(57)【要約】【課題】線状の集光照明の高密度化、効率化を図ることができる集光照明装置及び象面上で明るい表示画像を得ることができる画像表示装置を得る。【解決手段】長手方向と直交する断面において指向性を有する線状または棒状の発光部２１と楕円柱状の凹面反射鏡４とを備えた線状に集光する照明装置。発光の実質的中心部が楕円柱状をなす凹面反射鏡４の一方の焦線Ｆ２近傍に配置され線状または棒状の集光部２２が他方の焦線Ｆ２である共約関係を満たし、最大放射方向が凹面反射鏡４の中心部に向くように発光部２１を配置するとともに、発光の中心部から凹面反射鏡４の反射面の中心部までの長さをａ、反射面の中心部から集光部２２までの長さをｂとしたとき  ｂ／ａ≦１  の関係にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向と直交する断面において指向性を有する線状または棒状の発光部と楕円柱状の凹面反射鏡とを備えた線状に集光する照明装置において、
発光の実質的中心部が楕円柱状をなす上記凹面反射鏡の一方の焦線近傍に配置され線状または棒状の集光部が他方の焦線である共約関係を満たし、
最大放射方向が上記凹面反射鏡の中心部に向くように上記発光部を配置するとともに、
発光の中心部から上記凹面反射鏡の反射面の中心部までの長さをａ、反射面の中心部から集光部までの長さをｂとしたとき
ｂ／ａ≦１
の関係になることを特徴とする集光照明装置。
【請求項２】
請求項１記載の集光照明装置において、指向性を有する線状または棒状の発光部は、列状に配置されたファイバライトガイド端である集光照明装置。
【請求項３】
請求項１記載の集光照明装置において、指向性を有する線状または棒状の発光部は、微少発光光源が複数個配列されたものである集光照明装置。
【請求項４】
請求項１記載の集光照明装置において、指向性を有する線状または棒状の発光部は、長手方向に対して直交する方向の断面で開口部を有する管状光源である集光照明装置。
【請求項５】
請求項１記載の集光照明装置において、発光部の長手方向外側に、長手方向に対し直交する方向に反射部材が設置されている集光照明装置。
【請求項６】
請求項１記載の集光照明装置において、発光部から集光部に至る光路中に、集光部の長手方向の光分布特性を制御する光分布特性制御手段が配置されている集光照明装置。
【請求項７】
請求項６記載の集光照明装置において、光分布特性制御手段は、発光部の長手方向で開口幅の変化する部材である集光照明装置。
【請求項８】
請求項１〜７記載の集光照明装置を有する画像表示装置であって、
１つの集光照明装置が用いられ、
上記集光照明装置の集光部に１次元状の非自己発光型の光変調素子が配置され、
上記光変調素子を物体とし光変調素子からの光束を物体光として像面上に伝達し像面上に１次元状に結像させるとともに、結像光束を上記１次元状光変調素子の配列方向に対し直交する方向に走査して２次元の画像を形成することを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項８記載の画像表示装置において、非自己発光型の光変調素子は、変調信号に対応して入射光束の反射方向を変える反射タイプの光変調素子であって、集光照明装置による集光光束の長手方向に直交する面の開口数が、上記光変調素子の反射偏向角の正弦値にほぼ等しいかこれよりもやや大きく設定されている画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、狭い幅に高密度に、線状に集光することができる照明装置、及び薄型で小型化が可能な画像表示装置に関するもので、液晶プロジェクタ、ＤＭＤプロジェクタ等の投影装置、車載用ナビゲータ、その他各種表示装置に適用可能なものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やスキャナなどの原稿画像読取装置においては、原稿面をスリット状に露光するスリット露光装置が用いられている。このスリット露光装置は、全体にわたって均一な照度が得られること、光源からの照明光が無駄なく原稿面に照射され、消費電力が少なくても原稿面において十分な光量が得られることなどの要求を満たす必要がある。この要求を満たすためにいろいろな工夫がなされ、関連する発明が多数特許出願されるなど、多くの先行技術がある。
【０００３】
先行技術の一つとして、光源と、反射面の断面が放物線でありこの放物線の焦点上に光源が位置するように配置した反射鏡と、光源の前方において反射鏡の開口を塞ぐように設けられた集光レンズとを備え、この集光レンズは、入射面の断面形状が円弧状の下部凸レンズと、この下部凸レンズの前部に設けた上記反射鏡の開口に向かって伸びる透明柱状体と、この柱状体の前部に設けた主として下部凸レンズからの光を集光する第１の凸レンズと、この第１の凸レンズの外縁に設けた主として上記反射鏡からの反射光を集光する第２の凸レンズとを有してなり、上記下部凸レンズは、その断面内において上記放物線の焦点Ｆから上記反射鏡の開口縁Ｂに至る直線ＦＢと焦点Ｆから光軸ＬＡに直角に伸びて上記放物線に交わる点Ｃから光軸ＬＡに平行に伸びる直線ＣＧとの交点Ａにおいて、下部凸レンズの円弧状入射面が上記直線ＦＢに接するように配置されていることを特徴とする集光照明装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
上記集光照明装置によれば、光源からの放射光のうち、光源の前方側において反射鏡に向かって進行する光は反射鏡に反射されて光軸に平行に進み曲率半径の大きい第２の凸レンズにより集光され、反射鏡には向かわず反射鏡の開口面に直接向かって進む光と光源の後方側において反射鏡に向かって進行し反射鏡によって反射された光は、下部凸レンズにより一次集光され、さらに曲率半径の小さい第１の凸レンズにより集光され、その結果、光源の放射光の大部分が集光され、光源の消費電力を小さいものとしながら被照射面上における照度を高くすることができる、としている。
【０００５】
先行技術の別の例として、線状光源とシリンドリカル凹面反射鏡とを備え、線状光源に直交する断面において上記凹面反射鏡は線状光源を一方の焦点、照射目的点を他方の焦点とする楕円の一部であって、線状光源の有効反射角をカバーし、かつ、有効発光角内の光の反射光が線状光源で遮られないような部分からなることを特徴とする線状照明装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
上記先行技術によれば、線状光源から発する、光軸を中心とした有効光をすべて反射鏡に導き、反射光だけによる照明を可能にしたので、反射光を収束またはほぼ平行に制御することによって所望する照射範囲を照明するとともに、照射面の照度を上げることができる、としている。
【０００７】
【特許文献１】特公平４−１５４５７号公報
【特許文献２】特開２００２−９３２２７号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
複写機やスキャナなどにおける画像読み取りのためのスリット露光（照明）装置では、露光（照明）幅を１０〜３０ｍｍ程度に設定している。
上記特許文献１記載の発明は、効率良く線状に集光するために、横断面が放物線状の反射鏡と集光レンズを組み合わせ、さらに光源からの直接放射光と、上記反射鏡の放物面からの反射光とで、レンズの形状を使い分ける方法を提案している。この先行技術をシミュレーションした結果、照明幅２ｍｍの集光効率、８２％を達成している。
しかし、前述の構成から明らかなように、複雑な形状のレンズを使用する必要があるという難点があるとともに、狭い幅を照明するには限界がある。
【０００９】
前記特許文献２記載の発明は、ＬＥＤなどを直線状に並べた線状光源からの照明光のすべてを反射鏡で反射させ集光点に向かわせて集光照明する点では、あとで詳細に説明する本発明と共通する部分がある。
しかし、配向が広くなれば光学的収差が大きくなり、所望する照明範囲外に広がるとしている。狭い幅内に効率的に集光させ照明するための発光源の大きさや、発光源と集光される像との倍率については注目されていない。
また、上記各特許文献記載の発明は、原稿画像のスリット照明を想定しており、プロジェクタのような画像表示装置の照明装置を想定したものではない。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するためになされたもので、線状の集光照明の高密度化、効率化を図ることができる集光照明装置を提供することを目的とする。特に０．１〜１ｍｍ程度の狭い線幅内に効率良く集光することができるようにすることを狙っている。
【００１１】
本発明はまた、上記集光照明装置と、１次元の非自己発光型光変調素子とを組み合わせ、集光照明装置による集光照明光を１次元の非自己発光型光変調素子で変調しながら像面上で走査させ、象面上で明るい表示画像を得ることができる画像表示装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、画像表示において、画像表示装置に有効な集光角以外の光はフレア光になるため、比較的小さな集光角内に高い光利用効率で線状に集光できるように、必要な開口数（ＮＡ）の光だけが含まれる集光照明装置及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる集光照明装置は、請求項１に記載されているように、長手方向と直交する断面において指向性を有する線状または棒状の発光部と楕円柱状の凹面反射鏡とを備えた線状に集光する照明装置であって、発光の実質的中心部が楕円柱状をなす上記凹面反射鏡の一方の焦線近傍に配置され線状または棒状の集光部が他方の焦線である共約関係を満たし、最大放射方向が上記凹面反射鏡の中心部に向くように上記発光部を配置するとともに、発光の中心部から上記凹面反射鏡の反射面の中心部までの長さをａ、反射面の中心部から集光部までの長さをｂとしたとき  ｂ／ａ≦１  の関係になることを特徴とする。
上記の構成において、特に、発光の中心部から上記凹面反射鏡の反射面の中心部までの長さをａ、反射面の中心部から集光部までの長さをｂとしたとき  ｂ／ａ≦１  の関係とすることで、発光部の大きさと同等以下の狭小部に集光することが可能になる。
【００１３】
指向性を有する線状または棒状の発光部は、請求項２記載の発明のように、列状に配置されたファイバライトガイド端であってもよいし、請求項３記載の発明のように、微少発光光源が複数個配列されたものであってもよく、また、請求項４記載の発明のように、長手方向に対して直交する方向の断面で開口部を有する管状光源であってもよい。
請求項５記載の発明のように、発光部の長手方向外側に、長手方向に対し直交する方向に反射部材を設置するとよい。
請求項６記載の発明のように、発光部から集光部に至る光路中に、集光部の長手方向の光分布特性を制御する光分布特性制御手段を配置するとよい。
上記光分布特性制御手段は、請求項７記載の発明のように、発光部の長手方向で開口幅の変化する部材とすることができる。
【００１４】
本発明にかかる画像表示装置は、請求項８に記載されているように、請求項１〜７記載の集光照明装置を有する画像表示装置であって、１つの集光照明装置が用いられ、上記集光照明装置の集光部に１次元状の非自己発光型の光変調素子が配置され、上記光変調素子を物体とし光変調素子からの光束を物体光として像面上に伝達し像面上に１次元状に結像させるとともに、結像光束を上記１次元状光変調素子の配列方向に対し直交する方向に走査して２次元の画像を形成することを特徴とする。
上記非自己発光型の光変調素子は、請求項９に記載されているように、変調信号に対応して入射光束の反射方向を変える反射タイプの光変調素子であって、集光照明装置による集光光束の長手方向に直交する面の開口数が、上記光変調素子の反射偏向角の正弦値にほぼ等しいかこれよりもやや大きく設定されているとよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明にかかる集光照明装置及び画像表示装置の実施の形態について説明する。
本発明では、シミュレーションおよび実験結果から、楕円鏡の２つの焦点は理想的な無収差光学系であること、点光源は実際には微小ではあっても面積を有すること、楕円鏡による集光や結像では断面内の個々の光線がそれぞれの倍率で結像され、それらの積分として照明の幅や照明の効率がきまることを突き止め、その原理を利用して狭小幅照明、高効率照明を実現可能にした。
【００１６】
本発明の実施の形態を説明する前に、従来提案されてきた楕円鏡による集光照明装置の例を、図６及び図７を参照しながら説明する。図６において、符号４は反射鏡を示している。この反射鏡４は、紙面に対して直交する方向に長い楕円柱状をなす反射鏡で、長手方向に対して直交する方向の断面内において楕円形２０の一部に沿った楕円反射面４１を有している。符号Ｆ１及びＦ２は、楕円柱状反射鏡４の一方の焦線と他方の焦線を示している。焦線Ｆ１に沿って微小な発光体が線状に配列された発光部２１が配置され、焦線Ｆ２に沿って線状または棒状の集光部２２が配置されている。発光部２１の幅方向中心から反射鏡４の幅方向各端部に向かう光をＮｏ．１，Ｎｏ．３，反射鏡４の幅方向中心部に向かう光をＮｏ．２とする。Ｎｏ．１の光は、図６の光路に示すように発光部２１の幅方向中心部から反射面４１までの長さ：ａ１、反射面４１から集光部２２までの長さ：ｂ１とすると、このＮｏ．１の光線が担う倍率：ｍ１は、
ｍ１＝ｂ１／ａ１
であり、光の強度（密度）は、１／ｍ１２に比例するものとモデル的に考えられる。同様にＮｏ．２の光，Ｎｏ．３の光についても、図６をもとに次の表のように求めることができる。
【００１７】
Ｎｏ．      ａ          ｂ            ｍ            相対強度
１          １２        ９６          ８            ０．０１６
２          １５        ９３          ６．２        ０．０２６
３          ２０        ８７          ４．４        ０．０５２
【００１８】
集光部２２における焦線Ｆ２に直交する面での光の強度分布を、Ｎｏ．１からＮｏ．３の各光線で代表させて図７に表す。Ｎｏ．１からＮｏ．３の各光線の強度を、反射鏡４の長手方向に足すことによって図７に示すような強度分布を得ることができる。実際にはＮｏ．１からＮｏ．３の各光線の間を細かくサンプリングし、各強度分布を積分することで、より正確に予測することができる。従来の集光照明装置の例にみられるように、発光の中心部から楕円柱状反射鏡４の反射面４１の中心部までの長さをａ、反射面４１の中心部から集光部２２までの長さをｂとしたとき、ａ＜ｂである場合や、発光光源の片側を楕円鏡の一部で覆うような構成では、図７から分かるように、発光部を構成する各発光体の大きさと同等以下の狭小幅に集光することは原理上実現することはできず、これを画像表示装置に適用したとき、密度の高い高品質の画像を表示することはできない。
【００１９】
そこで本発明では、発光の大きさと同等以下の狭小幅に集光することができるように構成を工夫し、これを画像表示装置に適用したとき、密度の高い高品質の画像を表示することができるようにした。
図１は、本発明の原理を示す。図１において、凹面反射鏡４は、紙面に対して直交する方向に長い楕円柱状をなす反射鏡で、長手方向に対して直交する方向すなわち図１の紙面に平行な方向の断面内において楕円形２０の一部に沿った楕円柱状の凹面反射面４１を有している。符号Ｆ１及びＦ２は、楕円柱状反射鏡４の一方の焦線と他方の焦線を示している。微小な発光体が線状に配列された発光部２１が焦線Ｆ１に沿って配置され、線状または棒状の集光部２２が焦線Ｆ２に沿って配置されている。すなわち、発光部２１を構成する微小な発光体の配列方向と集光部２２の方向は、図１の紙面に対して直交する方向である。
【００２０】
前記従来例と同様に、発光部２１の幅方向中心から凹面反射鏡４の幅方向各端部に向かう光をＮｏ．１，Ｎｏ．３，凹面反射鏡４の幅方向中心部に向かう光をＮｏ．２とする。Ｎｏ．１の光は図１の光路に示すように発光部２１の幅方向中心部から反射面４１までの長さ：ａ１、反射面４１から集光部２２までの長さ：ｂ１とすると、図１に示す例では、ａ＞ｂ  の関係となるように光線をトレースしてある。前記従来例と同様に強度分布のモデルを考えると次の表のようになる。
【００２１】
Ｎｏ．      ａ          ｂ          ｍ          相対強度
１          ５８        ４８      ０．８３        １．５
２          ７４        ３２      ０．４３        ５．３
３          ８９        １６      ０．１８        ３１
【００２２】
図２に各光線の強度分布のモデルを示す。図２において、符号２１は発光部を示しており、この発光部２１は、図２の左右両側に破線で示す範囲の幅を有し、この幅内に各光線の強度が分布している。この強度分布モデルからわかるように、発光部２１の大きさに比べて狭い領域に照明光を集光できることがわかる。
【００２３】
図１からわかるように、発光部２１が指向性を有し、光強度を最大に放射する方向を凹面反射鏡４の反射面４１の中心部に向けて配置することは光の利用効率上重要である。図１，図２において、Ｎｏ．２の光として示す反射面４１の中心部を通る光線について  ｂ／ａ≦１  の関係とすることで、発光部２１の大きさと同等以下の狭小部に集光することが可能になる。
【００２４】
上記指向性を有する線状または棒状の発光部２１としては各種考えられるが、図３は、ファイバライトガイド端３ａを発光部とした例である。ファイバライトガイド３の一端部は筒状に束ねられ、束ねられた一端面は照明光源１の前面に対向させて配置されている。ファイバライトガイド３の他端部３ａは列状に配置されている。照明光源１はハロゲンランプまたはメタルハライドランプ等からなり、前面を除いて椀状の集光ミラー２で囲われていて、照明光源１から出射した照明光が効率よくファイバライトガイド３の一端面に集光するように設定されている。図３では、光線を破線で示している。上記集光ミラー２に代えてダイクロイックミラーを用いてもよい。ファイバライトガイド３の、束ねられている一端に集光される照明光はファイバライトガイド３にガイドされて、列状に配置されたファイバライトガイド３の他端部３ａの面から指向性を持って出射されるようになっている。
【００２５】
図３に示す例では、ファイバライトガイド３の他端部３ａは俵積みで２列に整列されている。径が１００μｍ程度のファイバを使うと、発光部としての上記他端部３ａは０．２ｍｍ幅の発光部として機能するようになっている。発光部から出射される指向性を有する光は、強度が最大となる方向を楕円柱状凹面反射鏡４の中心部に向けて出射されるように構成されている。楕円柱状凹面反射鏡４は、前述のように発光の中心部から上記凹面反射鏡４の反射面４１の中心部までの長さをａ、反射面の中心部から集光部までの長さをｂとしたとき、  ｂ／ａ≦１  の不等式の関係を満たしている。図３において、点線は凹面反射鏡４の横断面の楕円を意味し、一方の焦線Ｆ１にファイバライトガイド３の他端３ａが置かれ、他方の焦線Ｆ２に集光部が形成されている。集光されたラインを破線で示してある。図３に示す例でも、発光部を構成するファイバライトガイド３の他端３ａの各ライトガイド直径と同等以下の幅の集光を実現することができる。
【００２６】
図３に示す例では、凹面反射鏡４の長手方向両端部反射面側に側面反射板５が固定され、ライン状集光部２２の周辺部の光量低下を抑制している。発光部の外側に、長手方向に直交して、側面に逃げようとする照明光を反射させる部材、すなわち上記の例で側面反射板５を設置することは有効である。こうすることによって、発光部としてのファイバライトガイド端３ａの配列長手方向で発生する光量分布のバラツキを低減することができる。図３では、側面反射板５の配置例をハッチングで示している。図３に示す例によれば、使用するファイバライトガイド３の開口数と凹面反射鏡４で結像するときの倍率を適宜組み合わせることで、最適な集光角をもつ照明装置を得ることができる。指向性を有する線状または棒状の発光部として、微小発光光源が複数個配列されたものからなるもののように、広い発散角を長手方向に向けるときは特に効果的である。
【００２７】
指向性を有する線状または棒状の発光部は、これを半導体レーザ（以下「ＬＤ」という）、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という）等の微少発光光源を複数個配列したもので構成することができる。ＬＤは発光部が特に小さく、実質的に点光源とみなすことができる場合が多く、光量も多い利点がある。ＬＥＤは発光部が数１０〜数１００μｍで、これも狭小幅に集光照明を行う光源として適している。ＬＤもＬＥＤも発散角に方向性があり、本発明の目的である比較的小さな開口数（ＮＡ）の集光照明を行うときには、広い発散角方向を長手方向に向けることによって光利用効率を良くすることができる。
【００２８】
本発明に用いる、指向性を有する線状または棒状の発光部として、長手方向に対し直交する面で開口部を有する管状光源を用いることができる。管状光源として、既製品の中では熱陰極蛍光ランプやキセノン蛍光ランプ等を用いることができる。指向性のない一般の棒状または直管タイプの光源に半面反射コートを施すとよい。また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、開口１２を有する円柱状の反射板１１と組み合わせて指向性のある棒状光源とすることができる。図４において、細長い管状光源１０はその中心線に沿って長手方向にフィラメント９を有し、管状光源１０の外側を所定の間隔をおいて囲むように円柱状の反射板１１が配置されている。反射板１１にはその長手方向にスリット状の上記開口１２が形成されている。発光源である上記フィラメント９を円柱状の光源１０の中心部に設置することで、反射板１１による反射光はフィラメント９に戻ることになり、指向性と効率の向上を図ることができる。この例のように、管状光源１０を用いる場合は、狭小化には限界があるものの、低コストであること、光源の寿命に対してメンテナンスが容易であること、各種仕様の管状光源が生産されており、システム上適正に選択できる余地が多いことなどの利点がある。
【００２９】
発光部から集光部に至る光路中に、集光部の長手方向の光分布特性を制御する目的で、長手方向で開口幅の変化する部材を挿入することができる。またはそれに等価な方法として楕円柱状凹面鏡の長手方向に直交する方向の反射の幅を変える部材、あるいは、楕円柱状凹面鏡の長手方向に直交する方向に透過率の変わるフィルタを挿入することができる。図３に示す実施の形態においては、ライン状に整列するファイバライトガイド３の他端３ａの配列ピッチを変えることで、集光部の長手方向の光分布特性制御を実現することができる。ＬＤ，ＬＥＤのような微少発光光源を配列してこれを線状または棒状の発光部としたものでは、微少発光光源の配列ピッチを変えることで、集光部の長手方向の光分布特性制御を実現することができる。なおこれらの光分布特性制御手段は、発光部の長手方向中心部の光量を低下させて集光部（照明部）の光量の均一性を獲得することだけを意味するものではなく、集光照明装置が使用されるシステムを最適化するため、周辺の光量を低下させることもある。
【００３０】
以上説明してきた集光照明装置を１つ用い、この集光照明装置による集光部にほぼ一致させて１次元状の非自己発光型の光変調素子を配置し、光変調素子を物体とし光変調素子からの光束を物体光として像面上に伝達し、像面上に１次元状に結像させるとともに、結像光束を光変調素子の配置方向に対し直交する方向に走査して２次元の画像を形成する画像表示装置を提供することができる。この画像表示装置の実施例を図５に示す。
【００３１】
図５において、画像表示装置は、指向性を有する線状の発光部６を初めとして、楕円柱状凹面鏡４、１次元状の非自己発光型の光変調素子７、投影光学系３１、光偏向器３２、走査光学系３３、スクリーンからなる像面８をこの順に有している。楕円柱状凹面鏡４はこれまで説明してきた凹面鏡と同様に構成され、その一方の焦線近傍に発光部６が配置され、他方の焦線位置が集光部となって、発光部６と集光部が共役関係を満たしている。光変調素子７はそれぞれＲＧＢのフィルタと一体化された３列から成り、各列は２０μｍの素子ピッチで１５３６個が並んでおり、素子の有効長は約３０ｍｍである。列相互間のスペースは２０μｍで、３列で１００μｍの幅になっている。発光部６の幅と楕円柱鏡４が焦線Ｆ２に作る集光照明の幅は、上記光変調素子７の幅１００μｍよりやや広くなっている。投影光学系３１は、３ラインを像面８上に結像し、偏向器３２で偏向走査する。光偏向器３２は、図示の例ではモータで回転駆動される平面反射鏡で構成されているが、回転多面鏡で構成してもよい。走査光学系３３はスクリーン８上における走査光の像面湾曲を補正し、２次元の画像表示を行う。この画像表示装置の集光照明装置として、前述の集光照明装置を使うことで、明るく、フレアの少ない表示画像を得ることができる。
【００３２】
非自己発光型の光変調素子が、変調信号に対応して入射光束の反射方向を変えるいわゆる反射タイプの光変調素子であるとすると、オン・オフ時の光の振れ角をこえて照明光束の開口数（ＮＡ）が設定された場合に、単に利用できないだけではなく、オフのときに照明の反射光の一部が入射することになり、これがフレアとなってコントラストを低下させる。これを回避するには遮光板等で除去することになるが、そうすると効率が低下する不具合がある。照明光の開口数が小さい場合、フレアの発生は低減するが、光を効率よく狭小に集光することが困難になる。よって照明光の開口数が反射型光変調素子の反射偏向角にほぼ等しいかわずかに大きいことが望ましい。
【００３３】
このような光変調素子として１次元のＤＭＤ、ＢＢＬＶなどを用いることができる。ＢＢＬＶは、非自己発光型の光変調素子といわれるもので、特開２００２−２１４５５０号公報に記載されているものはその例である。これは、入射光を正反射する光反射膜と、この光反射膜を一方の面に組み合わせ構成する薄膜で形成され両端が固定されて静電力で変形する両持ち梁と、この両持ち梁の他方の面に形成される空隙を介して上記両持ち梁に対向する基板電極と、この基板電極への駆動電圧の印加による両持ち梁の変形を当接により規制して上記光反射膜の入射光の光変調を行う上記両持ち梁に上記基板電極が対向する対向面と、この対向面からなる上記基板電極を凹部に形成して上記両持ち梁の非保持部を保持する基板とからなるものである。現状の非自己発光型の光変調素子による反射偏向角は２０°程度である。
【００３４】
【発明の効果】
本発明にかかる集光照明装置によれば、発光の実質的中心部が楕円柱状をなす凹面反射鏡の一方の焦線近傍に配置され線状または棒状の集光部が他方の焦線である共約関係を満たし、最大放射方向が上記凹面反射鏡の中心部に向くように上記発光部を配置するとともに、発光の中心部から上記凹面反射鏡の反射面の中心部までの長さをａ、反射面の中心部から集光部までの長さをｂとしたとき  ｂ／ａ≦１  の関係にしたことにより、発光部の大きさと同等以下の狭小部に集光することが可能になる。
【００３５】
本発明にかかる画像表示装置によれば、照明装置として上記の効果を得ることができる集光照明装置を使用し、集光照明装置の集光部に１次元状の非自己発光型の光変調素子を配置し、この光変調素子を物体とし光変調素子からの光束を物体光として像面上に伝達し像面上に１次元状に結像させるとともに、結像光束を１次元状光変調素子の配列方向に対し直交する方向に偏向して２次元の画像を形成するようにしたため、明るくて、フレアの少ない表示画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる集光照明装置の原理を示す光学配置図である。
【図２】上記集光照明装置による各光線の強度分布のモデルを示すグラフである。
【図３】本発明にかかる集光照明装置の一実施の形態を示す斜視図である。
【図４】本発明に適用可能な棒状光源の例を示す（ａ）は斜視図、（ｂ）横断面図である。
【図５】本発明にかかる集光照明装置を使用した画像表示装置の実施の形態を示す斜視図である。
【図６】従来の集光照明装置の例を示す光学配置図である。
【図７】上記従来の集光照明装置による各光線の強度分布のモデルを示すグラフである。
【符号の説明】
３  ファイバライトガイド
３ａ  ファイバライトガイド
４  凹面反射鏡
５  反射部材
７  光変調素子
８  像面をなすスクリーン
１１  管状光源
１２  開口部
２１  発光部
２２  集光部
Ｆ１  焦線
Ｆ２  焦線
【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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