(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から放射された光を反射する凹面の反射面を有するリフレクタであって、前記反射面が回転対称な非球面形状を有しており、その中心軸に沿った光軸上に前記光源が位置するように配置されたリフレクタと、
入射面又は出射面の少なくとも一方が、中心に近い位置では凸面をなし、中心から遠い位置では凹面をなす非球面形状を有し、前記リフレクタの開口部の近傍の前記中心軸上に、前記中心軸に対して垂直に配置された透明板と
を備え、
前記透明板の前記非球面形状を有する面に、紫外域及び赤外域の少なくとも一方の波長帯域の光を反射させる反射膜を設けた
ことを特徴とする集光光学系。
【請求項２】
前記リフレクタの前記反射面が、紫外域及び赤外域の少なくとも一方の波長帯域の光を透過させるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の集光光学系。
【請求項３】
前記リフレクタの前記反射面は、前記光源から放射された光を収束させる形状を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の集光光学系。
【請求項４】
前記リフレクタの前記反射面は、前記光源から等角度間隔で放射された光線群が、前記透明板の入射面において、前記光軸に近いほど疎に分布し、前記光軸から遠いほど密に分布するような形状を有していることを特徴とする請求項３に記載の集光光学系。
【請求項５】
前記透明板は、前記光軸に近い位置を通過する光に対しては集光作用を与え、前記光軸から遠い位置を通過する光に対しては発散作用を与える形状を有し、
前記リフレクタ及び前記透明板により集光面に形成される前記光源の像の大きさを制御することを特徴とする請求項４に記載の集光光学系。
【請求項６】
前記透明板は、前記リフレクタの開口の周縁部に固定されていることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の集光光学系。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか１項に記載の集光光学系と、
入射光を制御して画像を形成する光変調素子と、
前記集光光学系からの光を前記光変調素子に照射する照明光学系と、
前記光変調素子からの光を拡大投写する投写光学系と
を備えたことを特徴とする画像投写装置。
【請求項８】
前記集光光学系による集光面に、前記照明光学系に属する光学素子の入射面が配置されていることを特徴とする請求項７に記載の画像投写装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ライトバルブにより形成した像を拡大投写する画像投写装置等において使用され、ランプ光源からの光を集光する集光光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像投写装置に用いられる集光光学系は、ランプ光源と、このランプ光源から放射された光を内面（反射面）で反射させて集光させる凹面リフレクタと、凹面リフレクタの開口部の近傍に配置された平板状の防爆用透明板とで構成される。
【０００３】
しかし、このような集光光学系では、凹面リフレクタで反射された光の一部が、透明板によりランプ光源側に反射され、ランプ光源の近傍に集光する。この透明板で反射された光（戻り光）によりランプ光源が本来の動作温度よりも高い温度まで昇温してしまい、その結果、ランプ光源の所望の放射照度が得られないという問題がある。
【０００４】
そのため、透明板を傾斜させて配置することにより、戻り光がランプ光源に集光しないようにし、ランプ光源の過昇温を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７３０１９号公報（段落００４１〜００４２、図５〜６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の構成では、光路中に透明板を傾斜させて配置することになるため、非点収差が発生して集光面での集光スポットが大きくなり、その結果、集光面に置かれたインテグレータロッド等に取り込む光量が少なくなり、光の利用効率が低下してしまう。また、透明板を傾斜させて配置することにより、ランプ光源、リフレクタ及び透明板を一体化することが困難になる。
【０００７】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、リフレクタの開口部の近傍に配置した透明板からの戻り光によるランプ光源の過昇温を抑制し、ランプ光源の放射照度を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る集光光学系は、光源と、前記光源から放射された光を反射する凹面の反射面を有するリフレクタであって、前記反射面が回転対称な非球面形状を有しており、その中心軸に沿った光軸上に前記光源が位置するように配置されたリフレクタと、入射面又は出射面の少なくとも一方が、中心に近い位置では凸面をなし、中心から遠い位置では凹面をなす非球面形状を有し、前記リフレクタの開口部の近傍の前記中心軸上に、前記中心軸に対して垂直に配置された透明板とを備える。前記透明板の前記非球面形状を有する面に、紫外域及び赤外域の少なくとも一方の波長帯域の光を反射させる反射膜を設ける。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る集光光学系によれば、透明板の入射面又は出射面の少なくとも一方が上記の非球面形状を有しているため、透明板からの戻り光が光源の近傍に集光することを防止でき、その結果、ランプ光源の過昇温を抑制して、ランプ光源の本来の放射照度を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る集光光学系の構成を示す図である。実施の形態１に係る集光光学系は、ランプ光源１と、このランプ光源１から放射された光を反射して集光するリフレクタ２と、このリフレクタ２の開口部２ｂの近傍に配置された透明板４とを有している。
【００１１】
ランプ光源１は、石英ガラス等で形成された略球状のガラスバルブの略中央に位置する棒状の陽電極と陰電極（図示せず）の間のアーク放電により光を放射するものである。
【００１２】
リフレクタ２は、内側に凹面の反射面２ａを有し、ランプ光源１から出射された光を反射面２ａで反射し、所定の集光面１１に集光させるものである。反射面２ａは、回転対称な非球面形状を有しており、その中心軸に沿って、リフレクタ２からの反射光の光軸３が規定される。
【００１３】
透明板４は、リフレクタ２の開口部２ｂの近傍において、リフレクタ２からの出射光の光軸３に対して垂直に配置されている。透明板４は、ランプ光源１側に位置する入射面４１と、その反対側に位置する出射面４２とを有している。透明板４の入射面４１は、光軸３に近い位置では凸面、光軸３から遠い位置では凹面となるような非球面形状を有している。
【００１４】
次に、実施の形態１の作用について説明する。ランプ光源１は、ガラスバルブの略中央に位置する陽電極と陰電極との間のアーク放電により光を放射する。ランプ光源１から放射された光は、リフレクタ２の反射面２ａにより反射され、リフレクタ２の開口部２ｂの近傍に配置された透明板４に入射する。透明板４の入射面４１に入射した光は、光軸３の近傍を透過する光は収束し、光軸３から遠い周辺部を透過する光は発散するような屈折作用を受け、集光面１１に集光する。
【００１５】
図２は、ランプ光源１の両端から放射された光の光路を示す図である。図２では、簡単のため、ランプ光源１の両端から放射された光のうち、光軸３より上側に放射された光の光路が示されている。ランプ光源１の発光部分、すなわち陽電極と陰電極との間の線状の部分は、光軸３の方向に有限な長さ（符号Ｌで示す）を有している。ここでは、ランプ光源１の長さＬの発光部分の両端から放射された光線を「ランプ光源１の両端から放射された光線」と呼ぶ。
【００１６】
図２において、ランプ光源１から放射された光と光軸３とのなす角度を光源放射角θとし、光軸３上において透明板４側と反対の方向を向くときにθ＝０°とする。ランプ光源１の両端から、大きい光源放射角θで放射された光線６０は、透明板４の光軸３から遠い位置を透過する。一方、ランプ光源１の両端から、小さい光源放射角θで放射された光線６１は、透明板４の光軸３に近い位置を透過する。ランプ光源１から放射された光により集光面１１に結像するランプ光源像の大きさ６２は、ランプ光源１の両端から放射された各光線が集光面１１に到達する位置によって決まる。
【００１７】
リフレクタ２の反射面２ａは、ランプ光源１から放射された光を収束させるような、光軸に対して回転対称な非球面形状を有している。さらに、リフレクタ２の反射面２ａの形状は、ランプ光源１から等角度間隔で放射された光線群が、透明板４の入射面において、光軸３に近い位置ほど疎に分布し、光軸３から離れる位置ほど密に分布するような形状であることが好ましい。ここで、「ランプ光源１から等角度間隔で放射された光線群」とは、ランプ光源１からの放射光を、光源放射角θの一定範囲（等角度間隔）毎に分けた光線の束をいう。
【００１８】
透明板４の入射面４１は、光軸３に近い位置では凸面をなし、光軸３から遠い位置では凹面をなすような、全体として非球面形状であることが好ましい。このように構成することにより、透明板４の光軸３に近い位置を透過する光６１は、透明板４の凸面４１ａにより収束作用を受け、また光軸３から遠い位置を透過する光６０は、凹面４１ｂにより発散作用を受ける。
【００１９】
すなわち、透明板４の光軸３に近い位置では、ランプ光源１から等角度間隔で放射された光線群が疎に分布するが、これら光線群は透明板４によって収束作用を受ける。また、透明板４の光軸３から遠い位置では、ランプ光源１から等角度間隔で放射された光線群が密に分布するが、これら光線群は透明板４によって発散作用を受ける。このように、ランプ光源１から放射された光線群に対して、光源放射角θに応じた異なるパワーを作用させることにより、集光面１１におけるランプ光源像の大きさ６２を（各光線が透明板４を通過した位置によらず）略一定の大きさに制御することができる。
【００２０】
その結果、この集光面１１の近傍に配置した光学素子（例えば、後述するインテグレータロッド）に取り込む光量を増加させ、光の利用効率を向上することができる。
【００２１】
リフレクタ２の反射面２ａは、楕円面のような２次曲面であっても良いが、より高次の非球面形状であれば、さらに好ましい。リフレクタ２の反射面２ａを高次の非球面形状にすることで、ランプ光源１から放射された光を、集光面１１において、より小さい一定の大きさに集光させることができ、インテグレータロッド等の光学素子に取り込む光量をさらに増加させることができる。
【００２２】
図３は、透明板４の入射面４１で反射された戻り光の光路を示す図である。図３では、簡単のため、ランプ光源１から放射された光のうち、光軸３より上側に放射された光の光路が示されている。透明板４の入射面４１で反射された戻り光は、入射面４１を透過する場合と異なり、凸面４１ａと凹面４１ｂとで構成された変曲点を有する複雑な高次の非球面の作用で大きく結像関係が乱され、ランプ光源１の近傍に集光することはない。
【００２３】
つまり、この実施の形態１では、透明板４の入射面４１を、光軸３に近い位置では凸面をなし、光軸３から遠い位置では凹面をなすような非球面形状とすることにより、ランプ光源１から放射されて透明板４を透過する光を集光面１１に小さく集光させると共に、透明板４により反射される戻り光をランプ光源１の近傍に集光させないようにすることができる。
【００２４】
この非球面形状を有する透明板４は、防爆ガラスで構成し、リフレクタ２の開口部２ｂの周縁部に固定（例えば接着）することが望ましい。このように構成すれば、ランプ光源１が万一破裂した場合に、破片がリフレクタ２の外側に飛散することを防止でき、その結果、集光光学系の周囲に配置された部品の損傷を防止することができる。
【００２５】
ランプ光源１から放射される光は、画像投写装置に有効な可視波長域の光のみでなく、不要な紫外域や赤外域の波長帯域の光を含むのが一般的である。これらの不要光は、画像投写装置の各部品を照射することにより当該部品の劣化を早める原因となり、また熱的な影響を与える。よって、これらの不要光は、ランプ光源１から放射された後、なるべく早い段階で取り除くことが望ましい。
【００２６】
平板状の透明板（入射面及び出射面が平面）を用いた場合、紫外線等の不要光を反射する反射膜を透明板の入射面に形成すると、その反射膜で反射された不要光が戻り光となってランプ光源の近傍に集光してしまい、ランプ光源の損傷の原因となる。これに対し、この実施の形態１では、透明板４に紫外線等の不要光を反射する反射膜を形成しても、反射膜で反射された不要光がランプ光源１に集光することがない。従って、透明板４に不要光を反射する反射膜を形成することで、ランプ光源１の放射光から不用光を早い段階で有効に取り除くことができ、集光光学系内の各部品及び集光光学系外の各部品の損傷を防止することができる。
【００２７】
ここで、本発明の実施の形態１の作用及び効果の理解のため、実施の形態１に対する比較例について説明する。
【００２８】
図４〜６に、実施の形態１に対する比較例に係る集光光学系を示す。この比較例では、実施の形態１の集光光学系と異なり、リフレクタ７の開口部の近傍に配置された透明板８は、入射面８１及び出射面８２が共に平面で構成されている。また、リフレクタ７は、楕円反射鏡で構成されている。
【００２９】
この比較例に係る集光光学系では、ランプ光源１から放射された光は、リフレクタ７の楕円反射面により反射され、リフレクタ７の開口部の近傍に配置された透明板８の入射面８１（平面）に入射する。透明板８に入射した光は屈折作用を受けるが、入射した方向と平行な方向に出射され、集光面１１に集光する。
【００３０】
ランプ光源１から放射される光線は、光軸３とのなす角度（光源放射角）θが小さい場合、透明板８の光軸３に近い位置を透過する。光源放射角θが大きくなるに従って、ランプ光源１から放射された光線は、透明板８の光軸３から遠い位置を透過するようになる。図４に示すように、ランプ光源１から等角度間隔で放射された光線群は、透明板８の入射面８１において、光軸３に近い位置ほど密に分布し、光軸３から遠い位置ほど疎に分布する。
【００３１】
図５は、ランプ光源１の両端（光軸方向に長さＬを有する発光部分の両端）から放射された光の光路を示す図である。図５では、簡単のため、ランプ光源１の両端から放射された光のうち、光軸３より上側に放射された光の光路が示されている。
【００３２】
図５において、ランプ光源１の両端から放射された光線のうち、光源放射角θが大きい光線５０は、透明板８の光軸３から遠い位置を透過する。一方、ランプ光源１の両端から放射された光線のうち、光源放射角θが小さい光線５１は、透明板８の光軸３に近い位置を透過する。透明板８の光軸３から遠い位置を透過した光は、集光面１１で小さく集光するが、透明板８の光軸３に近い位置を透過した光は、集光面１１で大きく広がってしまう。その結果、全体として、集光面１１におけるランプ光源１の像の大きさ５２が大きくなってしまう。すなわち、集光面１１に置かれた光学素子に取り込む光量が少なくなり、光の利用効率が低下する。
【００３３】
また、透明板８に入射した光の殆どは透明板８を透過するが、一部は入射面８１で反射される。図６に、透明板８の入射面８１により反射された光の光路を示す。入射面８１により反射された戻り光はランプ光源１に向かうが、入射面８１は曲率を有しないため、透明板８を透過して集光面１１に集光する場合（図４）と同様の光学的な結像関係で、ランプ光源１の近傍に集光する。
【００３４】
一般に、ランプ光源１は、予め定められた動作温度範囲を超えて昇温すると、ランプの各部が損傷を受け、所望の放射照度が得られない。ランプ光源１は、放電による発生する熱等により点灯時にはある程度高温の状態となるが、その上に、透明板８からの戻り光がランプ光源１に集光すると、ランプ光源１の過昇温が生じ、所望の放射照度を得ることができない。
【００３５】
図７は、別の比較例を示す図である。一般に、画像投写装置に用いられる集光光学系では、楕円面を有するリフレクタのほかに、放物面を有するリフレクタが用いられる場合もある。この比較例では、放物面を有するリフレクタ１００を用いる。
【００３６】
図７に示す比較例に係る集光光学系は、放物面を有するリフレクタ１００の開口部の近傍に、平板状の透明板１０１（入射面及び出射面が共に平面）を有し、透明板１０１の出射側に、集光作用を有する凸レンズ１０２を有している。ランプ光源１は、放物面を有するリフレクタ１００の焦点近傍に配置されている。他の構成は、図４〜図６に示した集光光学系と同様である。
【００３７】
ランプ光源１から放射された光は、リフレクタ１００の放物面により反射され、略平行光となってリフレクタ１００から出射され、平板状の透明板１０１を透過したのち、凸レンズ１０２の集光作用により所定の集光面１１に集光する。一方、リフレクタ１００からの出射光のうち、透明板１０１で反射された戻り光は、略平行光となってリフレクタ１００に向かい、リフレクタ１００の放物面でさらに反射されてランプ光源１の近傍に集光する。従って、ランプ光源１の過昇温が生じ、所望の放射照度を得ることができなくなる。
【００３８】
なお、上述した各比較例では、リフレクタの内面に形成される反射膜に、紫外線や赤外線等の不要光を透過させ、それ以外の可視光を反射させるような特性をもたせることも可能である。図７のように放物面形状のリフレクタ１００を用いた構成では、透明板１０１からの戻り光は、リフレクタ１００により述べ２回反射されてランプ光源１に集光するため、ランプ光源１の近傍に集光する光に含まれる不要光を比較的少なくすることはできる。
【００３９】
ただし、図７に示したように放物面形状のリフレクタ１００を用いた場合、凸レンズ１０２を設けることが必要となり、この凸レンズ１０２は、１枚の非球面形状を有するレンズ又は複数の球面形状を有するレンズで構成されるため、図４〜図６に示したように楕円形状のリフレクタ７を用いた場合よりも集光光学系の構成要素の数が増し、コストが増加するという問題がある。
【００４０】
また、図４〜図６に示したように楕円形状のリフレクタ７を用いた場合、透明板８により反射された戻り光が再びリフレクタ７に反射されることなく、直接ランプ光源１に集光するため、図７のように放物面形状のリフレクタ１００を用いた場合よりも、ランプ光源１の近傍に集光する光に含まれる不要光が多くなり、ランプ光源１の過昇温を防止することが難しくなる。
【００４１】
上述した各比較例（図４〜図６及び図７）に対して、本発明の実施の形態１に係る集光光学系（図１〜図３）では、非球面形状を有する透明板４で反射された戻り光が、直接ランプ光源１の近傍に集光することがないため、ランプ光源１の過昇温を防止することができる。従って、ランプ光源１の温度を予め定められた動作温度範囲に収め、本来の放射照度を確保することができる。
【００４２】
また、本発明の実施の形態１においては、透明板４からの戻り光の一部がリフレクタ２により反射されてランプ光源１に到達したとしても、リフレクタ２の内面に形成される反射膜に、不要光を透過する特性を持たせることで、ランプ光源１に到達する戻り光に含まれる不要光をごく僅かに抑えることができ、ランプ光源１の過昇温をより確実に防止することができる。
【００４３】
また、この実施の形態１においては、リフレクタ２の反射面２ａの集光作用により、透明板４を出射した光を集光面１１に集光させているため、図７に示した比較例のように凸レンズ１０２を設ける必要がなく、その結果、集光光学系の構成要素の数を少なくし、コストを低減することができる。
【００４４】
すなわち、この実施の形態１によれば、低コスト且つ簡単な構成で、戻り光がランプ光源に集光することを防止し、また戻り光に含まれる不要光の少ない集光光学系を実現することができる。また、平板状の透明板をリフレクタの光軸に対して傾けた場合のように非点収差の原因となることもないため、光の利用効率をさらに向上することができる。
【００４５】
また、この実施の形態１によれば、リフレクタ２の反射面２ａが、ランプ光源１から等角度間隔で放射された光線群を、透明板４の入射面４１において、光軸３に近いほど疎に分布させ、光軸３から遠いほど密に分布させるような形状を有しており、また、透明板４が、光軸３に近い位置を通過する光線には集光作用を与え、光軸３から遠い位置を通過する光線には発散作用を与えるような形状を有しているため、集光面１１に形成されるランプ光源像を略一定の大きさに制御することができる。その結果、集光面１１に置かれる光学素子（例えばインテグレータロッド）に取り込む光量を増加させ、光の利用効率を向上することができる。
【００４６】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２は、実施の形態１に係る集光光学系を用いた画像投写装置に関するものである。
【００４７】
図８は、本発明の実施の形態２に係る画像投写装置の構成を示す図である。この画像投写装置は、実施の形態１に係る集光光学系（符号１０で示す。）と、集光光学系１０からの出射光を均一化する光均一化素子１２と、この光均一化素子１２の出射面１３から出射された光を伝達するリレー光学系１４と、リレー光学系１４からの出射光を光変調する光変調素子１５と、光変調素子１５からの出射光をスクリーン１７に拡大投影する投写光学系１６とを備えている。なお、光均一化素子１２及びリレー光学系１４は、集光光学系１０からの出射光を光変調素子１５に照射する照明光学系１８を構成している。
【００４８】
集光光学系１０は、実施の形態１（図１）で説明したように、ランプ光源１と、ランプ光源１から放射された光を反射する反射面を有するリフレクタ２と、リフレクタ２の開口部の近傍に配置された透明板４とを備えており、リフレクタ２により光軸３が規定される。透明板４は、入射面４１と出射面４２とを有し、入射面は、光軸３に近い位置では凸面をなし、光軸３から遠い位置では凹面をなすような非球面形状を有している。
【００４９】
光均一化素子１２は、光変調素子１５の表示エリアと相似な断面形状を有する角筒状体の内周面全体に反射膜を設けたライトパイプで構成されている。このライトパイプは、その一端の入射面から入射した光を、内周面の反射膜で全反射しながら出射面１３に導き、出射面１３から均一な強度分布の光として出射するものである。
【００５０】
なお、光均一化素子１２は、光変調素子１５の表示エリアと相似な断面形状を有する透明な角棒状体からなるロッドインテグレータであってもよい。ロッドインテグレータは、その一端の入射面から入射した光を、側面（すなわち空気層との界面）で全反射しながら出射面１３に導き、出射面１３から均一な強度分布の光として出射するものである。
【００５１】
リレー光学系１４は、光均一化素子１２と光変調素子１５の間に配置され、光均一化素子１２の出射端と光変調素子１５とが共役な関係となるように結像させる機能を有する。
【００５２】
投写光学系１６は、光変調素子１５とスクリーン１７との間に配置され、光変調素子１５とスクリーン１７とが共役な関係となるように結像させる機能を有する。
【００５３】
リアプロジェクションタイプの画像投写装置の場合、スクリーン１７は透過型となる。この場合、スクリーン１７は、投写光学系１６側に配置されたフレネルレンズと、観察者側に配置されたレンチキュラーレンズとを有し、観察者側に映像が映し出される。フレネルレンズは投写光学系１６からの投写光を略平行光として出射する作用を有する。レンチキュラーレンズは、フレネルレンズで略平行光となって入射した投写光を、並列されたシリンドリカルレンズ群の特性により視野角を広げて、観察者側に映像光として出射する作用を有する。
【００５４】
フロントプロジェクションタイプの画像投写装置の場合、スクリーン１７は反射型となる。この場合、スクリーン１７が略完全拡散面を有するようにし、投写光学系１６からの投写光を視野角を広げて、投写光学系１６側に映像光として反射するようにしてもよい。
【００５５】
光変調素子１５としては、例えば反射型のＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−Ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、透過型の液晶パネル、又は、反射型の液晶パネル等を使用することができる。また、光変調素子１５を１枚だけ使用した単板式のほか、３枚の光変調素子１５を使用した３板式等、複数の光変調素子１５を使用する構成が可能である。
【００５６】
集光光学系１０の集光面１１に集光された光は、集光面１１に置かれた光均一化素子１２の入射面に入射し、光均一化素子２の内部で反射を繰り返すことにより強度が均一化され、出射面１３から出射される。出射面１３から出射された光は、リレー光学系１４により屈折や反射作用を受け、光変調素子１５に照射される。光変調素子１５は、入力された映像信号に応じて照射された光を変調し、その変調光は投写光学系１６により屈折や反射作用を受けて拡大され、スクリーン１７に投写されて、映像が映し出される。
【００５７】
なお、集光面１１よりも前（集光光学系１０側）、又は出射面１３よりも後（スクリーン１７側）のいずれかの位置に、カラー画像を表示するためのカラーホイールや、特定の波長帯域の光を透過あるいは反射させるダイクロイックフィルター、又は、異なる波長帯域の光を合成するための合成プリズム等を設けても良い。
【００５８】
この実施の形態２の画像投写装置によれば、実施の形態１で説明したように、集光光学系１０における光の利用効率が高いため、多くの光を光均一化素子１２に入射させることができ、その結果、スクリーン１７に表示される画像の明るさを改善することができる。
【００５９】
また、この実施の形態２においては、集光光学系１０におけるランプ光源１の過昇温が抑制されるため、ランプ光源１の寿命が長く、ランプ交換の頻度を少なくすることができる。また、実施の形態１で示したように、集光光学系１０の透明板４に不要光（紫外線、赤外線等）を反射する反射膜を設けることで、ランプ光源１の放射光から早い段階で有効に不要光を取り除くことができ、集光光学系１０内の各部品及び集光光学系１０外の各部品の損傷を防ぐことができる。
【００６０】
なお、上述した実施の形態１及び２では、透明板４の入射面４１が、光軸３に近い位置では凸面をなし、光軸３から遠い位置では凹面をなす非球面形状を有している構成について説明したが、この構成に限定されるものではなく、透明板４の出射面４２（又は両面）が上記非球面形状を有していても同様の効果が得られる。
【００６１】
また、透明板４において上記非球面の反対側の面は、製造上、平面であることが好ましいが、平面に限定されるものではない。例えば、凸面や凹面あるいは変曲点を有する非球面等とすることも可能であり、これにより、実施の形態１及び２で説明した各効果を得るための透明板４の形状の設計の自由度を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る集光光学系の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る集光光学系において、ランプ光源から放射される光の光路を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る集光光学系において、透明板で反射された戻り光の光路を示す図である。
【図４】比較例に係る集光光学系の構成を示す図である。
【図５】比較例に係る集光光学系のランプ光源から放射される光の光路を示す図である。
【図６】比較例に係る集光光学系の透明板により反射された戻り光の光路を示す図である。
【図７】比較例に係る集光光学系であって、放物面形状を有するリフレクタを用いた集光光学系の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る画像投写装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  ランプ光源、  ２，７，１００  リフレクタ、  ３  光軸、  ４，８，１０１  透明板、  １０  集光光学系、  １１  集光面、  １２  光均一化素子、  １３  出射面、  １４  リレー光学系、  １５  光変調素子、  １６  投写光学系、  １７  スクリーン、  １８  照明光学系、  ４１，８１  入射面、  ４２，８２  出射面、  ５２，６２  ランプ光源像の大きさ。
【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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