(57)【要約】【課題】高コントラスト化および高効率化を達成しつつ、小型化が可能な照明光学系およびそれを備える画像投射装置を提供すること。【解決手段】光源からの光束を、偏光分離面を介して画像形成素子に導く照明光学系であって、光源と偏光分離面との間に配置され、非偏光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、光源と偏光変換素子との間に配置された光学系と、を有し、偏光分離面の法線および照明光学系の光軸に平行な断面を第１の断面、照明光学系の光軸に平行であるとともに第１の断面に直交する断面を第２の断面とするとき、光学系は、光源側から順に、光源からの光束を受光する第１の光学系と、第１の光学系からの光束の進行方向を第２の断面で折り曲げる反射光学系と、反射光学系からの光束を偏光変換素子に導く第２の光学系とを含み、第１および第２の光学系のそれぞれの第１および第２の断面における光束幅変倍率を適切に設定する。【選択図】図３
2019132885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束を、照明光学系の光軸に対して傾けて配置された偏光分離面を介して画像形成素子に導く照明光学系であって、
前記光源と前記偏光分離面との間に配置され、非偏光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、
前記光源と前記偏光変換素子との間に配置された光学系と、を有し、
前記偏光分離面の法線および前記照明光学系の光軸に平行な断面を第１の断面、前記照明光学系の光軸に平行であるとともに前記第１の断面に直交する断面を第２の断面とするとき、
前記光学系は、前記光源の側から順に、前記光源からの光束を受光する第１の光学系と、前記第１の光学系からの光束の進行方向を前記第２の断面で折り曲げる反射光学系と、前記反射光学系からの光束を前記偏光変換素子に導く第２の光学系とを含み、
前記第１の光学系の前記第１の断面における光束幅変倍率α１、前記第１の光学系の前記第２の断面における光束幅変倍率α２、前記第２の光学系の前記第１の断面における光束幅変倍率β１、および前記第２の光学系の前記第２の断面における光束幅変倍率β２は、
０．５＜α１＜２．０
０．５＜α２＜１．０
α２≦α１
０．５＜β１＜２．０
１．０＜β２＜２．０
β１＜β２
α１×β１＜α２×β２
なる条件を満足することを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
光束を複数の光束に分割する複数のレンズセルを有し、前記偏光変換素子よりも前記光源の側に配置されている第１のフライアイレンズと、
前記第１のフライアイレンズの複数のレンズセルに対応する複数のレンズセルを有し、前記第１のフライアイレンズと前記偏光変換素子との間に配置されている第２のフライアイレンズと、を更に有し、
前記第２の光学系は、前記反射光学系からの光束を受光する第１のレンズと、前記第１のレンズからの光束を前記第１のフライアイレンズに導く第２のレンズと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項３】
前記第２の光学系は、光束を複数の光束に分割する複数のレンズセルを有し、前記偏光変換素子よりも前記光源の側に配置されている第１のフライアイレンズと、前記第１のフライアイレンズの複数のレンズセルに対応する複数のレンズセルを有し、前記第１のフライアイレンズと前記偏光変換素子との間に配置されている第２のフライアイレンズと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の照明光学系。
【請求項４】
前記反射光学系は、誘電体ミラーを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の照明光学系。
【請求項５】
前記誘電体ミラーの反射率が５０％となる第１カット波長は６２０ｎｍ−７００ｎｍであり、
前記誘電体ミラーは、前記第１カット波長より短波長側の可視光領域の光を反射することを特徴とする請求項４に記載の照明光学系。
【請求項６】
前記誘電体ミラーから前記偏光変換素子までの間に配置されているいずれかの光学素子の透過率が５０％となる第２カット波長は４００ｎｍ−４４０ｎｍであり、
前記光学素子は、前記第２カット波長より長波長側の可視光領域の光を透過させることを特徴とする請求項５に記載の照明光学系。
【請求項７】
光束を複数の光束に分割する複数のレンズセルを有し、前記偏光変換素子よりも前記光源の側に配置されている第１のフライアイレンズと、
前記第１のフライアイレンズの複数のレンズセルに対応する複数のレンズセルを有し、前記第１のフライアイレンズと前記偏光変換素子との間に配置されている第２のフライアイレンズと、を更に有し、
前記誘電体ミラーから前記偏光変換素子までの間に配置されているいずれかの光学素子は、前記第１のフライアイレンズおよび前記第２のフライアイレンズの少なくとも一方であることを特徴とする請求項６に記載の照明光学系。
【請求項８】
前記光源と、
前記画像形成素子と、
請求項１から７のいずれか１項に記載の照明光学系と、を有することを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光学系およびそれを備える画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、偏光ビームスプリッタの偏光分離面の法線と光軸を含む面を第１の断面、光軸を含み第１の断面に直交する断面を第２の断面とする場合、第２の断面における光束幅を拡大させる照明光学系が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２では、特許文献１と同様の第１および第２の断面を定義した場合、第１および第２の断面のそれぞれにおいて光束を圧縮する第１の圧縮系と、第１の断面のみにおいて光束を圧縮させる第２の圧縮系とを有する照明光学系を開示している。
【０００４】
特許文献１、２の照明光学系では、第１の断面における光束幅を第２の断面より狭くすることで偏光ビームスプリッタの入射角度特性によるコントラストの低下が抑制されるとともに、第２の断面における光束幅を所定の幅に保つことで照明効率も維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５３９３８３９号
【特許文献２】特開２０１５−２６０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、照明光学系の小型化に関しては考慮されていない。
【０００７】
本発明は、高コントラスト化および高効率化を達成しつつ、小型化が可能な照明光学系およびそれを備える画像投射装置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】
【０００８】
本発明の一側面としての照明光学系は、光源からの光束を、照明光学系の光軸に対して傾けて配置された偏光分離面を介して画像形成素子に導く照明光学系であって、前記光源と前記偏光分離面との間に配置され、非偏光を直線偏光に変換する偏光変換素子と、前記光源と前記偏光変換素子との間に配置された光学系と、を有し、前記偏光分離面の法線および前記照明光学系の光軸に平行な断面を第１の断面、前記照明光学系の光軸に平行であるとともに前記第１の断面に直交する断面を第２の断面とするとき、前記光学系は、前記光源の側から順に、前記光源からの光束を受光する第１の光学系と、前記第１の光学系からの光束の進行方向を前記第２の断面で折り曲げる反射光学系と、前記反射光学系からの光束を前記偏光変換素子に導く第２の光学系とを含み、前記第１の光学系の前記第１の断面における光束幅変倍率α１、前記第１の光学系の前記第２の断面における光束幅変倍率α２、前記第２の光学系の前記第１の断面における光束幅変倍率β１、および前記第２の光学系の前記第２の断面における光束幅変倍率β２は、
０．５＜α１＜２．０
０．５＜α２＜１．０
α２≦α１
０．５＜β１＜２．０
１．０＜β２＜２．０
β１＜β２
α１×β１＜α２×β２
なる条件を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高コントラスト化および高効率化を達成しつつ、小型化が可能な照明光学系およびそれを備える画像投射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の画像投射装置の照明光学系の断面図である。
【図２】画像投射装置を傾けて投射した場合の図である。
【図３】実施例１の画像投射装置の照明光学系の断面図である。
【図４】実施例１の第１の光学系の拡大図である。
【図５】実施例１の第２の光学系の拡大図である。
【図６】実施例２の画像投射装置の照明光学系の断面図である。
【図７】実施例２の第１の光学系の拡大図である。
【図８】実施例２の第２の光学系の拡大図である。
【図９】実施例３のミラーの分光反射率のグラフである。
【図１０】実施例４のミラーの分光反射率のグラフである。
【図１１】実施例４の第１のフライアイレンズの分光透過率のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、従来の画像投射装置の照明光学系の断面図である。図１（Ａ）は、偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面７Ｓの法線および照明光学系の光軸に平行な第１の断面を示している。図１（Ｂ）は、照明光学系の光軸に平行であるとともに第１の断面に直交する第２の断面を示している。
【００１３】
ランプユニット１から射出された略平行光線は、第１のフライアイレンズ２および第２のフライアイレンズ３に入射する。第１のフライアイレンズ２および第２のフライアイレンズ３はそれぞれ、光束を複数の光束に分割する複数のレンズセルを有する。第１のフライアイレンズ２および第２のフライアイレンズ３に入射した光線は、複数の光束に分割される。複数の分割光束は、第２のフライアイレンズ３および偏光変換素子４の近傍に複数の２次光源像を形成する。２次光源像を形成した光束（非偏光）は、偏光変換素子４で所定の偏光方向を有する直線偏光に変換された後、コンデンサレンズ５によって集光され、色分離合成系を介して画像形成素子８上で重ね合わされて画像形成素子８を均一に照明する。
【００１４】
第１のフライアイレンズ２の各セルは第１の断面に平行な方向へ偏心して並んでおり、第１のフライアイレンズ２は第１の断面において正のパワーを有する。第２のフライアイレンズ３の各セルは、第１のフライアイレンズ２の各セルに対応し、第１の断面に平行な方向へ偏心して並んでおり、第２のフライアイレンズ３は第１の断面において負のパワーを有する。これらのパワー配置はアフォーカル系で、第１の断面の光束は第１のフライアイレンズ２と第２のフライアイレンズ３を透過することで光束幅が圧縮される。
【００１５】
色分離合成系において、光線はまずダイクロイックミラー６に入射する。ダイクロイックミラー６は、緑色帯域の光線を透過させ、赤色帯域および青色帯域の光線を反射させる。偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面７Ｓは、多層膜から構成され、照明光学系の光軸に対して傾いている。
【００１６】
ダイクロイックミラー６を透過した緑色帯域の光線は、偏光ビームスプリッタ７Ｇで反射され、画像形成素子８Ｇで画像信号に応じて変調される。画像形成素子８Ｇで反射された緑色帯域の光線は再び偏光ビームスプリッタ７Ｇに入射し、変調された光線のみ透過して色合成プリズム９に入射する。
【００１７】
ダイクロイックミラー６で反射された赤色帯域および青色帯域の光線は、波長選択性位相板１０に入射する。波長選択性位相板１０は、赤色帯域の光線の偏光方向を９０度回転させる。赤色帯域の光線は、偏光ビームスプリッタ７ＲＢを透過し、画像形成素子８Ｒで画像信号に応じて変調される。青色帯域の光線は、偏光ビームスプリッタ７ＲＢで反射され、画像形成素子８Ｂで画像信号に応じて変調される。画像形成素子８Ｒで反射された赤色帯域の光線および画像形成素子８Ｂで反射された青色帯域の光線は再び偏光ビームスプリッタ７ＲＢに入射し、変調された光線のみ合成され色合成プリズム９に入射する。
【００１８】
色合成プリズム９で合成された緑色、赤色および青色の光線はカラー画像となって投射レンズ（投射光学系）によってスクリーン等の被投射面に投射される。
【００１９】
画像形成素子の短辺方向を第１の断面に平行にすることで、色分離合成において光束を折り曲げる際に光学系を小型化することができる。
【００２０】
照明光学系をストレートに配置している場合に筐体を傾けて斜めに投射すると、ランプユニット１の光軸が水平状態から傾いてしまう。ランプユニット１として水銀ランプを用いる場合、水銀ランプの光軸が水平状態から傾くと温度分布が変化し、水銀ランプの寿命が低下してしまう。そのため、図２に示されるように、照明光学系を途中で折り曲げ、筐体を傾けた際に水銀ランプが光軸中心に回転する構成が必要となる。
【００２１】
色分離合成が画像形成素子の短辺方向に平行な第１の断面で行われる場合、照明光学系の折り曲げは第２の断面で行う必要がある。そのため、図１（Ｂ）に示されるように、ランプユニット１の光軸はミラー１１によって略９０度折り曲げられている。
【００２２】
上述した従来例の場合、第１の断面において光束幅を圧縮することで照明光学系が小型化されるとともに、偏光ビームスプリッタ７への光線の入射角が小さくなるので偏光分離面７Ｓの検光性能が向上し、高コントラスト化を実現可能である。一方、第２の断面において光束幅は圧縮されておらず、ある程度の幅を保っている。これにより、偏光変換素子４の近傍に形成される２次光源像を小さくすることができるので照明効率を高くすることができる。しかしながら、第１の断面の光束幅が広い状態でミラー１１によりランプユニット１の光軸が折り曲げられるため、照明光学系が大きくなってしまう。
【実施例１】
【００２３】
図３は、本実施例の画像投射装置の照明光学系の断面図である。図３（Ａ）は、偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面７Ｓの法線および照明光学系の光軸に平行な第１の断面を示している。図３（Ｂ）は、照明光学系の光軸に平行であるとともに第１の断面に直交する第２の断面を示している。本実施例では、前述した従来の画像投射装置と異なる構成について説明する。
【００２４】
本実施例の照明光学系は、ランプユニット１の発光管（光源）ＬＳから射出された光束の光路において、発光管ＬＳと偏光変換素子４との間に配置された光学系を有する。光学系は、発光管ＬＳの側から順に、第１の光学系１０１、反射光学系１０２および第２の光学系１０３を含んでいる。
【００２５】
第１の光学系１０１は、ランプユニット１のリフレクタＲおよび凹レンズ１２から構成されている。
【００２６】
図４（Ａ）は、第１の光学系１０１の第１の断面の拡大図である。ランプユニット１から射出される光束幅をＤ１、凹レンズ１２から射出される光束幅をＤ１’とするとき、第１の光学系１０１における第１の断面の光束幅変倍率α１は以下の式（１）で表される。
【００２７】
α１＝Ｄ１’／Ｄ１                    （１）
本発明では、光束幅変倍率α１は以下の条件式（２）を満足する。
【００２８】
０．５＜α１＜２．０           （２）
本実施例では、光束幅Ｄ１は５２ｍｍ、光束幅Ｄ１’は３５ｍｍであり、光束幅変倍率α１は０．６７と算出され、条件式（２）を満足する。
【００２９】
図４（Ｂ）は、第１の光学系１０１の第２の断面の拡大図である。ランプユニット１から射出される光束幅をＤ２、凹レンズ１２から射出される光束幅をＤ２’とするとき、第１の光学系１０１における第２の断面の光束幅変倍率α２は以下の式（３）で表される。
【００３０】
α２＝Ｄ２’／Ｄ２                    （３）
本発明では、光束幅変倍率α２は以下の条件式（４）を満足する。
【００３１】
０．５＜α２＜１．０           （４）
条件式（４）を満足することで、第１の光学系１０１を透過後の光束の光束幅は第２の断面において圧縮される。本実施例では、光束幅Ｄ２は５２ｍｍ、光束幅Ｄ２’は３５ｍｍであり、光束幅変倍率α２は０．６７と算出され、条件式（４）を満足する。
【００３２】
反射光学系１０２は、ミラー１１から構成され、図３（Ｂ）に示されるように、第２の断面において、第１の光学系１０１からの光束の進行方向を折り曲げる。第１の断面においても正確にはランプユニット１と凹レンズ１２は紙面手前か奥に９０度折れ曲がっているが、説明の簡略化のためにこの折り曲げは図示していない。
【００３３】
第２の光学系１０３は、シリンドリカルレンズ１３およびシリンドリカルレンズ１４から構成されている。
【００３４】
図５（Ａ）は、第２の光学系１０３の第１の断面の拡大図である。シリンドリカルレンズ１３に入射する光束幅をＤ１’、シリンドリカルレンズ１４から射出される光束幅をＤ１”とするとき、第２の光学系１０３における第１の断面の光束幅変倍率β１は以下の式（５）で表される。
【００３５】
β１＝Ｄ１”／Ｄ１’           （５）
本発明では、光束幅変倍率β１は以下の条件式（６）を満足する。
【００３６】
０．５＜β１＜２．０           （６）
第１の断面では、シリンドリカルレンズ１３およびシリンドリカルレンズ１４のいずれもパワーを有していない。本実施例では、光束幅Ｄ１’は３５ｍｍ、光束幅Ｄ１”は３５ｍｍであり、光束幅変倍率β１は１と算出され、条件式（６）を満足する。
【００３７】
図５（Ｂ）は、第２の光学系１０３の第２の断面の拡大図である。シリンドリカルレンズ１３に入射する光束幅をＤ２’、シリンドリカルレンズ１４から射出される光束幅をＤ２”としたとき、第２の光学系１０３における第２の断面の光束幅変倍率β２は以下の式（７）で表される。
【００３８】
β２＝Ｄ２”／Ｄ２’           （７）
本発明では、光束幅変倍率β２は以下の条件式（８）を満足する。
【００３９】
１．０＜β２＜２．０           （８）
条件式（８）を満足することで、第２の光学系１０３を透過後の光束の光束幅は第２の断面において拡大される。第２の断面では、シリンドリカルレンズ１３は負のパワーを有し、シリンドリカルレンズ１４は正のパワーを有する。これらのパワー配置はアフォーカル系で、第２の断面の光束はシリンドリカルレンズ１３とシリンドリカルレンズ１４を透過することで光束幅が拡大される。本実施例では、光束幅Ｄ２’は３５ｍｍ、光束幅Ｄ２”は４６ｍｍであり、光束幅変倍率β２は１．３１と算出され、条件式（８）を満足する。
【００４０】
本発明では、光束幅変倍率α１、光束幅変倍率α２、光束幅変倍率β１および光束幅変倍率β２は、さらに以下の条件式（９）−（１１）を満足する。
【００４１】
α１≦α２                            （９）
β１＜β２                            （１０）
α１×β１＜α２×β２         （１１）
本実施例では、α１＝０．６７、α２＝０．６７であり、条件式（９）を満足する。また、β１＝１、β２＝１．３１であり、条件式（１０）を満足する。さらに、α１×β１＝０．６７、α２×β２＝０．８８であり、条件式（１１）を満足する。
【００４２】
以上説明したように、本実施例では、第１の断面において光束幅を圧縮することで照明光学系が小型化されるとともに、偏光ビームスプリッタ７への光線の入射角が小さくなるので偏光分離面７Ｓの検光性能が向上し、高コントラスト化を実現可能である。また、第２の断面においてミラー１１による照明光学系の折り曲げ前に第１の光学系１０１により光束幅を圧縮することで反射光学系１０２が小型化されるとともに、第２の光学系１０３により光束幅を拡大させることで照明効率も維持可能である。
【００４３】
なお、β１＜β２の関係性を崩さなければ、シリンドリカルレンズ１３とシリンドリカルレンズ１４の代わりに、第１の断面においてもパワーを有するトーリックレンズを使用してもよい。また、本実施例の各数値は他の値であってもよい。
【実施例２】
【００４４】
図６は、本実施例の画像投射装置の照明光学系の断面図である。図６（Ａ）は、照明光学系の偏光ビームスプリッタ７の偏光分離面７Ｓの法線および照明光学系の光軸に平行な第１の断面を示している。図６（Ｂ）は、照明光学系の光軸に平行であるとともに第１の断面に直交する第２の断面を示している。本実施例では、前述した従来の画像投射装置と異なる構成について説明する。
【００４５】
本実施例の照明光学系は、ランプユニット１の発光管ＬＳと偏光変換素子４との間に配置された光学系を有する。光学系は、光源側から順に、第１の光学系１０１、反射光学系１０２および第２の光学系１０３を含んでいる。
【００４６】
第１の光学系１０１は、ランプユニット１のリフレクタＲおよび凹レンズ１２から構成されている。
【００４７】
図７（Ａ）は、第１の光学系１０１の第１の断面の拡大図である。本実施例では、光束幅Ｄ１は５２ｍｍ、光束幅Ｄ１’は３５ｍｍであり、光束幅変倍率α１は式（１）より０．６７と算出され、条件式（２）を満足する。
【００４８】
図７（Ｂ）は、第１の光学系１０１の第２の断面の拡大図である。本実施例では、光束幅Ｄ２は５２ｍｍ、光束幅Ｄ２’は３５ｍｍであり、光束幅変倍率α２は式（３）より０．６７と算出され、条件式（４）を満足する。
【００４９】
反射光学系１０２は、ミラー１１から構成され、図６（Ｂ）に示されるように、第２の断面において、第１の光学系１０１からの光束の進行方向を折り曲げる。第１の断面においても正確にはランプユニット１と凹レンズ１２は紙面手前か奥に９０度折れ曲がっているが、説明の簡略化のためにこの折り曲げは図示していない。
【００５０】
第２の光学系１０３は、第１のフライアイレンズ２２および第２のフライアイレンズ２３から構成されている。第１のフライアイレンズ２２の各セルは第２の断面に平行な方向へ偏心して並んでおり、第１のフライアイレンズ２２は第２の断面において負のパワーを有する。第２のフライアイレンズ２３の各セルは、第１のフライアイレンズ２２の各セルに対応し、第２の断面に平行な方向へ偏心して並んでおり、第２のフライアイレンズ２３は第２の断面において正のパワーを有する。これらのパワー配置はアフォーカル系で、第２の断面の光束は第１のフライアイレンズ２２と第２のフライアイレンズ２３を透過することで光束幅が拡大される。なお、第１の断面では、第１のフライアイレンズ２２および第２のフライアイレンズ２３の各セルは偏心していない。
【００５１】
図８（Ａ）は、第２の光学系１０３の第１の断面の拡大図である。第１のフライアイレンズ２２に入射する光束幅をＤ１’、第２のフライアイレンズ２３から射出される光束幅をＤ１”としたとき、第２の光学系２０３における第１の断面の光束幅変倍率β１は以下の式（１２）で表される。
【００５２】
β１＝Ｄ１”／Ｄ１’           （１２）
本実施例では、光束幅Ｄ１’は３５ｍｍ、光束幅Ｄ１”は３５ｍｍであり、光束幅変倍率β１は１と算出され、条件式（６）を満足する。
【００５３】
図８（Ｂ）は、第２の光学系１０３の第２の断面の拡大図である。第１のフライアイレンズ２２に入射する光束幅をＤ２’、第２のフライアイレンズ２３から出射される光束幅をＤ２”としたとき、第２の光学系２０３における第２の断面の光束幅変倍率β２は以下の式（１３）で表される。
【００５４】
β２＝Ｄ２”／Ｄ２’           （１３）
本実施例では、光束幅Ｄ２’は３５ｍｍ、光束幅Ｄ２”は４６ｍｍであり、光束幅変倍率β２は１．３１と算出され、条件式（８）を満足する。
【００５５】
また、本実施例では、α１＝０．６７、α２＝０．６７であり、条件式（９）を満足する。また、β１＝１、β２＝１．３１であり、条件式（１０）を満足する。さらに、α１×β１＝０．６７、α２×β２＝０．８８であり、条件式（１１）を満足する。
【００５６】
以上説明したように、本実施例では、実施例１と同様の効果を有する照明光学系を実現することができる。また、本実施例の照明光学系は、実施例１の照明光学系と同じ設計値でレンズを２枚削減可能である。
【００５７】
なお、β１＜β２の関係性を崩さなければ、第１のフライアイレンズ２２および第２のフライアイレンズ２３の第１の断面の各セルを偏心させてもよい。また、本実施例の各数値は他の値であってもよい。
【実施例３】
【００５８】
実施例１および実施例２のように、ミラー１１は、光源近傍、具体的には第１のフライアイレンズと第２のフライアイレンズによって複数の光束に分割され均一に重ね合わせられる前の不均一な光束が入射する位置に配置されている。そのため、ミラー１１として金属ミラーを用いると、ＵＶ光線の吸収率が高いため発熱し、劣化してしまうおそれがある。そこで、本実施例では、ミラー１１としてＵＶ光線の吸収率が低い誘電体ミラーを用いる。
【００５９】
図９は、本実施例のミラー１１の分光反射率のグラフである。横軸は波長、縦軸が反射率である。本実施例では、ＵＶ側のミラー１１の反射率が５０％となるカット波長を４３０ｎｍ、ＩＲ側のミラー１１の反射率が５０％となるカット波長を６６０ｎｍに設定している。このように設定することで、後段の光学素子の寿命に悪影響を与えるＵＶ光線やＩＲ光線をカットすることができる。
【実施例４】
【００６０】
実施例３では、誘電体ミラーであるミラー１１でＵＶ光線を透過させた場合、ミラー１１の背後の部材が劣化してしまうおそれがある。そこで、本実施例では、ミラー１１の特性をＩＲ光線のみ透過させる特性に設定する。具体的には、ミラー１１の反射率が５０％となるカット波長（第１のカット波長）は６２０ｎｍ−７００ｎｍに設定されるとともに、ミラー１１はカット波長より短波長側の可視光領域の光を反射するように設定される。図１０は、本実施例のミラー１１の分光反射率のグラフである。横軸は波長、縦軸が反射率である。本実施例では、カット波長を６６０ｎｍに設定している。図１０に示されるように、ＵＶ光線はミラー１１で反射されるため、後段の第１のフライアイレンズにはＵＶカットコートが施される。
【００６１】
本実施例では、第１のフライアイレンズの透過率が５０％となるカット波長（第２のカット波長）は４００ｎｍ−４４０ｎｍに設定されるとともに、第１のフライアイレンズはカット波長より長波長側の可視光領域の光を透過するように設定される。図１１は、本実施例の第１のフライアイレンズの分光透過率のグラフである。横軸は波長、縦軸は透過率である。本実施例では、カット波長は４３０ｎｍに設定されている。
【００６２】
なお、ＵＶカットコートを施す光学素子は、第１のフライアイレンズに限定されることはなく、第２のフライアイレンズや偏光変換素子などのミラーから偏光変換素子までの間に配置されているいずれかの光学素子でも構わない。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００６４】
例えば、本実施例では光源として発光管ＬＳを備えるランプユニット１からの光束を画像形成素子８に導く照明光学系の構成を例示したが、本発明はそのような構成に限定されるものではない。ランプユニット１の代わりに、青色レーザーダイオード（ＬＤ）と黄色蛍光体を備える光源ユニットまたは赤色ＬＤ、緑色ＬＤ、青色ＬＤを備える光源ユニット用の照明光学系に前述の各実施例に記載の照明光学系を適用してもよい。この場合、光源ユニットと反射光学系１０２との間に設けられたアフォーカル光学系のうち、最も反射光学系１０２に近いアフォーカル光学系を第１の光学系１０１とする。
【符号の説明】
【００６５】
ＬＳ    発光管（光源）
４      偏光変換素子
７Ｓ    偏光分離面
８      画像形成素子
１０１  第１の光学系
１０２  反射光学系
１０３  第２の光学系
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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