(57)【要約】  本発明は、  −  照明するビーム（３５）を生じさせるように設計された少なくとも一つの照明の源（３０）；及び  −  前記の照明するビームによって照明されたとき、結像するビーム（３７）を生じさせることが可能な少なくとも一つのイメージャ（３４）；：を含む、光学系（１１００）に関係するが、前記の系は、それが、  −  前記の照明するビームをコリメートするためのコリメーティング手段（１１０１）；並びに  −  前記のイメージャを照明するために、第一の表面に、前記のイメージャに向かって前記の照明するビームの部分を再方向付けするための及び前記のイメージャに適合させるために前記のビームの形状を適合させるための手段を含む少なくとも一つの光学素子（１１０１）：をさらに含むという点で特徴付けられる。
2008522230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  集束する帯域に集束させられた照明するビームを生じさせるために設計された少なくとも一つの照明の源；及び
−  該照明するビームによって照明させられたとき、結像するビームを生じさせることの可能な少なくとも一つのイメージャ；
：を含む光学系において、
当該系は、それが、さらに、
−  該集束する帯域を起源とする該照明するビームをコリメートするコリメートする手段；及び
−  第一の表面に、該イメージャを照明するために、及び、該イメージャに適合するように該ビームの形状を適合させるための、該イメージャに向かって該照明するビームの部分を再方向付けする手段を含む少なくとも一つの光学素子
：を含むことを特徴とする、光学系。
【請求項２】
前記コリメートする手段は、前記光学ビームが、絶対項で６°よりも少ない値によって、それの光軸から発散するような方式で、前記照明するビームをコリメートすることを特徴とする、請求項１に記載の系。
【請求項３】
前記第一の表面は、前記照明するビームを屈折させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の系。
【請求項４】
前記少なくとも一つの光学素子は、前記コリメーションの手段を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の系。
【請求項５】
前記光学素子は、前記第一の表面に対向した、第二の表面を含むと共に、前記第二の表面は、前記コリメートする手段を少なくとも部分的に形成することを特徴とする、請求項３に記載の系。
【請求項６】
前記第二の表面は、球面又は非球面であることを特徴とする、請求項５に記載の系。
【請求項７】
前記第一の表面は、前記照明するビームを反射させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の系。
【請求項８】
前記第一の表面は、前記照明するビームを多かれ少なかれ矩形の断面のビームへと転換すると共に、前記イメージャは、矩形であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の系。
【請求項９】
前記第一の表面は、切子面を含むと共に、該切子面の各々は、前記イメージャに向かって前記照明するビームの部分を再方向付けすることができるものであり、それによって、前記イメージャを照明するための再方向付けられたビームを形成し、該再方向付けられたビームは、前記イメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有する該切子面の全てと関連させられることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の系。
【請求項１０】
前記切子面の各々は、平面であることを特徴とする、請求項９に記載の系。
【請求項１１】
前記切子面の各々は、矩形又は正方形であることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の系。
【請求項１２】
前記第一の表面は、前記イメージャへ向かって前記照明するビームの少なくとも部分を再方向付けするように設計された少なくとも一つの連続的な表面を含むと共に、それによって、前記イメージャを照明するために、再方向付けされたビームを形成し、該再方向付けられたビームは、前記イメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有する前記第一の表面の全体と関連させられることを特徴とする、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の系。
【請求項１３】
前記連続的な表面又は前記連続的な表面の各々は、隆起を欠くものであることを特徴とする、請求項１２に記載の系。
【請求項１４】
前記連続的な表面は、
−  多項式の等式；
−  三角関数の等式；
−  スプライン；及び
−  多項式の等式、三角関数の等式、及び／又はスプラインの組み合わせ
：を含む群に属する式に従うことを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の系。
【請求項１５】
前記第一の表面は、平面の切子面を有さないことを特徴とする、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の系。
【請求項１６】
前記第一の表面は、隆起を欠くものであることを特徴とする、請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の系。
【請求項１７】
前記第一の表面は、
−  前記イメージャに向かって前記照明するビームの少なくとも部分を再方向付けするように設計された少なくとも一つの連続的な表面を含む少なくとも第一の帯域を含み、それによって、前記イメージャを照明するために、再方向付けられたビームを形成し、該再方向付けられたビームは、前記イメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有する前記第一の表面の全体と関連させられる；と共に、
前記第一の表面は、
−  切子面を含む少なくとも第二の帯域：を含むと共に、該切子面の各々は、前記イメージャに向かって前記照明するビームの部分を再方向付けることができるものであり、それによって、前記イメージャを照明するために、再方向付けられたビームを形成し、該再方向付けられたビームは、前記イメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有する前記切子面の全てと関連させられる
ことを特徴とする、請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の系。
【請求項１８】
前記第一の表面の面積は、１６ｃｍ２よりも少ない又はそれに等しいものであることを特徴とする、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の系。
【請求項１９】
前記光学素子を去る前記照明するビームの開口は、３．２と５との間にあることを特徴とする、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の系。
【請求項２０】
前記光学素子は、前記光学素子を照明する、照明するフラックスの少なくとも９５％が、前記第一の表面を介して再出現するような方式で、構成されると共に位置決めされることを特徴とする、請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の系。
【請求項２１】
それは、カラーホイール及び前記集束する帯域において該カラーホイールに前記照明するビームを集束させる手段を含むと共に、前記コリメートする手段は、それらの焦点として、前記集束する帯域内にある点を有することを特徴とする、請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の系。
【請求項２２】
それは、前記結像するビームを投射する投射レンズを含むことを特徴とする、請求項１乃至２１のいずれか一項に記載の系。
【請求項２３】
それは、前記結像するビームを折り曲げる手段及び背面投射スクリーンを含むことを特徴とする、請求項２２に記載の系。
【請求項２４】
第一の表面を含む、請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の光学系用の光学素子において、該第一の表面は、該第一の表面によって再方向付けされたビームが、与えられた平面において多かれ少なかれ矩形である全体的な形状を有するような方式で、入射の照明するビームを再方向付けするように、設計されることを特徴とする、光学素子。
【請求項２５】
前記第一の表面は、再方向付けられたビームが、与えられた平面において多かれ少なかれ矩形である全体的な形状を有するような方式で、前記入射の照明するビームを再方向付けするように設計される切子面及び／又は連続的な表面を含むことを特徴とする、請求項２４に記載の光学素子。
【請求項２６】
前記第一の表面は、屈折性であることを特徴とする、請求項２４又は２５に記載の光学素子。
【請求項２７】
それは、前記第一の表面に対向した第二の表面及び多かれ少なかれ平面を含むことを特徴とする、請求項２４又は２５に記載の光学素子。
【請求項２８】
それは、前記第一の表面に対向した第二の表面を含むと共に、その光学素子は、孤立したスポットの形態における帯域を起源とする照明するビームを多かれ少なかれコリメートする、コリメートする手段を含むことを特徴とする、請求項２４又は２５に記載の光学素子。
【請求項２９】
前記第一の表面は、反射性であることを特徴とする、請求項２４又は２５に記載の光学素子。
【請求項３０】
前記第一の表面は、前記入射の照明するビームをコリメートするように適合させられたコリメーションの手段を含むことを特徴とする、請求項２４乃至２９のいずれか一項に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、像の投射の分野に関係する。より具体的には、本発明は、正面投射又は背面投射のタイプの映像の投射器におけるイメージャ用の照明系に関係する。
【背景技術】
【０００２】
技術的な背景に従って、図１を参照して図説されるように、イメージャ１１を照明する照明系１０の使用が、なされる。
【０００３】
従来、照明系１０は、
−  楕円面の反射体を備えた照明の源１００；
−  カラーホイール１０７；
−  矩形のライトガイド１０２；及び
−  数個のリレーレンズ１０４から１０６までの系
：を含む。
【０００４】
照明の源１００は、その源１００の楕円面の反射体の焦点における矩形のライトガイド１０２への入り口に置かれたカラーホイール１０７を光ビーム１０１で照明する。矩形のライトガイド１０２は、その照明するビームの円形の断面を矩形の断面へと転換するために、及び、そのビームを空間的に均一なものとするために、使用される。
【０００５】
ライトガイド１０２の出口は、リレーレンズの系を介して、イメージャ１１に結像させられるが、それらの少なくとも二つが、あるが、しかし、それらのしばしば三つ又は四つが、あると共に、その照明は、また、好ましくはテレセントリックである。
【０００６】
イメージャ１１が、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｒ）によって市場に出されたＤＭＤ（ディジタル・マイクロミラー・デバイス）（Digital  Micromirrors  Device）タイプのものであるとすれば、ＴＩＲプリズム１２は、それらビームを分割するためには、照明系１０とイメージャ１１との間に置かれる。イメージャ１１が、透過性のＬＣＤ（液晶ディスプレイ）（Liquid  Crystal  Display）のタイプのものであるか、又は、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッター）（Polarizing  Beam  Splitter）によって取り替えられるとすれば、イメージャ１１が、ＬＣＯＳ（シリコン上の液晶）（Liquid  Crystal  On  Silicon）のタイプのものであるとすれば、ＴＩＲプリズム１２は、必要とされるものではない。
【０００７】
その技術的な背景との主要な不都合は、光学構成部品（典型的には、ガイド、及び、少なくとも二つのリレーレンズ）の数及び効率に関して良好な性能を達成するために必要とされた開口率（ｆ／２．５からｆ／３．０まで）であるが、投射レンズに、特に、浅い奥行きの投射器としてそれの構成において、厳格な条件を押しつけるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、技術的な背景のこれらの不都合を軽減することである。
【０００９】
より具体的には、本発明の目標は、像の投射器において必要とされた光学構成部品の数を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために、本発明は、
−  集束する帯域に集束させられた照明するビームを生じさせるために設計された少なくとも一つの照明の源；及び
−  その照明するビームによって照明させられたとき、結像するビームを生じさせることの可能な少なくとも一つのイメージャ；
：を含む光学系を提案するが、
その系は、それが、さらに、
−  その集束する帯域を起源とするその照明するビームをコリメートするためのコリメートする手段；及び
−  第一の表面に、そのイメージャを照明するために、及び、そのイメージャに適合するようにそのビームの形状を適合させるための、そのイメージャに向かってその照明するビームの部分を再方向付けするための手段を含む少なくとも一つの光学素子
：を含むという点で、注目に値するものである。
【００１１】
都合良くは、そのコリメートする手段は、その光学ビームが、絶対項で６°よりも少ない値によって、それの光軸から発散するような方式で、その照明するビームをコリメートする。
【００１２】
特定の特徴に従って、その第一の表面は、その照明するビームを屈折させる。
【００１３】
別の特徴に従って、そのコリメートする手段は、その光学素子とは別個の少なくとも一つのレンズを含む。
【００１４】
好適な特徴に従って、その光学素子は、その第一の表面に対向した、第二の表面を含むと共に、その第二の表面は、そのコリメートする手段を少なくとも部分的に形成する。
【００１５】
都合良くは、その第二の表面は、球面のもの又は非球面のものである。
【００１６】
特定の特徴に従って、その第一の表面は、その照明するビームを反射させる。
【００１７】
好ましくは、その第一の表面は、その照明するビームを多かれ少なかれ矩形の断面のビームへと転換すると共に、そのイメージャは、矩形のものである。
【００１８】
好ましくは、その第一の表面は、切子面を含むと共に、それら切子面の各々は、そのイメージャに向かってその照明するビームの部分を再方向付けすることができるものであると共に、それによって、そのイメージャを照明するための再方向付けられたビームを形成すると共に、その再方向付けられたビームは、そのイメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有するそれら切子面の全てと関連させられる。
【００１９】
都合良くは、それら切子面の各々は、平面である。
【００２０】
好ましくは、それら切子面の各々は、矩形のもの又は正方形である。
【００２１】
好都合な特徴に従って、その光学系は、カラーホイール及び
その集束する点でそのカラーホイールにその照明するビームを集束させるための手段を含むと共に、そのコリメートする手段は、それらの焦点として、その集束する点を有する。
【００２２】
都合良くは、その系は、その結像するビームを投射するための投射レンズ並びに、もしかすると、その結像するビームを折り曲げるための手段及び背面投射スクリーンを含む。
【００２３】
別の好適な特徴に従って、その第一の表面は、そのイメージャへ向かってその照明するビームの少なくとも部分を再方向付けするように設計された少なくとも一つの連続的な表面を含むと共に、それによって、そのイメージャを照明するために、再方向付けされたビームを形成すると共に、その再方向付けられたビームは、そのイメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有するその第一の表面の全体と関連させられる。
【００２４】
都合良くは、その連続的な表面又はそれら連続的な表面の各々は、隆起を欠くものである。
【００２５】
特定の特徴に従って、その連続的な表面は、
−  多項式の等式；
−  三角関数の等式；
−  スプライン；及び
−  多項式の等式、三角関数の等式、及び／又はスプラインの組み合わせ
：を含む群に属する等式に従う。
【００２６】
特定の特徴に従って、その第一の表面は、平面の切子面を有するものではない、及び／又は、その第一の表面は、隆起を欠くものである。
【００２７】
都合良くは、その第一の表面は、
−  そのイメージャに向かってその照明するビームの少なくとも部分を再方向付けするように設計された少なくとも一つの連続的な表面を含む少なくとも第一の帯域を含み、それによって、そのイメージャを照明するために、再方向付けられたビームを形成すると共に、その再方向付けられたビームは、そのイメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有するその第一の表面の全体と関連させられる；と共に、前記第一の表面は、
−  切子面を含む少なくとも第二の帯域）
：を含むと共に、それら切子面の各々は、そのイメージャに向かってその照明するビームの部分を再方向付けることができるものであると共に、それによって、そのイメージャを照明するために、再方向付けられたビームを形成すると共に、それら再方向付けられたビームは、そのイメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有するそれら切子面の全てと関連させられる。
【００２８】
好ましくは、その第一の表面の表面積は、１６ｃｍ２よりも少ない又はそれに等しいものである。
【００２９】
好都合な特徴に従って、その光学素子を去るその照明するビームの開口は、３．２と５との間にある。
【００３０】
好適な特徴に従って、その光学素子は、その光学素子を照明する、照明するフラックスの少なくとも９５％が、その第一の表面を介して再出現するような方式で、構成されると共に位置決めされる。
【００３１】
特定の特徴に従って、その系は、カラーホイール及びその集束する帯域においてそのカラーホイールにその照明するビームを集束させるための手段を含むと共に、そのコリメートする手段は、それらの焦点として、その集束する帯域内にある点を有する。
【００３２】
好都合な特徴に従って、その系は、その結像するビームを投射するための投射レンズ、及び／又は、その結像するビームを折り曲げるための手段及び背面投射スクリーンを含む。
【００３３】
本発明は、また、第一の表面を含む、映像の投射器の照明系用の光学素子に関係するが、その第一の表面は、その第一の表面によって再方向付けされたビームが、与えられた平面において多かれ少なかれ矩形のものである全体的な形状を有するような方式で、入射の照明するビームを再方向付けするように、設計されるという点で注目に値するものである。
【００３４】
好都合な特徴に従って、その第一の表面は、それら再方向付けられたビームが、与えられた平面において多かれ少なかれ矩形のものである全体的な形状を有するような方式で、その入射の照明するビームを再方向付けするように設計される切子面及び／又は連続的な表面を含む。
【００３５】
特定の特徴に従って、その第一の表面は、屈折性のものである。
【００３６】
好都合な変形に従って、その系は、その第一の表面に対向した第二の表面を含むと共に、この表面は、多かれ少なかれ平面である、又は、ある点を若しくは孤立したスポットの形態における帯域を起源とする照明するビームを多かれ少なかれコリメートする、コリメートする手段を含む。
【００３７】
別の特徴に従って、その第一の表面は、反射性のものである。
【００３８】
都合良くは、その第一の表面は、その入射の照明するビームをコリメートするように適合させられたコリメーションの手段を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明は、より良好に理解されると思われると共に、他の特徴及び利点は、以下に続くことになる記述を読むことより、明らかなものになると思われるが、その記述は、添付された図面を参照する。
【００４０】
従って、本発明の一般的な原理は、それの表面の少なくとも一つに、イメージャに向かってその照明するビームの部分を再方向付けするための手段を含む光学構成部品を使用することで、集束する帯域を起源とする入射の照明するビームの、反射又は透過による、再方向付けに頼るが、その光学構成部品は、その集束する帯域に関して位置決めされると共に、そのイメージャを照明するためのもの及びそのイメージャに適合するように結果として生じるビームの形状を適合させるためのもののような方式で、構成される。
【００４１】
このように、本質的に均質にそのイメージャを照明するためには、その光学構成部品の少なくとも一つの面の形状は、その照明するビームが再方向付けされることを可能にする。
【００４２】
様々な実施形態に従って、この又はこれらの面は、（そのイメージャの形状に従ってそのビームの密度又は断面を変化させる）少なくとも一つの連続的な表面及び／又は（その入射のビームを（結果として生じるビームを形成する）複数の独立なビームへと転換する）平面の切子面を含む。
【００４３】
その光学構成部品に入る際に、典型的には円形の又は楕円形の断面の、その入射の照明するビームは、そのイメージャを照明する（矩形のイメージャの場合における）矩形の断面のビームへと転換されるが、そのイメージャの全体的な照明の均一性は、その像が投射されるスクリーンにおける照明が、それ自体、本質的に均一なものであるように、制御可能なものである。
【００４４】
本発明の数個の実施形態は、また、少数の材料を使用すると共に非常に少量の空間を占有する非常に薄い光学素子を用いることの利点を有する。
【００４５】
本発明を用いる投射器は、また、その対物レンズの絞りにおいて楕円形の開口を備えた楕円形のレンズの使用と互換性のあるものであることの利点を有するが、このように、同時に小さい瞳の寸法を有する一方で、付加的な喪失無しに投射された像のコントラストを向上させることを、可能なことにする。
【００４６】
図２は、本発明の第一の実施形態に従った背面投射器２の非常に概略的なブロック図である。
【００４７】
投射器２は、
−  照明系２０；
−  照明系２０によって作り出された照明するビーム２６を受けると共にビーム２５を生じさせる対物レンズ２１；
−  ビーム２５によって照明された背面投射スクリーン２４；並びに
−  ビーム２５を折り曲げると共に投射器２の深さＰがこのように低減されることを可能にする、二つの折り曲げるミラー２２及び２３
：を含む。
【００４８】
対物レンズ２１、ミラー２２及び２３、並びにスクリーン２４は、それらの配置と一緒に、当業者に周知なものであると共に、さらに詳述することはしないことにする。
【００４９】
図３は、透過性のイメージャを備えた照明系２０を詳細に図示すると共に、それは、
−  照明するビーム３５を生じさせる投射ランプ３０；
−  照明するビーム３５と交差するカラーホイール３１；
−  コリメートされたビーム３８を多かれ少なかれ生じさせるために照明するビーム３５をコリメートするレンズ３２（ここにおけるビームは、それが、わずかにプラス又はマイナス６°だけ、それの光軸から発散するとすれば、多かれ少なかれコリメートされるものであることが、考慮される）；
−  それの表面の一つにおける切子面を含むと共にビーム３８を複数のビーム３６へと転換する屈折性の光学素子３３；
−  ビーム３６によって多かれ少なかれ均一に照明された、及び、結像するビーム３７を生じさせる、ビーム３６の軸に対して多かれ少なかれ垂直な透過性のタイプのイメージャ３４（透過性のＬＣＤ）
：を含む。
【００５０】
ここにおける切子面は、一つ又はより多いリッジによって範囲を定められた表面である。
【００５１】
投射ランプ３０は、楕円形の反射体及びその楕円形の反射体の第一の焦点に置かれた光源を含むが、その楕円形の反射体は、それの第二の焦点に対応する集束する点（又は孤立させられたスポットの形態における帯域）でそのカラーホイール３１へと照明するビーム３５を集束させる。
【００５２】
イメージャ３４の中心から光学素子３３を分離する距離ｄ２は、（ランプ３０のアークの及びレンズ３２の大きさに依存性の）ビーム３８のコリメーションの程度、イメージャ３４の大きさ、イメージャ３４の後に位置決めされた対物レンズの開口、及び、光学素子３３の切子面の配向に従って、その系の性能（フラックス、均一性、及び／又は、開口）を最適化するために使用されたパラメーターである。例えば、対角線を横切って０”５５を測定するイメージャ３４について、ｄ’２を、８０ｍｍに等しいものであるように、選ぶことができるが、ｄ’２は、好ましくは、５０ｍｍと１１０ｍｍとの間にある。
【００５３】
イメージャ３４の平面は、二つの垂直な軸Ｏ’ｘ及びＯ’ｙを定義するが、Ｏ’は、イメージャ３４の中心の点であると共に、軸Ｏ’ｘ及びＯ’ｙの各々は、イメージャ３４の側面の一方に対して垂直なものである。同様にして、それら切子面を含む光学素子３３の表面の中心の点は、Ｏと表記される（Ｏ及びＯ’は、その光学系の光軸に沿って置かれる）と共に、Ｏ’ｘに対して平行な軸Ｏｘ及びＯ’ｙに対して平行な軸Ｏｙを定義することは、このように、可能なことである。
【００５４】
本発明のより複雑な変形に従って、ＰＢＳと関連させられたＬＣＯＳ系又はＴＩＲプリズムと関連させられたＤＭＤが、使用される。
【００５５】
図４は、本発明の変形に従った照明系４０を詳細に図示する。
【００５６】
照明系２０及び４０に共通な素子（特に、ランプ３０、ホイール３１、レンズ３２）は、同じ符号をもつと共にさらに記載することはしないことにする。
【００５７】
照明系４０は、さらに、
−  ビーム３８を複数のビーム４２へと転換する光学素子４１；
−  ビーム３６によって多かれ少なかれ均一に照明された、並びに、それぞれ、有効にされた又は無効にされた位置にある点に関してイメージャ４３によって反射させられたビーム４２に対応する（光学素子４１又はレンズ３２と交差するものではない）結像するビーム４５及び求められてないビーム４４を生じさせる、２４°に近い角度だけビーム３６の軸に関して認めうるほどに傾斜させられた反射性の（ＤＭＤ）タイプのイメージャ４３
：を含む。
【００５８】
光学素子４１からレンズ３２を分離する距離ｄ’１は、好ましくは、可能な限り短いものである。本発明の一つの変形に従って、距離ｄ’１は、ゼロである。
【００５９】
イメージャ４３の中心から光学素子４１を分離する距離ｄ’２は、（ランプ３０のアークの及びレンズ３２の大きさに依存性の）ビーム３８のコリメーションの程度、イメージャ４３の大きさ、イメージャ４３の後に位置決めされた対物レンズの開口、及び、光学素子４１の切子面の配向に従って、その系の性能（フラックス、均一性、及び／又は、開口）を最適化するために使用することができるパラメーターである。例えば、対角線を横切って０”５５を測定するイメージャ４３について、ｄ’２を、８０ｍｍに等しいものであるように、選ぶことができるが、ｄ’２は、好ましくは、５０ｍｍと１１０ｍｍとの間にある。
【００６０】
イメージャ４３の平面は、二つの垂直な軸Ｏ’ｘ及びＯ’ｙ’を定義するが、Ｏ’は、イメージャ４３の中心の点であると共に、軸Ｏ’ｘ及びＯ’ｙ’の各々は、イメージャ４３の側面の一方に対して垂直なものである。同様にして、それら切子面を含む光学素子４１の表面の中心の点は、Ｏと表記される（Ｏ及びＯ’は、その光学系の光軸に位置決めされる）と共に、Ｏ’ｘに対して平行な軸Ｏｘ並びにその光軸に及びＯｘに対して垂直な軸Ｏｙを定義することは、このように、可能なことである。
【００６１】
本発明のより複雑な変形に従って、ＰＢＳと関連させられたＬＣＯＳ又はＴＩＲプリズムと関連させられたＤＭＤが、使用される。
【００６２】
光学素子３３（又は４１）は、照明するビーム３８に対して垂直な平面の表面及び対向した表面３９を含むが、表面３９は、好ましくは、その照明するビームの射出の側にある。この表面３９の一部分は、図６に図示されると共に、多かれ少なかれ均一にイメージャ３４（又は４３）を照明するために各々がイメージャ３４（又は４３）に向かって照明するビーム３８の部分を再方向付けするように設計された切子面３３０から３３ｎまでで作り上げられた部分を含む。好ましくは、それら切子面は、正方形である。切子面の数は、好ましくは、１２よりも大きい又はそれに等しいと共に６４よりも少ない又はそれに等しいものである（切子面の数が、より高いものであればあるほど、その均一性は、より良好なものであることができるが、しかし、コントラストによって、それら切子面がぶつかるところの、より多くの喪失があることになる）。良好な妥協は、例えば、３６個の切子面を備えた光学素子である。それら切子面の各々は、それら切子面の全てが、一緒に、そのイメージャに多かれ少なかれ集中させられた、均一な、及び、小さい開口の、そのイメージャの形状（換言すると、矩形のもの）における照明を生じさせるように、特別に設計される。光学素子３３（又は４１）を、それの面の両方についての単一の動作において、Ｂ２７０のガラスで鋳造することができる。
【００６３】
それら切子面を含む表面３９は、有用な表面であることが、考慮されるが、その光学素子３３は、好ましくは、その集束する帯域に、及び、照明の源に関して位置決めされると共に、その光学素子を照明する照明のフラックスの少なくとも９５％が、表面３９を介して再出現するような方式で、構成される。
【００６４】
投射ランプ３０は、例えば、短いアークランプ（例えば、１５０ワットで定格化された及び１．０ｍｍのアークを備えたＰｈｏｅｎｉｘ（Ｒ）ランプ）である。ランプの与えられたモデルについて、そのイメージャの平面における光線の空間的な及び角度的な分布を非常に正確に予測することは、可能なことであると共に、そこでは、表面３９の切子面が、計算される。光学素子３３からレンズ３２を分離する距離ｄ１は、好ましくは、可能な限り短いものである。本発明の変形に従って、距離ｄ１は、ゼロである。
【００６５】
イメージャ３４の中心から光学素子３３を分離する距離ｄ２は、（ランプ３０のアークの及びレンズ３２の大きさに依存性の）ビーム３８のコリメーションの程度、イメージャ４３の大きさ、イメージャ３４の後に位置決めされた対物レンズの開口、及び、光学素子３３の切子面の配向に従って、その系の性能（フラックス、均一性、及び／又は、開口）を最適化するために使用することができるパラメーターである。例えば、対角線を横切って０”５５を測定するイメージャ３４について、ｄ２を、８０ｍｍに等しいものであるように、選ぶことができるが、ｄ２は、好ましくは、５０ｍｍと１１０ｍｍとの間にある。
【００６６】
それ（イメージャ３４）を照明するビームに対して垂直なイメージャの使用の事情において、それら計算をより簡単なものにするために、切子面を含む表面の部分３９が、軸Ｏｘ及びＯｙに関する対において対称的な四つの象限を有することが、仮定されることもある。同様にして、そのイメージャにおいて、軸Ｏ’ｘ及びＯ’ｙに関する対において対称的なものである四つの象限３４０から３４３までを定義することは、可能なことである。このように、図５に図示されたように、表面３９の四つの象限の各々は、好ましくは、その照明する及び結像するビームの全体的な開口を限定するために、それに面することで位置決めされたイメージャ３４の象限３４０から３４３までと関連させられる（換言すると、平面ｘＯｚ及びｙＯｚ（又はｘＯ’ｚ及びｙＯ’ｚ）によって束縛された同じ容積における）（方向Ｏｚ及びＯ’ｚは、その光軸の方向を表す）。表面３９の第一の象限における切子面３３０から３３ｐまでの各々は、その入射のビームの部分を屈折させると共に、それを、イメージャ３４の第一の象限３４０の帯域３４０１から３４０ｐまでの一つに向かって方向付ける。
【００６７】
より具体的には、象限３４０は、（積ｒ．ｍに等しい）ｐ個のセグメント３４０１から３４０ｐまでへと解体されると共に、セクター３４０１から３４０ｐまでの各々に関して、表面３９の第一の象限の切子面は、所定の関数、好ましくは（例えば、表面３９の及び表面３４の第一の象限においてｒ個の行及びｍ個の列を定義する、そして、引き続いて、表面３９の行（若しくは列）をそのイメージャの行（若しくは列）と関連させる、又は、代わりに、そのようなことを完全に無作為にする）全単射の関数を通じて、象限４３０のセクターと関連させられる。
【００６８】
次に、切子面の中心及びその関連させられたセクターの中心に対応する衝突の点を去るビーム３６の平均の角度が、計算される。そして、その計算された平均の角度に対応する射出の方向において入射のビーム３８を屈折させる切子面の傾斜が、計算される。これは、ｐ個の切子面を生ずると共に、各々は、ベクトルの屈折の等式：
【００６９】
【数１】
2008522230.tif 000003
（Ｊは、屈折の関数を表す）
を使用することで計算された法線を有するが、そこでは：
−  入射の及び射出の光線は、それぞれ、ベクトルｌ及びｌ’に対応する；
−  ｎは、素子３３の材料（例えば、ガラス又は透明なプラスチック）の屈折率である；
−  ｓは、その切子面の表面に対する法線を表す；並びに
−  Ｊの値は、
【００７０】
【数２】
2008522230.tif 000004
と共に
【００７１】
【数３】
2008522230.tif 000005
に等しいものである、そして、我々が、
【００７２】
【数４】
2008522230.tif 000006
を設定するとすれば、そのとき、我々が探している表面に対する法線ｓを、
【００７３】
【数５】
2008522230.tif 000007
：として、表現することができる。
【００７４】
この過程は、それら切子面の各々に関して順々に適用されると共に、全ての配向が得られることを可能にする。
【００７５】
それら四つの象限における全ての光線が、プロットされるとき、イメージャ３４は、照多かれ少なかれ均一に照明される。そのとき、（そのランプによって放出された合計のフラックスの百分率としての）その合計のフラックス、その最大の照明の百分率としてのその照明の均一性、及び、そのフラックスの９０％がその瞳によって捕捉される開口数を、評価することは、可能なことである。各々の系は、三つのパラメーターφ（イメージャ３４における光学的なパワー又はフラックス）、ｆ（ビーム３６及び３７についての開口数）、並びに、ｕ（最大の照明に対する最小の照明の比に対応するイメージャ３４における照明の均一性）によって特徴付けられると共に、メリットの値を、各々の系について定義することができると共に、これは、望まれた最小に均一性について、
【００７６】
【数６】
2008522230.tif 000008
：によって与えられるが、表記されたｖ、Ｍは、可能な限り大きいものであることを必要とする。ｖの値は、例えば、２０％に等しいものである。
【００７７】
他のメリットの値を、変形に従って使用することができる。このように、好ましい均一性に対して、以下に続くメリットの式：Ｍ ＝ φ（ｕ−ｖ）ｆ２を使用することは、可能なことである。
【００７８】
そのフラックスの影響を低減するために、以下に続く式：
【００７９】
【数７】
2008522230.tif 000009
を使用することは、また、可能なことである。
【００８０】
一般には、以下に続く形態：
【００８１】
【数８】
2008522230.tif 000010
のメリットの式を使用することは、可能なことであるが、そこでは、ｐ及びｒは、整数（例えば、１、２、又は３）又は分数（例えば、１／２）を表すと共に、それぞれ、その均一性及びそのフラックスに重みをつけるための、重みをつけるパラメーターとして選ばれることができる。
【００８２】
一般には、そのメリット関数は、好意を示されるものであるパラメーターに依存するφ、ｕ、及びｆに関してより大きい又はより少ない重みを付けることを伴った、φ、ｕ、及びｆの関数である。
【００８３】
本発明の変形の実施形態に従って、そのメリット関数は、薄い背面投射器において、又は、その像が近くのスクリーンへと投射される投射器において、入射の角度における変動によって発生させられた、そのスクリーンにおける均一性の喪失を考慮に入れる。そして、そのメリット関数は、例えば、そのイメージャの最も広い方向において、その光学素子をストリップへと切り刻むことによって、計算されるが、各々のストリップには、そのスクリーンにおけるその光学系の幾何学的形状による均一性における変動を補償するために、それに対して特有の均一な係数が割り当てられる。
【００８４】
一般には、本発明は、いずれの均一性の関数を得ることをも、可能なものにする：それをするために、要求されるものの全てが、望まれた均一性を考慮に入れるように、そのメリット関数を適合させるためのものであるが、そのとき、上のメリットの式におけるパラメーターu（最小の望まれた均一性）は、その考慮されたイメージャにおける点に依存性のものである。
【００８５】
本発明は、また、いずれの形状の、特に台形の、六角形の、楕円形の、などの、照明をも許容することを、可能なものにする。
【００８６】
さらには、本発明は、軸外の照明と互換性のあるものである（そこでは、そのイメージャが、その系の光軸に沿って位置させられない）が、フラックスの喪失を最小にすると共にその望まれた形式を維持する。
【００８７】
それら切子面を計算する電算化された方法に従って、際立った多数の（典型的には、１００００個の）可能性のある照明系は、好ましくは、後に続くアルゴリズムに従って、定義されると共に、最良のものが、選択される：各々の切子面について、その切子面の中心を通過する平均的な光線についてのそのイメージャにおける衝突の点は、無作為に定義される；そして、各々の切子面の配向ｓが、計算されると共に、そして、この切子面を通過する全ての光線が、プロットされる。次に、それら照明は、総和されると共に、そのメリット関数が、計算される。それら系を、メリットの数値を減少させる順序で、ランク付けすることができると共に、その最良のものが、採用される（換言すると、最も高いＭの値と関連させられたものが得られる）；高いメリットの数値は、良好な均一性、高いフラックス、及び適当な開口数の両方を保証する。
【００８８】
それら光学素子３３又は４１の切子面は、好ましくは、正方形又は矩形のものである。本発明の様々な変形に従って、それら光学素子３３又は４１の切子面は、いずれの形態のもの、同一なもの、又は、別様なものであることもある。優先としては、それら切子面は、求められていない射出のビームを回避するための方式で、並置される。特に、本発明の様々な変形に従って、それら切子面は、六角形の又は三角形の形状で並置される。
【００８９】
本発明の一つの変形の実施形態に従って、光学素子３３の象限は、維持されるが、光学素子３３の象限は、対称的なものではない。そして、イメージャ３４における均一性を最適化するためには、各々の象限における切子面は、独立に計算される（一つの象限と関連させられたビームが、その次の象限へとあふれ出ることは、可能なことである）。
【００９０】
本発明に従って、二つの隣接した切子面は、共通のリッジを必ずしも有するものではない。本発明の数個の実施形態に従って、その光学素子は、異なって配向させられた隣接した切子面を含むが、それらの間に境界の線は、それら切子面の各々に対する法線に対して垂直なものではない：この場合には、それら対応する切子面は、共通のリッジを有するものではない（このような切子面は、例えば、図６における切子面３３０及び３３１である）。優先としては、この場合には、それら対応する切子面が、表面によって接続されるが、それの大きさは、フラックスの喪失を限定するために、可能な限り小さいものである。
【００９１】
それ（イメージャ４３）を照明するビームに対して垂直なものではないイメージャが、使用されているとき、それら計算を単純化するためには、それら切子面を含む光学素子４１の表面の部分が、軸Ｏｘ及びＯｙによって分離された四つの象限を有することを仮定することは、可能なことである。同様にして、それら軸Ｏ’ｘ及びＯ’ｙ’は、イメージャ４３において、四つの別個の象限を定義する。このように、素子４１の表面の四つの象限の各々は、好ましくは、その照明する及び結像するビームの合計の開口を限定するために、それに面するイメージャ４３の象限と関連させられる（換言すると、平面ｘＯｚ及びｙＯｚ（又はｘＯ’ｚ及びｙ’Ｏ’ｚ）によって束縛された同じ容積において）（方向Ｏｚ及びＯｚ’は、その光軸の方向を表す）。それら四つの象限における切子面の配向は、特定の対称性を呈示しないことができるであろうし、イメージャ４３における均一性を最適化するためには、光学素子４１の各々の象限における切子面は、好ましくは、独立に計算される。
【００９２】
本発明の変形に従って、ＭＤＭタイプのイメージャは、ＰＢＳと関連させられたＬＣＯＳタイプのイメージャ又はＴＩＲプリズムと関連させられた透過性のＬＣＤタイプのイメージャによって取り替えられる。本発明の変形に従って、その結像する及び照明するビームについての最も大きい可能性のある開口を可能にするためには、視野レンズが、その切子面が刻まれた光学素子とそのイメージャとの間に挿入される。これらの変形に従って、その光学素子の切子面は、付加的な反射及び／又は屈折を考慮に入れる（例えば、視野レンズが、挿入されるとき、その切子面の配向は、その切子面の中心の光線に関してその挿入されたレンズの付加的な複屈折を考慮に入れるために、計算される）ために、計算される。
【００９３】
図７及び８は、それ自体が知られた図１の系１０のイメージャ１１におけるその光ビームの二つの角度的な方向θ７０及びφ７１における（シミュレーションによって得られた）角度的な分布を記述する。図７（又は８）に従って、描かれた分布は、２．６５（又は３．５）の開口と共に、空間的に限定されるものではない（又は、それぞれ、イメージャ１１におけるそのビームのフットプリントによって限定される）。その源での照明の欠如に対応する中心における暗いポット７２の存在は、留意される。その照明系は、この場合には、それの最大限の能力まで、使用されているものではない。
【００９４】
図７は、光の喪失を示す。起こることは、ライトガイド１０２を去る際に、±３０°の角度があるということである。レンズ１０３及び１０６は、この角度を低減することができるものであるが、同時にその倍率を維持する一方で、それを±１２°まで低減する。それにもかかわらず、そのエタンデュ（換言すると、そのライトガイドの出口の面積は、その放出された光の立体角だけ掛けられる）は、劣化させられる。
【００９５】
このような系は、大きさＨＤ３Ｓ（対角線の測定０”５５）のＤＭＤについては２．４と２．８との間の開口を備えた対物レンズの使用を要求するが、それは、相対的に高いものであると共に非常に多数の視野レンズとの対物レンズの使用を必然的に伴う。
【００９６】
図９及び１０は、本発明に従ったイメージャ３４における二つの角度的な方向θ７０及びφ７１における（シミュレーションによって得られる）その光ビームの角度的な分布を図示するが、それら分布は、それが、イメージャ３４におけるそのビームのフットプリントによって空間的に限定されるという方式で表される。図９（又は１０）においては、その分布は、全ての方向において３．５の（又は、方向θにおいて３．５及び方向φにおいて４．５の）開口で表される。その中心に暗いスポットがないことは、理解することができることである。照明のエタンデュは、このように、最適化される。
【００９７】
一方の方向における４．５の及び他方の方向における３．５の開口の光学素子３３で、そのコントラストが、向上させられるが、楕円形のアイリス絞りは、より高い回折の次数が切り出されることを可能にする。
【００９８】
このように、本発明は、３．５と４．５との間の範囲（包括的なもの）にわたる光学素子３３の開口と互換性のあるものである。対応する対物レンズ２１は、従って、視野レンズを必ずしも含有するものではないと共に、従って、図１の系と互換性のある対物レンズよりも高価なものではない。
【００９９】
さらには、光学素子３３と共に、伝播の方向における最小限の妨害があると共に、（その照明する及び結像するビームを分裂させる（その像が、透過性のＬＣＤタイプのものであるとき）視野レンズ又はＴＩＲプリズムのような）光学素子を不要にすることは、可能なことである。
【０１００】
図１１及び１２は、入射のビームをコリメートする表面及びそれぞれ先に記載された素子３３及び４１の切子面が刻まれた表面に類似の切子面を含む第二の面を備えた、それぞれ光学素子１１０１及び１２０１を含む、それぞれ照明系１１００及び１２００を図示する。それら系１１００及び１２００は、都合良くは、投射器２における系２０を取り替えると共に、それらのバルクは、より小さいものであると共にそれらの実施形態は、より単純なものである（より少数の構成部品）。
【０１０１】
より具体的には、それら系１１００及び１２００は、さらに記載されることはないことになる系２０及び４０に類似の素子（特に、投射ランプ３０及びカラーホイール３１）を含む。
【０１０２】
系１１００（又は１２００）は、図１３（正面図）及び１４（側面図）を参照して図示されたように、第一の表面１４２及び対向した、第二の、表面１４０を含む光学素子１１０１（又は１２０１）を含む。
【０１０３】
第一の表面１４２は、矩形の領域１３１を囲むと共に並置された及び正方形の切子面１３１０から１３１ｐまでを含む領域１３０を含む。第二の表面１４０は、第一の表面１３１の所まで光学素子１１０１内で伝播する多かれ少なかれコリメートされたビームを生じさせるために、照明するビーム３５をコリメートする。第二の表面１４０は、球面のもの又は（例えば、円錐形のレンズの形態を有する）非球面のものである。
【０１０４】
第一の表面１３１の切子面は、各々、先に図示された素子３３の切子面が計算された方式に類似の方式で、多かれ少なかれ均一な方式でイメージャ３４を照明するために、イメージャ３４に向かって、照明するビーム３５の部分を再方向付けするように、設計される。
【０１０５】
本発明の変形に従って、それら切子面を含む領域１３１は、非矩形の形状を有すると共に、例えば、（面取りされた縁の切子面を備えた）正確に円形のもの又は（例えば、それの全体の表面積にわたって同一の切子面を備えた）多かれ少なかれ円形のものである。
【０１０６】
本発明の変形に従って、領域１３１は、第一の表面１４２の全体を占有する。
【０１０７】
素子１１０１が、大きさにおいて相対的に小さいものであると共に、縁の面１４２の厚さｅは小さいものである（素子１１０１は、薄いものである）と共に好ましくは３ｍｍと５ｍｍとの間の範囲にわたることは、留意されることであると思われる。
【０１０８】
その素子１２０１は、素子１２０１からイメージャ４３を分離する距離を（この距離は、好ましくは、結像するビーム４５が、光学素子１２０１と交差することがないことを可能にする、最小の距離として選ばれる）及び素子１２０１を起源とする光学ビーム４２に関するイメージャ４３の傾斜を考慮に入れるイメージャ４３に従って計算されるそれの切子面を除けば、素子１１０１に類似のものである。
【０１０９】
図１５及び１６は、それぞれイメージャ４３におけるビーム４２のフットプリントの限定無しの及び有りの、イメージャ４３における入射の光ビーム４２による照明を図示する。それら最も明るい点は、最大の照明を表す。
【０１１０】
このように、イメージャ４３の照明が、多かれ少なかれ均一なものであること、及び、それらビームの大部分が、イメージャ４３を照明することは、理解することができることであると共に、このように、そのイメージャが照明される高い効率を照明する。
【０１１１】
さらには、照明系１１００及び１２００の質は、照明系２０及び４０の質に類似のものである。
【０１１２】
図１７は、４の開口を備えたイメージャ４３における入射の光ビーム４２の角度的な分布を示す。
【０１１３】
図１５から１７までに関係して与えられた照明及び角度的な分布は、ＤＭＤタイプのイメージャの使用に対応するが、しかし、他のタイプのイメージャ（特に、透過性のＬＣＤ及びＬＣＯＳイメージャ）についてもまた妥当なものである。本発明が、先行技術におけるものよりも小さいものである開口（例えば、同じフラックスを保つ、２．５よりもむしろ４の開口）の使用を可能にすることは、理解することができることである。
【０１１４】
図１８は、切子面が刻まれた光学素子１８１を用いる投射器１８０を示すが、それら切子面の各々が、イメージャ４３に向かって入射のビーム３８を反射させると共に、光学素子１８１は、多かれ少なかれコリメートされたビーム３８によって、照明される。
【０１１５】
より具体的には、投射器１８０は、投射器２０の素子、特に投射ランプ源３０、カラーホイール３１、レンズ３２、及びイメージャ３４に類似の素子を含むが、それらは、同じ符号をもつと共にさらに記載されるものではない。
【０１１６】
素子１８１の切子面の各々は、好ましくは、イメージャ３４に向かって、その照明するビームの部分を再方向付けするために、平面のものであると共に、入射のビーム３８の光軸とある定義された角度をなす。本発明の変形に従って、それら切子面は、平面ではなく、わずかに湾曲させられたものであるが、しかし、それらの配向を計算する目的のためには、平面の表面になぞらえられることができる。
【０１１７】
切子面が刻まれた光学素子３３が屈折性のものである、シナリオを、それが、特に反射性のモードが当てはまることもある変形について、及び、それら切子面を計算するために、反射性のもの（素子１８１）である、シナリオにわたって読み取ることができる。
【０１１８】
このように、それら切子面を計算するための電算化された方法に従って、際立った多数の（典型的には、１００００個の）可能性のある照明系が、好ましくは、以下に続くアルゴリズムを使用することで、定義されると共に、その最良のものが、選ばれる：各々の切子面について、その切子面の中心を通過する平均的な光線のそのイメージャにおける衝突の点は、無作為に定義される；そして、素子１８１の各々の切子面の配向ｓが、計算されると共に、この切子面を通過する全ての光線が、プロットされる。次に、それら照明は、総和されると共に、そのメリット関数が、例えば上で設定されたメリット関数の一つを使用することで、計算される。それら系を、メリットの値の減少する順序で、ランク付けすることができると共に、その最良のものが、採用される（換言すると、最も高いＭの値と関連させられたものが得られる）；高いメリットの値は、良好な均一性、高いフラックス、及び適当な開口数の両方を保証する。
【０１１９】
光学素子１８１の切子面は、好ましくは、正方形又は矩形のものである。本発明の様々な変形に従って、それらは、いずれの形態のもの、同一なもの、又は、別様なものであることもある。優先としては、それら切子面は、求められていない射出のビームを回避するために、並置される。特に、本発明の様々な変形に従って、それら切子面は、六角形の又は三角形の形状で並置される。
【０１２０】
図１８を参照して図示されたイメージャ３４は、透過性のＬＣＤタイプのものである。レンズ３２と関連させられた切子面が刻まれた光学素子１８１を備えた投射器１８０の変形の実施形態に従って、それは、ＤＭＤ又はＬＣＯＳのタイプのものである。
【０１２１】
図１９は、切子面が刻まれた光学素子１９１を実施する投射器１９０を示すが、それら切子面の各々は、イメージャ４３に向かって入射のビーム３５を反射させると共に、光学素子１９１は、カラーホイール３１に位置を定められた集束する点を起源とするビーム３５によって照明される。
【０１２２】
より具体的には、投射器１９０は、投射器１２００の素子、特に投射ランプ源３０、カラーホイール３１、及びイメージャ４３、に類似の素子を含むと共に、それらは、同じ符号をもつと共にさらに記載されるものではない。
【０１２３】
素子１９１の切子面の各々は、イメージャ４３に向かって、その照明するビームの部分を再方向付けるために、平面であると共に、入射のビーム３５の光軸とある与えられた角度をなす。
【０１２４】
素子１９１の切子面は、素子１９１の各々の切子面におけるある与えられた点で、その入射のビームは、ある点を起源とする（入射の角度は、素子１９１の全ての切子面について同じものではない）という事実を考慮に入れることで、素子１８１の切子面に類似の方式で計算される。素子１９１の切子面は、その照明するビームを多かれ少なかれコリメートするための方式で（換言すると、それら切子面の全てによって反射させられたビームが、絶対項において６°未満だけ、それの光軸から発散するビームを形成するような方式で）もまた、計算される。
【０１２５】
図１９を参照して図示されたイメージャ４３は、反射性のＤＭＤタイプのものである。切子面が刻まれた光学素子１９１を備えた及び別個のコリメーションのレンズ無しの投射器１９０の変形の実施形態に従って、それは、透過性のＬＣＤ又はＬＣＯＳタイプのものである。
【０１２６】
本発明の好適な変形に従って、光学素子３３、４１、１１０１、１２０１、１８１、及び１９１の切子面が刻まれた表面は、部分的に又は完全に、一つ又はより多い連続的な及び好ましくはリッジを欠く表面によって取り替えられると共に、その対応する光学素子の形状が、そのイメージャに向かってその照明するビームの少なくとも部分を再方向付けるための方式で、計算される。その光学素子によってこのように再配向させられたビームは、そのイメージャ（例えば、ＤＭＤ、ＬＣＯＳ、又は、透過性のＬＣＤ）に適合するように適合させられた全体的な形状を有すると共に、都合良くは、その照明するビームが、そのイメージャにおいて均質なものにされることを可能にすると共にその照明するフラックスが最適化されることを可能にする。その照明するビームを完全に又は部分的に再方向付けする光学素子の有用な表面積が、一つ又はより多い連続的な表面を含むという事実は、特に、その光学素子を製造することを、より容易なものにする。それは、また、良好に構造化されると共に従って均質なものにすることがより容易なものである瞳の照明を得ることを、可能なものにする。図２６から３２までは、本発明のこの好適な変形に従った光学構成部品を図示すると共に、図２０から２５までは、このような構成部品を用いると共に図２に図示された背面投射器２の系２０に対応する照明系を図示する。
【０１２７】
図２０（及び、それぞれ、図２１から２５まで）は、それを多かれ少なかれ均一に照明するためには、そのイメージャに向かってその照明するビームを再方向付けする光学素子を除けば、図１１（及び、それぞれ、図１２、１８、１９、３、及び４）の照明系に類似の照明系を示す。図３、４、１２、１８、及び１９を参照して既に記載された共通の素子を、従って、さらに詳述することはしないことにする。
【０１２８】
より具体的には、図２０は、系１１００に類似の照明系２０１を図示すると共に、素子１１０１の代わりに光学素子２００１を含む。系２０１は、特に単純なもの（少数の構成部品）であると共に非常に嵩高いものではない。
【０１２９】
光学素子２００１は、その入射の照明するビームをコリメートする入射の表面及び射出の表面を含むが、それの形状は、そのビームが、そのイメージャのものに適合するように多かれ少なかれ適合させられた断面を有する（そのイメージャの平面において、そのビームの断面は、多かれ少なかれ矩形のものであると共に、そのビームは、多かれ少なかれ均質にそのイメージャを照明する）ように、その照明するビームの断面を変更するためのものである。
【０１３０】
光学素子２００１は、例えば、図２６（正面図）及び３０（側面図）を参照して図示されたような光学素子２６０に、対応する。（そのイメージャの側における）それの射出の面において、それは、有用な表面２６２及び直径ｄｔの何らかの任意の周辺の表面２６１を含む。
【０１３１】
有用な表面２６２は、（例えば、鋳造することによって）製造することをより容易なものにするために、連続的なリッジを欠く表面（この表面の等式を導出することができる）である。それは、例えば、２５ｍｍに等しい直径ｄｕを備えた円形のものである。この直径は、そのイメージャの大きさに仕立てられると共に、好ましくは４０ｍｍよりも小さい、及び、より好ましくは、３０ｍｍよりもなお小さいものである。このように、円形の有用な表面２６２について、表面２６２の面積は、好ましくは、１２．６ｃｍ２よりも少ない、及び、より好ましくは、７．１ｃｍ２よりもなお少ないものである。その直径ｄｔは、例えば、ｄｕ＋２又は５ｍｍに等しいものである。一般に、ｄｔは、５ｍｍよりも多く、ｄｕを超えるものではないが、これは、その光学素子の大きさを限定するために、開始する。
【０１３２】
表面２６２の形状は、その照明するビームが、同時にフラックスの喪失を限定すると共に、多かれ少なかれ均質にそのイメージャを照明するように、計算される。それは、従って、日常の形状（例えば、平面のもの、球面のもの、又は楕円面のもの）ではないが、しかし、これに反して、
その照明するビームの断面（典型的には、円形のもの又は楕円形のもの）を具体的に変更する球面の形状を有すると共に、それを、そのイメージャの形状の断面（典型的には、矩形のもの）へと変質させる。
【０１３３】
一例として、０．５６”のイメージャで、表面２６２の形状は、以下に続く多項式：
ｚ（ｘ，ｙ）  ＝  −４．２３９６４６３０４６５０´１０−２ｘ２ 
−３．３２６３８０９６６７１２´１０−２ｙ２ 
−１．９６６６７１６６９３２２´１０−５ｘ４ 
−６．１９８２３７６３４１９６´１０−５ｘ２ｙ２ 
−６．４２６４５３４２３１４０´１０−６ｙ４ 
＋２．２６６４０８８２６５９２´１０−７ｘ６ 
＋２．８５５３７１１６８０４５´１０−７ｘ４ｙ２ 
−１．０５５４３３１０２６３５´１０−７ｘ２ｙ４ 
−２．５４８１１６２９０８７９´１０−７ｙ６ 
−１．５４８３６３７６６８１３´１０−９ｘ８ 
−１．０４３４７４００４５６９´１０−９ｘ６ｙ２ 
＋７．８４２１４９３６９５０９´１０−９ｘ４ｙ４ 
−８．１５６６９１６８１３７６´１０−９ｘ２ｙ６ 
＋５．４３０２４０７７９７４６´１０−１０ｙ８ 
−１．０４６４８３９３９５５０´１０−１２ｘ１０ 
−６．２２５７２４８４９４５９´１０−１３ｘ８ｙ２ 
−４．９０３７７２４２８２７５´１０−１３ｘ６ｙ４ 
−２．０５２４１７２９４８７１´１０−１２ｘ４ｙ６ 
−１．３０５６９３１８９６２３´１０−１２ｘ２ｙ８ 
−８．５０８８６７１２５８２２´１０−１３ｙ１０
に従って記述される。
【０１３４】
表面２６２のこの形状で、そのイメージャとの（そのイメージャの側における）その表面の中心との間の距離は、８０ｍｍである。さらには、その照明された領域がそのイメージャと真に一致するためには、表面２６２は、軸ｙから軸ｘに向かった方向に１５°だけ回転させられる。
【０１３５】
０．５６”のイメージャ及び１ｍｍのアークの大きさを備えたランプで、このように定義された光学素子２００１は、そのイメージャが、その源によって放出されたフラックスの４０．４％、３９．８の均一性で照明されることを可能にすると共に、光学素子２００１を去る照明するビームが、３．８５の開口を有する。
【０１３６】
表面２６２（及び、より一般には、本発明に従った光学素子又は系の全ての表面、特に図２０から３２までを参照して定義された表面）を、反復の電算化された計算によって最適化することができるが、表面は、各々の反復のステップで定義されると共に、対応するメリット関数が、計算される。上に示唆されたように、その系の性能は、三つのパラメータ：φ（光学的なパワー又はイメージャ３４におけるフラックス）、ｆ（ビーム３６及び３７の開口数（又は開口率））並びにｕ（その最大の照明に対するその最小の照明の比に対応するイメージャ３４における照明の均一性）によって定義される。切子面が刻まれた光学素子を定義するために先に記載されたものに類似の方式で、そのメリット関数は、例えば、
【０１３７】
【数９】
2008522230.tif 000011
の形態にあるが、そこでは、ｐ及びｒは、整数（例えば、１、２、若しくは３）又は分数（例えば、１／２）を表すと共に、それぞれその均一性及びそのフラックスに重みを付けるための重みを付けるパラメーターとして選ばれることができる。一般には、そのメリット関数は、好意を示されるものであるパラメーターに従ってφ、ｕ、及びｆに関してより大きい又はより少ない重みを付けることを伴った（もしかすると、一つの又はより多いパラメーターについての最小の又は最大の限界を考慮に入れる）、φ、ｕ、及びｆの関数である。これらの三つの値は、標的にされた様式でその表面を同時に変形することによって、このように好ましくは最適化される。全ての最初に、第一の表面は、等式の、例えば、多項式の、三角関数の、若しくはスプラインの等式の、又は、多項式の等式、三角関数の等式、及びスプラインの組み合わせの、形態で定義される。次に、その対応するメリット関数が、計算されると共に、そして、そのメリット関数及びその第一の表面は、最適化されたメリット関数の表面であるものとして保存される。そして、その反復の計算の過程が、開始される。その反復の各々のステップにおいて、変形及び表面の等式（その表面は、現行の表面として知られたものである）は、その表面の等式のパラメーター（例えば、多項式の又は三角関数の等式における係数、三角関数の等式における位相又はパルスの値）を変えることによって、定義されるが、その現行の表面に対応する１０００００本の光線が、プロットされると共に、そして、その対応するメリット関数は、計算されると共に、先に決定された、最適化されたメリット関数の表面と称された表面に対応する最良の系のものと比較される。そのメリット関数が、より高いものであるとすれば、そのとき、その現行の表面は、その最適化されたメリット関数の表面になると共に、それの式及びメリット関数が、保存される。計算は、例えば、最小のメリット関数の値が、達成されてしまったとき（換言すると、例えば、そのメリット関数が、所定の閾値の値より上の又はそれに等しいものであるとき、又は、それが、所定の数の反復の後で、さらに増加することがないとき）、及び／又は、最小の数の反復のステップが、行われてしまったとき、停止する。
【０１３８】
変形の実施形態に従って、光学素子２００１は、例えば、前方から目視された図２７を参照して図示されたような光学素子２７０に対応する。それの射出の面において、素子２７０は、有用な表面２７２及び表面２６１に類似の周辺の表面２７１を含む。
【０１３９】
有用な表面２７２は、四つの連続的な並置された基本の表面２７２０から２７２３までを含むが、各々は、リッジを欠くものである。表面２７２は、直径ｄｕの円形のものであると共に、それの周辺は、表面２６２の周辺に類似のものである。
【０１４０】
表面２７２の形状は、その照明するビームが、同時にフラックスの喪失を限定する一方で、多かれ少なかれ均質にそのイメージャを照明するように、計算される。基本の表面２７２０から２７２３までは、そのイメージャの部分と多かれ少なかれ関連させられることもある（それら表面の各々が、それに対応するそのイメージャの部分を、多かれ少なかれ均質に、照明する、照明するビームを生じさせる）か、又は、一方では、それら基本の表面２７２０から２７２３までは、そのイメージャのいずれの特定の領域とも関連させられるものではないと共に、それは、全体的にみると、そのイメージャを均質に照明する、照明するフラックスである。それら基本の表面２７２０から２７２３までは、類似のもの（それは、それらを定義するためには必要とされた計算の量を低減することを可能なものにする）又は非類似のものであることもある。本発明に従って、その有用な表面は、四つに必ずしも等しいものではないが、しかし、ちょうど同様なものとして、二つ、三つ、六つ、八つ、などで、及び、より一般には、いずれの数の値でも、あることもある多数の連続的なリッジを欠く基本の表面を含むこともある。優先として、必ずしも必要ではないとはいえ、二つの隣接した基本の表面の間の密着は、それ自体、連続的なものであると共に、突然の不連続性を有するものではない。
【０１４１】
同様にして、それら基本の表面の間における境界は、必ずしもまっすぐなものではない。このように、側面図で図３２を参照して図示されたように、変形の実施形態に従って、光学素子２００１は、例えば、光学素子３２０に対応する。光学素子３２０は、その照明するビームをコリメートする機能を行う入力の表面３２０３及び光学的な有用性の無いものである周辺の表面３２０１を含む。それの射出の面において、素子３２０は、有用な表面（それは、先に指定されたように、直径ｄｕを有する）を含むが、それは、それ自体、二つの同心の及び連続的な基本の表面３２０４及び３２０２を含む。中央の表面３２０４は、凹面の及び球面のものである；それは、不均質にそのイメージャを照明するビームを作り出す。それを囲む表面３２０２は、そのイメージャの照明の均質性のこの欠如を補正することが可能な形状を有する。表面３２０２は、リッジを有することもあるし有さないこともある。
【０１４２】
変形の実施形態に従って、光学素子２００１は、例えば、正面図である、それぞれ図２８及び２９を参照して図示されたような、光学素子２８０又は２９０に対応する。
【０１４３】
それの射出の面において、素子２８０（又は２９０）は、有用な表面（又は２９２）及び表面２６１に類似の周辺の表面２７１（又は２９１）を含む。
【０１４４】
素子２８０の有用な表面は、円形の及びｄｕに等しい直径を備えたものである。それは、中央の切子面が刻まれた領域２８３及びそれを囲む（リッジ有りの又は無しの）連続的な領域２８２を含む。領域２８３は、好ましくは、正方形である（正方形の切子面が刻まれた領域を実施することが、より容易なものであると共に、正方形及び同一の形状のものである切子面を有することを、可能なものにする）。
【０１４５】
素子２９０の有用な表面は、好ましくは４ｍｍよりも短い又はそれに等しい、ｄｕの辺の長さを備えた正方形である（従って、その正方形の有用な表面の面積は、好ましくは、１６ｍｍ２よりも少ない又はそれに等しいものである）。それは、連続的な表面並びに周辺の及び切子面が刻まれた領域２９３を備えた中央の領域２９２を含む。領域２８２及び２８３（又は２９２及び２９３）は、そのイメージャの部分と多かれ少なかれ関連させられることもある（それら領域の各々が、それに対応するそのイメージャの部分を多かれ少なかれ均質に照明する、照明するビームを生じさせる）か、又は、一方では、それらは、そのイメージャの特定の領域と関連させられるものではないと共に、それは、全体的にみると、そのイメージャを均質に照明する、照明するフラックスである。それら領域の一つは、単純に計算されることもあると共に、不均質にそのイメージャを照明することもある。その有用な表面の相補的な領域は、そのイメージャの照明の均質性のこの欠如を補正するための方式で定義された形状を有する。特に、その相補的な領域が、切子面が刻まれた領域に対応するとすれば、それの表面は、図５を参照して図示されたような切子面が刻まれた表面が計算される方式に類似の方式で計算されることもある。
【０１４６】
もちろん、少なくとも一つの切子面が刻まれた領域及び少なくとも一つの連続的な領域を用いる光学素子の他の変形は、本発明に従って想像可能なものである。本発明に従って、当業者は、特に、一つよりも多い切子面が刻まれた領域、及び／又は、連続的な非平面の表面に対応する一つよりも多い領域を考慮することもある。彼は、また、必ずしも正方形又は円形のものではない（例えば、三角形のもの、六角形のもの、規則的なもの、又は、別様のものである）領域の周囲を考慮することもある。
【０１４７】
図２１は、系１２００に類似の照明系２０１を図示すると共に、素子１２０１の代わりに光学素子２１０１を含む。系２０１は、特に単純なもの（少数の構成部品）であると共に非常に嵩高いものではない。
【０１４８】
本発明に従って、光学素子２１０１は、それを照明する、照明するビーム２１０２の軸に関して傾斜させられるイメージャ４３を照明する、照明するビームを再方向付けするそれの有用な表面の形状を除けば、素子２００１に類似のものである。特に、光学素子２１０１は、図２６から３０まで及び３２を参照して記載された素子の一般的な構造と互換性のある光学素子に対応する全体的な構造（入力の表面、周辺の表面、及び有用な表面のタイプ）を有する。従って、この構造は、さらに詳述することはしないことにする。
【０１４９】
図２４（又は２５）は、系２０（又は４０）に類似の照明系２４０（又は２５０）を図示すると共に、平坦な入力の表面及びそのイメージャの照明が、素子２００１（又は２１０１）の対応する表面に同一な多かれ少なかれ均質なものであるような方式でそのビームを再方向付けすることが可能な有用な表面を備えた素子３８（又は４２）の代わりに光学素子２４０１（又は２５０１）を含む。事実上、レンズ３２は、入射のビームをコリメートする機能を行うが、その機能は、光学素子２００１又は２１０１の入力の面によって行われる。従って、系２４０及び２５０は、さらに詳述することはしないことにする。
【０１５０】
図２２及び２３は、それぞれ系１８０及び１９０に類似の、並びに、素子１８１又は１９１の代わりにそれぞれ光学素子２２０１及び２３０１を含む、それぞれ、照明系２２０及び２３０を図示する。
【０１５１】
光学素子２２０１及び２３０１は、反射性の有用な表面を含むが、その形状は、その照明するビームの断面が、そのビームがそのイメージャのものに適合するように多かれ少なかれ仕立てられた断面を有するように、変更させられることを、可能にする（そのイメージャの平面において、そのビームの断面は、多かれ少なかれ矩形のものであると共に、そのビームは、多かれ少なかれ均質にそのイメージャを照明する）。光学素子２３０１の反射性の表面は、また、その入射の照明するビームをコリメートする。
【０１５２】
その有用な表面は、製造することをより容易なものにするために、連続的なリッジを欠く表面である。それは、例えば、上に記載されたような直径ｄｕの円形のものである。
【０１５３】
様々な変形に従って、その反射性の有用な表面は、（素子２７０と同様に）一つ又はより多い連続的なリッジを欠く表面を含む。本発明の他の変形に従って、その反射性の有用な表面は、さらに、（素子２８０及び２９０と同様に）一つ又はより多い切子面が刻まれた領域を含む。当業者は、系２４０及び２５０の反射性の有用な表面の事情内で適合するように、図２０、２１、及び２５から３２までを参照して図示される透過性の素子の変形を適合させることができると思われる。従って、本発明のこれらの変形は、さらに記載されるものではないと思われる。
【０１５４】
もちろん、本発明は、ここより上に記載された実施形態に制限されるものではない。
【０１５５】
特に、本発明は、いずれのイメージャの使用とも、又は、例えば、切子面を備えた及び／又は一つ又はより多い連続的な表面を備えた光学素子を含む、数個のイメージャを伴う系と、互換性のあるものであるが、それの形状は、均質に数個の像を照明するために設計される。
【０１５６】
本発明は、また、切子面を備えた及び／又は一つ又はより多い連続的な表面を備えた光学素子を照明する数個の照明の源の使用と互換性のあるものであるが、それの形状は、均質に少なくとも一つのイメージャを照明するために設計される。
【０１５７】
さらには、本発明は、都合良くは、正面投射又は背面投射のタイプの投射器において用いられる。
【０１５８】
屈折性の光学素子を用いる本発明は、また、いずれの材料（例えば、ガラス、複屈折性の材料（石英、方解石、サファイア、など）、又はプラスチック）で作られた透明な屈折性の光学素子とも互換性のあるものである。
【０１５９】
その照明の源は、また、いずれの任意の源（アークランプ、など）でもあることもあると共に、また、その有用な表面（切子面が刻まれたもの及び／又は連続的なもの）に多かれ少なかれコリメートされた照明するビームを得ることを可能なものにするいずれの任意の種類の光学素子とも関連させられることもある。
【０１６０】
当業者は、また、付加的な光学素子、特に視野レンズ、ミラー、光学ファイバー、などを実施する系と本発明を適合させることができると思われる。
【０１６１】
切子面を備えた及び／又は連続的な表面を備えた光学素子の使用は、第一の表面におけるそれら切子面の及び／又はそれら連続的な表面の使用に制限されるものではないと共に、第二の表面は、ニュートラルなものであるか又は単純なレンズの機能を有するが、しかしまた、第一の表面が、それを、そのイメージャの形状へ仕立てるためには、照明するビームを再方向付けするための切子面及び／又は連続的な表面を含む光学素子を包含すると共に、第二の表面は、フレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌ）レンズタイプのものであるか、又はそれ自体切子面を有する。
【０１６２】
本発明は、その光学素子が、そのイメージャを照明すると共にそのイメージャに適合するようにそのビームの形状を適合させるために、イメージャに向かってその照明するビームの部分を再方向付けするための手段を、第一の表面に、含む場合にまた制限されるものではないと共に、これらの手段は、反射性の又は屈折性の切子面のタイプのものである（それらは、連続的な表面と関連させられることもある、又は、関連させられないこともある）。実際に、それら切子面は、例えば、平面ではないストリップ（二つの対向したリッジによってそれらの長さに沿って束縛された細長い表面）を形成する連続的な表面で取り替えられることもあるが、その反射性の又は屈折性のタイプのストリップの各々は、互いに独立して、そのイメージャに向かって、それを照明するために、その照明するビームの部分を再方向付けすると共に、これらのストリップの全ては、一緒に、そのイメージャに適合するように、そのビームの形状を適合させる。
【０１６３】
本発明は、また、それの表面の一つに、切子面及びストリップの両方を含む光学素子の使用と互換性のあるものである。
【０１６４】
さらには、本発明に従って、その光学素子の切子面は、必ずしも平面のものではなく、わずかに湾曲させられたものであることもある。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】−図１は、それ自体知られた照明系を図示する；
【図２】−図２は、本発明の実施形態に従った背面投射器の非常に概略的なブロック図である；
【図３】−図３は、図２の背面投射器において用いられた照明系を与える；
【図４】−図４は、本発明の変形の実施形態に従って照明系を図示する；
【図５】−図５は、図３及び４の照明系の詳細を与える；
【図６】−図６は、図３及び４の照明系の詳細を与える；
【図７】−図７は、それ自体知られた図１の系のイメージャにおける光ビームの角度的な分布を記載する；
【図８】−図８は、それ自体知られた図１の系のイメージャにおける光ビームの角度的な分布を記載する；
【図９】−図９は、本発明に従った図２の系のイメージャにおける光ビームの角度的な分布を図示する；
【図１０】−図１０は、本発明に従った図２の系のイメージャにおける光ビームの角度的な分布を図示する；
【図１１】−図１１は、本発明の変形の実施形態に従った、照明系及び対応するレンズを記載する；
【図１２】−図１２は、本発明の変形の実施形態に従った、照明系及び対応するレンズを記載する；
【図１３】−図１３は、本発明の変形の実施形態に従った、照明系及び対応するレンズを記載する；
【図１４】−図１４は、本発明の変形の実施形態に従った、照明系及び対応するレンズを記載する；
【図１５】−図１５は、図１２の照明系のイメージャにおける照明のパターンを図示する；
【図１６】−図１６は、図１２の照明系のイメージャにおける照明のパターンを図示する；
【図１７】−図１７は、図１２の照明系のイメージャに入射する光ビームの角度的な分布を与える；
【図１８】−図１８は、本発明の変形の実施形態に従った照明系を図示する；
【図１９】−図１９は、本発明の変形の実施形態に従った照明系を図示する；
【図２０】−図２０は、本発明の変形の実施形態に従った照明系を図示する；
【図２１】−図２１は、本発明の変形の実施形態に従った照明系を図示する；
【図２２】−図２２は、本発明の変形の実施形態に従った照明系を図示する；
【図２３】−図２３は、本発明の変形の実施形態に従った照明系を図示する；
【図２４】−図２４は、本発明の変形の実施形態に従った照明系を図示する；
【図２５】−図２５は、本発明の変形の実施形態に従った照明系を図示する；
【図２６】−図２６は、図２０から２５までの系において用いられた連続的な表面を備えたレンズを与える。
【図２７】−図２７は、図２０から２５までの系において用いられた連続的な表面を備えたレンズを与える。
【図２８】−図２８は、図２０から２５までの系において用いられた連続的な表面を備えたレンズを与える。
【図２９】−図２９は、図２０から２５までの系において用いられた連続的な表面を備えたレンズを与える。
【図３０】−図３０は、図２０から２５までの系において用いられた連続的な表面を備えたレンズを与える。
【図３１】−図３１は、図２０から２５までの系において用いられた連続的な表面を備えたレンズを与える。
【図３２】−図３２は、図２０から２５までの系において用いられた連続的な表面を備えたレンズを与える。
【図１】
2008522230.tif 000012
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
2008522230.tif 000041
【図３１】
2008522230.tif 000042
【図３２】
2008522230.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】平成19年6月5日(2007.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集束する帯域に集束させられた照明するビームを生じさせるために設計された少なくとも一つの照明の源；及び
該照明するビームによって照明させられたとき、結像するビームを生じさせることの可能な少なくとも一つのイメージャ；
：を含む光学系において、
当該系は、それが、さらに、少なくとも一つの光学素子：を含むと共に、
該少なくとも一つの光学素子は、
該集束する帯域を起源とする該照明するビームをコリメートするコリメートする手段；及び
第一の表面に、該イメージャを照明するために、及び、該イメージャに適合するように該ビームの形状を適合させるための、該イメージャに向かって該照明するビームの部分を再方向付けする手段
を含むことを特徴とする、光学系。
【請求項２】
前記コリメートする手段は、前記光学ビームが、絶対項で６°よりも少ない値によって、それの光軸から発散するような方式で、前記照明するビームをコリメートすることを特徴とする、請求項１に記載の系。
【請求項３】
前記第一の表面は、前記照明するビームを屈折させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の系。
【請求項４】
前記光学素子は、前記第一の表面に対向した、第二の表面を含むと共に、前記第二の表面は、前記コリメートする手段を少なくとも部分的に形成することを特徴とする、請求項１に記載の系。
【請求項５】
前記第二の表面は、球面又は非球面であることを特徴とする、請求項４に記載の系。
【請求項６】
前記第一の表面は、前記照明するビームを反射させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の系。
【請求項７】
前記第一の表面は、前記照明するビームを多かれ少なかれ矩形の断面のビームへと転換すると共に、前記イメージャは、矩形であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の系。
【請求項８】
前記第一の表面は、切子面を含むと共に、該切子面の各々は、前記イメージャに向かって前記照明するビームの部分を再方向付けすることができるものであり、それによって、前記イメージャを照明するための再方向付けられたビームを形成し、該再方向付けられたビームは、前記イメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有する該切子面の全てと関連させられることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の系。
【請求項９】
前記切子面の各々は、平面であることを特徴とする、請求項８に記載の系。
【請求項１０】
前記切子面の各々は、矩形又は正方形であることを特徴とする、請求項８又は９に記載の系。
【請求項１１】
前記第一の表面は、前記イメージャへ向かって前記照明するビームの少なくとも部分を再方向付けするように設計された少なくとも一つの連続的な表面を含むと共に、それによって、前記イメージャを照明するために、再方向付けされたビームを形成し、該再方向付けられたビームは、前記イメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有する前記第一の表面の全体と関連させられることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の系。
【請求項１２】
前記連続的な表面又は前記連続的な表面の各々は、隆起を欠くものであることを特徴とする、請求項１１に記載の系。
【請求項１３】
前記連続的な表面は、
多項式の等式；
三角関数の等式；
スプライン；及び
多項式の等式、三角関数の等式、及び／又はスプラインの組み合わせ
：を含む群に属する式に従うことを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の系。
【請求項１４】
前記第一の表面は、平面の切子面を有さないことを特徴とする、請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の系。
【請求項１５】
前記第一の表面は、隆起を欠くものであることを特徴とする、請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の系。
【請求項１６】
前記第一の表面は、
前記イメージャに向かって前記照明するビームの少なくとも部分を再方向付けするように設計された少なくとも一つの連続的な表面を含む少なくとも第一の帯域を含み、それによって、前記イメージャを照明するために、再方向付けられたビームを形成し、該再方向付けられたビームは、前記イメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有する前記第一の表面の全体と関連させられる；と共に、
前記第一の表面は、
切子面を含む少なくとも第二の帯域：を含むと共に、該切子面の各々は、前記イメージャに向かって前記照明するビームの部分を再方向付けることができるものであり、それによって、前記イメージャを照明するために、再方向付けられたビームを形成し、該再方向付けられたビームは、前記イメージャに適合するように適合させられた全体的な形状を有する前記切子面の全てと関連させられる
ことを特徴とする、請求項１１乃至１４のいずれか一項に記載の系。
【請求項１７】
前記第一の表面の面積は、１６ｃｍ２よりも少ない又はそれに等しいものであることを特徴とする、請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の系。
【請求項１８】
前記光学素子を去る前記照明するビームの開口は、３．２と５との間にあることを特徴とする、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の系。
【請求項１９】
前記光学素子は、前記光学素子を照明する、照明するフラックスの少なくとも９５％が、前記第一の表面を介して再出現するような方式で、構成されると共に位置決めされることを特徴とする、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の系。
【請求項２０】
それは、カラーホイール及び前記集束する帯域において該カラーホイールに前記照明するビームを集束させる手段を含むと共に、前記コリメートする手段は、それらの焦点として、前記集束する帯域内にある点を有することを特徴とする、請求項１乃至１９のいずれか一項に記載の系。
【請求項２１】
それは、前記結像するビームを投射する投射レンズを含むことを特徴とする、請求項１乃至２０のいずれか一項に記載の系。
【請求項２２】
それは、前記結像するビームを折り曲げる手段及び背面投射スクリーンを含むことを特徴とする、請求項２１に記載の系。
【請求項２３】
第一の表面を含む、請求項１乃至２２のいずれか一項に記載の光学系用の光学素子において、該第一の表面は、該第一の表面によって再方向付けされたビームが、与えられた平面において多かれ少なかれ矩形である全体的な形状を有するような方式で、入射の照明するビームを再方向付けするように、設計されることを特徴とする、光学素子。
【請求項２４】
前記第一の表面は、再方向付けられたビームが、与えられた平面において多かれ少なかれ矩形である全体的な形状を有するような方式で、前記入射の照明するビームを再方向付けするように設計される切子面及び／又は連続的な表面を含むことを特徴とする、請求項２３に記載の光学素子。
【請求項２５】
前記第一の表面は、屈折性であることを特徴とする、請求項２３又は２４に記載の光学素子。
【請求項２６】
それは、前記第一の表面に対向した第二の表面及び多かれ少なかれ平面を含むことを特徴とする、請求項２３又は２４に記載の光学素子。
【請求項２７】
それは、前記第一の表面に対向した第二の表面を含むと共に、その光学素子は、孤立したスポットの形態における帯域を起源とする照明するビームを多かれ少なかれコリメートする、コリメートする手段を含むことを特徴とする、請求項２３又は２４に記載の光学素子。
【請求項２８】
前記第一の表面は、反射性であることを特徴とする、請求項２３又は２４に記載の光学素子。
【請求項２９】
前記第一の表面は、前記入射の照明するビームをコリメートするように適合させられたコリメーションの手段を含むことを特徴とする、請求項２３乃至２８のいずれか一項に記載の光学素子。
【国際調査報告】
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