【手続補正書】
【提出日】平成17年6月28日(2005.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する光源部と、
投射レンズの入射瞳径、瞳距離、入射側有効径に基づいて決定された焦点距離を有したコレクターレンズと、
中心セルのみ球面のフライアイレンズと、
コンデンサーレンズと、
上記光源の発光中心部を中心とする球面鏡と、
該球面鏡の周辺部にリング状に設置された放物面鏡と
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
光を放射する光源部と、
前記光源の発光中心部を中心とし該光源の後方に配置された球面鏡と、
前記球面鏡の周縁部にリング状に設置された放物面鏡と、
前記光源から前方に発散する光を平行光束に変換し、外径が前記光源の硝子管と略同じであり、前記光源の直前に配置されたコレクタレンズと、
中心セルのみが球面であり、前記光源の軸上、軸外から発散された光束が前記コレクタレンズ通過後も斜め光として該中心セルに入射させるフライアイレンズと、
中心部がレンズ部材であり、略エッジ部に集光され２次光源を得る熱線吸収フィルタと、
前記２次光源の光束を平行光束に変換し、投射レンズの入射瞳位置に投射させるためのコンデンサーレンズと
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記球面鏡の口径が、光源部の管径とほぼ同じであることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】
前記放物面鏡と前記球面鏡の境界の径が、光源部の管径とほぼ同じであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記コレクターレンズの口径が、光源部の管径とほぼ同じであることを特徴とする請求項１ないし４のうちに１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記コレクターレンズが、熱線吸収タイプの硝材又は高屈折率かつ高耐熱性の硝材である請求項１ないし５のうちに１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記コレクターレンズが、中心部のみがレンズ作用を有し、前記中心部が前記フライアイレンズの中心セルと同一の形状を有することを特徴とする請求項１ないし６のうちの１項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記フライアイレンズと前記コンデンサーレンズの間に、熱線吸収フィルターを配置し、その中心部のみがレンズ作用を有することを特徴とする請求項１〜７のうちの１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記熱線吸収フィルターが、照明系の２次光源となるように構成されたことを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記コンデンサーレンズは、非球面レンズと投射レンズのピント面よりも光源側にかつ直前に配置され非球面を含む平凸レンズの２枚に構成されたことを特徴とする請求項１ないし９の１項に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記コンデンサーレンズが、非球面レンズ１枚で構成されたことを特徴とする請求項１ないし１０の１項に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記投射レンズが、ズームレンズまたはバリフォーカルレンズで構成されていることを特徴とする請求項１ないし１１のうちの１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記投射レンズのピント面の位置に、液晶パネルを配置して液晶プロジェクションテレビまたは液晶プロジェクター用に構成したことを特徴とする請求項１ないし１２のうちの１項に記載の照明装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、光を放射する光源部と、
投射レンズの入射瞳径、瞳距離、入射側有効径に基づいて決定された焦点距離を有したコレクターレンズと、
中心セルのみ球面のフライアイレンズと、
コンデンサーレンズと、
上記光源の発光中心部を中心とする球面鏡と、
該球面鏡の周辺部にリング状に設置された放物面鏡と
を有することを特徴とする照明装置である。
第２発明は、光を放射する光源部と、
前記光源の発光中心部を中心とし該光源の後方に配置された球面鏡と、
前記球面鏡の周縁部にリング状に設置された放物面鏡と、
前記光源から前方に発散する光を平行光束に変換し、外径が前記光源の硝子管と略同じであり、前記光源の直前に配置されたコレクタレンズと、
中心セルのみが球面であり、前記光源の軸上、軸外から発散された光束が前記コレクタレンズ通過後も斜め光として該中心セルに入射させるフライアイレンズと、
中心部がレンズ部材であり、略エッジ部に集光され２次光源を得る熱線吸収フィルタと、
前記２次光源の光束を平行光束に変換し、投射レンズの入射瞳位置に投射させるためのコンデンサーレンズと
を有することを特徴とする照明装置である。
本発明の実施態様は、以下のとおりである。前記球面鏡の口径が、光源部の管径とほぼ同じであることを特徴とする。前記放物面鏡と前記球面鏡の境界の径が、光源部の管径とほぼ同じであることを特徴とする。前記コレクターレンズの口径が、光源部の管径とほぼ同じであることを特徴とする。前記コレクターレンズが、熱線吸収タイプの硝材又は高屈折率かつ高耐熱性の硝材である。前記コレクターレンズが、中心部のみがレンズ作用を有し、前記中心部が前記フライアイレンズの中心セルと同一の形状を有することを特徴とする。前記フライアイレンズと前記コンデンサーレンズの間に、熱線吸収フィルターを配置し、その中心部のみがレンズ作用を有することを特徴とする。前記熱線吸収フィルターが、照明系の２次光源となるように構成されたことを特徴とする。前記コンデンサーレンズは、非球面レンズと投射レンズのピント面よりも光源側にかつ直前に配置され非球面を含む平凸レンズの２枚に構成されたことを特徴とする。前記コンデンサーレンズが、非球面レンズ１枚で構成されたことを特徴とする。前記投射レンズが、ズームレンズまたはバリフォーカルレンズで構成されていることを特徴とする。前記投射レンズのピント面の位置に、液晶パネルを配置して液晶プロジェクションテレビまたは液晶プロジェクター用に構成したことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面に基づいて、本発明の実施例について詳細に説明する。実施形態の照明装置は、図１に示すように、面状の光源４０の後方に、凹球面鏡４１と、その周りを囲むように配置されるリング状の放物面鏡４２が配置される。面状の光源４０は、外壁硝子部によって被われている。凹球面鏡４１及び放物面鏡４２は、光軸上の同一位置に中心をもつように配置されている。凹球面鏡４１の曲率半径Ｒは放物面鏡４２のＲ成分の1/2 となっている。
Ｒを大きく、すなわち放物面鏡４２の焦点距離を長くすると、光源からの光束ＮＡを大きくするために放物面鏡４２の口径を大きくしないから、設計時は装置全体としてバランスのとれた最適値を選択する必要がある。
コレクターレンズ４４は、光源４０の直前に配置される。コレクターレンズ４４は、光源４０から前方に発散する光を平行光束に変換するので、光源４０とコレクターレンズ４４との間隔はコレクターレンズ４４の焦点距離にほぼ等しくなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
但し、周辺部の放物面鏡４２で折り返される光束はフライアイレンズ４５に面光源４０の軸外光束により斜めからも入射されるが、フライアイレンズ４５の中心セルを除いた各セルの面形状を各光軸からオフセット又は傾けられた非球面状にすることにより、結局、光線は収差の少ない２次光源を形成するので、熱線吸収フィルター部４６は平面でよい。また熱線吸収フィルター４６Ａの直前（投射レンズ側）には開口絞り４７があり、この口径が照明系の開口数を決定する。この開口絞りの径Θは、
Θ≒ sinθ・２ｆcon 
となるように、コンデンサーレンズ４８の焦点位置がマスク面５０の位置となるようにし、また、この開口径はコンデンサーレンズ４８と光束を投射レンズの入射瞳の位置に絞り込むためのコンデンサー（コリメーター）レンズ４９の組み合わせによる結像性能によっても決まるが、２次光源の形成される全範囲をカバーすることにより、最も有効に光束を使用できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
これら複数の２次光源像から出た光はマスク面５０上で重量されるので、光源４０の輝度ムラや色ムラはマスク面５０上では影響しない。図２にはマスク面の形状を示す。マスク面５２の開口寸法は縦横の対角線の長さｄがほぼ投射レンズの入射側物体像円５３の直径とほぼ同等なるように設計する。
この縦横比率は、被照射面をどのような原稿サイズにするかでも変えることができるので、たとえばａ：ｂとする。図３はフライアイレンズ６０の正面図であるが、たとえば、前記のマスク面５２を前記の理由でａ：ｂとすると、フライアイレンズ６０の１セル当たりの比率ｅ：ｆも同じ比率とすることで光利用効率が向上する。