JPH03111806A - 光学照明系およびこの系を具える投写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は主軸に沿って光学放射ビームを供給するととも
に前記主軸に直角をなす面内で、非巡回断面を有する物
体を照明する照明系であって、放射光源と、この放射光
源によって放出された放射光を集束する凹面反射器と、
集束放射光の光路内に配列されたレンズ系とを具える照
明系に関するものである。また、本発明は投写レンズ系
を経て投写スクリーンに投写される像を発生する少なく
とも１つの像表示パネルを照明する光学照明系を具える
像投写装置に関するものである。

（従来の技術） ここに云う像投写装置は広い意味で使用し、例えば、ビ
デオ像、グラフィック像、数値情報またはその組合わせ
を表示する装置を具える。像は単色像およびカラー像の
双方とすることができる。

カラー像の場合には表示装置は例えば原色の赤、緑およ
び青色とすることができ、各チャネルは表示パネルを具
える。また、ここに云う単色像とは原理的に、特定の波
長、特に、この特定の中心波長を囲む波長帯に対応する
単色のみを有する像を意味するものとする。かかる像は
中心周波数、可能にはこれを囲む波長帯を有するいわゆ
る単色ビームによって形成する。投写スクリーンは装置
の１部分を形成するとともに片側でこの装置を閉成する
透過スクリーンとすることができる。或は又、このスク
リーンを装置からある距離の箇所に配置することができ
、かつ、これを例えば好適な反射を呈する壁部の形状の
反射スクリーンとすることができる。また、液晶表示パ
ネルを照明する照明系を用いる投写テレジジョン装置は
ヨーロッパ特許出願第０．２９３．００７号に記載され
ている。この既知の照明系では、反射器を１８０度以上
の角度に亘って放射光源を囲む放物面反射器とするため
、表示パネルに直接向けられない放射光が多量に捕捉さ
れ、表示パネルでも反射されるようになる。透過使用時
には液晶表示パネルはその効率が低く、例えば、パネル
に入射する放射光の１０％のみが投写レンズ系を通過す
るのみである。更に、この投写レンズ系によってパネル
を拡大形状で投写するため、スクリーン上の表面積単位
当たりの放射光の強度も充分とする必要がある場合には
照明ビームの強度が大きくなる。投写テレビジョン装置
は、簡潔かつ廉価でできるだけ簡単な構成とする必要が
あるため、特に、放射光源の冷却を充分簡単として、放
射光源の放射エネルギーを制限し、従って、できるだけ
有効に使用する必要がある。

放射光源と放物面反射器との組合わせによって回転断面
を有する平行ビームを供給するが、表示パネルその幅（
ｂ）−高さ（ｈ）の比（アスペクト比）は例えば４：３
の長方形とする。表示パネルを完全に照明する場合には
パネルの箇所で回転ビームの断面の直径がｄ＝（ｂ２＋
ｈ２となり、ビームの中心が表示パネルの中心に一致す
るようになる。表示パネルの長方形の外側の照明ビーム
の部分はブロックされ、投写スクリーン上にパネルを投
写するために用いることはできない。上記ヨーロッパ特
許出願第０．２３９．００７号明細書による装置の第１
例では、得られる放射光を良好に使用するためには、放
射光源に対向する側面がいわゆる直線性フレネルレンズ
構体を有する透明板を放射光源と表示パネルとの間に配
列する。この構体は、その長手方向が表示パネルの幅方
向に平行な複数の円筒形レンズを具える。この円筒形レ
ンズによって放射光源ビームをパネルの高さ方向に集中
してパネルを経てこの方向に放射光が一層通過し得るよ
うにする。第１フレネル板の背後の光路には同様の第２
の板を配列してビームを平行ビームとして表示パネルに
入射せしめるようにする。この例では、表示パネルの幅
方向のビーム断面が適用されず、従って、初手医療の放
射光がこの方向で消失し得るようになる。更に、放射光
源により供給される放射光ビームは縁部よりも中心で光
強度が大きいため、表示パネルの照明強度分布は均一と
はならなくなる。

前記ヨーロッパ特許出願第０．２３９．００７号による
照明系の第２例では、放射光を一層均一に分布すること
が記載されている。その理由は完全に板面区域を覆う２
つの直線状フレネルレンズ構体の代わりに２つの円形フ
レネルレンズ構体を用いているからである。これら円形
フレネルレンズこれらによってのみ板の環状領域を覆う
ようにする。この第１フレネルレンズ構体によってビー
ムの周縁部分を集中するが、第２フレネルレンズ構体は
この周縁部分が板による影響を受けないビームの中心部
分に平行となるようにする。

本発明は放射光源により放出される放射光の最大量の光
が表示パネルに向けられ、かつ、照明すべき物体の位置
における照明ビームがこの物体に適合する断面および大
部分均一となる放射光分布を有するようになる。

（課題を解決するための手段） 本発明は主軸に沿って光学放射ビームを供給するととも
に前記主軸に直角をなす面内で、非回転断面を有する物
体を照明する照明系であって、放射光源と、この放射光
源によって放出された放射光を集束する凹面反射器と、
集束放射光の光路内に配列されたレンズ系とを具える照
明系において、前記レンズ系は、前記主軸に直角をなす
面内で第■の方向に均一な幅および前記第１の方向に直
角をなす第２の方向に均一な高さを有する複数の第１レ
ンズを設けた第１レンズ板と、その数が前記第１のレン
ズの数に比例する複数の第２のレンズを設けた第２レン
ズ板と、第３レンズとを具え、前記第１レンズ板によっ
てこれに入射する放射光ビームを前記第１レンズの数に
比例する多数のサブビームに分割し、このサブビームは
第２レンズの面で最小の収縮を有し、その主光線は関連
する第２レンズの中心に向け、前記第３レンズおよび前
記第１レンズ板に形成される放射光スポットを前記物体
に重畳形態で結像し、前記第１レンズ板の幅／高さ比か
前記物体の断面の幅／高さ比に相当するようにしたこと
を経て供給する。

第１レンズ板のレンズのアスペクト比は物体のアスペク
ト比に等しいため、および、このレンズが物体上に結像
されるため、物体における照明ビームの断面の形状に適
合するため、第１レンズ板に入射する放射光のほぼ全部
は物体に到達するようになる。第１レンズ板のレンズに
形成される放射光スポットが第２レンズ板およびその後
方に配列されたレンズによって物体上に重畳して投写さ
れるため、物体位置におけるビームの放射光分布は所望
のごとく均一となる。

２つのレンズ板を照明ビームの通路に配列するようにし
た像投写装置はドイツ国特許第１．１４４．４９８号明
細書記載されている。これらレンズ板の目的は物体をス
ライドの形態で均一に照明する必要があることである。

このドイツ国の明細書には物体上で放射光量が増大する
問題は何ら記載されてはおらず、しかも、レンズ板のレ
ンズの形状を物体の形状に適合させる必要があることも
何ら記載されてはいない。これら従来の例では、各レン
ズ板は前側および後側に円筒形レンズの行を有しており
、前側のレンズの円筒軸線は後側の円筒形レンズ円筒形
軸線に対し直角となるようにしている。

本発明光学照明系の好適な例では前記第３レンズは前記
第２レンズ板と一体に形成し得るようにする。

これかため、照明系の素子の数を減少するとともにこの
照明系の長さを減少することができる。

また、光学照明系では前記レンズ板の少なくとも１つの
レンズを非球面とする。

ここに云う非球面レンズとは基本形状が非球面であるが
、その実際の形状はこれから僅かだけ変位して基本形状
の球面収差を補正し得ることを意味するものとする。こ
の場合の結像品質はレンズ板に非球面レンズを用いるこ
とによって改善することができる。

本発明光学照明系の他の例では、前記第２レンズの数を
前記第１レンズの数に等しくするようにする。

これは、第１レンズの各々が第２レンズ板の面で１つの
個別の最小ビーム構体を形成する場合に好適である。

或は又、光学照明系の他の例では、前記第２レンズの数
を前記第１レンズの数の２倍とし得るようにする。

これは、第１レンズの各々が第２レンズ板の面で１つ以
上の最小ビーム構体を形成し、例えば、放射光の像が放
射光源から離間している場合に対応する。

光学照明系の更に他の例では前記第１レンズは、その大
きさおよび配列を適宜定めて、第１レンズ板の表面がこ
れに入射する放射光ビームの断面にほぼ等しくし得るよ
うにする。

従って、放射光源から最大量の放射光が捕集されるよう
になる。

投写レンズのような光路における次の光学素子が簡単で
、廉価となるように照明ビームを得るために、本発明光
学照明系の他の例では、前記第２レンズはその形状およ
び配列を適宜定めて、第２レンズ板がほぼ円形となるよ
うにする。

この円形形状は例えば投写レンズ系の入射アパーチュア
に適合する。

本発明光学照明系には種々の重要な変形例が存在する。

レンズ板の構成に関連する限り、最も簡単な例では、前
記第１レンズは第１マトリックスに従って配列し、第２
レンズの前記主軸に直角をなす面での断面を前記第１レ
ンズの同様の断面と同一形状とするとともに前記第２レ
ンズは前記第１マトリックスに従う第２マトリックスに
従って配列し、前記第２レンズの幅／高さ比を前記物体
の断面の同様の比に等しくし得るようにする。

この重要な主変形例の種々の部分を種々の構成部分に分
割し、各構成部分を光学照明系の種々の構成素子に関連
させるようにすることができる。

これがため光学照明系は種々の構成部分からの特徴の組
合わせとすることができる。

これらの主要な第１例のうちの第１構成部分はレンズ板
を照明する方法およびこれらレンズ板の寸法的特性に関
するものである。構成部分の第１例では、前記第１レン
ズ板に入射する放射光ビームは平行ビームとし、前記第
１レンズの幅および高さは前記第２レンズの幅および高
さに等しくする。

この例によれば製造技術の観点から有利であるレンズ板
の１つの種類のもののみを・製造するだけで充分である
。このレンズ板をモールドレプリカとして製造する場合
にはただ１つのモールドだけで充分である。

第１構成部分の第２例では、前記第１レンズ板に入射す
る放射光ビームは発散ビームとし、前記第１レンズの幅
および高さは前記第２レンズの幅および高さよりも小さ
くなるようにする。

放射光源および反射器の組合わせにより発生する放射光
ビーム全体を平行とする必要はないため、レンズ板の前
方に配列した照明系の部分を簡単な構成とすることがで
きる。これは、第１構成部分の第３例にもあてはまり、
この場合の例では、前記第１レンズ板に入射する放射光
ビームを集中ビームとし、前記第１レンズの幅および高
さを前記第２レンズの幅および高さよりも太き（する。

前記変形例の第２構成部分は照明系内の放射光源の像の
位置に関するものである。この構成部分の第１例では、
第１レンズ板は放射光源第１像が形成される面に配列し
、この像を前記レンズ板大きくこれに次ぐレンズによっ
て物体上に再結像し得るようにする。

第２構成部分の第２例では、前記放射光源の縮小像は前
記第２レンズの各々に形成し得るようにする。

ここに云う放射光源とは放射光源自体およびレンズ板の
前方に配列した反射器またはその他の素子により形成さ
れた像を意味するものとする。この像は放射光源自体と
一致させても一致させなくても良い。

かかる状態のもとで、レンズ板およびこれに近接するレ
ンズは一体に構成して複合素子とすることができる。主
要な変形例の第３構成部分はこれらレンズ素子の一体化
に関するものである。この構成部分の第１例では、第１
および第２の両レンズ板は２つの外面を有する１つの板
に一体に形成し、一方の外面によって第１レンズのマト
リックスを支持し、他方の外面によって第２レンズのマ
トリックスを支持し得るようにする。

本例は特に、照明系と照明される物体との間の距離を、
例えばこれらの間に他のいかなる□光学素子を配置する
必要がない為に短くしつるという点で優れている。この
場合、第１レンズのマトリックスと第２レンズのマトリ
ックスとの間の距離も短くでき、これら２つのレンズマ
トリックスを有する１つのレンズ板を厚肉にする必要も
ない。

表示パネルの縁部における照明強度は必ずしもこの表示
パネルの中央における照明強度に性格に等しくする必要
はない。従って、照明強度は表示パネルの中心からその
縁部に向けてわずかに減少するようにするのが好ましい
。これは上記の第１例では、レンズ板はその面を湾曲面
として、関連する第１および第２レンズの対がこれら第
１および第２レンズ間で異なる距離を有するようにする
ことにより達成される。

レンズ板の中央においてレンズから生じるサブビームは
照明される物体の領域で光スポットを形成し、これら光
スポットの大きさはレンズから生じるサブビームにより
形成される光スポットの寸法と相違する。これらの光ス
ポットは重なり合う為、全体の照明強度は均一にならな
い。

第３構成部分の第２例では、前記レンズ板の少なくとも
１つは関連するレンズと相俟って少なくとも１つの湾曲
面を有するＩ光学素子に一体に形成するようにしている
。

この場合、照明系の原設計においてレンズ板の前方或い
は後方に配置した前記の“関連する”板はレンズのマト
リックスに対する支持体を構成する為、別個の支持体は
最早や必要がなく、従って照明系を簡単な構成にし且つ
この照明系の組立てを容易とする。

前記のレンズが平凸レンズである場合には、この例にお
いて、前記レンズのマトリックスはレンズの平坦な屈折
面に配列するようにすることができる。

或いは又この例において更に、前記レンズのマトリック
スはレンズの湾曲屈折面に配列するようにすることがで
きる。

或いは又この例において、レンズの湾曲屈折面は主とし
て平坦な面によって置換し、この平坦な面上に元の湾曲
屈折面の関連するマトリックスレンズの位置における曲
率に関連する曲率を各々が有するレンズのマトリックス
を配列するようにすることができる。

レンズの２つのマトリックスを有する単一のレンズ板の
場合にも、マトリックスを、このレンズ板の前方或いは
後方にもともと配置したレンズと、前面或いは後面或い
はその双方の面上で一体化することができる。少なくと
も１つのレンズ板とこれに関連するレンズとの一体化は
後に記載する照明系の例でも行なうことができる。

照明系の例の第４構成部分は第１レンズ板の前方のこの
照明系の部分の設計に関するものである。

光源を、比較的大きな光アークを有するランプとするこ
とのできるこの第一４構成部分の第１例では、前記反射
器は前記放射光源の中心を通り光学照明系の光軸に直角
な面の片側でのみ前記放射光源により放出される放射光
線を集束する球面反射器とし、集光レンズ系を、前記レ
ンズ板の他側において前記第１レンズ板の全面に配列す
るようにする。

変形例では、前記反射器は前記放射光源の中心を通り光
　学照明系の光軸に直角な面の片側でのみ前記放射光源
により放出される放射光線を集束する球面反射器とし、
前記平坦な面の他側には２つの集光レンズ系を配列し、
各集光レンズ系によって全面に放射光源からおよび反射
器からの放射光の他の部分を集束するようにする。

二重集光レンズを用いることにより、これがスループッ
トの低いビームを生じる為、照明系が用いられている装
置の光学素子を簡単且つ廉価なものとすることができる
という利点が得られる。

言葉“スループット”或いは“ルミノシティ”或いは“
アクセプタンス”は光エネルギーを伝達する光学系のパ
ワーを表わす。このパワーは開口すなわち“絞り”と光
学系における同一位置でのアパーチャとの組合せにより
決定され、開口の表面積と開口の中心における瞳をはさ
む角度との積によって表わすことができる。開始端に所
定のスループットを有する光学系では、このスルーブツ
トは光学系を光の進行方向に更に進んで光を阻止するこ
とによってのみ減少せしめつる。

二重集光レンズ系にはそのスルーブツトが低い為に、照
明系を使用する必要がある装置が例えば大きな開口数或
いは大きな断面を有する高価な光学素子を必要としない
という利点があり、このことは家庭で用いる装置にとっ
て特に重要なことである。

集光レンズ系を通る光ビームは平行ビームにも発散ビー
ムにもすることができる。

光源が細長い場合には、第４構成部分の第１例において
、前記放射光源は細長型とし、その長手方向を主軸に直
角とするのが好ましい。

このようにすることにより、第１レンズ板のレンズによ
り第２レンズ板上に形成される細長像のすべてが同じ向
きを有するようになる。その結果、第２レンズ板のレン
ズをこれらの像よりも大きくする必要がない。光源の寸
法や、反射器によって形成された像の寸法や、レンズの
寸法を適切に定めることにより、レンズ板のほぼ全表面
を結像のために用いることができる。従って、照明系を
用いる装置における光学素子の開口数、例えば装置を像
投写装置とする場合には投写レンズ系の開口数を制限し
つる。

液晶表示パネルを有する投写装置で光源の一方の側に反
射器を設け、この光源の反対の側に集光レンズを設ける
ことは例えば米国特許第４．７２２．５９３号明細書か
ら一般に知られている。しかし、既知の装置にはレンズ
板が設けられていない。更に、米国特許第４．７２２．
５９３号明細書による装置では、反射器は光源を囲んで
配置されている為、この反射器は１８０°よりも大きな
角度内で放射されるすべての光源の光を受ける。

集光レンズ系は大きな開口数を有するようにする必要が
ある為、可能な最大量の光が捕捉される。

原理的には、このレンズ系が１つのレンズ素子を有する
ようにしうる。１つの集光レンズを有する第４構成部分
の第１例では、集光レンズの少なくとも１つの反射面を
非球面とするのが好ましい。

非球面のレンズ面は、基本形状が球面であるが、その輪
郭を、レンズの基本形状による収差を補正するように球
面からずらした面である。こめ非球面によりレンズ素子
を１個で充分とじつる。このような非球面によらないと
、必要とする大きな開口数と関連して１つ以上の補正レ
ンズ素子を必要とする。

或いは又第４構成部分の例では、各集光レンズ系は少な
くとも１つの追加のレンズ素子が後続する単一の主集光
レンズを具えるようにしうる。

この追加のレンズ素子は主集光レンズの必要とする補正
又はレンズパワーの位置を引き受ける為、この主集光レ
ンズは製造容易となり廉価となりつる。追加のレンズ素
子は投写品質を改善させるのにも用いつる集光レンズ系
の強度の一部を追加のレンズ素子に導入する場合には、
これらの素子を非球面にしうる。或いは又、追加のレン
ズ素子を例えば、軽量で薄肉であるという利点を有する
フレネルレンズとすることもできる。

二重集光照明系では、前記第１レンズ板はそれぞれ第１
および第２　集光レンズ系に配列された２つの第１レン
ズ板に分割するようにすることができる。

照明装置の長さは、第１レンズ板を集光レンズ系に収容
することにより短（することができる。

球面反射器および集光レンズ系を有する照明系は別とし
て、本発明は、光源の光を集光させるのに他の素子を用
いる他の例に用いても極めて有利である。第３構成部分
の第２例では、前記反射器は前記放射光源の大部分を囲
む放物面反射器とする。

放物面反射器は光源の光の大部分を捕捉するという利点
を有する。しかし、この反射器により形成される光ビー
ムは照明強度分布を不均一にする。

光源を放物面反射器の焦点の外部に配置することにより
一層均−な分布を達成しうるち、この場合ビームは大き
な開口角を有する為、投写レンズ系は大きな開口数を有
するようにする必要がある。

前記のレンズ板を、放物面反射器を有する照明系に用い
ることにより照明強度分布を一層均一にしうる。

第２レンズ板のレンズ上に形成される各像に対し、光は
放物面反射器の異なる部分から生じ、これらの部分はす
べて光線に対し異なる向きを有している為、これらの像
のすべてはレンズ板に対し異なる向きを有する。得られ
る光を最大限用いるようにするために、第４構成部分の
第２例および後に記載する他の例では、前記第２レンズ
板のレンズの幅および高さは前記レンズに形成された像
の幅および高さよりも大きくするようにする。

この場合、各第２レンズの全表面は結像に用いるられな
い。特に、寸法が比較的大きなハロゲン化金属ランプの
ような通常の光源を用いると、投写レンズ系は比較的大
きな開口数を有するようにする必要がある。このように
することにより、レンズ板の使用が役立つものとなる。

しかし、本出願人の研究室において、輝度が大きく寸法
が小さいランプの分野を新規に開発する目的で、放物面
反射器およびレンズ板を有する照明系は少なくとも、球
面反射器、集光レンズ系およびレンズ板を有する照明系
と同じ程度に魅力のあるものとなる。

第４構成部分の第２例につき前述したことはこの第４構
成部分の第３例にも当てはまることである。この例では
、前記反射器は前記放射光源の大部分を囲む楕円面反射
器とする。

楕円面反射器から生じる光ビームは集光ビームとしうる
為、第１レンズ板のレンズの幅及び高さは第２レンズ板
のレンズの幅及び高さよりも大きくしつる。

しかし、他の特徴によればこの例において、コリメータ
レンズを前記反射器および全面に第１レンズ板間に配列
するようにするることかできる。

この場合、第１レンズ板のレンズの輻及び高さが第２レ
ンズ板のレンズの幅及び高さに等しくなる。

第４構成部分の第３例では、前記反射器は双曲面反射器
とする。

双曲面反射器から生じるビームは発散ビームである為、
第１レンズ板のレンズの幅及び高さは第２レンズ板のレ
ンズの幅及び高さよりも小さくなる。

しかし、この第３例では更に、コリメータレンズは前記
反射器および第１レンズ板間に配列することができる。

この場合、第１レンズ板のレンズの幅及び高さは第２レ
ンズ板のレンズの幅及び高さに等しくなる。

第４構成部分の例が細長状光源を有する場合には、これ
らの例において、前記放射光源を細長型とし、この放射
光源の長手方向を主軸に平行とするのが好ましい。

本発明による照明系の主たる第２例は、光源が細長状で
、その長手軸線が主軸に平行で、放物面或いは楕円面或
いは双曲面反射器を有するような照明系に関するもので
あり、この例では、前記第２レンズの主軸に直角をなす
面での断面を３ｎ多角形（ここにｎ＝１．２・・・等）
とし、外方レンズの外側は外接円の局部曲率にほぼ追従
し、各外方レンズの少なくとも両側および他のレンズ全
部の善側を隣接するレンズの側面に係合するようにする
。

第２レンズは、これらが第１レンズにより形成された種
々の向きの光スポットを適切に捕捉し且つ板面を満足に
占めるような形状にする。更に、レンズ板の形状は、照
明系を用いている装置における後続の光学素子に満足に
適合するようにする。

前記の主たる第２例では、前記第２レンズの断面を６角
形とするのが好ましい。

主たる第２例と同じ構成及び利点を有する照明系の主た
る第３例では、前記第２レンズの断面を円の弓形（切片
）とし、前記レンズを互いに係合し、前記第２レンズ板
に丸みを付けるようにする。

照明系の主たる第４例では、前記第２レンズの断面をリ
ングの切片とし、これらレンズを互いに係合し、前記第
２レンズ板に丸みを付けるようにする。

この主たる第４例では更に、前記第２レンズは少なくと
も２つのリングに配列するようにする。

本発明による照明系の主たる第５例では、前記第２レン
ズ板は断面が円の切片である第１組のレンズと、断面が
リングの切片であり、少なくとも１つのリングに配列さ
れた第２組のレンズとを具えるようにする。

本発明は更に、照明系と、少なくとも１つの表示パネル
を有し、投写すべき像を発生する情報表示システムと、
スクリーンに像を投写する投写レンズ系と順次を具える
像投写装置にも関するものである。この像投写装置にお
いては、照明系を上述した照明系の何れかとし、前記投
写レンズ系の入射ひとみに関連する前記照明系の出射ひ
とみを前記表示パネルの全面で、これに隣接して放射光
路に配列するようにしたことを経て供給する。

前記の照明系を有し、実際に重要な像投写装置の例は、
３原色、赤、緑および青の３つのカラーチャネルを有し
、各カラーチャネルが個別の表示パネルを有するカラー
像投写装置である。このカラー像投写装置では、３つの
カラーチャネルに対する個別のビームをカラー分割手段
を経て供給する前記の光学照明系である。

この装置では、前述した種類の１つの別個の照明系を各
カラーチャネルが有するようにすることもできる。

以下図面につき説明するに、像投写装置を示す第１図に
おいて、ブロックＡは、像投写装置の光軸００′と一致
する主軸を有する光ビームｂを放出する照明系を表わす
。この光ビームは、モノクロ像を投写する必要がある場
合には１つの表示パネルｌを有する表示系Ｂに入射され
る。このパネルは例えば液晶表示パネル（ＬＣＤ）とす
る。このようなパネルは、例えばガラスより成る２つの
透明板２及び３間に収められた例えばネマチック型の液
晶材料４の層を有する。各透明板上には駆動電極５及び
６が配置されている。これらの電極は多数の行及び列に
分割して表示パネル中に多数の画素が形成されるように
しうる。この場合、種々の画素が駆動端子７及び８によ
り線図的に示すようにマトリックス電極を駆動すること
により駆動される。従って、所望の位置で液晶材料４に
またがって電界を加えることができる。このような電界
は液晶材料４の実効屈折率を変化させ、所定の画素を通
過する光が、この画素の位置に電界が存在しないか存在
するかに応じて偏光方向の回転を受けたり受けなかった
りする。

このいわゆる受動駆動パネルの代わりに、能動駆動パネ
ルを用いることもできる。能動駆動パネルでは、支持板
の一方が電極を有し、他方の支持板に半導体装置電極が
配置されている。この場合、各画素がそれ自体の能動駆
動素子、例えば薄膜トランジスタにより駆動される。こ
れらの双方の種類の直接駆動表示パネルは例えば欧州特
許出願第０、２６６、１８４号明細書に記載されている
。

表示パネルｌに入射されるビームは偏光、好ましくは直
線偏光させる必要がある。しかし、照明系Ａは非偏光を
生じる。この光のうち、所望の偏光方向を有する直線偏
光成分を偏光子１０により選択する。偏光方向が例えば
偏光子１０の偏光方向に実効的に平行な検光子１１を、
表示パネルを通過する光路中に配置する。その結果、附
勢されてビームの偏光方向を変えない光が検光子１１を
通って投写レンズ系Ｃに到達する。ビームの偏光方向を
９０″回転させる非附勢画素から生じる光は検光子によ
り阻止される。従って、検光子はビームの偏光変調を強
度変調に変換する。投写レンズ系Ｃはパネルｌ上に形成
された像を投写スクリーンＤ上に投写する。この投写像
を、部屋の中で投写スクリ−ンの後方にいる視聴者が見
ることができる。

上述した例では、電界か加えられていない画素が投写ス
クリーンＤ上に黒ドツトとして結像される。入射した直
線偏光の偏光方向が９０°回転しないように画素を駆動
する、すなわち、この偏光方向が９０°回転しないよう
な電界をこの画素にまたがって加えることもできるも、
この直線偏光は楕円偏光に変換する。この光の一部か投
写スクリーンに達し、残りの光が阻止される。関連のビ
ーム要素は投写スクリーン上に黒又は白のドツトとして
結像されずグレーのドツトとして結像され、そのグレー
の度合いは調整しうる。

液晶表示パネルを有する像投写装置は原理的には直線偏
光の代わりに円偏光或いは楕円偏光を用いることもでき
る。この場合、表示パネルにより円偏光の回転方向或い
は楕円偏光の楕円軸の比を変更するようにすることがで
きる。この場合、追加の偏光手段により光を最終的に直
線偏光に変換する必要があり、前記の変更はこの直線変
更の偏光方向の変更にする必要がある。

画素が駆動状態で偏光方向を回転させ非駆動状態でこの
偏光方向を回転させない表示系を用いる場合には、ビー
ム全体の偏光方向を９０°回転させる追加の液晶材料の
層の形態の追加の偏光ローテータを表示パネル１１と直
列に配置し、投写スクリーン上の像が、画素が駆動状態
で偏光方向を回転させない表示パネルを有する装置で形
成される像と同じ向きを有するようにすることができる
。

駆動状態にある画素が偏光方向を回転しないようにした
装置において、これら画素を投写スクリーンに黒画素と
して現われるようにして、例えば装置のコントラストの
増大又は色依存性を低減する場合、或は表示パネルのス
イッチング速度を向上させる場合にも、第１図に１２で
示す上述の如き追加の偏光回転子を用いることができる
。

液晶材料層の代りにλ／２板（ここにλは投写光の波長
）を追加の偏光回転子１２として用いることもできる。

他の変形例として、検光子をもとの向きに対し９０°回
転させることもできる。

透過形に用いるときは液晶表示パネルの効率が低く、例
えばパネルに入射する光の僅か１０％が投写レンズ系へ
と通過するだけである。更に、このレンズ系はパネルを
拡大して結像するため、スクリーン上の単位表面積当り
の光強度を十分な強度に保つためには照明ビームを高強
度にする必要がある。高強度のランプの形態の光源を使
用する場合にはその改善が限られるようになる。実際上
、高強度のランプはアークランプのように大きな、放射
表面積を有するため、照明系の出力アパーチャは大きい
。ビームアパーチャを小さくして投写装置内の後続の光
学素子の寸法を制限すると、光エネルギーの一部分が失
なわれることになる。これがため、ランプからの光をで
きるだけ多く受光し、これを細いビームに集中させるよ
うにするのが望ましい。他の要件は、表示パネルでのこ
のビームの断面形状をこの表示パネルの矩形にできるだ
け合わせてこのパネルからはみでる光の量を最少にする
必要がある点にある。

第２図は上述の要件を満たす本発明による照明系の第１
の実施例を示す。この照明系は光を表示パネル１の方向
に発生すると共に後方（第２図では左方向）にも発生す
る光源２０を具える。後方に発生した光を受光し、この
光源の像を形成する球面反射器２１を光源の後方に配置
する。第２図では反射器２１で形成される光源像はこの
光源と一致するようになる。この光源はそれ自体の光に
対し透明であるものとする。しかし、実際にはそうしな
い場合もしばしばある。その場合には光源像が光源の横
に形成されるようにする。光源像を集光レンズ系２２に
より受光し、この光を平行ビームに集中させる。換言す
れば、このレンズ系２３により光源を無限遠に結像させ
る。平行ビームは第１レンズ板２５に入射する。このレ
ンズ板の光源側にはレンズ２６のマトリクラスを設け、
反対側の側面２７は平面にするのが好ましい。第３図は
このレンズ板の斜視図を示す。

第２図では図を簡単にするためにレンズ板に４つのレン
ズのみを示す。実際にはレンズ板２５は第３図に示すよ
うに例えば８×６個のレンズを具える。これらのレンズ
の各々が光源２０を第２レンズ板２８の関連するレンズ
２９上に結像する。このレンズ板の光源側の側面３０は
第３図の斜視図に示すように平面にすると共に、光源と
反対側の側面にレンズ２９のマトリックスを支持する。

このレンズ板２８のレンズの行及び列の数をレンズ板２
５のレンズの行及び列の数に一致させる。各レンズ２６
はレンズ板２５に入射するビームｂのそれぞれ異なる部
分を用いて光源を対応させるレンズ２９上に結像する。

明瞭のために第２図にはこれらのサブビームのうち２つ
のビームｂ１及びｂ２のみを示しである。各レンズ２９
は対応するレンズ２６により形成された光点を表示パネ
ルｌ上に結像する。これらの再結像光点を表示パネルｌ
の面上で互に重畳させるレンズ３１を第２レンズ板２８
の背後に配置する。この結果、この表示パネル面におけ
る照明光の強度分布は所望の均一性を有し、その均一度
はレンズ板２５及び２８のレンズの数により決まる。

慣例のビデオ画像を表示するのに使用する液晶表示パネ
ルは所定のアスペクト比ｂ／ｈ＝４　：　３を有する。

ここで、幅すは第２図の紙面に垂直のＸ方向のパネル寸
法であり、高さｈは光軸００′に垂直に第２図の紙面内
を延在するＸ方向のパネル寸法である。第２図の実施例
ではレンズ板２５及び２８のレンズ２６及び２９はこれ
と同一のアスペクト比を有する。その結果、集光レンズ
系から到来し第１レンズ板を経て入射する全ての光が表
示パネルを通過することになり、この照明系は高い集光
効率を有するようになる。

第４図は第２レンズ板２８の背面図であり、この図では
レンズ２９のアスペクト比が明瞭に見える。

この図にはレンズ２９上に形成される光源の像も示しで
ある。反射器２１は光源をその隣りに結像して各レンズ
２９上に２つの光源像３２及び３３が形成されるものと
する。これらの全ての光源像は同一の向きを有している
。この結果、及び光源の寸法の正しい選択及び反射器２
１により形成される光源像の寸法（反射器２１の位置に
より決まる）の正しい選択により、各レンズ２９の全表
面を略々完全に利用することもできる。この場合これら
レンズの寸法及びレンズ板の寸法を限定したままにて表
示パネルを投写スクリーン上に結像する投写レンズ系Ｃ
（第２図に図示せず）の開口数を小さいままにすること
もできる。

第２図の画像投写装置では照明システムの射出ひとみを
投写レンズ系Ｃの入射ひとみ内に結像する他のレンズ３
４を表示パネルｌの前に配置する。

レンズ２６の寸法は表示パネル１の平面におけるビーム
断面の対角寸法と、レンズ３１．レンズ３４及びレンズ
２９により形成されるレンズ系の倍率とにより決まる。

液晶表示パネルの寸法は一般にパネルの対角寸法Ｄ１で
表わされる。レンズ２９の対角寸法Ｄ２．は で与えられ、ここにｆ□及びｒｓ＋はレンズ２９及び３
１の焦点距離を表わし、Ｌ４はレンズ３１により形成さ
れた光点を結像するレンズ３４の倍率を表わす。

画像投写装置の一実施例では表示パネルの対角寸法を４
８ｍｍ、倍率ｆｚ＊／ｆａｔを約０．３、Ｍｓａを約０
．９とするため、レンズ２６の対角寸法は約１６ｍｍと
なり、これらレンズは幅も約１２．８ｍｍとし、高さを
約９．６化とする。

集光レンズ系は例えば０．８５程度の大きな開口数を有
するものとして光源からの光を十分に集光するようにす
る必要がある。第２図に示すように、集光レンズ系は単
一の肉厚をレンズ素子２２の形態にすることができる。

結像誤差を制限するために、このレンズ素子は少なくと
も１つの非球面を有するものとする必要がある。レンズ
素子２２に課せられる要件は、このレンズ素子に第５図
にレンズ２２′及び２３で示すように１個以上の追加の
レンズ素子を付加することにより軽減することができる
ようにすることである。これらの追加のレンズ素子は主
レンズ素子２２′の所要の補正の一部分を供給すること
ができ、例えば非球面レンズとすることができる。或は
又、集光レンズ系の所要のパワーの一部分のために追加
のレンズ素子を組込むこともできる。これらの追加のレ
ンズ素子は湾曲屈折表面を有するレンズ素子のみならず
、軽量肉薄のフレネルレンズ素子又は半径方向に変化す
る屈折率を有するレンズ素子とすることもできる。

照明系は単一集光レンズ系の代わりに第６図に示すよう
な二重集光レンズ系を具えるようにすることもできる。

この照明系では２つの集光レンズ系２２、’　、　２３
＋及び２２□′及び２３□を光源の前側に配置する。こ
の光源は例えば２を：ｌの長さ一幅比有する細長いメタ
ルハライドランプとする。第２及び５図に示すように、
ランプの長さ方向は光軸００′に垂直である。集光レン
ズ系により集光された光は２つのサブビームｂ′及びｂ
“に集中され、反射器３６及び３７により光軸００′の
方へ反射される。ルーフミラーを構成する２つの反射器
３８及び３９を、ビームｂ、ｂ“の主光線が互に交差し
ビーム断面が最小になる位置に、光軸の両側に配置する
。これら反射器はビームｂ’、ｂ’を光軸００′の方向
に偏向する。これらのビームは平面４０で最小にしぼら
れているので、この平面に小さな放射表面の二次光源が
存在することになる。

第６図の差し込み図はこれらの二次光源、即ちランプ像
４１．４２の平面図を示す。ランプの位置まで逆算した
これらの像の寸法はランプの寸法に等しい。像４１及び
４２が位置する円４３の半径は光源の円の半径の２倍よ
り小さいため、光源２０の光は二重集光レンズ系により
小断面のビームに集中される。更に、像４１及び４２を
形成するビームｂ′及びｂ＃のアパーチャもかなり小さ
い。このことは、二重集光レンズ系は低いスループット
を有することを意味する。「スループット」又は「ルミ
ノシティ」又は「アクセプタンス」とは、光エネルギー
を伝達する光学系のパワーを表わすものとする。

このパワーは開口又は［しぼりＪと光学系内の１つの同
一の位置におけるアパーチャとにより決まり、開口の表
面積と、開口の中心において入射ひとみではさまれる空
間角度との積で表わされる。

出発時に所定のスルーブツトを有する光学系では光学系
に沿って進むにつれてスループットか光のブロッキング
現象により減少し得る。

二重集光レンズ系は低いスループットを有するため、照
明系を用いる画像投写装置は例えば大きな開口数又は大
きな断面積を有する高価な光学素子を必要とせず、この
集光レンズ系は消費者用装置に特に重要である。

光源の後側からの光を集光レンズ２２＋’　、　２２２
’へ反射する反射器２１を二重集光レンズ系にも光源２
０の背後は配置してビームｂ’　、　ｂ“の強度及び従
って照明系の効率を増大させる。

照明系の後に配置される光学系をできるだけ最小の開口
数を有するものとしてできるだけ簡単に且つ従ってでき
るだけ安価に光学装置内に実現できるようにするために
は、第２レンズ板の形状をこの板に入射するビームの断
面形状にできるだけ満足に適合できるのが好ましい。更
に、第２レンズ板の形状を表示パネルの背後に配置され
る光学系、例えば投写レンズ系の開口数にできるだけ満
足に適合させるのが好ましい。

第２及び第５図の照明系に対しては、このことは第１レ
ンズ板２５のレンズ及び第２レンズ板２８のレンズの寸
法及び配置を各レンズ板のレンズが相まって第７図に示
すような円形表面をできるだけ満足に満たすようにする
ことを意味する。この図はレンズ２６を有するレンズ板
２５の背面図及びレンズ２９を有するレンズ板２８の前
面図である。

光源像４１及び４２が矩形である第６図の照明系では、
第８図に示すように第１レンズ板２５は略々矩形にする
のが好ましく、第２レンズ板２８は略々円形とするのが
好適である。第２，５及び６図の照明系と同様に、レン
ズ板２５の各レンズ２６は入射サブビームを、その主光
線が第２レンズ板の関連するレンズ２９の中心に向かう
ように屈折するようにする必要がある。

第９図は二重集光系を具える照明系の他の実施例を示し
、本例では２個の第１レンズ板２５．２５’を用いる。

レンズ板２５．２５’は例えば主集光レンズ２２１′及
び２２ｔ′と反射器３６．３７との間にそれぞれ配置す
る。ビームｂ′及びｂ“はレンズ板２５及び２５′の区
域で矩形断面を有するため、これらレンズ板も第９図に
示すように矩形とするのか好適である。レンズ板２８は
円形にして表示パネルの後に配置される光学素子の形状
に最適に適合される。このレンズ板は例えば各レンズ板
２５及び２５′の２倍のレンズを有するものとする。

レンズ板２５又は２５′は主集光レンズ２２Ｉ′又は２
２２′と反射器３６又は３７との間のみならず、この反
射器と次の反射器３８又は３９との間に配置することも
できる。

第９図の実施例は第６図のレンズ出力２３．及び２３２
に類似の追加の集光レンズ素子を具えることもできる。

しかし、このようなレンズ素子は第１１〜１８図につき
後述する実施例のようにレンズ素子２５及び２５′　と
一体にすることもできる。

第２及び５図の照明系では第２レンズ板２５に入射する
光ビームは平行ビームであるため、レンズ板２５のレン
ズはレンズ板２８のレンズと同一の幅及び高さを有する
ものとすることができる。この場合にはただ１つのタイ
プのレンズ板を１つのモールドを用いて製造すればよい
ことになる。

場合によっては第２図の単一集光レンズ素子２２に課さ
れる要件を軽減するのが望ましいことがある。これは、
このレンズ素子２２からの光ビームを平行ビームの代わ
りに第１０図に示すように発散ビームにする場合である
。この場合には第２レンズ板２８のレンズをレンズ板２
５のレンズよりも大きい幅及び高さを有するものとする
必要がある。

第５図の実施例において集光レンズ２３を第２レンズ板
の背後に配置すれば第１Ｏ図に示す構成と同様の構成が
得られる。

第２．５．６及び９図の実施例ではレンズ板２８と平凸
レンズ３１とを第１１．１２及び１３図に示すように１
つの素子４５．４６及び４７に一体化することができる
。この場合レンズ３１はレンズ２９のマトリックスの支
持体として作用するため、照明系のレンズ素子が１つ少
なくなり、照明系が簡単になると共に組立てが容易にな
る。第１１図の実施例ではレンズ２９のマトリックスを
レンズ本体４８の平坦表面上に配置し、湾曲表面４９は
もとの形状のままにする。

第１２図の一体化レンズ素子ではレンズ２９のマトリッ
クスをレンズ本体４７の湾曲表面上に配置し、他方の表
面５０を平面とする。

第１３図は湾曲表面を種々の曲率のレンズ素子２９′と
置き換えて成る一体化レンズ素子の実施例４７を示す。

原則としてマトリックスレンズ２９′の曲率は第１１及
び１２図の表面４９の、このマトリックスレンズの位置
に相当する部分の曲率に対応させるが、この曲率はこの
マトリックスレンズに対するサブビームが薄いレンズを
通過し異なる方向を取る事実に対して補正する必要があ
る。

第５図の実施例ではレンズ２３とレンズ板２５も一体化
レンズ素子と置き換えることができる。この素子は第１
４及び１５図に示すように２つの態様に形成することが
できる。第１４図の実施例ではレンズ２６のマトリック
スを一体化レンズ素子５１の第１湾曲表面５２上に配置
する。第１５図の実施例ではレンズ２６′のマトリック
スを一体化レンズ５２の略々平坦な表面上に配置し、レ
ンズ２６′は第５図のレンズ２３の第１湾曲表面の、種
々のマトリックスレンズ２６の位置に相当する部分の曲
率に略々対応する曲率を有するものとする。

第１６及び１７図は第１０図のレンズ板２８とレンズ３
１′の両機能を併合した複合レンズの２つの実施例５５
゜５６を示す。上記の説明から、第１−６及び１７図に
ついてのこれ以上の説明は不要である。

原則として凸レンズ表面は略々平坦な表面上の種々の曲
率を有するレンズのマトリックスと置き換えることがで
きる。第５図のレンズ２３とレンズ板２５及び第１０図
のレンズ３１’　とレンズ板２８は第１３図の一体化レ
ンズに類似する１つの一体化レンズと置き換えることも
できる。

第１１〜１７図の一体化レンズ素子の種々の実施例は、
第２．　５．　６及び１０図に示す照明系の反射器と異
なる反射器を用いる後述する照明系に用いることもでき
る。

ｆ１、はレンズ板２５及び２８間の距離す、に等しく、
ｆｉｌはレンズ３１と、照明すべき物体上にレンズ３４
により形成されるレンズ３１により形成された光点の像
との間の距離ｄ！に等しいため、ｄ＋／ｄ２も前記の関
係式により定まる。

距離ｄ２は上述の照明系を使用する装置の設計により決
まる。カラー画像投写装置の場合には、所定の組込み長
さを必要とする複数の色選択ミラーを一般にレンズ３１
と表示パネルｌとの間に配置する。この場合距離ｄ２及
び従って距離ｄ１がかなり大きくなる。

他のカラー投写装置の他の実施例又は上述の照明系のだ
の応用例においては、距離ｄ２及び従って距離ｄＩを著
しく小さくすることができる。この場合には第１８図に
示すように１つの支持板上に２つのレンズマトリックス
を配置するのが好ましい。

この実施例では前面にレンズ２６のマトリックスが設け
られ後面にレンズ２９のマトリックスか設けられた透明
で略々平行平面の板６１を具えるレンズ素子６０を集光
レンズ系２２′の背後に配置する。第１８図に示すよう
に、レンズ２６はレンズ２９と等しい大きさにすること
ができる。しかし、レンズ素子２６は素子６０に入射す
るビームか収束ビームであるか発散ビームであるかに応
じてレンズ２９より大きく又は小さ（することもてきる
。この場合レンズマトリックスの一方が他方のマトリッ
クスより大きいレンズ板の表面部分を占める。

複合レンズ板６０は例えば既知のプレス技術又はレプリ
カ技術により製造し得るか２つのモールドを用いて２つ
のレンズマトリックスを同時に与えることができる。一
方のマトリックスのプロファイルは他方のマトリックス
のプロファイルに同一にすることが出来、或はその線形
拡大にすることもできる。

レンズ板６０のレンズマトリックスをこのレンズ板の前
又は後に配置する必要があるレンズと第１２及び１３図
につき述べたように一体化することもてきる。

複合レンズ板６０は球面反射器と異なる反射器を用いる
後述する照明形の実施例に用いることもできる。

前述したように、本発明の照明形は満足に均一の照明強
度分布を有するビームを供給し得る。しかし、照明すべ
き物体の周縁部の照明強度は全ての場合において物体の
中心部の照明強度に正確に等しくする必要はない。特に
ビデオ画像を液晶表示パネルにより表示する場合には周
縁部と中心部の強度を等しくすると表示画像か不自然に
見える。

この場合には照明強度を表示パネルの中心部から周縁部
へとある程度減少させるようにするのが好適である。

第１９図はこれを実現する照明系の実施例を示す。

この実施例は透明基板７１と、レンズ２６のマトリック
スか設けられた第１表面７２と、レンズ２９のマトリッ
クスが設けられた第２表面７３とを有する複合レンズ板
７０を具える。原則として、表面７３を略々平面にする
と共に表面７２を湾曲させて基板７１の中心部の厚さが
周縁部の厚さより小さくなるようにする。各レンズ対２
６．２９から出る各ビーム部分は物体に収束されるよう
にすることができる。レンズ２９上に形成された光点を
物体上に結像する倍率（この倍率り、／Ｄ、、はＤ＋／
Ｄｚ−＝ｆｚ＋／ｆｚｓで与えられる）は各対のレンズ
２６及び２９間の距離が相互に異なるためにレンズ対ご
とに異なる。焦点距離２９は中心部のレンズ２９に対し
最小であるためこれらのレンズにより物体上に形成され
る像は周縁部のレンズ２９により形成される像より大き
くなる。

照明系は、種々のレンズ対から到来するビーム部分が種
々の軸方向位置に集束されるように適合させることがで
きる。光軸００′に寄せて位置付けられるレンズ対２６
．２９から到来するサブビームは表示パネルｌに集束さ
せることができる。光軸００′から次第に離間するレン
ズ対から到来するビーム部分はパネルｌに対して漸次デ
フォーカスされる。この際、このパネルの位置には寸法
か増大し、しかも単位表面積当りの照明強度が低下する
多数の光スポットが重畳される。これにより総体的な光
スポットの照明強度は中心から次第に低下する。

レンズ板７０のレンズの個数は限られているため、パネ
ルｌの平面における照明強度の低下は段階的に変化する
。所定数のレンズ２６及び２９から到来するビームによ
るような、斯様な段階的な変化は観察者には見えない程
に速くなる。表示パネルを焦平面から成る距離の所に配
設して、段階的な変化を見えなくすることもできる 上述した効果と同じ効果はむくのレンズ板７０を用いる
代りに、長さが変化する多数の棒状素子を互いに寄せて
位置させると共に、これらの素子の前側及び後側にレン
ズ２６及び２９を設けても達成することができる。

照明強度の特殊な分布は相対的に肉厚のレンズ板７０に
より実現し得るだけでなく、第１９図に破線７４及び７
５で示すように、２つのレンズ板の内の一方の形状を板
７０の前側部分の形状に一致させ、又他方のレンズ板の
形状を板７０の後側部分の形状に一致させることによっ
ても実現することができる。

マトリクスレンズ２９は第１３図につき説明したような
方法でレンズ３１と一体とすることができる。

第５図におけるレンズ２３のようなレンズをレンズ板７
０の前方に配設する場合には、このレンズをマトリクス
レンズ２６と一体とすることができる。

複合レンズ板７０又はその変形板は、球面反射器とはべ
つの反射器を用いる後に説明する照明系の例に用いるこ
ともできる。

これまで説明した集光レンズ付きの照明系の実施例は、
第２レンズ板２８のレンズをこれらのレンズに形成され
る像よりも大きくする必要がないために興味をそそるも
のである。しかし、寸法がもっと小さい放射源を使用で
きる場合には、如何なる集光レンズ系も必要としない照
明系の他の例も同じように興味のあるものである。この
ような照明系の第１例を第２０図でも細長系の光アーク
（この長手方向は光軸００′と一致する）を有している
ランプ系の放射光源を２０にて示す。この光源の大部分
は放物面状の反射器８０によって囲まれ、この反射器は
ランプが放った光の大部分をレンズ板２５の方へと反射
する。反射器８０は光源２０を無限に結像させる。レン
ズ板２５は、この板におけるし、ンズ２６の数に相当す
る多数の光源像を第２レンズ板２８上に形成する。種々
の像を形成する異なるビーム部分ｂｌ＊　ｂ２等は反射
器８０のそれぞれ異なる部分から到来し、これらのビー
ム部分の方位はいずれも光源２０に対して異なるため、
前記全ての像の方位は第２１図に示すようにレンズ板２
８に対して相違する。

レンズ板２８の後方側から見た第２１図では前記光源の
像を８１にて示しである。この図でも長方形レンズを２
９にて示しである。表示パネルに最大光量の光を集光さ
せる必要のある場合には、レンズ２９の高さ及び幅を像
８１のそれらよりも大きくするのが好適である。

何等かの他の手段を講じなければ、この照明系の好適例
は実際には左程好適なものではない。その理由は、レン
ズ板２８の表面積に依存する投写レンズ系Ｃの開口数が
大きくなり過ぎるからである。

このようなことをなくすために、像投写装置にこれまで
用いた光源の寸法よりも小さい光源を用いる。この場合
には、レンズ２９の各表面が像２８よりも大きくなるも
、レンズの寸法、従って投写レンズ系の開口数は小さく
することができる。

第２０図のレンズ３１及び３４は第２．５，６．１０゜
１８及び１９図に示した各側における対応するレンズと
同じ作用をする。

第２２図はパラボラ（放物面）状の反射器８０及び複合
レンズ板７０を有する照明系の例を示し、これで表示パ
ネル１における強度分布を適合させることができる。前
側及び後側にレンズ面を有している多数の透明な棒から
成るレンズ板は第１９図につき説明したと同じように作
用する。パラボラ状の反射器８０とレンズ板７０とを組
合わせることにより、パラボラ状反射器の開口数（これ
は縁部では小さくなる）がレンズ板の開口数と一致する
ようになるため、大効率が得られ、スループットも変わ
らないと云う追加の利点が得られる。さらに、ランプの
一部がレンズ板の空胴内に突入するために、照明系を一
部コンパクトな形状とすることができる。

第２３図は第２０図のものと同じ型の照明系を示すが、
この例の照明系ではパラボラ状反射器の代わりに楕円形
の反射器８５と補助レンズ８６を用いる。

この例でも光源２０は、例えば長手方向が光軸００′と
一致する細長形のランプとする。この光源を楕円形反射
器８５の第１焦点Ｆ１に配置する。反射器８５は第２焦
点Ｆ２に像２０′を形成する。レンズ８６は光源２０及
び像２０′からの光を平行ビームにして、板２５のレン
ズが板２８のレンズと同じ幅及び高さを有するようにす
る。

第１レンズ板２５は第２４図に示すように反射器８５か
ら到来する集束ビームの通路に配置することもできる。

この場合には板２５のレンズの幅及び高さは板２８のレ
ンズのそれらよりも大きくする。この際、各レンズ板に
入射するビームの収束度を補正するためのレンズ８７を
第２レンズ板２８の後方に位置する。

楕円形の反射器を用いる場合には、光源の像を第１レン
ズ板に形成するようにすることもできる。

第２５図かこの場合の例を示している。この場合にはレ
ンズ板２５．２８の寸法を小さくすることができる。全
てのビーム光線か第１レンズ板２５に垂直に入射するよ
うにビームｂをテレセントリックにするレンズ８８を第
１レンズ板２５の前に配置することができる。

第２０図及び２３図のものと同じタイプの照明系の他の
実施例を第２６図に示す。この例では反射器９０を双曲
線状の面とする。この反射器は光源２０からの光を集中
させて発散ビームとし、このビームが反射器の左側にお
ける見掛上の光源像２０“から到来するかのようにする
。第２６図に示すように、第１レンズ板２５はこの発散
ビームの光路に配置することができ、この第１レンズ板
２５のレンズの幅及び高さは第２レンズ板２８のそれよ
りも小さくする。

ビームの収束度を補正するレンズ９１を第２レンズ板２
８の後方に配置する。双曲線状の反射器９０と第１レン
ズ板２５との間にレンズ９２を配置して、反射器から到
来するビームを平行ビームに変換することもできる。こ
の場合には第１及び第２レンズ板のレンズの幅及び高さ
を等しくすることができる。

第２７図は第２０及び２１図に基く照明系の変形例を示
したものであり、この例では大形の光源２０を使用でき
、又それにも拘らず投写レンズの開口数を制限したまま
とすることができる。これは、第２レンズ板２８のレン
ズ２９に形成される種々の方向を向いている光スポット
ができるだけ満足のゆくようにこれらのレンズ２９を満
たすような形状にレンズ２９を形成することにより達成
される。これらのレンズ２９は互いに掛合し、しかもそ
れらの接合面かほぼ円形となるようにもしていた。第２
７図に示すように、レンズ２９は六角形状とし、これら
を蜂の梁構造に配置する。これまで説明した例とは異な
り、第２７図の照明系におけるレンズ板のレンズ２９は
レンズ板２５のレンズ２６とは異なる構成で配置する。

第２８図はレンズ板２８の他の例を示す正面図である。

この場合のレンズ２９の表面は正三角形の形状をしてお
り、様々な方向を向いている光スポットが同程度に三角
形の表面に適合するようにする。

第２８図のレンズ板２８は第２７図のレンズ板２８より
も多数のレンズを具えており、即ち１８個の代わりに３
８個のレンズを具えている。レンズの個数が多くなるこ
とにより、一方では物体、即ち表示パネル１の照明が一
層均一となるが、他方ではレンズ縁部の数が増えるため
に光が回折したりする。実際上、レンズ板当りのレンズ
個数の選定に当っては、許容回折度と照明の所望均一度
とについて折衷策を講じるようにする。

第２９図は組長形の光源（長手方向が光軸００′に対し
て平行である）及びパラボラ状の反射器８０を有してい
る照明系の他の例を示す。この場合には、第２レンズ板
２８のレンズ２９の表面形状を円のセグメントとして、
投写レンズ系Ｃの入射瞳に最適に適合させる。第２レン
ズ板２８におけるレンズ２９の構成は第１レンズ板２５
におけるレンズ２６のそれとは全く異なるものである。

レンズ２９Ｉはレンズ２６１　と対を成し、レンズ２９
２はレンズ２６□と対を成すように、第２レンズ板のレ
ンズは第１レンズ板のレンズと対を成すようになってい
る。

レンズ２６は、これらのレンズを通るサブビームの主軸
がレンズ２９１〜２９．。の中心の方へと向けられるよ
うに設計することは勿論である。

レンズ２９の断面はリングのセグメントとすることもて
きる。この場合に、これらのレンズは１つのリング、第
３０図に示すように２つのリング、又は複数のリングに
配置することができる。

第３１図に示すようにレンズ板は断面が円のセグメント
状を成す一組のレンズ並びに断面がリングのセグメント
状を成す一組のレンズで構成することもできる。

図示の全ての実施例における第２レンズ板２８及び第２
レンズ板２８の双方のレンズのレンズ面は非球面とする
ことができる。

第２７．２８及び２９図に示した照明系におけるパラボ
ラ状の反射器８０は、第２５及び第２６図に示すような
楕円形反射器８５又は双曲線状反射器９０と置換するこ
とができる。

第３２図はカラー投写テレビジョン装置の例を図式的に
示したものである。この装置は３つの主要部、即ち照明
系Ａ、表示系Ｂ及び投写レンズ系Ｃ１例えばズームレン
ズを具えている。照明系Ａの主軸００′は装置の光軸Ｄ
Ｄ’と一致させ、この光軸ＤＤ’を図示の例では先ず３
つのサブ軸に分け、これらのサブ軸を後段にて合成して
投写レンズ系Ｃの光軸ＥＥ’　と一致する１つの光−軸
にする。

照明系Ａからのビームは色選択反射器１００、例えばダ
イクロイックミラーに入射し、このミラーは例えば青色
成分す、を反射して、ビームの残りの色成分を通過させ
る。ミラー１００を通過したビームは第２色選択反射器
１０１に達し、この反射器は緑色成分ｂ０を反射して、
残りの赤色成分す、を反射器１０２へと通す。反射器１
０２は赤ビームを投写レンズ系へと反射する。反射器１
０２はニュートラル反射器又は赤色光を反射させるのに
最適な反射器とすることができる。青ビームはニュート
ラル又は前選択反射器１０３によって液晶パネルの形態
の表示パネル１０６に反射される。このパネルを既知の
方法で電気的に駆動させて、投写すべき画像の青色成分
をこのパネルの上に出現させる。青情報で変調したビー
ムは、青ビームを通すと共に緑ビームを反射する色選択
反射器１０４及び青ビームを反射する別の色選択反射器
１０５を経て投写レンズ系Ｃに達する。緑ビームｂ。は
第２表示パネル１０７を通過し、ここでビームは緑色成
分で変調されてから、色選択反射器１０４及び１０５に
より投写レンズＣへと順次反射される。赤ビームは第３
表示パネルを通過し、ここでビームは赤色成分で変調さ
れてから、色選択反射器１０５を経て投写レンズＣに達
する。

青、赤及び緑ビームは投写レンズ系の入力側にて重畳さ
れて、この入力側に形成されるカラー像は投写レンズ系
により拡大されて投写スクリーン（第３２図には図示せ
ず）に結像される。

照明系Ａの出力端と各表示パネル１０６．１０７及び１
０８との間の光路長は等しくして、ビームｂ、、　ｂ。

及びｂｌの断面がそれらの表示パネルの位置にて等しく
なるようにするのが好適である。表示パネル１０６．１
０７及び１０８と投写レンズ系の入力開口との間の光路
長も等しくして、種々の色の場面が投写スクリーン上に
首尾良く重畳されるようにするのが好適である。

表示パネル１０６．１０７及び１０８の前方に配置した
各レンズ１０９．１１０及び１１１は第２．第２３．第
２７及び第２９図のレンズ３４に相当するものであり、
これらのレンズは照明系の出射面から来る全ての光を投
写レンズ系Ｃの入射瞳に集中させる。

第３３図は反射表示パネル１２０．１２１及び１２２を
有するカラー像投写装置の実施例を示す。本発明による
照明系により供給されるビームｂは２つのダイクロイッ
クミラー１２６と１２７とで構成される所謂ダイクロイ
ッククロス１２５により３つの異なる色付きビームｂ＊
、　ｂｏ及びす、に分割される。

図面に単一レンズにより示しである投写レンズ系Ｃは表
示パネルにより反射されたビームｂＲＥの光を集光する
だけであり、照明系により供給されるビームｂ。Ｎの光
は集光しない。

ビームｂ。Ｎとｂｌとを、投写レンズ系と表示パネルと
の間の距離を大きくしないで投写レンズ系の位置にて十
分に分離させるために、複合プリズム系１１５の形態の
角度依存形ビーム分離器を使用する。この複合プリズム
系はガラス又は合成材料製の２つの透明プリズム１１６
と１１７とで、これら両プリズムの間に空気層１１８を
設けて構成する。プリズム材料の屈折率ｎ、（ｎ、は例
えば１．５）は空気の屈折率ｎ＋（ｎ＋＝１．ｏ）より
も大きいため、プリズムと空気との界面に次式の関係、
即ち １ ｓｉｎθ１　＝ ｎ。

が成立する所謂臨界角度θ１よりも大きいか、又はそれ
に等しい角度θ１で入射する光ビームは全反射される。

臨界角度よりも小さい角度で界面に入射するビームはプ
リズムを完全に透過する。第３３図の実施例では、照明
系Ａから来るビームｂ。Ｎがプリズム１１６と空気層１
１８との界面により表示系の方へと全反射され、且つこ
の表示系から来るビームｂわがこの界面を完全に通過す
るようにプリズム１１６及び１１７の屈折率及び空気層
１１８の向きを選定する。このために、界面におけるビ
ームｂＯＮ及びビームｂ、ＩＥの入射角は臨界角度より
もそれぞれ大きくしたり、小さくしたりする。

プリズム系はビームｂＲＥの光線がビームｂ。Ｎのそれ
に対して大きな角度（これは例えば約９０°とすること
かできる）を成すようにする。従って、投写レンズ系Ｃ
を表示系に接近して配置させることができるため、像投
写装置の長さをプリズム系かない場合よりも著しく短く
することかできる。

ビームｂ。Ｎ及びｂＲＥの方向に対する界面（１１６゜
１１８）の向きは、ビームｂ。Ｎが表示系の方へと通過
しくこの場合には表示系をプリズム系の下側に配置する
）、且つビームｂｌｌＥか投写レンズＣの方向へと反射
されるように選定することもできる。カラービーム投写
の場合には、後者のような配置とすれば、変調ビームｂ
Ｒ１，に生ずる色収差が少なくなると云う利点がある。

第３３図の例では、界面（１１６，１１８）により反射
されたビームｂ。Ｎかダイクロイックミラー１２６に入
射し、このミラーが例えば青色光を反射する。これによ
り反射された青成分す。Ｎ、Ｂは表示パネル１２２に入
射し、このパネルでは青のサブ像が形成され、青の像情
報で変調されたビームｂＲＥ、　Ｂはパネル１２２によ
りダイクロイッククロス１２５に反射される。

ダイクロイックミラー１２６を通過した赤及び緑成分の
ビームは第２ダイクロイツクミラー１２７に入射し、こ
のミラー１２７は赤成分す。Ｎ、Ｒを表示パネル１２０
に反射する。このパネルでは赤のサブ画像が形成される
。赤の画像情報で変調されたビームｂ１．．はダイクロ
イッククロス１２５に反射される。

ミラー１２７を通過した緑ビーム成分す。ｓ、ａは線表
示パネル１２１により変調されて、ビーム成分ｂｉＥ、
　。

としてダイクロイッククロス１２５に反射される。

ダイクロイックミラー１２６．１２７は戻りビーム成分
ｂＲＥ、　Ｂ及びｂＲＥ、　Ｒを反射して、ビーム成分
ｔｗｉｇ、　ａを通すため、これらのビーム成分はカラ
ー画像情報で変調される１つのビームｂＲＥに合成され
る。

偏光子及び検光子を照明系Ａと表示系との間及び表示系
と投写レンズ系との間にそれぞれ配置してこれらの素子
が３つの色成分に同時に作用して、各色成分毎に斯様な
素子を別々に設ける必要性をなくすのが好適である。

直接駆動する反射式の液晶表示パネルについては特に、
米国特許第４．２３９．３４６号に開示されている。

カラー画像投写装置は、３つの単色パネルを有する表示
系の代わりに、僅か１つの表示パネル、即ち複合又はカ
ラーパネルを有している表示系で構成することもできる
。この場合のカラーパネルは単色パネルの画素数に比べ
て例えば３倍も多い多数の画素を具えている。カラーパ
ネルの画素は赤、緑及び青のサブ画像が形成されるよう
に３つの群に配置する。各群の画素は投写スクリーン上
の画素に対応させる。この場合には、例えば各画素の前
方に別個の色フィルタを配置して、これにより該当する
画素に望まれる色だけを通すようにする。

カラーパネルは透過形パネルとし、カラー画像投写装置
を第１．　２．２０．２３．２７及び２９図に示したよ
うな構成とすることができる。カラーパネルを反射式の
パネルとする場合には、カラー画像投写装置を例えば第
３１図に示すような構成として、カラーパネルを単色パ
ネル１２１の位置に配置して、パネル１２０及び１２２
並びにダイクロイッククロス１２５を省くようにする。

第３４図は３原色の緑、青及び赤に対して３つのカラー
チャネル１３０．１３１及び１３２をそれぞれ用いるカ
ラー画像投写装置の平面図である。各カラーチャネルは
本発明による照明系Ａと、レンズ３４と、透過形表示パ
ネル１２１とを具えている。なお、図面ではこれらの素
子を緑チャネル１３０にのみ示しである。これと同じよ
うな素子は他のチャネルも同じように配置する。画像情
報で変調された種々の色付きビームｂ。＋ｂｓ及びす、
は例えばダイクロツククロス１２５により１つのビーム
ｂｉｕ＋に合成され、このビームは投写レンズ系Ｃによ
って表示スクリーン（図示せず）に投写される。

本発明による照明系は液晶表示パネルを照明するのに使
用し得るだけでなく、米国特許４．１２７．３２２号に
開示されているような、陰極線管を光導電層及び結晶材
料層と組合わせて用いる表示系を照明するのに用いるこ
ともできる。

本発明は一般に上述したような場合で、丸味のない物体
を照明する必要があり、しかも光源からの光を極めて有
効に使用すべき場合に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、像投写装置を示す線図、 第２図は、像投写装置に対する本発明による照明系の第
１実施例を示す線図、 第３図は、この照明系に用いるレンズ板を示す線図、 第４図は、光源の像を第２レンズ板上に形成したこの第
２レンズ板の後面を示す線図、第５図は、複合集光レン
ズ系を有する第１実施例の第１変形例を示す線図、 第６図は、二重集光レンズ系を有する第１実施例の第２
変形例を示す線図、 第７図は、第２及び５図の照明系の第１及び第２レンズ
板の実施例を示す線図、 第８図は、第６図の照明系の第１及び第２レンズ板の実
施例を示す線図、 第９図は、第６図の照明系の他の実施例を示す線図、 第１θ図は、２つの等しくないレンズ板を有する第１実
施例の変形例を示す線図、 第１１〜１７図は、レンズ板とレンズとを一体化する種
々の例を示す線図、 第１８図は、１つの複合レンズ板を有する照明系の一実
施例を示す線図、 第１９図は、レンズ板を、照明強度を特別な分布にする
ように適合させた照明系の実施例を示す線図、 第２０図は、光源を囲んで放物面反射器を設けた照明系
の実施例を示す線図、 第２１図は、この照明系の第２レンズ板上に形成された
光源の像を示す線図、 第２２図は、照明強度を特別な分布にするように適合さ
せた放物面反射器及びレンズ板を有する照明系の実施例
を示す線図、 第２３．２４及び２５図は、光源を囲んで楕円面反射器
を設けた照明系の実施例を示す線図、第２６図は、双曲
面反射器を有する照明系の実施例を示す線図、 第２７図は、放物面反射器と第２レンズ板の第２実施例
とを有する照明系を示す線図、 第２８図は、第２レンズ板の第３実施例を示す線図、 第２９図は、放物面反射器と第２レンズ板の第４実施例
とを有する照明系を示す線図、 第３０及び３１図は、第２レンズ板の他の実施例を示す
線図、 第３３及び３４図は、照明系を用いるカラー像投写装置
の第１．第２及び第３実施例を示す線図である。 Ａ・・・照明系 Ｂ・・・表示系 Ｃ・・・投写レンズ系 Ｄ・・・投写スクリーン ト・・表示パネル ２．３・・・透明板 ４・・・液晶材料 ５．６・・・駆動電極 ７．８・・・駆動端子 １０・・・偏光子 １１・・・検光子 ２０・・・光源 ２１・・・反射器 ２２・・・集光レンズ系 ２５・・・第２レンズ板 ２６・・・レンズマトリクス ２８・・・第２レンズ板 ２９・・・レンズマトリクス ３１・・・結像レンズ ３４・・・結像レンズ ２２　、２３　、２２１’、　２３１“；２２□３６、
３７．３８．３９・・・反射器 ２３□′・・・集光レンズ系 手 続 補 正 士 ＦＥＪ（方式） １、事件の表示 平成 年 特 許 願 第 １５０３１ 号′ ２、発明の名称 光学照明系およびこの系を具える投写装置３、補正をす
る者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主軸に沿って光学放射ビームを供給するとともに前
   記主軸に直角をなす面内で、非回転断面を有する物体を
   照明する照明系であって、放射光源と、この放射光源に
   よって放出された放射光を集束する凹面反射器と、集束
   放射光の光路内に配列されたレンズ系とを具える照明系
   において、前記レンズ系は、前記主軸に直角をなす面内
   で第１の方向に均一な幅および前記第１の方向に直角を
   なす第２の方向に均一な高さを有する複数の第１レンズ
   を設けた第１レンズ板と、その数が前記第１のレンズの
   数に比例する複数の第２のレンズを設けた第２レンズ板
   と、第３レンズとを具え、前記第１レンズ板によってこ
   れに入射する放射光ビームを前記第１レンズの数に比例
   する多数のサブビームに分割し、このサブビームは第２
   レンズの面で最小の収縮を有し、その主光線は関連する
   第２レンズの中心に向け、前記第３レンズおよび前記第
   １レンズ板に形成される放射光スポットを前記物体に重
   畳形態で結像し、前記第１レンズ板の幅／高さ比が前記
   物体の断面の幅／高さ比に相当するようにしたことを特
   徴とする光学照明系。 ２、前記第３レンズは前記第２レンズ板と一体に形成す
   るようにしたことを特徴とする請求項１に記載の光学照
   明系。 ３、前記レンズ板の少なくとも１つのレンズを非球面と
   したことを特徴とする請求項１または２に記載の光学照
   明系。 ４、前記第２レンズの数を前記第１レンズの数に等しく
   するようにしたことを特徴とする請求項１、２または３
   に記載の光学照明系。 ５、前記第２レンズの数を前記第１レンズの数の２倍と
   したことを特徴とする請求項１、２、３または４に記載
   の光学照明系。 ６、前記第１レンズは、その大きさおよび配列を適宜定
   めて、第１レンズ板の表面がこれに入射する放射光ビー
   ムの断面にほぼ等しくするようにしたことを特徴とする
   請求項１、２、３、４または５に記載の光学照明系。 ７、前記第２レンズはその形状および配列を適宜定めて
   、第２レンズ板がほぼ円形となるようにしたことを特徴
   とする請求項１、２、３、４、５および６に記載の光学
   照明系。 ８、前記第１レンズは第１マトリックスに従って配列し
   、第２レンズの前記主軸に直角をなす面での断面を前記
   第１レンズの同様の断面と同一形状とするとともに前記
   第２レンズは前記第１マトリックスに従う第２マトリッ
   クスに従って配列し、前記第２レンズの幅／高さ比を前
   記物体の断面の同様の比に等しくし得るようにしたこと
   を特徴とする請求項１、２、３または４に記載の光学照
   明系。 ９、前記第１レンズ板に入射する放射光ビームは平行ビ
   ームとし、前記第１レンズの幅および高さは前記第２レ
   ンズの幅および高さに等しくするようにしたことを特徴
   とする請求項８に記載の光学照明系。 １０、前記第１レンズ板に入射する放射光ビームは発散
   ビームとし、前記第１レンズの幅および高さは前記第２
   レンズの幅および高さよりも小さくなるようにしたこと
   を特徴とする請求項８に記載の光学照明系。 １１、前記第１レンズ板に入射する放射光ビームを集中
   ビームとし、前記第１レンズの幅および高さを前記第２
   レンズの幅および高さよりも大きくするようにしたこと
   を特徴とする請求項８に記載の光学照明系。 １２、第１レンズ板は放射光源第１像が形成される面に
   配列し、この像を前記レンズ板大きくこれに次ぐレンズ
   によって物体上に再結像するようにしたことを特徴とす
   る請求項８に記載の光学照明系。 １３、前記放射光源の縮小像は前記第２レンズの各々に
   形成するようにしたことを特徴とする請求項８に記載の
   光学照明系。 １４、第１および第２の両レンズ板は２つの外面を有す
   る１つの板に一体に形成し、一方の外面によって第１レ
   ンズのマトリックスを支持し、他方の外面によって第２
   レンズのマトリックスを支持するようにしたことを特徴
   とする請求項８に記載の光学照明系。 １５、レンズ板はその面を湾曲面として、関連する第１
   および第２レンズの対がこれら第１および第２レンズ間
   で異なる距離を有することを特徴とする請求項１または
   １４に記載の光学照明系。 １６、関連する第１および第２レンズの各対によって湾
   曲入射および出射面を有する透明ロッドのい部分を形成
   するようにしたことを特徴とする請求項１４に記載の光
   学照明系。１７、前記レンズ板の少なくとも１つは関連
   するレンズと相俟って少なくとも１つの湾曲面を有する
   １光学素子に一体に形成するようにしたことを特徴とす
   る請求項１、１４または１５に記載の光学照明系。 １８、前記レンズのマトリックスはレンズの平坦な屈折
   面に配列するようにしたことを特徴とする請求項１７に
   記載の光学照明系。 １９、前記レンズのマトリックスはレンズの湾曲屈折面
   に配列するようにしたことを特徴とする請求項１７また
   は１８に記載の光学照明系。 ２０、レンズの湾曲屈折面は主として平坦な面によって
   置換し、この平坦な面上に元の湾曲屈折面の関連するマ
   トリックスレンズの位置における曲率に関連する曲率を
   各々が有するレンズのマトリックスを配列するようにし
   たことを特徴とする請求項１７または１８に記載の光学
   照明系。 ２１、前記反射器は前記放射光源の中心を通り光学照明
   系の光軸に直角な面の片側でのみ前記放射光源により放
   出される放射光線を集束する球面反射器とし、集光レン
   ズ系を、前記レンズ板の他側において前記第１レンズ板
   の全面に配列するようにしたことを特徴とする請求項１
   、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１５に
   記載の光学照明系。 ２２、前記反射器は前記放射光源の中心を通り光学照明
   系の光軸に直角な面の片側でのみ前記放射光源により放
   出される放射光線を集束する球面反射器とし、前記平坦
   な面の他側には２つの集光レンズ系を配列し、各集光レ
   ンズ系によって全面に放射光源からおよび反射器からの
   放射光の他の部分を集束するようにしたことを特徴とす
   る請求項１、２、３、４、５、６、７、８、１０または
   １３に記載の光学照明系。 ２３、前記放射光源は細長型とし、その長手方向を主軸
   に直角としたことを特徴とする請求項２１または２２に
   記載の光学照明系。 ２４、各集光レンズ系は少なくとも１つの屈折面が非球
   面となる１つのレンズを具えることを特徴とする請求項
   ２１または２２に記載の光学照明系。 ２５、各集光レンズ系は少なくとも１つの追加のレンズ
   素子が後続する単一の主集光レンズを具えることを特徴
   とする請求項２１または２２に記載の光学照明系。 ２６、前記第１レンズ板はそれぞれ第１および第２集光
   レンズ系に配列された２つの第１レンズ板に分割するよ
   うにしたことを特徴とする請求項２２、２３、２４また
   は２５に記載の光学照明系。 ２７、前記反射器は前記放射光源の大部分を囲む放物面
   反射器としたことを特徴とする請求項１、２、１３また
   は１４に記載の光学照明系。 ２８、前記反射器は前記放射光源の大部分を囲む楕円面
   反射器としたことを特徴とする請求項１、２、１３また
   は１４に記載の光学照明系。 ２９、コリメータレンズを前記反射器および全面に第１
   レンズ板間に配列するようにしたことを特徴とする請求
   項２８に記載の光学照明系。 ３０、前記反射器は双曲面反射器としたことを特徴とす
   る請求項１、２、１３または１４に記載の光学照明系。 ３１、コリメータレンズは前記反射器および第１レンズ
   板間に配列するようにしたことを特徴とする請求項３０
   に記載の光学照明系。 ３２、前記第２レンズ板のレンズの幅および高さは前記
   レンズに形成された像の幅および高さよりも大きくする
   ようにしたことを特徴とする請求項２７、２８、２９、
   ３０または３１に記載の光学照明系。 ３３、前記放射光源を細長型とし、この放射光源の長手
   方向を主軸に平行としたことを特徴とする請求項２７、
   ２８、２９、３０、３１または３２に記載の光学照明系
   。 ３４、前記第２レンズの主軸に直角をなす面での断面を
   ３ｎ多角形（ここにｎ＝１、２・・・・・・等）とし、
   外方レンズの外側は外接円の局部曲率にほぼ追従し、各
   外方レンズの少なくとも両側および他のレンズ全部の善
   側を隣接するレンズの側面に係合するようにしたことを
   特徴とする請求項３３に記載の光学照明系。 ３５、前記第２レンズの断面を６角形としたことを特徴
   とする請求項３４に記載の光学照明系。 ３６、前記第２レンズの断面を円の弓形（切片）とし、
   前記レンズを互いに係合し、前記第２レンズ板に丸みを
   付けるようにしたことを特徴とする請求項３３に記載の
   光学照明系。 ３７、前記第２レンズの断面をリングの切片とし、これ
   らレンズを互いに係合し、前記第２レンズ板に丸みを付
   けるようにしたことを特徴とする請求項３３に記載の光
   学照明系。３８、前記第２レンズは少なくとも２つのリ
   ングに配列するようにしたことを特徴とする請求項３７
   に記載の光学照明系。 ３９、前記第２レンズ板は断面が円の切片である第１組
   のレンズと、断面がリングの切片であり、少なくとも１
   つのリングに配列された第２組のレンズとを具えること
   を特徴とする請求項３３に記載の光学照明系。 ４０、照明系と、少なくとも１つの表示パネルを有し、
   投写すべき像を発生する情報表示システムと、スクリー
   ンに像を投写する投写レンズ系と順次を具える像投写装
   置において、前記照明系は請求項１〜３９の何れかの項
   に記載の照明系とし、前記投写レンズ系の入射ひとみに
   関連する前記照明系の出射ひとみを前記表示パネルの全
   面で、これに隣接して放射光路に配列するようにしたこ
   とを特徴とする像投写装置。 ４１、３原色、赤、緑および青の３つのカラーチャネル
   を有し、各カラーチャネルが個別の表示パネルを有する
   カラー像投写装置において、３つのカラーチャネルに対
   する個別のビームをカラー分割手段を経て供給する請求
   項１〜３９の何れかの項に記載の光学照明系を具えるこ
   とを特徴とするカラー像像投写装置。 ４２、３原色、赤、緑および青の３つのカラーチャネル
   を有し、各カラーチャネルが個別の表示パネルを有する
   カラー像投写装置において、各カラーチャネルは、請求
   項１〜３の何れかの項に記載の個別の光学照明系を具え
   ることを特徴とするカラー像投写装置。