(57)【要約】【課題】  ミラー基板を筒状に組み合わせて形成されるライトトンネルにおいて、ミラー基板の内部を通過する光が、ライトトンネルの出射口側のミラー基板端面から空間光変調器に到達することを抑制するライトトンネルを提供する。【解決手段】  複数のミラー基板１０を用いて筒状に形成され、各ミラー基板のミラー面により内壁を反射面とするライトトンネル１において、  前記ミラー基板１０の前記ライトトンネル出射口側１２に反射部材４を備えるライトトンネルによる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のミラー基板を用いて筒状に形成され、各ミラー基板のミラー面により内壁を反射面とするライトトンネルにおいて、
前記ミラー基板の出射口側に反射部材を備えることを特徴とするライトトンネル。
【請求項２】
前記反射部材は、前記出射口の反対側に吸収層を備える、ライトトンネル。
【請求項３】
前記ミラー基板はエアギャップを有する、請求項１または２に記載のライトトンネル。
【請求項４】
前記ミラー基板は切れ込みを有する、請求項１乃至３のいずれかに記載のライトトンネル。
【請求項５】
前記切れ込みは、前記ミラー基板の出射口側端面に対して傾斜している、請求項４記載のライトトンネル。
【請求項６】
前記ミラー基板の出射口側端面は、前記出射口に対して傾斜している、請求項１乃至５のいずれかに記載のライトトンネル。
【請求項７】
前記ミラー基板の入射口側端面か出射口側端面のうち少なくともどちらか一方の端面は、拡散面である、請求項１乃至６のいずれかに記載のライトトンネル。
【請求項８】
光源であるランプと、
前記ランプから出射された光が入射されて出射されるライトトンネルと、
前記ライトトンネルから出射された光により、入力画像信号に基づき画像表示する空間光変調素子を照明するリレー光学系と、
を備える照明光学系であって、
前記ライトトンネルは、請求項１乃至７のいずれかに記載のライトトンネルであり、４組の前記ミラー基板のミラー面を内側に向けて、このミラー面により四角柱形状を形成する、ことを特徴とする照明光学系。
【請求項９】
照明光学系と、
前記照明光学系により照明された光を用いて入力画像信号に基づく画像を形成する空間光変調素子と、
前記空間光変調素子により形成された画像を拡大投影する投射レンズと、
を備える画像表示装置であって、
前記照明光学系は、請求項８記載の照明光学系である、ことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライトトンネル、ライトトンネルを備える照明光学系、及び、これらを備える画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
中空の筒形状に形成され、内部の側面をミラー面で構成するライトトンネルが知られている。ライトトンネルは、内部のミラー面において光を複数回反射させて均一な面光源を得る照明均一化素子である。ライトトンネルの筒形状は種々の構成があるが、その一種として、複数のミラー基板により構成されるものがある。ミラー基板により構成されるライトトンネルでは、各ミラー基板のミラー面が内部側面（内壁）を形成する。この内壁で囲まれた中空部分に入射する光は、ライトトンネルの入射口側に配置された光源から出射された光である。この光が、ライトトンネルの入射口を照明し、これによって、ライトトンネル内に光が入射する。
【０００３】
ライトトンネルの入射口を照明する光の一部は、ライトトンネルの中空部内を進行せずに、ミラー基板の入射口側の端面（以下「入射口側端面」という。）から、ミラー基板の内部を進行するものがある。このような光は、ライトトンネルを介して得たい光とは異なる光になるので、「不要光」である。このような不要光は、ライトトンネルの中空部分で複数回反射されずに、ライトトンネルの出射口のミラー基板の端面（以下「出射口側端面」という。）に現れる。すなわち、不要光は、ミラー面で複数回反射されずに、ライトトンネルからの出射光と同じ方向に漏れ出てくる光である。このような不要光が、ライトトンネルの出射口側の後段に配置される光学系に入射すると、「迷光」を生じることになる。
【０００４】
上記のようなライトトンネルは、プロジェクタなどの画像表示装置の照明光学系に用いられる。照明光学系に用いられるライトトンネルが、迷光を生じさせると、ライトトンネルからの面光源により照明される空間光変調素子の有効画素領域の周囲に、迷光が照明される。そうすると、有効画素領域近傍に当たった迷光の一部が反射されて、投射レンズを介してスクリーンの投射画素領域の周囲に到達する。迷光がスクリーンに到達すると、投射画像に直接の悪影響を与えるわけではないが、その周囲に薄く明るい領域が映し出されて不快感を与えてしまう。空間変調器の有効画像領域の周囲の反射率を完全にゼロにすることは困難であるため、迷光はライトトンネルでカット（遮光）できることが望ましい。
【０００５】
そこで、上記のような悪影響を生じさせないようにするために、迷光を生じさせないように工夫したライトトンネルが知られている（特許文献１を参照）。
【０００６】
特許文献１のライトトンネルは、入射口と出射口のうち、少なくとも一方の口におけるミラー基板端部を、先細り形状にしている。入射口側のミラー基板端部を先細り形状にすると、ミラー基板内部に入射して不要光となる光量を減らすことができる。また、出射口側のミラー基板端部を先細り形状にすると、ミラー基板内部を通過した不要光をリレーレンズから遠ざけることができる。
【０００７】
特許文献１のように、ミラー基板の端部のいずれか、又は、双方を先細り形状にすると、端部が弱くなり、壊れやすい。すなわち、特許文献１のライトトンネルでは、迷光がスクリーンに到達しない状態を維持することは難しい。さらに、特許文献１のライトトンネルは、先細り部分の厚さをゼロにすることは出来ないから、不要光による迷光を防ぐことはできない。
【０００８】
ライトトンネルにおける迷光が全くスクリーンに到達しないように、不要光を導光することができるライトトンネルは知られていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、ミラー基板内部を通過した光が、出射口側のミラー基板端面から空間変調器に到達することを抑制するライトトンネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、複数のミラー基板を用いて筒状に形成され、各ミラー基板のミラー面により内壁を反射面とするライトトンネルにおいて、前記ミラー基板の出射口側に反射部材を備えることを、最も主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ミラー基板内部を通過した光が、出射口側のミラー基板端面から空間変調器に到達することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るライトトンネルの実施形態を示す斜視図である。
【図２】上記ライトトンネルの長手方向の縦断面図である。
【図３】上記ライトトンネルにおける光線追跡計算に用いる照明光学モデルの例を示す光学配置図である。
【図４】上記照明光学モデルによる光線追跡計算に基づく照明光分布の例である。
【図５】上記照明光学系モデルにおいて、ライトトンネルから反射部材を外した場合の光線追跡計算に基づく照明光分布の例である。
【図６】本発明に係るライトトンネルの別の実施形態を示す長手方向の縦断面図である。
【図７】本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態を示す長手方向の縦断面図である。
【図８】本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態を示す長手方向の縦断面図である。
【図９】本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態を示す長手方向の縦断面図である。
【図１０】本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態を示す長手方向の縦断面図である。
【図１１】本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態を示す長手方向の縦断面図である。
【図１３】本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態を示す長手方向の縦断面図である。
【図１４】本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態を示す長手方向の縦断面図である。
【図１５】本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態を示す長手方向の縦断面図である。
【図１６】本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態を示す斜視図である。
【図１７】本発明に係るライトトンネルを備える照明光学系の例を示す光学配置図である。
【図１８】本発明に係るライトトンネルを備える画像表示装置の例を示す光学配置図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るライトトンネルは、不要光がライトトンネル後段の光学系に到達しないようにするために、ライトトンネルを構成するミラー基板の出射口側に反射特性を持たせるものである。具体的には、出射口側の端面に反射特性を持たせるものである。例えば、ミラー基板の出射口側端面に、入射側に向けてミラー面を形成する。また、出射口側端面、又は、その近傍に反射部材を設置してもよい。
【００１４】
また、本発明に係るライトトンネルは、不要光がライトトンネル後段の光学系に到達しないようにするために、ライトトンネルを構成するミラー基板にエアギャップを形成するものである。エアギャップによって、ミラー基板内を進行してくる不要光を出射口側端面に向かわせずに、ミラー基板の外側かミラー基板の入射口側に反射させることができる。以下、本発明に係るライトトンネルの各実施形態について、図を用いながら説明する。
【００１５】
●第１実施形態
図１は、本発明に係るライトトンネルの実施形態を示す斜視図である。図１に示す通り、ライトトンネル１は、筒状の部材であって、複数のミラー基板１０のミラー面をそれぞれ、内壁となるようにつなげてなる。ライトトンネル１の内壁を形成する各ミラー面により、四角柱状の空間が形成される。以下の説明において、各ミラー面を総称して「反射面１３」という。
【００１６】
ライトトンネル１の両端には、それぞれ四角柱状の開口が形成されていて、光Ｌが入射される側の開口を「入射口１０１」、光Ｌが出射される側の開口を「出射口１０２」とする。ライトトンネル１は、照度均一化素子であるから、入射口１０１側に配置される光源（不図示）からの光Ｌが、入射口１０１からライトトンネル１の内部に入射する。入射した光Ｌは、ライトトンネル１の内部空間において、ミラー面１３で全反射を繰り返しながら進行する。出射口１０２に到達した光Ｌは、照度が均一化されている。このように、ライトトンネル１の出射口１０２が、照度が均一化された面光源となる。よって、出射口１０２から照度が均一化された光Ｌが出射される。なお、図１は、ライトトンネル１の入射口１０１側を斜め上方から見た図である。
【００１７】
ライトトンネル１を構成するミラー基板１０の入射口１０１側の端面を、入射口側端面１１とする。また、ライトトンネル１を構成するミラー基板１０の出射口１０２側の端面を、出射口側端面１２とする。
【００１８】
図２は、ライトトンネル１の長手方向縦断面図である。図２に示すように、ライトトンネル１の入射口１０１側に配置される光源（不図示）からの光Ｌが、入射口１０１を照明する。この光Ｌの一部は、ミラー基板１０の入射口側端面１１からミラー基板１０の内部に進入してしまう。このミラー基板１０の内部に進入した光を不要光３とする。この不要光３は、ミラー基板１０の内部を進行してライトトンネル１の出射口１０２方向に進む。
【００１９】
ミラー基板１の出射口側端面１２には、反射部材４が設置されている。反射部材４は、入射口側端面１１側に向いたミラー面を備えている。すなわち、ライトトンネル１の出射口側端面１２は、反射特性を有している。不要光３は、出射口側端面１２に到達すると反射部材４によって入射口側端面１１方向に反射される。
【００２０】
以上のように、ライトトンネル１は、入射口側端面１１から不要光３が進入しても、出射口側端面１２から、ライトトンネル１の後段の光学系に不要光３が漏れることなく入射口側端面１１方向に戻る。これによって、ライトトンネル１からの不要光３によって迷光が生ずることを抑止することができる。
【００２１】
反射部材４は、例えば、出射口側端面１２に、アルミ蒸着を施して形成してもよい。また、反射部材４は、出射口側端面１２から少し間を空けた位置に、入射口側端面１１方向にミラー面を向けて設置した反射素材であってもよい。
【００２２】
ここで、上記ライトトンネル１の効果について、光線追跡ソフトによる光線追跡計算の結果に基づいて説明する。ここで用いた光線追跡ソフトは、ライトツールズ  バージョン７．３．０（ＬｉｇｈｔＴｏｏｌｓ  ｖｅｒ．７．３．０）である。
【００２３】
図３は、光線追跡計算に用いる照明光学系モデルの例を示す光学配置図である。図３に示すように、照明光学系モデル２０は、回転楕円リフレクタ付きのランプ２１と、既に説明したライトトンネル１と、リレーレンズ２２と、平面ミラー２３と、凹面ミラー２４と、空間光変調素子であるＤＭＤ２５と、を有してなるものとする。
【００２４】
ＤＭＤ２５を１枚用いる場合は、ランプ２１とライトトンネル１との間にカラーホイールを配置するが、図３では図示を省略している。ライトトンネル１の間口寸法は、５．５ｍｍ×３．２ｍｍとする。また、リレーレンズ２２と、平面ミラー２３と、凹面ミラー２４によって、ライトトンネル１の出射口１０２とＤＭＤ２５は共役の関係になっている。
【００２５】
図４は、照明光学系モデル２０に基づく光線追跡計算による照明光分布の例である。図４中の丸印で示す部分のように、ＤＭＤ２５の照明領域外では、上側も下側も照度が０になっている。すなわち、ライトトンネル１の出射口側端面１２に反射部材４を設けることで、迷光が抑制されるという効果が発揮されている。
【００２６】
従って、ＤＭＤ２５からの反射光を、投射レンズを用いてスクリーンに拡大投影した場合にも、ＤＭＤ２５の上端と下端を照明する迷光は無いので、ＤＭＤ２５の投射画素領域外の上下左右に不要な光が投影されることは無い。
【００２７】
ここで、ライトトンネル１の出射口側端面１２に反射部材４を設置しない場合、すなわち、ライトトンネル１の出射口側端面１２が反射特性を持たない場合を比較例として説明する。図５は、図３に示した照明光学系モデル２０において、ライトトンネル１の反射部材４を外した想定に基づく、照明分布の例である。
【００２８】
図５中の丸印で示す部分のように、ライトトンネル１の出射口側端面１２に反射部材４を設置していないとき、すなわち、出射口側端面１２の透過率を１００％にしたときは、ＤＭＤ２５の照明領域のすぐ外側に迷光が当たって照度がゼロにならない。特に、照明領域の上側と下側は、照明領域の約１／３程度の照度で迷光により照明される。
【００２９】
したがって、ライトトンネル１の出射口側端面１２が反射特性を有さないときは、投射レンズ２６を用いてスクリーンに拡大投影した場合、ＤＭＤ２５の上下左右に照明光が残る。このため、迷光の反射光（もしくは拡散反射光）が、投射レンズ２６を介してスクリーン面に到達する可能性がある。
【００３０】
以上説明をした通り、ライトトンネル１によれば、出射口側端面１２に反射部材４を備えることで、ミラー基板１０内部を通過した不要光３が、ＤＭＤ２５の照明領域の周囲に到達しないため、迷光がスクリーンに到達することを抑制することができる。
【００３１】
●第２実施形態
次に、本発明に係るライトトンネルの別の実施形態について説明する。図６は、本実施形態に係るライトトンネル１ａの長手方向縦断面図である。図６においてライトトンネル１ａは、既に説明をしたライトトンネル１と同様に、複数のミラー基板１０のミラー面をそれぞれ、内壁となるように筒状につなげてなる。
【００３２】
ライトトンネル１ａの出射口側端面１２には反射部材４が設置されていて、さらに、反射部材４の外側、すなわち、反射部材４の出射口側端面１２への対向面の反対面には、光を吸収又は遮光する吸収層４１が形成されている。吸収層４１は、例えば、出射口側端面１２にアルミを蒸着して形成した反射部材４のアルミ蒸着層の上に、黒色塗料を塗布して形成されたものである。
【００３３】
また、反射部材４を出射口側端面１２から少し間を空けて設置したときも、反射部材４の外側（スクリーン側）に吸収層４１を形成すればよい。
【００３４】
迷光は、不要光３以外にも生じる原因があるので、吸収層４１を備えるライトトンネル１ａによれば、迷光がミラー基板１０の出射口側端面１２から、ミラー基板１０の内部に進入することを防ぐことができる。これによって、迷光が入射口側端面１１へと戻ることを抑制することができる。
【００３５】
なお、出射口側端面１２は、アルミ蒸着以外にも、銀などの金属、あるいは合金、また誘電体多層膜などの材料によって反射特性を持たせればよい。
【００３６】
●第３実施形態
次に、本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態について説明する。図７は、本実施形態に係るライトトンネル１ｂとランプ２０１を示す長手方向縦断面図である。図７において、ライトトンネル１ｂの出射口１０２ｂを含む面を破線で示している。図７に示すように、ライトトンネル１ｂの出射口側端面１２ｂは、出射口１０２ｂに対して略２０°の傾斜を有している。
【００３７】
出射口側端面１２ｂの傾斜面は、ライトトンネル１ｂの外側に向いている。また、出射口側端面１２ｂには反射部材４（不図示）が設置されている。よって、不要光３が出射口側端面１２ｂの傾斜面に至ったとき、不要光３は傾斜面で反射された後に反射面１３（不図示）の反対側で、ミラー基板１０の外側に向けて反射されて、ライトトンネル１ｂから出ていく。
【００３８】
なお、ライトトンネル１ｂに係る出射口側端面１２ｂの傾斜面の傾斜方向は、ライトトンネル１ｂの内側向きでもよい。
【００３９】
ここで、ライトトンネル１ｂの出射口側端面１２ｂに傾斜面が無い場合、すなわちライトトンネル１の出射口側端面１２との比較について、図８を用いて説明する。図８は、ライトトンネル１とランプ２０１を示す長手方向縦断面図である。ライトトンネル１の出射口側端面１２は、出射口１０２を含む面上にあって、出射口１０２に対して傾斜していない。なお、出射口側端面１２には、反射部材４は設置されている。
【００４０】
図８に示すように、出射口側端面１２で反射した不要光３は、ミラー基板１０の内部を通過して入射口側端面１１に戻り、その一部は元の軌跡を逆に戻るようにランプ２０１に至る。また、元の軌跡を逆に戻らない不要光３も、ランプ２０１が有するリフレクタによって、ランプ２０１に向けて反射される。このように、出射口側端面１２が傾斜面でないライトトンネル１では、ランプ２０１に戻される不要光３が多く存在する。これによって、ランプ２０１の安定性や長期信頼性を損なう恐れがある。
【００４１】
以上説明したように、ライトトンネル１ｂによれば、出射口側端面１２を傾斜面にすることで、ランプ２０１に直接戻る不要光３を大幅に低減されることができる。これによって、ランプ２０１の安定性や長期信頼性が得られる。
【００４２】
●第４実施形態
次に、本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態について説明する。図９は、本実施形態に係るライトトンネル１ｃとランプ２０１を示す長手方向縦断面図である。図９において、ライトトンネル１ｃの入射口側端面１１ｃは、拡散面である。ライトトンネル１ｃへの入射光の大半は入射光線３ｃに示すように、ライトトンネル１ｃの入射口１０１ｃから反射面１３で囲まれた内部空間に進入する。しかし、入射光線３ｃのうち、一部の光はミラー基板１０ｃの入射口側端面１１ｃからミラー基板１０ｃ内部に進入する不要光３になる。不要光３は、出射口側端面１２ｃに設置されている反射部材４によって反射されて、入射口側端面１１ｃ側に戻る。
【００４３】
ここで、入射口側端面１１ｃは拡散面であるから、戻ってくる不要光３は、入射口側端面１１ｃによって拡散しながらミラー基板１０ｃの外部へ出る。これによって、ランプ２０１へと戻る不要光３の光量を低減することができ、ランプ２０１の安定性や長期信頼性を向上させることができる。
【００４４】
拡散面である入射口側端面１１ｃを透過してミラー基板１０ｃの内部に進入した不要光３には、ライトトンネル１ｃの外側面１４への入射角が臨界角未満になるものも発生する。臨界角未満の入射角では、外側面１４によって反射光と透過光に分離される。このためミラー基板１０ｃ内部を進行する不要光３のエネルギー量は、ライトトンネル１を構成するミラー基板１０のように拡散面が無いものに比べて小さくなる。これによって、ミラー基板１０ｃの温度上昇を抑えることができる。
【００４５】
●第５実施形態
次に、本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態について説明する。図１０は、本実施形態に係るライトトンネル１ｄとランプ２０１を示す長手方向縦断面図である。図１０において、ライトトンネル１ｄの出射口側端面１２ｄは拡散反射面である。この拡散反射面を形成するには、例えば、サンドブラスト加工によって粗し面にし、その後にアルミ蒸着すればよい。
【００４６】
ライトトンネル１ｄへの入射光の大半は、図１０において入射光線３ｄとして示すように、ライトトンネル１ｄの入射口１０１ｄから反射面１３ｄで囲まれた内部空間に進入し、出射口１０２ｄから出射される。しかし、入射光線３ｄのうち、一部の光はミラー基板１０ｄの入射口側端面１１ｄからミラー基板１０ｄ内部に進入し、出射口側端面１２ｄによって拡散反射されて、入射口側端面１１ｄ側に戻る。
【００４７】
出射口側端面１２ｄは拡散面であるから、出射口側端面１２ｄで拡散反射された不要光３には、ライトトンネル１ｄの外側面１４への入射角が臨界角未満になるものも発生する。臨界角未満の入射角では、不要光３は外側面１４によって反射光と透過光に分離される。このため、ミラー基板１０の出射口側端面１２のように拡散面が無いものに比べて、ミラー基板１０ｄ内部を入射口側端面１１ｄに向けて進行する光のエネルギー量は小さく、ミラー基板１０ｄの温度上昇を抑えることができる。
【００４８】
また、出射口側端面１２ｄの拡散反射面によって拡散反射された不要光３のうち、ライトトンネル１ｄの外側面１４で拡散反射されて入射口側端面１１ｄに戻る不要光３は、入射口側端面１１ｄで拡散するので、ランプ２０１に戻る不要光３の光量は低減される。これによって、ランプ２０１の安定性や長期信頼性を向上させることができる。
【００４９】
なお、入射口側端面１１ｄと、出射口側端面１２ｄの両方を備えてもよい。
【００５０】
●第６実施形態
次に、本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態について説明する。図１１は、本実施形態に係るライトトンネル１ｆの分解斜視図である。図１１においてライトトンネル１ｆは、既に説明をしたライトトンネル１と同様に、複数のミラー基板１０ｆを、それぞれのミラー面が内壁となるように筒状に形成したものである。ライトトンネル１ｆの出射口側端面１２ｆには反射部材４ｆが設置されている。
【００５１】
ライトトンネル１ｆを構成するミラー基板１０ｆは、第１ミラー基板１００ｆａと第２ミラー基板１００ｆｂで構成されている。第１ミラー基板１００ｆａと第２ミラー基板１００ｆｂとの間には、エアギャップ１００ｆｃが形成されている。図１１に示すように、入射口１０１ｆと平行の第１ミラー基板１００ｆａの端面が入射口側端面１１ｆであり、出射口１０２ｆと平行の第２ミラー基板１００ｆｂの端面が出射口側端面１２ｆである。出射口側端面１２ｆは反射部材４ｆによる反射特性を有している。
【００５２】
図１２は、ライトトンネル１ｆの長手方向縦断面図である。図１２に示すように、ライトトンネル１ｆは、入射口側端面１１ｆから第１ミラー基板１００ｆａに進入した不要光３を、エアギャップ１００ｆｃによって出射口側端面１２ｆには進行させず、ミラー基板１０ｆの外側に反射させることができる。
【００５３】
ライトトンネル１ｆのエアギャップ１００ｆｃは、ライトトンネル１ｆの長手方向車断面である。エアギャップ１００ｆｃは、入射口側端面１１ｆと出射口側端面１２ｆとは、非平行の斜面を形成していて、出射口側端面１２ｆ側に向かってライトトンネル１ｆの外側に向かうように形成されている。このエアギャップ１００ｆｃの効果について、図１３を用いて説明する。
【００５４】
図１３（ａ）に示すように、第１ミラー基板１００ｆａの入射口側端面１１ｆに入射した不要光３は、エアギャップ１００ｆｃ（第１ミラー基板１００ｆａの傾斜面）で全反射して、第１ミラー基板１００ｆａの外部へ透過する場合がある。
【００５５】
また、図１３（ｂ）に示すように、第１ミラー基板１００ｆａの入射口側端面１１ｆから、第１ミラー基板１００ｆａに入射した不要光３は、エアギャップ１００ｆｃ（第１ミラー基板１００ｆａの傾斜面）を透過して、第２ミラー基板１００ｆｂの出射口側端面１２ｆで反射する。その後、再びエアギャップ１００ｆｃを透過して、入射口側端面１１ｆを透過する場合がある。
【００５６】
また、図１３（ｃ）に示すように、第１ミラー基板１００ｆａの入射口側端面１１ｆに入射した不要光３が、エアギャップ１００ｆｃ（第１ミラー基板１００ｆａの傾斜面）を透過して、第２ミラー基板１００ｆｂの出射口側端面１２ｆで反射する。その後、エアギャップ１００ｆｃでは全反射して、ライトトンネル１ｆの反射面１３によって反射した後に、ミラー基板１０ｆの外部へ透過する場合がある。
【００５７】
以上のいずれの場合であっても、不要光３がミラー基板１０ｆの出射口側端面１２ｆを透過してＤＭＤ２５側に進むことはなく、迷光がスクリーンに投影されることを抑止することができる。
【００５８】
また、ミラー基板１０ｆに進入した不要光３のうち、図１３（ａ）及び図１３（ｃ）に示したように、光源側に戻らない光が発生する。このため、光源へ戻る光量を低減させることができ、光源への戻り光による光強度の不安定性解消や光源の長寿命化を図ることができる。
【００５９】
なお、エアギャップ１００ｆｃを形成する斜面は、鏡面加工（光学研磨）にする必要はなく、多少の加工傷が残っている面であってもよい。エアギャップ１００ｆｃを形成する斜面が鏡面加工ではなく、第２ミラー基板１００ｆｂに進む不要光３の光量が増えた場合であっても、出射口側端面１２ｆの反射特性によってＤＭＤ２５側に光が漏れることはなく、迷光の発生を抑止することができる。
【００６０】
●第７実施形態
次に、本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態について説明する。図１４は、本実施形態に係るライトトンネル１ｇを構成するミラー基板１０ｇの長手方向縦断面図である。図１４に示すように、ミラー基板１０ｇは、入射口側端面１１ｇから第１ミラー基板１００ｇａに進入した不要光３を、エアギャップ１００ｇｃによって出射口側端面１２ｇに進行させずに、ミラー基板１０ｇの外側に反射させることができる。
【００６１】
ライトトンネル１ｇのエアギャップ１００ｇｃは、出射口側端面１２ｇ側に向かってライトトンネル１ｇの内側に向かうように形成されている。このエアギャップ１００ｇｃの効果について、説明する。
【００６２】
図１４（ａ）に示すように、第１ミラー基板１００ｇａの入射口側端面１１ｇに入射した不要光３は、エアギャップ１００ｇｃ（第１ミラー基板１００ｇａの傾斜面）で全反射する。その後、ライトトンネル１ｇの反射面１３によって反射して、入射口側端面１１ｇから第１ミラー基板１００ｇａの外部に透過する場合がある。
【００６３】
また、図１４（ｂ）に示すように、第１ミラー基板１００ｇａの入射口側端面１１ｇに入射した不要光３が、エアギャップ１００ｇｃ（第１ミラー基板１００ｇａの傾斜面）で全反射する。その後、ライトトンネル１ｇの反射面１３によって反射し、エアギャップ１００ｇｃを透過して、ミラー基板１０ｇの外部に透過する場合がある。
【００６４】
また、図１４（ｃ）に示すように、第１ミラー基板１００ｇａの入射口側端面１１ｇに入射した不要光３が、エアギャップ１００ｇｃ（第１ミラー基板１００ｇａの傾斜面）を透過して、第２ミラー基板１００ｇｂの出射口側端面１２ｇで反射する。その後、エアギャップ１００ｇｃを透過して、入射口側端面１１ｇから第１ミラー基板１００ｇａの外部に透過する場合がある。
【００６５】
また、図１４（ｄ）に示すように、第１ミラー基板１００ｇａの入射口側端面１１ｇに入射した不要光３が、エアギャップ１００ｇｃ（第１ミラー基板１００ｇａの傾斜面）を透過して、第２ミラー基板１００ｇｂの出射口側端面１２ｇで反射する。その後、エアギャップ１００ｇｃで全反射して、ミラー基板１０ｇの外部に透過する場合がある。
【００６６】
以上のいずれの場合であっても、不要光３が出射口側端面１２ｇを透過してＤＭＤ２５側に進むことはなく、迷光が拡大投影されることを抑止することができる。
【００６７】
また、ミラー基板１０ｇに進入した不要光３のうち、図１４（ｂ）及び図１４（ｄ）に示したように、光源側に戻らない光が発生する。このため、光源側へ戻る光量を低減させることができ、光源側への戻り光による光強度の不安定性解消や光源の長寿命化を図ることができる。
【００６８】
なお、エアギャップ１００ｇｃを形成する斜面は、鏡面加工（光学研磨）にする必要はなく、多少の加工傷が残っている面であってもよい。エアギャップ１００ｇｃを形成する斜面が鏡面加工ではなく、第２ミラー基板１００ｇｂに進む不要光３の光量が増えた場合であっても、出射口側端面１２ｇの反射特性によってＤＭＤ２５側に光が漏れることはなく、迷光の発生を抑止することができる。
【００６９】
●第８実施形態
次に、本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態について説明する。図１５は、本実施形態に係るライトトンネル１ｈの長手方向縦断面図である。図１５に示すように、ライトトンネル１ｈは、エアギャップ１００ｈｃが形成されている。エアギャップ１００ｈｃは、ライトトンネル１ｈの反射面１３には達しない程度の深さをもって、ミラー基板１０ｈの外側面１４から反射面１３に向かって斜めに刻まれている。
【００７０】
すでに説明したライトトンネル１ｇ及びライトトンネル１ｆとは異なり、ライトトンネル１ｈのミラー基板１０ｈは、エアギャップ１００ｈｃにより，入射口１０１ｈ側と出射口１０２ｈ側に分離することなく一体に形成されている。これによって、ミラー基板１０ｈの設置は容易になる。
【００７１】
また、エアギャップ１００ｈｃの深さが、ミラー基板１０ｈの厚さ寸法よりも浅いため、溝の無い部分（図１５中の丸印部分）を通過して、出射口側端面１２ｈに向かう不要光３が存在する。しかし、出射口側端面１２ｈには、反射特性を有する反射部材４が設置されているので、不要光３がミラー基板１０ｈの出射口側端面１２ｈを透過してＤＭＤ２５側に進むことはなく、迷光がＤＭＤ２５に投影されることを抑止することができる。
【００７２】
なお、エアギャップ１００ｈｃを形成する斜面は、鏡面加工（光学研磨）にする必要はなく、多少の加工傷が残っている面であってもよい。これによって、エアギャップ１００ｈｃ部分を超えて出射口側端面１２ｈ側に進む不要光３の光量が増えたとしても、出射口側端面１２ｈの反射特性によってＤＭＤ２５側に不要光３が漏れることはなく、迷光の発生を抑止することができる。
【００７３】
●第９実施形態
次に、本発明に係るライトトンネルのさらに別の実施形態について説明する。図１６は、本実施形態に係るライトトンネル１ｊの斜視図である。図１６に示すように、ライトトンネル１ｊは、エアギャップ１００ｊｃが溝によって形成されている。エアギャップ１００ｊｃは、ライトトンネル１ｊの反射面１３には達しない程度の深さをもって、ミラー基板１０ｊの外側面１４ｊから反射面１３に向かって刻まれている。また、エアギャップ１００ｊｃは、その法線Ｎの方向がミラー基板１０ｊの外側面１４ｊ内に存在するように溝加工により形成されている。
【００７４】
ライトトンネル１ｊは、既に説明したライトトンネル１ｈなどと同様に、エアギャップ１００ｊｃによって不要光３が全反射される。これによって、ＤＭＤ２５側に不要光３が漏れることはなく、迷光の発生を抑止することができる。
【００７５】
なお、エアギャップ１００ｊｃを形成する斜面は、鏡面加工（光学研磨）にする必要はなく、多少の加工傷が残っている面であってもよい。エアギャップ１００ｊｃを形成する斜面が鏡面加工ではなく、出射口側端面１２ｊに進む不要光３の光量が増えた場合であっても、出射口側端面１２ｊの反射特性によってＤＭＤ２５側に光が漏れることはなく、迷光の発生を抑止することができる。
【００７６】
以上のように、本発明に係るライトトンネルによれば、ライトトンネル入射口側のミラー基板端面からミラー基板内部に入射した光が出射口側端面から外に漏れることが無く、照明光学系の不要光（迷光）を無くすことができる。
【００７７】
また、本発明に係るライトトンネルによれば、ミラー基板の出射口側端面を順に反射層、遮光層を施すため、照明光学系などに当該ライトトンネルが使われたときに迷光が出射口側端面で遮光（吸収）されて迷光による照明を抑止することができる。
【００７８】
また、本発明に係るライトトンネルによれば、ミラー基板の出射口側端面が傾斜しているため、出射口側端面で反射された光が光源に戻らず、光源の安定性や長期信頼性が保たれる。
【００７９】
また、本発明に係るライトトンネルによれば、ミラー基板の入射口側端面と出射口側端面の少なくともいずれか一方を拡散面にすることで、出射口側端面で反射された光が拡散して入射端面を透過する。これによって、光源に直接戻る光を低減でき、光源の安定性や長期信頼性が保たれる。
【００８０】
また、本発明に係るライトトンネルは、上記の効果に加えて、ライトトンネルの入射口側に矩形開口を設けることで、ミラー基板内部への入射光量を低下させることができる。また、ミラー基板からの反射光の一部も矩形開口でカットされるため、光源への戻り光量を低減できる。
【００８１】
●照明光学系の実施形態
次に、本発明に係る照明光学系の実施形態について説明する。図１７は、本実施形態に係る照明光学系２００を示す光学配置図である。図１７において、照明光学系２００は、回転楕円リフレクタ付きの光源であるランプ２０１と、既に説明をしたライトトンネル１と、リレーレンズ２０２と、平面ミラー２０３と、凹面ミラー２０４と、を有してなる。
【００８２】
ライトトンネル１は、ミラー基板１０のミラー面を内側に向けたミラー面により形成される四角柱形状を有する。
【００８３】
照明光学系２００は、ランプ２０１から出射された光をライトトンネル１により照度を均一化し、リレーレンズ２０２、平面ミラー２０３、凹面ミラー２０４を介して空間光変調素子であるＤＭＤ２０５の有効画素領域を照明するものである。
【００８４】
照明光学系２００によれば、ライトトンネル１により、不要光３がリレーレンズ２０２側に漏れることがなく、迷光がＤＭＤ２０５の有効画素領域の周囲を照明することを抑止することができる。
【００８５】
以上説明したように、本発明に係る照明光学系によれば、本発明に係るライトトンネルを用いることで、空間変調素子の有効画素領域近傍への不要光による照明を抑止することができる。
【００８６】
●画像表示装置の実施形態
次に、本発明に係る画像表示装置の実施形態について説明する。図１８は、本実施形態に係る画像表示装置３００を示す光学配置図である。図１８において、画像表示装置３００は、既に説明をした照明光学系２００と、空間光変調素子であるＤＭＤ２０５と、ＤＭＤ２０５において反射された光をスクリーン（不図示）に拡大投影する投射光学系３０１と、を有してなる。
【００８７】
ＤＭＤ２０５は、入力画像信号に基づき画像を表示する空間光変調素子である。照明光学系２００は、ＤＭＤ２０５を照明するリレー光学系である。
【００８８】
画像表示装置３００によれば、４組のミラー基板によって四角柱形状を形成するライトトンネル１の出射口側端面１２に反射部材４を設置することで、不要光３がリレーレンズ２０２側に漏れることがない。これによって、迷光がＤＭＤ２０５の有効画素領域の周囲を照明することで、迷光がスクリーンに到達することを抑止することができる。
【００８９】
以上説明したように、本発明に係る画像表示装置によれば、投射画像近傍の迷光による不要な画像投影を抑止することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１    ライトトンネル
４    反射部材
１０  ミラー基板
１１  入射口側端面
１２  出射口側端面
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９１】
【特許文献１】特開２００８−２９３７３３号公報
【図１】
2014174248.tif 000003
【図２】
2014174248.tif 000004
【図３】
2014174248.tif 000005
【図４】
2014174248.tif 000006
【図５】
2014174248.tif 000007
【図６】
2014174248.tif 000008
【図７】
2014174248.tif 000009
【図８】
2014174248.tif 000010
【図９】
2014174248.tif 000011
【図１０】
2014174248.tif 000012
【図１１】
2014174248.tif 000013
【図１２】
2014174248.tif 000014
【図１３】
2014174248.tif 000015
【図１４】
2014174248.tif 000016
【図１５】
2014174248.tif 000017
【図１６】
2014174248.tif 000018
【図１７】
2014174248.tif 000019
【図１８】
2014174248.tif 000020