(57)【要約】【構成】照明装置に、アークランプのアークに第１焦点をもつ第１反射素子を少なくとも設ける。複合放物面集光器（ＣＰＣ）の入力端部に反射素子の第２焦点を設ける。光学的集積器からを射出する光を、ｅｔｅｎｄｕｅを小さく抑えた投写装置に利用することができる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置において、
第１焦点および第２焦点をもつ第１反射素子、
第３焦点および第４焦点をもつ第２反射素子であって、第２焦点及び第４焦点が実質的に一致しており、
第１焦点付近に設けられ、第１光線を発生する第１アーク、および
第３焦点付近に設けられ、第２光線を発生する第２アークを有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
さらに、入力端部および出力端部をもつ複合放物面集光器（ＣＰＣ）を有する請求項１の光源装置において、ほぼ第２焦点および第４焦点にこの入力端部を設けて第１角度範囲にある第１光線および第２光線を受け取るように構成するとともに、第１角度範囲よりせまい第２角度範囲にある第１光線および第２光線を上記出力端部が発生するように構成した光源装置。
【請求項３】
約７ｍｍ２・ｓｒ未満のｅｔｅｎｄｕｅで第１光線および第２光線がＣＰＣから射出する請求項２記載の光源装置。
【請求項４】
第１角度範囲が０°〜９０°で、第２角度範囲が０°〜約３０°である請求項２記載の光源装置。
【請求項５】
さらに光学的集積器を有し、この集積器が、
ＣＰＣの出力端部から第１光線および第２光線を受け取る入力開口、および
実質的に均等な明るさで第１光線および第２光線を射出する出力開口を有する請求２記載の光源装置。
【請求項６】
上記光学的集積器がガラスロッド製集積器である請求項５記載の光源装置。
【請求項７】
入力端部の横断面積が出力端部の横断面積より小さくなるように、上記ガラスロッド製集積器をテーパ加工した請求項６記載の光源装置。
【請求項８】
第１焦点および第２焦点を通る線が第３焦点および第４焦点を通る線と約９０°の角度で交わるように、第１反射素子および第２反射素子を相対的に位置決めした請求項１記載の光源装置。
【請求項９】
さらに、反射第１アークおよび反射第２アークに隣接して設けられ、反射第１光線および反射第２光線の一部を受け取り、これをそれぞれ第１アークおよび第２アークを介して戻るように反射する実質的に球面の第１反射体および第２反射体を有する請求項１記載の光源装置。
【請求項１０】
実質的に球面の第１反射体および第２反射体がミラーコーティングを有する請求項９記載の光源装置。
【請求項１１】
第１反射素子および第２反射素子それぞれが、自由形状反射体、複楕円形反射体、および複放物面反射体からなる群から選択されたものである請求項１記載の光源装置。
【請求項１２】
照明方法において、
第１反射素子の第１焦点に設けられた第１アークから第１光線を射出し、
この第１光線を第１反射素子の第２焦点に反射し、
第２反射素子の第３焦点に設けられた第２アークから第２光線を射出し、そして
第２反射素子の、実質的に第２焦点と一致する第４焦点に第２光線を反射することからなることを特徴とする照明方法。
【請求項１３】
さらに、複合放物面集光器（ＣＰＣ）の入力端部で、第２焦点および第４焦点において第１角度範囲にある第１光線および第２光線を受け取り、そして
ＣＰＣの出力端部で、第１角度範囲よりせまい第２角度範囲にある第１光線および第２光線を射出することからなる請求項１２記載の照明方法。
【請求項１４】
さらに、第１アークに隣接する第１球面反射体を用いて第１光線の一部を、第１アークを介して第１反射素子の方向に反射により戻し、そして
第２アークに隣接する第２球面反射体を用いて第２光線の一部を、第２アークを介して第２反射素子の方向に反射により戻すことからなる請求項１２記載の照明方法。
【請求項１５】
第１反射素子および第２反射素子それぞれが、自由形状反射体、複楕円形反射体、および複放物面反射体からなる群から選択されたものである請求項１２記載の照明方法。
【請求項１６】
出力ビデオ信号を有するビデオユニット、および
ビデオユニットに結合され、ビデオ信号および投写ビデオを受け取る投写素子を有する装置において、
この投写素子が、
第１焦点および第２焦点をもつ第１反射素子、
第３焦点および第４焦点をもつ第２反射素子であって、第２焦点及び第４焦点が実質的に一致しており、
第１焦点付近に設けられ、第１光線を射出する第１アーク、および
第３焦点付近に設けられ、第２光線を射出する第２アークを有する照明系、
この照明系に光学的に結合されたライトバルブ、および
反射ライトバルブ光学構成に光学的に接続された投写レンズを有することを特徴とする装置。
【請求項１７】
上記ビデオユニットが、ＤＶＤ、ビデオカメラおよびセットトップ式ボックスから選択されたものである請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
上記照明系がさらに、
入力端部および出力端部をもつ複合放射面集光器（ＣＰＣ）を有する複合放物面集光器（ＣＰＣ）からなり、この入力端部を第２焦点付近および第４焦点付近に設けて、第１角度範囲の第１光線および第２光線を受け取るように構成するとともに、上記出力端部を、第１角度範囲よりせまい第２角度範囲の第１光線および第２光線を射出するように構成した請求項１６記載の装置。
【請求項１９】
上記照明系がさらに、
光学的集積器からなり、
この集積器の入力開口を、ＣＰＣの出力端部からの第１光線および第２光線を受け取るように構成するとともに、出力開口を実質的に均等な明るさで第１光線および第２光線を射出するように構成した請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
第１焦点および第２焦点を通る線が第３焦点および第４焦点を通る線と約９０°の角度で交わるように、第１反射素子および第２反射素子を相対的に位置決めした請求項１６記載の装置。
【請求項２１】
上記ライトバルブが、シリコン担持液晶（ＬＣＯＳ）ライトバルブからなる請求項１６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体としてはカラービデオ投写装置、具体的にはｅｔｅｎｄｕｅ（エテンデュー）を小さく抑えたこのような装置に好適な照明装置に関する。
[関連出願]
本出願は、反射液晶表示素子を利用した単光路カラービデオ投写装置に関する特許出願第１０/１５０，５２７号の一部継続出願である。
[連邦政府財政支援研究開発]
財政支援は申請しない。
【背景技術】
【０００２】
マルチメディア投写装置は、販売デモ、ビジネス会議、クラスルームトレーニングなどやホームシアターなどに広く利用されている。操作の代表例を説明すると、マルチメディア投写装置は、ビデオユニットからアナログビデオ信号を受け取り、これらビデオ信号をデジタル情報に変換し、一つかそれ以上のデジタル駆動式ライトバルブを制御する。使用する具体的な投写装置のコスト、明るさ、画質に応じて、ライトバルブは各種サイズおよび各種の解像度を取ることができ、方式としては透過方式、あるいは反射方式を採用することができ、また光路構成としては単光路構成あるいは多重光路構成利用することができる。なお、投写装置については、以下プロジェクタと呼ぶこともある。
【０００３】
マルチメディアプロジェクタの場合、反射ライトバルブを使用することによって特性を最適化できる。なお、よく利用されている反射ライトバルブ光学構成は、ミラーアレーを偏向配置し、反射液晶ライトバルブを配置して構成する。偏向配置したミラーアレーは、操作のために偏光器を必要としない、非常に効率の高い反射体であるが、これらは価格が高く、軸外照明を必要とし、発生する軸外光路角度を補償するために、特別設計のプリズムなどの特殊な光学素子を利用することが多い。
【０００４】
反射液晶ライトバルブの場合、例えば、シリコン基体上に製造しているため、シリコン担持液晶（ＬＣＯＳ）ライトバルブと呼ばれている。これらは、反射体装置よりも価格は非常に低いが、操作に際しては特別設計偏光器を必要とするため、光の透過損が大きい。
【０００５】
ＬＣＯＳライトバルブ系のプロジェクタを構成する場合、線形偏光感光素子を利用して、ランダム偏光光源から光をこれに入射し、ライトバルブで光を反射し、その偏光方向または偏光状態に応じて反射光を投写レンズから射出するか、あるいは光源に戻す。光の偏光状態は、ライトバルブに加えた電子画像パターンによって求める。
【０００６】
ＬＣＯＳライトバルブを利用できる、いくつかの異なる光学構成がある。一つは、三原色（赤、青、緑）光それぞれに個別の光路を与える多重光路光学構成である。異なる色の光は、一連の偏光ビームスプリッタ、フィルタおよび波長板を通り、各色の反射ＬＣＯＳライトバルブに入射する。多色光の場合は、３つの光路それぞれに対応する色の光に光学的に分割する。各光路に設けられるライトバルブをそれぞれの色データで変調する。次に、各光路を再結合し、収束投写色画像を結像する。別な光学構成は、単光路マルチメディアプロジェクタであり、例えば、色環系逐次フレーム色（ＦＳＣ）光学構成からなる。この構成の場合、光源からの多色光線は、色環の色フィルタ部分を通過する。発生したＦＳＣ光は、単一のライトバルブを色時分割する単光路にそって進む。
【０００７】
多重光路光学的構成では、一般的に、画像の明るさが単光路構成よりも明るい。画像の明るさは、光源（ランプ）からの光の集光量の関数でもあり、また一般的に単光路構成よりも低い色効率の関数でもある。にもかかわらず、全体としてみた場合単光路構成のほうが好ましい。理由は、得られる装置が軽量であり、コストが低く、サイズがよりコンパクトであるからである。これらファクターはいずれも、光源（ランプ）からの光を効率よく集光し、etendue（エテンデュー）が低くなるように最適化した光学的構成成分を通過進行するようにすると、さらに改善でき、より小型化した光学的構成成分を使用することが可能になる。
【０００８】
図１〜３は、これら問題の詳しい説明図である。特に、図１は、単光路構成のマルチメディア投写装置とともに使用する従来の光源１００を示す図である。光源として、アークランプ１０１を楕円反射体１０２の焦点に取り付ける。アークランプ１０１からの多色光線は、楕円反射体１０２によって集光され、光軸１０６に沿って進み、色環１０３の色フィルタ部分および光学的集積器１０４を通過する。色環１０３は、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、および淡紫色フィルタ部分からなる。アークランプ１０１からの光は（赤を欠いた）緑色光であるので、淡紫色（非白色）用のフィルタ部分がマルチメディアプロジェクタに対してより正確な白色点および全色領域を発生する。ある種のマルチメディアプロジェクタの場合には、色環１０３の代わりに、液晶系色切換器などの他のタイプの色変調器を使用する。多重光路タイプの構成をもつプロジェクタでは、色変調器を使用せず、多色光が画像投写光学系を直接通過する。ＦＳＣ光が色環１０３を通過した後（単光路構成）、光学的集積器を通過してから、画像投写装置１０５の残りの構成成分に入射する。光学的集積器１０４は、例えば、細長いトンネル形の集積器であり、四角形の入射端部１０４ａおよび四角形の射出端部１０４ｂをもつ。
【０００９】
照明装置の機能上の目的の一つは、大量の光エネルギーを出力することであるが、放出された光エネルギーは、光源の物理的寸法の拘束条件だけでなく、下流側にある光学的構成成分によって許容される光量によって制限を受ける。ある一つの光学的構成成分にとって許容可能な光量は、その面積と光束スループット、即ちｅｔｅｎｄｕｅの関数である。幾何学的構成要素即ちetendueＥは、光ビームの横断面積とこのビームの発散角度との積として定義される。このetendueは幾何学的範囲とも呼ばれている。
【００１０】
図２について説明すると、etendueＥは、数学的には以下の式１によって表される幾何学的構成要素である。
2007507754.tif 000003
ただし、Ωは、横断面Ａにおける光２０１の円錐である。
【００１１】
etendueは、重要である。理由は、光学系において、対応して光束を小さくしない限り、小さくできないからである。また、光源１００などの光源からの光束を効率よく集光するさいにもきわめて重要である。これは、全光学系のetendueの下限を設定するさいに有効である。
【００１２】
図１に示すように、単一の軸上楕円反射体を使用するか、あるいは軸上放物面反射体（図示なし）を使用する照明装置には、光のetendueを劣化させ、従って照明源からの出力を劣化させる“角度依存倍率”が固有の性質としてのばらつきを示す。
【００１３】
図３に、従来の円錐形反射体構成の基本的な制限に対する一つの解決策を示す。特に、光源３０１には、第１焦点３０２と第２焦点３０７をもつ複放物面反射体３０５を使用する。複放物面反射体の第１焦点３０２にアークを設定したアークランプ３０４が光線を発生する。このアークランプ３０４の複放物面反射体３０５とは反対側にある面にミラーコーティング３０３をコーティングし、光線３０６をアークの方に反射させ、光線と結合し、さらに光線を強くする。この光源３０１は、所望のetendue（７ｍｍ２・ｓｒ未満）で適度な集光効率（ほぼ４０％以上）を実現できるが、欠点は、第２反射角度があまりにも急角度なため、下流側の光学構成成分が利用できないことである。このように迷光が発生すると、証明装置の効率が下がることになる。
【００１４】
従って、小さなetendueで適度な集光効率を実現できる照明装置が依然として望まれている。このような照明装置は、明るくおよび／または高品質の投写映像を好ましくは比較的低いコストで実現でき、かつコンパクト化、軽量化および／または薄型化を実現できるマルチメディア投写装置を設計するさいに有利なものと考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、制限するものではないが、etendueを小さく抑えた状態でマルチメディア投写装置に適用した場合に好適な集光効率を実現できる照明装置を提供するものである。本発明の設計構成および作用効果は、以下の各種実施態様の詳しい説明から明らかになるはずである。なお、詳細な説明および具体的な実施例は、説明のみを目的とし、限定を意図するものではない。各種実施態様の詳細な説明から、当業者にとっては、本発明の範囲に含まれる各種変更例などは自明のものと考えられる。
【発明の効果】
【００１６】
以下に説明する実施態様の設計構成および作用効果は、各種の反射または透過ライトバルブタイプのうち任意のものを使用する単光路光学構成および多重光路光学構成だけでなく、プリズム系や非プリズム系の光路構成にも応用可能である。特に、etendueを小さく抑えたカラービデオ投写装置において作用効果が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図４に、本発明の一実施態様を示す。図３の照明装置の場合、光源からの光線を集光集積し、etendueを小さく抑えた装置４０１の効率を最適化する新規な二工程方法で使用するのが有利である。複放物面反射体３０５の第２焦点３０７に入力端部４０２ａを置いて、複合放物面集光器（ＣＰＣ）４０２を設置する。ここで図５について説明すると、光線は広い入射角度（例えば、最大９０°）５０１でＣＰＣ５０２に入射させることができるが、射出角度は比較的小さな一定の角度（例えば、３０°かそれ未満）５０５であり、反射量はごくわずかである。ＣＰＣ４０２ｂの出力から、次に、光は光学的集積器４０４を通過する。この実施態様で使用する光学的集積器４０４は、ソリッドなガラス製の光集積トンネルであり、入力開口４０４ａと出力開口４０４ｂを有する。光集積トンネル４０４は全内部反射によって光集積を行うが、具体的な特定な用途に合うように、横断面積をテーパ化してもよい。また、入力開口４０４ａに鏡面を設けてもよい。出力開口４０４ｂのアスペクト比については、“下流側の”ライトバルブ（図示省略）のアスペクト比に一致させてもよい。この実施態様では、ガラスロッド製の集積器を使用しているが、本発明の別な実施態様では、複フライズアイレンズ集積器や、集積射出後にほぼ均一な光分布を与えるその他の十分効果的な集積素子を使用することができる。
【００１８】
各種の実施態様において、光学的集積器４０４ｂの出力開口の横断面アスペクト比は、従来の表示標準規格に準じた投写表示方式に合うアスペクト比であればよい。表示標準規格についていくつか実例を挙げれば、ＳＶＧＡ（スーパービデオグラフィックスアレー）、ＸＧＡ（拡大グラフィックスアレー）、ＳＸＧＡ（スーパーＸＧＡ）、ＵＸＧＡ（ウルトラＸＧＡ）、ＷＵＸＧＡ（ワイドスクリーンウルトラＸＧＡ）である。これら表示標準規格は、解像度、色深度（測定単位：ビット）およびリフレッシュレート（測定単位：ヘルツ）を組み合わせて規格化したものが多い。ＳＶＧＡ、ＸＧＡおよびＵＸＧＡはいずれもアスペクト比、即ち画像の幅対高さ比が４：３である。ＳＸＧＡのアスペクト比は５：４、そしてＷＵＸＧＡのそれは１６：１０である。
【００１９】
出力開口４０４ｂを射出した、ほぼ均一に分布した光は、適宜設ける色環４０３を通過し、制限するものではないが、例示すれば、上記に説明した単光路または多重光路構成の光学系などの画像投写光学系４０５に入射する。
【００２０】
図４の照明装置は、有利な作用効果をもつ。というのは、小さなｅｔｅｎｄｕｅで集光効率が高くなり、より小形の、従ってコストのより低い光学的構成成分、特に色環、透過/反射偏光ビームスプリッタ、ＬＣＤ（例えば、２．７ｃｍ（０．５インチ）のＬＣＤが使用できる）、および投写レンズを使用した適度に明るい光学的装置が可能になるからである。小形の光学的構成成分は、コンパクトで軽量な携帯式プロジェクタを製造するために特に有用である。
【００２１】
図６に、本発明の別な実施態様を示す。この実施態様は、従来のさらに別な制限、即ち、ある方向に±９０°の角度に制限され、かつ対角方向に±４５°の角度に制限されるアークの１：１画像形成という制限を取り払うものである。さらに、この実施態様は、小さなetendueをもつ、および／またはetendueにより制限されたサイズに制限のある光学的構成成分を使用する光学装置の明るさ、照明均等度、および照明効率を改善するものでもある。この実施態様では、光源６０１は２つのアークランプ６０２、６１３を使用し、対応する反射体装置６０４、６１５を９０°の角度でオフセット配置するとともに、これらの第２焦点６０８が一致するように構成する。このように構成すると、２つのアークランプ像が第２焦点で重なり、両対角軸内で９０°の角度分布６０７を構成できる。
【００２２】
特に、それぞれ第１焦点６０３、６１４を備え、第２焦点６０８が一致している第１および第２の自由形状複楕円、好ましくは複放物面反射体６０４、６１５を光源６０１に使用する。複放物面反射体６０４の第１焦点６０３にアークを置いた第１アークランプ６０２が光線６０６を発生する。同様に、複放物面反射体６１５の第１焦点６１４にアークを置いた第２アークランプ６１３が光線６１２を発生する
【００２３】
第１および第２アークランプ６０２、６１３には、対応する反射体６０４、６１５とは反対側にある面にミラーコーティングをコーティングし、光線６０６及び６１２をアークの方に反射させ、光線と結合し、さらに光線６０６、６１２を強くする。なお、このミラーコーティングの代わりに、あるいはこれに加えて、それぞれ第１および第２アークランプ６０２および６１３に隣接して設けられた第１および第２球面反射体６０５、６１１に別なコーティングを設けてもよい。
【００２４】
上記で説明したように、第１および第２反射体６０４、６１５については、第２焦点６０８から第２焦点６０３、６１４に延長した想像線間の角度である約９０°の角度６０７でほぼオフセット配置する。
【００２５】
光源６０１は、さらに二段光線角度収束/集積装置を有する。第１段は、ＣＰＣ４０２などのＣＰＣを有し（図４及び５）、このＣＰＣは、アーク像のほぼ±９０°角度分布をほぼ±３０°の光線角度分布に変換するが、必要な反射量はきわめて小さい。第２段は、ソリッドなガラス製の光集積トンネルであり、入力開口４０４ａと出力開口４０４ｂを有する。光集積トンネル４０４は全内部反射によって光集積を行うが、具体的な特定な用途に合うように、横断面積をテーパ化してもよい。また、入力開口４０４ａに鏡面を設けてもよい。出力開口４０４ｂのアスペクト比については、“下流側の”ライトバルブ（図示省略）のアスペクト比に一致させてもよい。
【００２６】
出力開口４０４ｂを射出した均一分布光は、適宜設ける色環４０３を通って進行し、制限するものではないが、例えば上記の投写光学系などの画像投写光学系４０５に入射する。上記したように、色環は、画像投写光学系が多重光路構成の場合は、省略することができる。この場合、光集積トンネル４０４を射出する多色光は、画像投写光学系に直接入射することになる。
【００２７】
以下の表１〜７に、一実施態様の構成パラメータを示すが、光源６０１の光学系パラメータ計算値も併記する。
【００２８】
表１
アークランプ６０２、６１３のアーク寸法
アーク長さ：１ｍｍ
アーク幅：０．６ｍｍ
【００２９】
表２
ＣＰＣ４０２入力のアーク画像パラメータ
光線幅角度：９０°
光線高さ角度：９０°
幅：１．５ｍｍ
高さ：１ｍｍ
面積：１．５ｍｍ２
ｅｔｅｎｄｕｅ：４．７１２３８９ｍｍ２・ｓｒ
【００３０】
表３
ＣＰＣ４０２出力パラメータ
光線幅角度：３０°
光線高さ角度：３０°
幅：３ｍｍ
高さ：２ｍｍ
面積：６ｍｍ２
ｅｔｅｎｄｕｅ：４．７１２３８９ｍｍ２・ｓｒ
【００３１】
表４
集積器４０４入力面積に対するＣＰＣ４０２出力面積の比
集積器入力面積：３０．１６１２８ｍｍ２
ＣＰＣ出力面積：６ｍｍ２
比：５．０２６８８１
【００３２】
表５
集積器４０４入力パラメータ
円錐角：３０°
ｅｔｅｎｄｕｅ：２３．６８８６２ｍｍ２・ｓｒ
入力開口面積：３０．１６１２８ｍｍ２
入力対角長さ：７．９２６９１７ｍｍ
入力幅：６．３４１５３３ｍｍ
入力高さ：４．７５６１５ｍｍ
【００３３】
表６
集積器４０４出力パラメータ
円錐角：２６．５°
ｅｔｅｎｄｕｅ：２３．６８８６２ｍｍ２・ｓｒ
出力開口面積：３７．８７３４６ｍｍ２
出力対角長さ：８．８８７３８ｍｍ
出力幅：７．１０６１９１ｍｍ
出力高さ：５．３２９６４３ｍｍ
【００３４】
表７
ライトバルブ照明パラメータ                            
ライトバルブ対角長さ：１７．７８ｍｍ（０．７インチ）
照明溢光（Ｏｖｅｒｆｉｌｌ）：７％
照明面積：１７３．７２９ｍｍ２
ｆ/＃：２．４
照明角度：１２．０２４７°
ｅｔｅｎｄｕｅ：２３．６８８６２ｍｍ２・ｓｒ
【００３５】
二段光線角度変換/集積化装置を利用することが好ましい。なぜなら、ＣＰＣ４０２は実質的に±９０°の許容角度をもつが、集積器トンネル４０４のみを利用した場合には、かなりのフレネル損が発生するからである。ＣＰＣ４０２は角度を約±３０°まで小さくでき、これは光集積器トンネル４０４の許容角度に相当する。
【００３６】
また、二段光線角度変換/集積装置を利用すると有利なもう一つの理由は、ＣＰＣ出力面積に対する集積器入力開口面積の比を大きく取ることができ、これによって有効再結合色効率を高くできるからである。
【００３７】
場合に応じて、多重ランプを組み合わせると、一般的には、ｅｔｅｎｄｕｅが大きくなるが、光源６０１のほうが好ましい。理由は、etendueを小さく抑えた状態で二ランプ方式装置を実現できるからである。
【００３８】
二ランプ方式光源６０１はさらに別な作用効果がある。即ち、明るさおよび色を均等にできる；装置の故障までの平均寿命を長くできる；信頼性を高くできる；使用するランプを選択できる；明るさを変化させるために一つあるいは二つ以上のランプを選択使用できるなどである。
【００３９】
図７に、本発明の別な実施態様を示す。この実施態様では、ソリッドなガラス製の光集積トンネル４０４の代わりに、第１と第２のフライズアイレンズ７０３、７０４を使用する。フライズアイレンズの場合、コリメートされた光と使用するとその性能をより発揮できる傾向があるため、集積器の前に適宜設けるコリメートレンズ７０２を置く。これ以外は、本実施例の画像投写機能は、図６の実施態様とほぼ同じである。
【００４０】
図８に、本発明のさらに別な実施態様を示す。この実施態様では、ビデオユニット８０１が、画像投写光学系４０５および照明系８０２を有する投写装置８０３にビデオ信号を送信する。この照明系としては、上記の本発明の実施態様のいずれも使用することができる。一つの実施態様では、画像投写光学系４０５は、反射ＬＣＯＳライトバルブ構成とすることができる。また、ビデオユニット８０１には、パーソナルコンピュータ、ラップコンピュータ、ＤＶＤ、セットトップ式ボックス（ＳＴＢ）、ビデオカメラ、ビデオレコーダや、その他のビデオ信号をプロジェクタに送信するのに適当な装置を組み込むことができる。
【００４１】
本発明のマルチメディアプロジェクタの作用効果について、制限するものではないが例示すると、他のアプローチと比較した場合、軽量であり、サイズが小さく、構成成分の数が少なくおよび／またはコストが低く、および／または実施も容易である。本発明のプロジェクタが軽量である一つの理由は、プリズムを必ずしも必要しないからである。あるいは、本発明に従って組み込んだ光源によってｅｔｅｎｄｕｅを小さく抑えることができるため、かなり小さなプリズムを利用して、同じ光伝送効率を実現できるからである。
【００４２】
さらに、性能からみた作用効果もある。本発明のプロジェクタの場合、例えば、大きなガラスプリズム内において残留ストレスまたは熱誘導ストレスによって発生する複屈折問題を反射偏光ビームスプリッタおよび小さなプリズムによって抑制できるため、画像コントラストを強くすることができる。最後に、本発明の実施態様の場合、f/＃を明るくできるため、発光効率をより高くでき、しかも画面上のルーメン（明るさ）を強くできる光学式プロジェクタを実現できる。例えば、従来のプリズムの場合、光学コーティング設計により約f/２．５に制限されていたが、本発明のetendueを小さく抑えた投写装置では約f/２．０でプリズムを使用することができる。
【００４３】
当業者ならば、本発明の上記以外の各部分について、以上の好ましい実施態様で説明したのとは異なる形で実施できることを理解できるはずである。例えば、光路を本発明の範囲内で変更し、あるいは何かを付け加えることによって非点収差、色収差その他の光学的歪を補正することができる。また、波長範囲、フィルタ、波長板やその他の光学的構成成分についても、背面投写用途、より高い解像度を必要とする用途、ビデオのみを対象とする用途、娯楽を対象とする用途などに広い特性範囲、実装位置、実装間隔、実装寸法、アスペクト比で利用することができる。ＵＶ及び／又はＩＲフィルタを熱及び放射線による損傷から部品を保証するために用いてもよい。以上説明し、図示した多重光路光学構成だけでなく、単光路構成にも上記光源/照明装置を使用することができる。さらに、光源６０１についても、ＣＰＣ４０２の出力寸法を一方向に２倍小さくすることによって一ランプ方式装置を対象として最適化することができる。これは、より小型の光学部品及びライトバルブさえ用いることを可能にする。三つ以上のランプにも対応できるように、光源６０１を構成することも可能である。最後に、単光路実施態様をＧ、Ｒ、Ｂおよび紫系の色について説明してきたが、本発明の実施態様は単色系、グレースケール系、および他の色系にも簡単に応用できる。
【００４４】
本発明から逸脱しなくても、上記本発明実施態様の細部に変更を加えることができる。従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ制限を受けるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】標準的な円錐反射体を使用した従来のマルチメディアプロジェクタ装置を示す概略平面図である。
【図２】光線束のetendueを定義するパラメータを表す概略図である。
【図３】複放物面反射体とともに軸外アークランプを使用した従来のマルチメディアプロジェクタ装置を示す概略平面図である。
【図４】本発明の一実施態様に従って、etendueを小さく抑えたマルチメディア投写装置に使用できるように最適化した複放物面反射体とともに使用する軸外アークランプを示す概略図である。
【図５】例えば図４に示したような複合放物面集光器の光線追跡を示す概略横断面図である。
【図６】本発明の別な実施態様を示す概略平面図であって、複合放物面集光器、光集積トンネルおよび色環を介して、複数のアークランプからの光線を対応する反射体で反射し、低いｅｔｅｎｄｕｅで光学系の照明効率を改善した状態を示す図である。
【図７】本発明の一実施態様に従って、複合放物面集光器、コリメートレンズおよび複フライズアイレンズを介して、複数のアークランプからの光線を対応する反射体で反射しした状態を示す概略平面図である。
【図８】本発明の一実施態様に従って、画像投写光学系および照明系からなる投写素子に結合したビデオユニットを示す、ビデオ投写装置の概略平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
３０５：複放物面反射体、
３０７：第２焦点、
４０１：ｅｔｅｎｄｕｅを小さく抑えた装置、
４０２、５０２：ＣＰＣ、
４０２ａ:入力端部、
４０３：色環、
４０４：光学的集積器、
４０４ｂ：出力開口、
４０５：画像投写光学系、
６０２、６１３：アークランプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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