光束のＲ成分ＬＲは液晶パネル２３Ｒを透
過することにより、Ｒ成分に対応した画像情報を担持し
たものとなる。
【００３８】このように、液晶パネル２３Ｂ、２３Ｇ、
２３Ｒに表示された画像情報を担持したＢ成分ＬＢ、Ｇ
成分ＬＧおよびＲ成分ＬＲは３色合成プリズム２４に入
射して合成され、カラー画像情報を担持した光束Ｌ２と
される。カラー画像情報を担持した光束Ｌ２はプロジェ
クションレンズ２５を透過して不図示のスクリーン上に
結像される。これにより、スクリーンには液晶パネル２
３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒに表示された画像が合成されたカ
ラー画像が表示されることとなる。
２３Ｒに表示された画像情報を担持したＢ成分ＬＢ、Ｇ
成分ＬＧおよびＲ成分ＬＲは３色合成プリズム２４に入
射して合成され、カラー画像情報を担持した光束Ｌ２と
される。カラー画像情報を担持した光束Ｌ２はプロジェ
クションレンズ２５を透過して不図示のスクリーン上に
結像される。これにより、スクリーンには液晶パネル２
３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒに表示された画像が合成されたカ
ラー画像が表示されることとなる。
【００３９】このように、本発明による照明光学系を用
いた液晶ビデオプロジェクタ用投射光学系においては、
リフレクタを大型化することなく光源部１０の発光源４
から発せられる光束を効率よく集光して液晶パネル２３
Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒに照射しているため、光学系をコン
パクトに構成することができるとともに、光の集光効率
の向上により消費電力を低減して、省エネ化を図ること
ができる。
いた液晶ビデオプロジェクタ用投射光学系においては、
リフレクタを大型化することなく光源部１０の発光源４
から発せられる光束を効率よく集光して液晶パネル２３
Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒに照射しているため、光学系をコン
パクトに構成することができるとともに、光の集光効率
の向上により消費電力を低減して、省エネ化を図ること
ができる。
【００４０】なお、上記図３に示す液晶ビデオプロジェ
クタ用投射光学系においては、照明光学系１０から発せ
られた光束Ｌ０を直接インテグレータ１１に入射してい
るが、図４に示すように、照明光学系１０から発せられ
た光束Ｌ０を偏光ビームスプリッタ３５を透過させて、
透過光であるＰ偏光成分と反射光であるＳ偏光成分とを
得、全反射ミラー３６によりＰ偏光成分を反射するとと
もに、Ｓ偏光成分を１／２波長板３８を透過させてＰ偏
光成分として、これらの偏光をインテグレータ１１に入
射するようにしてもよい。
クタ用投射光学系においては、照明光学系１０から発せ
られた光束Ｌ０を直接インテグレータ１１に入射してい
るが、図４に示すように、照明光学系１０から発せられ
た光束Ｌ０を偏光ビームスプリッタ３５を透過させて、
透過光であるＰ偏光成分と反射光であるＳ偏光成分とを
得、全反射ミラー３６によりＰ偏光成分を反射するとと
もに、Ｓ偏光成分を１／２波長板３８を透過させてＰ偏
光成分として、これらの偏光をインテグレータ１１に入
射するようにしてもよい。
【００４１】この場合、照明光学系１０から発せられる
光束は、偏光ビームスプリッタ３５および全反射ミラー
３６によりその幅が広げられるため、インテグレータ１
１を構成する第１レンズアレイ板１１Ａの径が図３に示
す光学系と比較して大きくなるものである。
光束は、偏光ビームスプリッタ３５および全反射ミラー
３６によりその幅が広げられるため、インテグレータ１
１を構成する第１レンズアレイ板１１Ａの径が図３に示
す光学系と比較して大きくなるものである。
【００４２】このように、偏光ビームスプリッタ３５を
用いることにより、容易に偏光が得られ、Ｓ偏光成分は
１／２波長板３８によりＰ偏光成分とされるため、光量
が損失されることなく、照明光学系１０から発せられる
光束Ｌ０を有効に利用することができる。
用いることにより、容易に偏光が得られ、Ｓ偏光成分は
１／２波長板３８によりＰ偏光成分とされるため、光量
が損失されることなく、照明光学系１０から発せられる
光束Ｌ０を有効に利用することができる。
【００４３】なお、上記実施形態においては、本発明に
よる照明光学系を、液晶ビデオプロジェクタ用投射光学
系に適用しているが、これに限定されるものではなく、
種々の光学系における照明光学系として、本発明を適用
することができるものである。
よる照明光学系を、液晶ビデオプロジェクタ用投射光学
系に適用しているが、これに限定されるものではなく、
種々の光学系における照明光学系として、本発明を適用
することができるものである。
【００４４】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の照
明光学系によれば、光軸の外方および斜め前方に向かう
光束を第２の反射鏡により反射するとともに、第３の反
射により光軸近傍において前方に反射するようにしたた
め、リフレクタ全体の外径を大きくすることなく、発光
体から発せられる光束を効率よく集光して、光軸の前方
に反射することができる。したがって、集光効率を低下
させることなく光学系をコンパクトに構成することがで
き、これにより、本発明による照明光学系を用いた液晶
ビデオプロジェクタ用投射光学系等の光学系をコンパク
トに構成することができる。
明光学系によれば、光軸の外方および斜め前方に向かう
光束を第２の反射鏡により反射するとともに、第３の反
射により光軸近傍において前方に反射するようにしたた
め、リフレクタ全体の外径を大きくすることなく、発光
体から発せられる光束を効率よく集光して、光軸の前方
に反射することができる。したがって、集光効率を低下
させることなく光学系をコンパクトに構成することがで
き、これにより、本発明による照明光学系を用いた液晶
ビデオプロジェクタ用投射光学系等の光学系をコンパク
トに構成することができる。
【００４５】また、第２の反射鏡を非球面形状の凹面鏡
とし、第３の反射鏡を非球面形状の凸面鏡とすることに
より、発光源のみならず、発光源の近傍から発せられる
光束を効率よく前方に向けて反射することができ、これ
により集光効率をより向上させることができる。特に、
第３の反射鏡を非球面形状とすることにより、第２の反
射鏡により反射された光束の、第３の反射鏡への入射角
を小さくすることができ、これにより、反射率を向上さ
せて集光効率をさらに向上させることができる。
とし、第３の反射鏡を非球面形状の凸面鏡とすることに
より、発光源のみならず、発光源の近傍から発せられる
光束を効率よく前方に向けて反射することができ、これ
により集光効率をより向上させることができる。特に、
第３の反射鏡を非球面形状とすることにより、第２の反
射鏡により反射された光束の、第３の反射鏡への入射角
を小さくすることができ、これにより、反射率を向上さ
せて集光効率をさらに向上させることができる。
【００４６】また、第１の反射鏡を二次曲面形状とし、
第２の反射鏡を楕円面形状とし、第３の反射鏡を二次曲
面形状とすることにより、リフレクタの設計が容易とな
るため、リフレクタを簡易に製作することができ、これ
により本発明による照明光学系の製造コストを低減する
ことができる。
第２の反射鏡を楕円面形状とし、第３の反射鏡を二次曲
面形状とすることにより、リフレクタの設計が容易とな
るため、リフレクタを簡易に製作することができ、これ
により本発明による照明光学系の製造コストを低減する
ことができる。
【００４７】さらに、第１の反射鏡を放物面形状とし、
第２の反射鏡を楕円面形状とし、第３の反射鏡を放物面
形状とすることにより、リフレクタの設計が一層容易と
なってリフレクタを一層容易に製作することができ、こ
れにより本発明による照明光学系の製造コストをさらに
低減することができる。また、第１の反射鏡と第２の反
射鏡とを一体にて形成することにより、発光体への取り
付けが容易となり、本発明による照明光学系を簡易に製
作することができる。
第２の反射鏡を楕円面形状とし、第３の反射鏡を放物面
形状とすることにより、リフレクタの設計が一層容易と
なってリフレクタを一層容易に製作することができ、こ
れにより本発明による照明光学系の製造コストをさらに
低減することができる。また、第１の反射鏡と第２の反
射鏡とを一体にて形成することにより、発光体への取り
付けが容易となり、本発明による照明光学系を簡易に製
作することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態による照明光学系の構
成を示す図
成を示す図
【図２】本発明の第２の実施形態による照明光学系の構
成を示す図
成を示す図
【図３】本発明の実施形態による照明光学系を用いた液
晶ビデオプロジェクタ用投射光学系の構成を示す図
晶ビデオプロジェクタ用投射光学系の構成を示す図
【図４】本発明の実施形態による照明光学系を用いた液
晶ビデオプロジェクタ用投射光学系の他の構成を示す図
晶ビデオプロジェクタ用投射光学系の他の構成を示す図
【図５】放電管からなる発光体の配光分布を示す図
【図６】従来の照明光学系の構成を示す図
１ 第１の凹面鏡 ２ 第２の凹面鏡 ３ 第３の凸面鏡 ４ 発光体 ５ リフレクタ １０ 照明光学系 １１ インテグレータ １２ 投射部 ２１ Ｂ／ＧＲ分離用ダイクロイックミラー ２２ Ｇ／Ｒ分離用ダイクロイックミラー ２３Ｂ、２３Ｇ、２３Ｒ 液晶パネル ２４ ３色合成プリズム ２５ プロジェクションレンズ ２８Ｂ、２８Ｇ、２８Ｒ、３１ フィールドレンズ ３２ リレーレンズ
Claims (9)
- 【請求項１】 発光体と、 該発光体から発せられた光束を光軸の前方へ向けて反射
するリフレクタとを備えた照明光学系において、 前記発光体から発せられた光束のうち、光軸の後方へ向
かう光束および外方へ向かう光束の一部を光軸の前方へ
向けて反射する凹の第１の反射鏡と、 前記発光体から発せられた光束のうち、光軸の外方およ
び斜め前方に向かう光束を、光軸近傍の所定位置へ向け
て反射する、第１の反射鏡に連続して設けられた凹の第
２の反射鏡と、 前記所定位置に設けられ、前記第２の反射鏡により反射
された光束を、前記光軸近傍において光軸の前方へ向け
て反射する凸の第３の反射鏡とを備えたことを特徴とす
る照明光学系。 - 【請求項２】 前記第１の反射鏡が、前記発光体の発光
源を略第１焦点位置とする二次曲面形状の凹面鏡からな
り、 前記第２の反射鏡が、前記外方および斜め前方に向かう
光束を前記第１の反射鏡の第２焦点位置方向に向けて反
射する非球面形状の凹面鏡からなり、 前記第３の反射鏡が、前記第２焦点位置近傍に設けられ
た、非球面形状の凸面鏡からなることを特徴とする請求
項１記載の照明光学系。 - 【請求項３】 前記第１の反射鏡が、前記発光体の発光
源を略第１焦点位置とする二次曲面形状の凹面鏡からな
り、 前記第２の反射鏡が、前記発光源を略第１焦点位置と
し、第２焦点位置を前記第１の反射鏡の第２焦点位置と
略共有する楕円面形状の凹面鏡からなり、 前記第３の反射鏡が、前記第１および第２の反射鏡の第
２焦点位置を略第１焦点位置とする、二次曲面形状の凸
面鏡からなることを特徴とする請求項１記載の照明光学
系。 - 【請求項４】 前記第１の反射鏡が、前記発光体の発光
源を略焦点位置とし、前記後方へ向かう光束および外方
へ向かう光束の一部を光軸に略平行に反射する放物面形
状の凹面鏡からなり、 前記第２の反射鏡が、前記外方および斜め前方に向かう
光束を前記光軸方向の所定位置に向けて反射する非球面
形状の凹面鏡からなり、 前記第３の反射鏡が、前記光軸上における前記所定位置
近傍に設けられた、前記第２の反射鏡により反射された
光束を、前記光軸近傍において該光軸に略平行に反射す
る非球面形状の凸面鏡からなることを特徴とする請求項
１記載の照明光学系。 - 【請求項５】 前記第１の反射鏡が、前記発光体の発光
源を略焦点位置とし、前記後方へ向かう光束および外方
へ向かう光束の一部を光軸に略平行に反射する放物面形
状の凹面鏡からなり、 前記第２の反射鏡が、前記発光体を略第１焦点位置と
し、その第２焦点位置を略前記光軸上に有する楕円面形
状の凹面鏡からなり、 前記第３の反射鏡が、前記第２の反射鏡の第２焦点位置
を略焦点位置とし、前記第２の反射鏡により反射された
光束を、前記光軸近傍において該光軸に略平行に反射す
る放物面形状の凸面鏡からなることを特徴とする請求項
１記載の照明光学系。 - 【請求項６】 前記第１および第２の反射鏡が、一体に
形成されてなることを特徴とする請求項１から５のいず
れか１項記載の照明光学系。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれか１項記載の照
明光学系と、 該照明光学系から発せられる光束の光量分布を均一化す
るインテグレータ手段とを備えたことを特徴とする投射
光学系。 - 【請求項８】 液晶ビデオプロジェクタ用として構成さ
れたことを特徴とする請求項７記載の投射光学系。 - 【請求項９】 液晶ビデオプロジェクタ用として構成さ
れた投射光学系であって、 請求項１から６のいずれか１項記載の照明光学系と、 該照明光学系から発せられる光束の光量分布を均一化す
るインテグレータ手段と、 該インテグレータ手段により均一化された光束を、ＢＧ
Ｒの３原色に分離して各色光束を得る色光束分離手段
と、 前記３原色に対応する画像が映出される液晶パネルと、 前記各色光束を前記液晶パネルに向けて照射する光学系
と、 前記液晶パネルを透過し、前記画像に関する情報を担持
した各色光束を合成して合成光束を得る色光束合成手段
と、 該色光束合成手段により合成された合成光束をスクリー
ンに向けて投射する投射手段とを備えたことを特徴とす
る投射光学系。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP9090104A JPH10268449A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 照明光学系およびこの光学系を用いた投射光学系 |
| US09/045,835 US5911489A (en) | 1997-03-24 | 1998-03-23 | Optical lighting system |
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| JP9090104A JPH10268449A (ja) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | 照明光学系およびこの光学系を用いた投射光学系 |
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