(57)【要約】    【課題】  光源の偏心等で発生する被照明面での照度むらを効果的に抑えることができる照明光学系を実現する。    【解決手段】  照明光学系は、光源からの光束を、該照明光学系の光軸に直交する第１の方向（Ｙ軸方向）において複数の光束に分割する第１の光学素子３，４と、該複数の光束を該光軸および第１の方向に直交する第２の方向（Ｙ軸方向）において集光する第２の光学素子５とを有する。該照明光学系は、第２の光学素子からの光束のうち一部の光束を反射する反射面６Ａ，６Ｂ（ミラー６）を有する。    【選択図】  図１ 
2005250072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光束で被照明面を照明する照明光学系であって、
前記光源からの光束を、該照明光学系の光軸に直交する第１の方向において複数の光束に分割する第１の光学素子と、
前記複数の光束を前記光軸および前記第１の方向に直交する第２の方向において集光する第２の光学素子と、
前記第２の光学素子からの光束のうち一部の光束を反射する反射面とを有することを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
該第２の光学素子からの前記複数の光束を前記被照明面上で重ねる第３の光学素子を有する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の方向における前記光軸を挟んだ２つの領域を第１および第２の領域とするとき、
前記反射面は、前記一部の光束のうち前記第１の領域から入射した第１の光束を前記第１の領域側に反射し、前記第２の領域から入射した第２の光束を前記第２の領域側に反射することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明光学系。
【請求項４】
前記反射面は、その少なくとも一点における法線が前記２の方向に延びる形状を有することを特徴とする請求項１から３のうちいずれか１つに記載の照明光学系。
【請求項５】
前記反射面は、その法線が前記２の方向に延びる平面であ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】
前記反射面として、前記光軸を挟んだ２面が少なくとも設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の照明光学系。
【請求項７】
前記第１の方向における前記光軸を挟んだ２つの領域を第３および第４の領域とするとき、
前記反射面は、前記第３および第４の領域のうち一方に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の照明光学系。
【請求項８】
前記第１の方向における前記光軸を挟んだ２つの領域を第３および第４の領域とするとき、
前記反射面は、前記第３および第４の領域の双方に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の照明光学系。
【請求項９】
前記反射面は、ミラー部材に形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の照明光学系。
【請求項１０】
前記反射面は、光束を透過させる透明体の一部に形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の照明光学系。
【請求項１１】
前記反射面は、ハーフミラー部材に形成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の照明光学系。
【請求項１２】
光源と、
請求項１から１１のいずれか１つに記載の照明光学系と、
該照明光学系からの光束により照明される画像形成素子と、
該画像形成素子からの光束を投射する投射光学系とを有することを特徴とする表示光学系。
【請求項１３】
請求項１２に記載の表示光学系を有することを特徴とする画像投射装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の画像投射装置と、
前記画像形成素子に原画を形成させるための画像情報を前記画像投射装置に供給する画像情報供給装置とを有することを特徴とする画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光束で、画像形成素子等の被照明面を照明する照明光学系およびこれを備えた画像投射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルなどの画像形成素子を用いて画像変調した光束を投射レンズによってスクリーンなどの被投射面に投射する画像投射装置では、投射画像が全体に渡って均一な明るさを有することが望ましい。
【０００３】
一般的な画像投射装置に用いられている照明光学系は、光源から全方向に発する光束をリフレクタで集光して前方に射出し、該光束を光学インテグレータ（いわゆるハエの目レンズアレイ）により複数の光束に分割し、該複数の光束をそれぞれ集光して被照明面である画像形成素子を重畳的に照明するものである。
【０００４】
さらにハエの目タイプの光学インテグレータに代えて、１次元方向のみにシリンドリカルレンズを配置したレンズアレイである光学インテグレータを用い、光束の一断面方向における角度分布の拡がりを抑えることにより、色分解合成系等に用いられている薄膜部品（ダイクロイックミラーや偏光ビームスプリッタ等）の入射角度特性に起因する色むらの低減やコントラストの向上を図った照明光学系が、例えば特許文献１に提案されている。
【特許文献１】特開平６−７５２００号公報（段落００１８，図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にて提案の光学系では、光学インテグレータとしてのシリンドリカルレンズアレイが屈折力を持たない断面方向においては被照明面を重畳的に照明していないため、画像形成素子上での照度分布を均一にすることが難しい。これは、重畳的な照明をしない方向は、光源からの出射光をそのまま圧縮して画像形成素子を照明するためである。
【０００６】
このため、特許文献１にて提案の光学系では、被照明面において、図１８に示すような不均一な明るさ分布を持つ。図１８において、横軸は被照明面における重畳的な照明をしない方向（Ｘ方向）の位置を示し、縦軸は明るさ（照度）を示す。
【０００７】
ここで、光源（発光点）が図４（Ａ）に示すようにリフレクタの焦点位置（Ｘ軸とＹ軸の交点）にあれば、図中Ａ方向から見たときの照明光量の分布は、図４（Ｂ）に示すような光軸位置（０位置）を中心とした対称な分布となる。しかし、実際には図５（Ａ）に示すように光源がリフレクタの焦点位置からずれる（偏心する）ことが多く、この場合には、図５（Ｂ）に示すような光軸位置に対して非対称な光量分布となってしまう。これが図１８のような不均一な明るさ分布の原因となる。さらに、照明光学系中のレンズによる収差や、光源ランプの製造誤差（光源ランプに対して発光点位置が所定の位置からずれている、又はランプの取り付け位置とランプの発光点との位置が所定の関係にない等）や、ランプの発光位置の経時変化や、ランプの発光分布の経時変化等も原因となっている。
【０００８】
そこで、本発明は、光源の偏心や、ランプの製造誤差、経時変化等で発生する被照明面での照度むらを効果的に抑えることができる照明光学系およびこれを用いた画像投射装置等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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の１つの観点としての照明光学系は、光源からの光束を、該照明光学系の光軸に直交する第１の方向において複数の光束に分割する第１の光学素子と、該複数の光束を該光軸および第１の方向に直交する第２の方向において集光する第２の光学素子とを有する。そして、該照明光学系は、第２の光学素子からの光束のうち一部の光束を反射する反射面を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光源からの光束の光量分布が非対称であっても、反射面によってその光束の一部の進行方向を制御できるので、被照明面での照度むらを効果的に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１には、本発明の実施例１である照明光学系の構成を示している。本照明光学系では、ＹＺ断面（図１（Ａ））とＸＺ断面（図１（Ｂ））とで光学作用が異なるので、以下それぞれに分けて説明する。
【００１３】
なお、第１の方向としてのＹ軸方向は上下方向を、第２の方向としてのＸ軸方向は左右方向を、Ｚ軸方向は光軸方向をそれぞれ表す。また、本実施例中の各レンズは１枚のレンズにより構成されているが、複数枚のレンズにより構成してもよい。
【００１４】
図１（Ａ）に示すように、ＹＺ断面においては、光源ランプ１から発せられた白色光は、リフレクタ２で反射して第１の光学素子である第１インテグレータ３に入射する。第１インテグレータ３は、Ｙ軸方向に複数のシリンドリカルレンズセル３ａを配置して構成されており、光源ランプ１からの光束を複数に分割するとともに、これら複数の分割光束により第２インテグレータ４の近傍に複数の光源像を形成する。第２インテグレータ４は、第１インテグレータ３の個々のシリンドリカルレンズセル３ａに対応した複数のシリンドリカルレンズセル４ａを有し、各シリンドリカルレンズセル４ａは上記各光源像を形成した分割光束を透過させる。
【００１５】
第２インテグレータ４を射出した複数の分割光束は、第２の光学素子としての第１の光束圧縮レンズ５と、第３の光学素子としてのコンデンサーレンズ７と、第２の光束圧縮レンズ８を介して画像形成素子９を照明する。画像形成素子９は、液晶表示パネル等により構成されている。また、該画像形成素子９には、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤ、ビデオプレーヤ、テレビチューナ等の画像情報供給装置ＩＳから供給される画像情報に応じた原画を形成する。
【００１６】
ここで、第１の光束圧縮レンズ５および第２の光束圧縮レンズ８は、ＹＺ断面（Ｙ軸方向）においては屈折力を持っておらず、単なるガラスブロックとして扱うことができる。また、第１の光束圧縮レンズ５とコンデンサーレンズ７との間には、ミラー６が設けられているが、ＹＺ断面では反射作用を及ぼさない。
【００１７】
第１インテグレータ３の各レンズセル３ａは、第２インテグレータ４の各レンズセル４ａとコンデンサーレンズ７の作用によって被照明面である画像形成素子９と共役に関係付けられている。このため、上記複数の光源像は、コンデンサーレンズ７によって重畳的に被照明面に結像される。
【００１８】
図１（Ｂ）に示すＸＺ断面において、Ｂ１は光軸Ｌより上側の領域（Ｙ軸が正の領域）を、Ｂ２は光軸Ｌより下側の領域（Ｙ軸が負の領域）をそれぞれ示している。
【００１９】
領域Ｂ１では、光源１から発せられた白色光はリフレクタ２で反射し、第１インテグレータ３および第２インテグレータ４を介して第１の光束圧縮レンズ５に向かう。ここで、ＸＺ断面（Ｘ軸方向）では、第１インテグレータ３および第２インテグレータ４は屈折力を持っておらず、単なるガラスブロックとして扱うことができる。
【００２０】
第４にインテグレータ４からの光束は、第１の光束圧縮レンズ５、コンデンサーレンズ７および第２の光束圧縮レンズ８を介して画像形成素子９を照明する。
【００２１】
ここで、第１の光束圧縮レンズ５、コンデンサーレンズ７および第２の光束圧縮レンズ８は、平行光束を所定の瞳倍率で圧縮する略アフォーカル系を構成する。また、第１の光束圧縮レンズ５は、第２インテグレータ４からの光束をＸ軸方向に集光させる。
【００２２】
一方、領域Ｂ２では、光源１から発せられた白色光はリフレクタ２で反射し、第１インテグレータ３および第２インテグレータ４を介して第１の光束圧縮レンズ５に向かう。そして、第１の光束圧縮レンズ５で集光作用を受けた光束は、ミラー６の左右に設けられた反射面で反射され、さらにコンデンサーレンズ７および第２の光束圧縮レンズ８を介して画像形成素子９を照明する。
【００２３】
ここで、ミラー６について詳しく説明する。ミラー６は、領域Ｂ２において、第１の光束圧縮レンズ５の焦点位置を含む領域に配置されている。その拡大図を図２に示す。
【００２４】
ミラー６の左右の面はともに反射面６Ａ，６Ｂになっており、両反射面６Ａ，６Ｂは光軸Ｌを挟むように配置されている。各反射面は、光軸ＬおよびＹ軸方向に対して直交する第２の方向としてのＸ軸方向（第１および第２インテグレータ３，４のレンズセルの配置方向と直交する方向）に延びる法線ｎを持つ。なお、第１の光束圧縮レンズ５とミラー６との間等に、全ての光束を反射する他のミラーが配置されて光軸Ｌが折り曲げられる場合も考えられるが、この場合でも、光軸Ｌ上の各位置において光軸Ｌに対するＸ，Ｙ，Ｚ軸の方向は変わらず、法線ｎの方向も該法線ｎを含む２次元断面上で変わらないものとする。
【００２５】
また、本実施例では、ミラー６の両反射面６Ａ，６Ｂは、光軸Ｌに対して平行な平面である。また、ミラー６は、薄い透明板の両側に反射面６Ａ，６Ｂを形成したものであり、光軸Ｌ上を進む光束は、該透明板の内部を透過してコンデンサーレンズ７に入射する。
【００２６】
ミラー６の作用を図３（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する。図３（Ａ）は、第１の光束圧縮レンズ５の焦点位置周辺を第１の光束圧縮レンズ５側から見た光束の挙動を概念的に示している。ここで、光軸Ｌを挟んだ左右の領域のうち右側領域を第１領域Ｉとし、左側領域を第２領域IIとする。また、光軸Ｌを挟んだ上下の領域のうち上側領域（図１（Ｂ）の領域Ｂ１に相当する）を第３の領域IIIとし、下側領域（図１（Ｂ）の領域Ｂ２に相当する）を第４領域IVとする。
【００２７】
第１の光束圧縮レンズ５から、第１領域Ｉであり、かつ第３領域IIIでもある領域（３）を進む光束Ｒ３と、第２領域IIであり、かつ第３領域IIIでもある領域（４）を進む光束Ｒ４は、第１の光束圧縮レンズ５の焦点位置近傍に集光し、それぞれ左右方向の反対側の領域に進む。すなわち、光束Ｒ３が進む領域と光束Ｒ４が進む領域とが左右方向において反転することになる。そして、これら光束Ｒ３，Ｒ４は、図１（Ｂ）に示したコンデンサーレンズ７に入射する。
【００２８】
一方、第１の光束圧縮レンズ５から、第１領域Ｉであり、かつ第４の領域IVでもある領域（１）を進む光束Ｒ１と、第２領域IIであり、かつ第４の領域IVでもある領域（２）を進む光束Ｒ２は、第１の光束圧縮レンズ５の焦点位置近傍に集光する。但し、光束Ｒ１は反射面６Ａによりもともとの領域（１）側に反射され、光束Ｒ２は反射面６Ｂによりもともとの領域（２）側に反射される。このため、光束Ｒ１が進む領域と光束Ｒ２とが進む領域は左右方向において反転しない。そして、これら光束Ｒ１，Ｒ２は、コンデンサーレンズ７に入射する。
【００２９】
図３（Ｂ）は、第１の光束圧縮レンズ５からの光束の一部（光束Ｒ１，Ｒ２）がミラー６で反射されたことによる画像形成素子９上に到達する光束を概念的に示した図である。なお、図３（Ｂ）における第１領域Ｉおよび第２領域IIは、画像形成素子９上における光軸Ｌを挟んだ右側領域と左側領域である。
【００３０】
ミラー６で反射されなかった光束Ｒ３，Ｒ４は、前述したようにそれらの進む領域が反転するため、それぞれ画像形成素子９における第２領域IIおよび第１領域Ｉに到達する。この際、コンデンサーレンズ７の作用を受けるので、光束Ｒ３，Ｒ４はＹ軸方向に重ね合わされる。
【００３１】
一方、ミラー６で反射した光束Ｒ１，Ｒ２は前述したようにそれらの進む領域が反転しないので、それぞれ画像形成素子９における第１領域Ｉおよび第２領域IIに到達する。
【００３２】
すなわち、画像形成素子９における第１領域Ｉには、光束Ｒ１と光束Ｒ４とが入射し、第２領域Ｉには、光束Ｒ２と光束Ｒ３とが入射する。この際、コンデンサーレンズ７の作用を受けるので、光束Ｒ１，Ｒ２はＹ軸方向に重ね合わされる。
【００３３】
以上のように構成された照明光学系の作用を、さらに詳しく説明する。
【００３４】
図４（Ａ），（Ｂ）は、光源ランプ１がリフレクタ２の焦点位置に配置されたときのランプ１の発光分布（光量分布）を示している。図４（Ａ）は光源ランプ１を図１（Ａ）における矢印Ａ方向から見たときの発光分布を示している。また図４（Ｂ）において、横軸は図４（Ａ）におけるＸ軸方向の位置（０は光軸位置）を、縦軸は光量を示している。
【００３５】
また、図４（Ｃ）は、図４（Ａ），（Ｂ）の場合における画像形成素子９上の照度分布を表している。横軸は画像形成素子９上におけるＸ軸方向の位置を、縦軸は照度を示している。なお、図４（Ｃ）において、細かい点線および粗い点線はそれぞれ、第１の光束圧縮レンズ５の上部（図３（Ａ）の第３領域IIIに相当する）の開口を通過した光束による照度分布および第１の光束圧縮レンズ５の下部（同図の第４領域IVに相当する）の開口を通過した光束による照度分布を示している。但し、図中においては、分かりやすいように細かい点線と粗い点線とを上下にずらして示しているが、実際には両者は重なっている（つまり、同じ照度分布を有する）。
【００３６】
図４（Ｃ）から分かるように、光源ランプ１がリフレクタ２の焦点位置に配置されている場合は、第１の光束圧縮レンズ５の上部開口と下部開口のそれぞれから画像形成素子９に入射する光束による照度分布が概ね同じになる。さらに、第１の光束圧縮レンズを非球面にしたりしてもよい。また、第１、第２インテグレータの少なくとも一方に関して、図１５に記載したように、シリンドリカルレンズＡ〜Ｅの配列方向の断面に関して、一部のシリンドリカルレンズ（図１５中では１つであるが複数でも構わない。好ましくは１つ以上で、インテグレータが有するシリンドリカルレンズの数−１以下）に屈折力を持たせてもよい。
【００３７】
また、第１、第２インテグレータは、図１６のように普通のインテグレータ（シリンドリカルレンズＡ’〜Ｅ’を有するシリンドリカルレンズアレイ）を用い、光源から第１の光束圧縮レンズまでの間（好ましくは光源から第２インテグレータまでの間）に、図１７に記載したような光束を屈折させるプリズムを配置したりすることにより、画像形成素子９に入射する光束の照度分布を概ね均一（概ね左右対称）にすることができる。この場合、図１７において、YZ平面での断面図の(ｉ）〜(xi)と、XZ平面での断面図のア〜カを任意に組合わせて、第１光束分割手段（第１インテグレータ）とプリズムを構成すればよい。
【００３８】
これらは、画像形成素子上において（特に画像形成素子上のシリンドリカルレンズの配列方向と光軸方向のいずれにも垂直な方向に関する）光強度をより均一にするように作用している。これらの合成による最終的な画像形成素子９上での照度分布（実線で示す）も、概ね均一になる。
【００３９】
これに対し、図５（Ａ），（Ｂ）は、光源ランプ１がリフレクタ２の焦点位置からＸ軸方向に０．２ｍｍずれたときのランプ１の発光分布（光量分布）を示している。図５（Ａ）は光源ランプ１を図１（Ａ）における矢印Ａ方向から見たときの発光分布を示している。また図５（Ｂ）において、横軸は、図５（Ａ）におけるＸ軸方向の位置（０は光軸位置）を、縦軸は光量を示している。
【００４０】
また、図５（Ｃ）は、図５（Ａ），（Ｂ）の場合における画像形成素子９上の照度分布を表している。横軸は画像形成素子９上におけるＸ軸方向の位置を、縦軸は照度を示している。なお、図５（Ｃ）において、細かい点線および粗い点線はそれぞれ、第１の光束圧縮レンズ５の上部（図３（Ａ）の第３領域IIIに相当する）の開口を通過した光束による照度分布および第１の光束圧縮レンズ５の下部（同図の第４領域IVに相当する）の開口を通過した光束による照度分布を示している。但し、図中においては、分かりやすいように細かい点線と粗い点線とを上下にずらして示しているが、実際には両者は重なっている（つまり、同じ照度分布を有する）。
【００４１】
図５（Ｃ）から分かるように、光源ランプ１がリフレクタ２の焦点位置からずれている場合は、第１の光束圧縮レンズ５の上部開口と下部開口のそれぞれから画像形成素子９に入射する光束による照度分布は、左右非対称であり、かつ偏った側が同じであるため、それらの合成による最終的な画像形成素子９上での照度分布（実線で示す）も、左右非対称になる。
【００４２】
しかし、本実施例のようにミラー６を配置すると、図６に示すような画像形成素子９上での照度分布が得られる。なお、図６における横軸と縦軸は、図４（Ｃ），図５（Ｃ）と同じであり、細かい点線は第１の光束圧縮レンズ５の上部（図３（Ａ）の第３領域III）の開口を通過した光束Ｒ３，Ｒ４による照度分布を、粗い点線は光束圧縮レンズ５の下部（同図の第４領域IV）の開口のそれぞれを通過した光束Ｒによる照度分布をそれぞれ示している。
【００４３】
すなわち、第１の光束圧縮レンズ５の上部開口を通過した光束Ｒ３，Ｒ４による照度分布は、図５（Ｃ）に細かい点線で示した照度分布と同じであるが、第１の光束圧縮レンズ５の下部開口を通過した光束Ｒ１，Ｒ２による照度分布は、光束Ｒ３，Ｒ４による照度分布に対して光軸位置０を中心として左右逆になる。したがって、これらの合成である全光束Ｒ１〜Ｒ４による照度分布は、図６中に実線で示すように概ね均一（左右対称）になる。これは、光源ランプ１がリフレクタ２の焦点位置にある場合（図４（Ａ）〜（Ｃ））の場合と同等である。
【００４４】
そして、この照度分布の均一化作用は、リフレクタ２の焦点位置に対する光源ランプ１の位置にかかわらず得られる。このため、光源ランプ１の個体差や経時変化などによって、ランプ１からの発光分布に変化が生じても、画像表示素子９上では均一な照度分布が維持される。
【実施例２】
【００４５】
実施例１では、反射面を有するミラー６を配置した場合について説明したが、ミラー以外の部材に反射面を設けてもよい。
【００４６】
図７（Ａ），（Ｂ）には、本発明の実施例２である照明光学系を示している。なお、図７（Ａ），（Ｂ）における各断面および領域Ｂ１，Ｂ２は、実施例１の図１（Ａ），（Ｂ）の各断面および領域Ｂ１，Ｂ２と同じであり、また実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付して説明に代える。  
【００４７】
本実施例では、実施例１のミラー６に代えて、図８（Ａ）〜（Ｃ）に詳しく示す光学素子１０を配置している。
【００４８】
光学素子１０は、その上部（領域Ｂ１に配置された部分）は単なるガラスブロックとして機能する透明体１０Ｅにより構成され、下部（領域Ｂ２に配置された部分）は図８（Ｂ）に示すように、光束Ｒ１，Ｒ２（図３（Ａ）に示した光束Ｒ１，Ｒ２と同じ）が全反射する内部反射面１０Ａ，１０Ｂが設けられた一対の透明体１０Ｃ，１０Ｄにより構成されている。透明体１０Ｃ，１０Ｄ（内部反射面１０Ａ，１０Ｂ）は光軸Ｌを挟んで配置されており、光学素子１０全体に入射する光束のうち一部を反射する。
【００４９】
また、該透明体１０Ｃ，１０Ｄの間にはギャップＧが設けられている。このため、光軸Ｌ上を進む光束は、このギャップＧ内を通過してコンデンサーレンズ７に入射する。
【００５０】
光学素子１０は、図８（Ｃ）に示すように、上部の透明体１０Ｅの下面に、キャップＧを挟んで透明体１０Ｃ，１０Ｄを接着することにより作ることができる。但し、その製作方法はこれに限られない。
【００５１】
なお、図８（Ｃ）に示すように、光学素子１０に光路に面した面Ｈは研磨面となっており、そこに反射防止膜が形成されている。
【００５２】
本実施例でも、内部反射面１０Ａ，１０Ｂを設けたことにより、実施例１と同様の原理で、画像形成素子９上での照度分布を概ね均一化することができる。
【実施例３】
【００５３】
また、ミラー６以外の反射面を有する部材として、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、ハーフミラー１１を用いてもよい。図９（Ａ），（Ｂ）には、本発明の実施例３である照明光学系を示している。なお、図９（Ａ），（Ｂ）における各断面は、実施例１の図１（Ａ），（Ｂ）の各断面と同じであり、また実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付して説明に代える。  
【００５４】
実施例１では、ミラー６を下部領域Ｂ２にのみ配置したが、本実施例では、入射する光束のうち一部を反射し、残りを透過するハーフミラー１１を上部および下部領域の双方にわたって設ける。
【００５５】
このようにハーフミラー１１を用いた場合において、該ハーフミラー１１における透過光量：反射光量＝１：１であれば、画像形成素子９上での照度分布の均一化が可能である。但し、実際のハーフミラーでは、図１０に示すように、入射角の小さい光束ｂの方が入射角の大きい光束aに比べて透過の割合が高い（図中において、ａ，ｂの前に付した０．５，０．８，０．２は光束ａ，ｂの透過と反射の割合を示す）というように、入射する光によって透過と反射の割合が異なるため、実施例１，２に比べて照度分布の均一化効果は低くなる傾向がある。
【００５６】
しかし、ハーフミラー１１で反射する光束の照度分布とハーフミラー１１を透過する光束の照度分布の傾向が左右逆になることは確かであるので、図１１に示すように、ハーフミラー１１を設けた場合の方が、ハーフミラー１１を設けない場合に比べて画像形成素子９上での照度むらを緩和することができる。
【実施例４】
【００５７】
さらに、ミラー６以外の反射面を有する部材として、図１２（Ａ），（Ｂ）に示す光学部材１２を用いてもよい。図１２（Ａ），（Ｂ）には、本発明の実施例４である照明光学系を示している。なお、図１２（Ａ），（Ｂ）における各断面は、実施例１の図１（Ａ），（Ｂ）の各断面と同じであり、また実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付して説明に代える。  
【００５８】
実施例１では、ミラー６を下部領域Ｂ２にのみ配置したが、本実施例では、薄い透明体に、光束を反射する反射面１２Ａと、光束を透過させる透過領域１２Ｂとを上下方向に交互に有する光学素子１２を上部および下部領域の双方にわたって設ける。
【００５９】
反射面１２Ａは、画像形成素子９上での照度むらに影響の大きい光束の入射領域に設け、それ以外を透過領域１２Ｂとする。
【００６０】
ミラーなどの反射面は、若干ではあるが光を吸収してしまうため、その分、画像形成素子９上での明るさの低下が発生する可能性がある。このため、本実施例では、反射面１２Ａを照度むらに影響の大きい光束の入射領域に限定して設け、他を透過領域とすることにより、吸収される光の量を減らし、明るさ低下を緩和している。
【００６１】
本実施例の場合も、実施例１，２に比べて、照度分布の均一化効果が低いが、実施例３と同様に照度むらの緩和には有効である。
【００６２】
なお、本発明の反射素子は、上記各実施例に示した反射素子に限られず、法線がＸ軸方向に延びる反射面を有するものであればよい。
【００６３】
また、上記各実施例では、反射面を平面とした場合について説明したが、反射面に曲率（つまりはパワー）を持たせ、照明光学系において必要なパワーの一部を反射面に分担させるようにしてもよい。すなわち、反射面は、その少なくとも一点における法線がＸ軸方向に延びる形状を有していればよい。
【実施例５】
【００６４】
図１４には、本発明の実施例５であるプロジェクタ（画像投射装置）に用いられる表示光学系の構成を示している。該表示光学系は、実施例１〜４にて説明した照明光学系（１〜８：図には、代表例として実施例１の照明光学系を示す）と、画像形成素子９と、該画像形成素子９によって変調された光束をスクリーン等の被投射面に投射する投射レンズ１３とにより構成されている。
【００６５】
また、本実施例では、画像形成素子９を１つのみ示しているが、照明光学系と複数の画像形成素子９との間に、照明光学系からの光束を色分解して各画像形成素子に導き、各画像形成素子からの変調光束を合成する光学系を配置し、カラー画像の投射ができる表示光学系を構成してもよい。
【００６６】
そして、このような表示光学系がプロジェクタに搭載され、図１（Ａ）に示した画像情報供給装置ＩＳがプロジェクタに接続されることにより、画像表示システムが構成される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例１である照明光学系の構成図。
【図２】実施例１に設けられたミラーの拡大図。
【図３】実施例１における光束の挙動を示す概念図。
【図４】（Ａ），（Ｂ）は、光源がリフレクタの焦点位置にある場合の光量分布を示す図、（Ｃ）は画像形成素子上での照度分布を示す図。
【図５】（Ａ），（Ｂ）は、光源がリフレクタの焦点位置からずれている場合の光量分布を示す図、（Ｃ）は画像形成素子上での照度分布を示す図。
【図６】実施例１におけるミラーの効果を表す図であって、画像形成素子上での照度分布を示す図。
【図７】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例２である照明光学系の構成図。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例２に設けられた光学素子の拡大図。
【図９】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例３である照明光学系の構成図。
【図１０】実施例３に設けられたハーフミラーの拡大図。
【図１１】実施例３におけるハーフミラーの効果を表す図であって、画像形成素子上での照度分布を示す図。
【図１２】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例４である照明光学系の構成図。
【図１３】実施例４に設けられている光学素子の拡大図。
【図１４】（Ａ），（Ｂ）は、本発明の実施例５である表示光学系の構成図。
【図１５】実施例１におけるシリンドリカルアレイの例を示す斜視図。
【図１６】実施例１におけるシリンドリカルアレイの例を示す斜視図。
【図１７】実施例１におけるプリズムの構成例を示す図。
【図１８】従来の照明光学系による画像形成素子上での照度分布を示す図。
【符号の説明】
【００６８】
１  光源ランプ
２  リフレクタ
３  第１インテグレータ
４  第２インテグレータ
５  第１の光束圧縮レンズ
６  ミラー
７  コンデンサーミラー
８  第２の光束圧縮レンズ
９  画像形成素子
１０，１２  光学素子
１１  ハーフミラー
１３  投射レンズ
【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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【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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