(57)【要約】【課題】  面積をもつ光源から照射された光束を効率よく利用する光源装置を提供する。【解決手段】  光を放射する光源と光束分離手段と第１の集光光学系と第２の集光光学系とを有し、前記光源の発光面中心を通る法線を光軸とするとき、前記光束分離手段は前記光源から入射する光束のうち、前記光軸に対する角度が小さい光束を透過し、前記光軸に対する角度が大きい光束を少なくとも１回以上全反射する光学素子であって、前記第１の集光光学系は、前記光束分離手段を透過した光束を１点に集光する作用を有し、前記第２の集光光学系は、前記光束分離手段にて少なくとも１回以上全反射した光束を１点に集光する作用を有する。【選択図】  図１
2010140745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する光源と、光束分離手段と、
第１の集光光学系と、第２の集光光学系とを有し、
前記光源の発光面中心を通る法線を光軸とするとき、
前記光束分離手段は前記光源から入射する光束のうち、
前記光軸に対する角度が小さい光束を透過し、
前記光軸に対する角度が大きい光束を少なくとも１回以上全反射する光学素子であって、
前記第１の集光光学系は、前記光束分離手段を透過した光束を１点に集光する作用を有し、前記第２の集光光学系は、前記光束分離手段にて少なくとも１回以上全反射した光束を１点に集光する作用を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光束分離手段は光学的に透明な光学材料で構成され、
前記光源からの光を透過する第１面と
前記第１面を透過した光を、その入射角に応じて選択的に全反射または透過する第２面と、
前記第１面と前記第２面の両方に隣り合う側面の３種類の面を有し、
前記第２面は前記光軸との交点位置で前記光源の発光面に最も近くなり、
前記側面との交線位置で前記発光面から最も遠くなるような傾斜を持っていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記光束分離手段は光学的に透明な光学材料で構成され、
前記光源からの光を透過する第１面と
前記第１面を透過した光を、その入射角に応じて選択的に全反射または透過する２面と、前記第１面と前記第２面の両方に隣り合う側面の３種類の面を有し、
前記第２面は前記光軸との交点位置で前記第１面に最も近くなり、
前記側面との交線位置で前記第１面から最も遠くなるような傾斜を持っていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光束分離手段は前記光軸を軸とした回転対称形状であることを特徴とする
請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光束分離手段は、
前記光源の発光面に平行な底面を有する円柱体から、
前記光軸上の前記円柱体の２つの底面にはさまれた領域内に頂点を有し、
前記円柱体の光源から遠い側の底面上に底面を配置した円錐体部分をくりぬいた形状となっていることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
光入射端面と光出射端面とこれら２つの面に隣接する導光面を有する導光体であって、
前記光束分離手段の前記側面と前記光入射端面が一致しており、
前記光出射端面は前記光入射端面よりも光軸から遠い位置にあり、
前記光出射端面の総面積は前記光入射端面の総面積よりも小さいことを特徴とする導光体を備えていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】
前記光出射端面の総面積は
前記光源の発光面の総面積よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記導光体は前記光軸を軸とした回転対称形状であることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項９】
前記光出射端面の前記光軸に平行な方向の長さは
前記光入射端面の前記光軸に平行な方向の長さよりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記導光体は複数に分割されており、
前記複数の導光体の個々の光出射端面の面積は
前記複数の導光体の個々の光入射端面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第２の集光光学系は凹面鏡であって、
前記光軸を含む平面による断面形状が放物線となっており、
その放物線の焦点位置が前記導光体の光出射面の中心点に一致していることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記第２の集光光学系は
前記光軸を軸とした回転対称形状であることを特徴とする請求項１１に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記第２の集光光学系は前記複数の導光体と同数の凹面鏡であって、
前記光軸と前記複数の導光体の光出射端面の中心点を含む平面による断面形状がそれぞれ放物線となっており、
前記各放物線の焦点位置が前記複数の導光体の光出射面の中心点にそれぞれ一致していることを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記第２の集光光学系は
前記光軸に平行で前記複数の導光体の光出射端面の各中心点を通る直線を軸とした回転対称形状であることを特徴とする請求項１３に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記導光体の前記導光面には光反射膜が形成されていることを特徴とする請求項６〜請求項１４に記載の光源装置。
【請求項１６】
前記導光体は前記光束分離手段と一体化されていることを特徴とする請求項６〜請求項１４に記載の光源装置。
【請求項１７】
前記第１の集光光学系は、正の屈折力を有するレンズで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記第２の集光光学系は、凹面鏡で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項１９】
前記光源は固体発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置から出射する照明光が照射されるライトバルブと、
前記ライトバルブ上に形成された画像をスクリーンに拡大投影する投射光学系を有することを特徴とする投射型画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源を用いた照明光学系および投射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、照明装置の光源として、ＬＥＤ、有機ＥＬ等の固体発光素子光源、特に平面発光領域から光を放射する面発光光源が用いられる機会が増えている。これら面発光光源の発光光量は目覚しく向上しており、投射型画像表示装置の光源装置に面発光光源を用いることも考えられている。この場合、光源の発光効率だけではなく、空間光変調装置や投写レンズを含めた光学系における光の利用効率を考える必要がある。光源と液晶ライトバルブとを含めた光学系において、有効に扱える光束が存在する空間的な広がりを面積と立体角の積（エテンデュー）として表すことができる。上記エテンデューは、照明光学系透過の前後で保存されるという傾向がある。一般に、空間光変調装置は、有効に変調可能な光の取り込み角度に限りがあるため、これを照明する場合は立体角の小さい光束で照明する必要がある。つまり、空間変調装置上におけるエテンデューは小さい方が望ましい。
【０００３】
しかし、面光源から放射される光は一般に大きな拡散角で発光しており、かつ発光面積が大きいことから、放射される光束のエテンデューは大きくなる傾向がある。前述した通り、一般にエテンデューは照明光学系の前後で保存されるため、面発光光源を使用した場合、照明する空間光変調装置上でのエテンデューも大きくなってしまうことになる。つまり、空間光変調装置を照明する光は光束の立体角が大きくなるか、照明面積が大きくなることになる。前者の場合は空間光変調装置の有効な光取り込み角度特性に対して無駄が発生し、後者の場合は空間光変調装置の有効表示領域からはみだす光が増えてやはり無駄が発生するため、いずれにしても照明効率が低下することがわかる。
【０００４】
そこで大面積光源を用いたときの照明効率の向上が課題となる。
【０００５】
この問題に対応した解決手段が提案されている。
【０００６】
面光源からの光をすべて一括して平行化する方法がよく知られている。特許文献１ではメニスカスレンズと非球面レンズを用いて平行化する方法が提案されている。また、特許文献２のようにＣＰＣと呼ばれる凹面鏡を用いて平行化する方法も提案されている。ＣＰＣ凹面鏡にはリング状に焦点の軌跡ができる。特許文献２では面光源の端面とを一致させている。これにより、面光源上の全ての点、特に周辺部が焦点から光が出ているように近似して、光源の光を平行化している。しかし、上記エテンデューの関係から光源装置の大きさと平行度はトレードオフのため、指向性が良くなれば、その分光束径が大きくなる。逆に小さくしようとすれば指向性が悪くなる。よって、大面積光源を用いた時の照明系の光利用効率の向上は難しい。さらに、特許文献２の方法では、光源の中央ほど焦点からの位置ズレ量が大きくなる。このため、光源が大きいほど中心での焦点からのズレ量が大きくなり平行度が悪くなる。
【０００７】
また、別の方法として凹面鏡とレンズを同時に用いて面光源からの光を平行化する光学系がある。（特許文献３）光源からの光束を二つの素子に分配することにより、個々の光学系に入射する光束のエテンデューを抑制することができる。
【０００８】
特許文献３の構成例では、凹面鏡とレンズを用いている。
【０００９】
凹面鏡は面光源の法線に対して大きな角度を持って放射される光束を取り込む放物面鏡となっていて、面光源の中心点と放物面鏡の焦点が一致するように配置される。
【００１０】
一方、レンズは面光源の法線に対して小さな角度を持って放射される光束を取りこみ、面光源の中心に集光素子の焦点を一致させるように配置する。このように、上記特許文献３においては光源から放射される光束の発散角に応じて、集光光学系を異ならせて個々の光学系に入射する光束のエテンデューを抑制している。
【００１１】
しかしながら、上記の構成例では面光源の中心を基準とした設計が行われているので、実際には性能の劣化が発生する。図１８はこのことの説明図である。面光源１０１の中央から出た光は集光レンズ１０２の焦点位置から出た光なので、レンズに入射すると光軸に平行になる。このとき集光レンズ１０２には面光源１０１の中央から出た光のうち光軸となす角度がθ１以下の光が入射する。一方光源の周辺部から出た光については、θ１より大きい角度θ２の光軸となす角を持った光も集光レンズ１０２に入射する。これにより、集光レンズ１０２に入射する光の光軸となす角の最大値はθ２（＞θ１）となる。よって、光の光線は光軸と平行にはなりえない。特許文献２において、集光レンズを透過した光は以上の理由から平行度が悪くなる。
【００１２】
また屈折光学系を用いて光源から出た光を発散角で分離する方法が提案されている。（特許文献４）屈折光学系は円錐もしくは角錐型をしており、底面から光源からの光を全て取り込む。光線はそのなかで全反射をする光と透過する光に分かれる。透過した光は屈折光学系から出る時に偏向され屈折光学系の周辺に設置された反射部で前面に反射される。全反射した光は全反射を繰り返し、光軸方向を基準とした発散角全反射のたびに大きくなっていく。そして側面に対する角度が臨界角より小さくなった時点で、光は屈折素子の側面から出射する。したがって、出射した時点の光の出射角は、ほぼ同じ角度である。上記屈折光学系の外側に配置された凹面鏡の光軸に対する傾斜角は左記発散角に対して調整されているので、この光が上記凹面鏡あたると、光線は光軸に対して平行化される。
【００１３】
しかし、上記屈折光学系から光が出射する領域は大きくなりがちで、実質的に光源の大きさはあまり小さくならない。光源面積が大きくなると、その後の発散角を抑制することが困難になり、光利用効率が低下してしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
このように、大面積の面光源を照明光学系の光源に用いると、有効に光を利用することが困難であるという問題がある。本発明は、上記の問題を解決する手段を提供し、例えば大面積面光源を用いてもなお、高い照明効率が得られる照明装置を提供する。
【特許文献１】特開２００５−２０８５７１号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８０４１号公報
【特許文献３】特開２００４−２５９５４１号公報
【特許文献４】特開２００５−２９２２８３号公報
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明の光源装置は、光を放射する光源と、光束分離手段と、第１の集光光学系と、第２の集光光学系とを有し、前記光源の発光面中心を通る法線を光軸とするとき、前記光束分離手段は前記光源から入射する光束のうち、前記光軸に対する角度が小さい光束を透過し、前記光軸に対する角度が大きい光束を少なくとも１回以上全反射する光学素子であって、前記第１の集光光学系は、前記光束分離手段を透過した光束を１点に集光する作用を有し、前記第２の集光光学系は、前記光束分離手段にて少なくとも１回以上全反射した光束を１点に集光する作用を有することを特徴とする光源装置とすることである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明を実施することにより、大面積光源を用いても光源から発せられた光をより角度分散の少ない状態で平行化でき、その結果プロジェクターの照明装置に使用する場合に高い照明効率を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１８】
以下図面を参照して本発明に関わる実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明にかかる光源装置の構成例を示している。１は面光源を示しており、そこから放射される光を全て光束分離手段２に取り込んでいる。面光源１としてはいわゆる固体発光素子である発光ダイオード、有機ＥＬ、半導体レーザを用いることができる。図１中の一点鎖線は面光源１の中心を通り発光面と垂直な直線であり、これを光軸と定義する。５は光源から出た光のうち、光軸となす角の小さいものを平行化する集光レンズであり、４は光軸となす角の大きいものを平行化する凹面鏡である。光束分離手段２の詳細について図２を用いて説明する。光束分離手段２は光源に平行な２つの底面を有し、その回転中心軸が前記光軸に一致するような円柱体から円錐体をくりぬいた形状となっている。この円錐体は前記円柱の上面上に底面が配置され、前記光軸上の円柱の２つの底面間の領域に頂点を有するような円錐体であって、これを前記円柱体からくり抜くと図２の２のような形状となる。このとき光束分離手段２を構成する面は、面光源１の発光面に正対する第１面、光源面から遠い側の第２面、これら両者に隣接する側面（図中の点線で示した面）の３種類となる。
【００２０】
また導光体３は図１に示すように光束分離手段２に隣り合う形で配置される。２の側面と密着した面を光入射端面３ａとし、この入射端面から入射した光をこれよりも前記光軸から離れた光出射端面３ｂまで導光する。このとき光出射端面３ｂの面積は光入射端面３ａの面積よりも小さくなっている。さらに、上記光出射端面３ｂの面積を光源１の面積を比較すると後者の方が小さくなっている。導光体３を構成する面のうち光入射端面３ａと光出射端面３ｂ以外の面は内部の光を反射して導光する導光面として作用する。なお、導光体３と光束分離手段２は一体化していても分離していても良い。一体化した場合は素子の製造工程短縮、コスト低減につながるという利点が存在し、分離した場合は表面へのコーティング処理などを個別に最適化できるという利点が存在する。図３と図４を用いて光束分離手段２と導光体３内での面光源１から発せられた光の振る舞いを説明する。
【００２１】
図３において２に入射した光は入射角の大きい光のみが２で全反射される。ここで全反射されずに透過した光を光束（Ａ）、全反射した光を光束（Ｂ）とする。ここで光が光束（Ａ）にはいるか、（Ｂ）に入るかは、光源１での発光点によらず、光の光軸となす角のみによる。光軸となす角が小さい光は（Ａ）、大きい光は（Ｂ）となる。光束（Ｂ）は図４のように光入射端面３ａより３に入射し、光出射端面３ｂから出射する。３では光軸方向に光束を圧縮する。３ｂから出射した光は、凹面鏡４で平行化される。次に図５と図６を用いて、導光体３と凹面鏡４の関係について説明する。図５は光軸を含む平面による断面図である。導光体３の光出射端面３ｂは光源より小さくなり、そこから光が出射される。ここで３ｂの中心の位置を焦点とする放物線を考えると、３ｂから出た光は放物線によって光軸方向に平行化される。ここで放物線を光軸周りに回転させた回転体を考えると、図６のようになる。このとき焦点は図中４ａのようにリング状に分布する。すると光出射端面３ｂから出射された光は全て凹面鏡４で光軸に対して平行化される。このとき図６の凹面鏡４は特許文献２で開示されているＣＰＣと呼ばれる複合二次曲面形状の反射体となっている。本実施例では、光束分離手段２の光出射端面部３ｂが、リング状の二次光源となっており、上記焦点４ａと空間的に一致させる。さらに、光出射端面３ｂの面積を面光源１より小さくすることで凹面鏡４の焦点位置からのズレ量が低減し凹面鏡４による平行度が向上する。導光体３は透明な光学材料などで構成することができるが、導光体内の全反射のみで光を３ｂまで導こうとすると光が外部に漏れだすことがあるので３の導光面には反射膜を形成しておくことが望ましい。
【００２２】
一方、光束分離手段２を透過した光束（Ａ）は図１の集光レンズ５を用いて平行化する（集光レンズ５の光学的主平面と面光源１の発光面とは集光レンズ５の焦点距離だけ離れている）。このとき光束分離手段２の前述したような作用により、光軸となす角が大きい光はレンズに入射しないため入射光の立体角は小さく抑制される。このことによりエテンデューが低減しレンズによる光束の平行度が向上する。
【００２３】
本実施例では、光源から出た光は光束分離手段２ａの二つの面のなす角と、光束分離手段２の屈折率の二つのパラメータにより、面光源１の発光点の位置に関係なく光線を光軸となす角で分離できる。よって平行化手段に平行化能力を超えた光を入射することがなくなる。よって、光束の平行度が向上し照明系の効率が向上する。
【００２４】
以上に述べたような構成により本実施例では面光源からの光を角度分散が少ない平行光に変換することができる。
【００２５】
また、本発明の望ましい形態によれば、３の壁面に反射フレネル構造を形成することが望ましい。図７は光軸を含む平面での３の断面図であり、図中の点線Ｌは出射端面３ｂの中心を通り、光軸に下ろした法線である。通常導光部の幅が狭くなると、導光部の壁に反射する毎に発散角が大きくなる。発散角が９０°を超えると、光は導光部を逆に進み、光源方向に戻ってしまう。そこで、局所構造として２ｂの壁面に３ｃのような反射フレネル構造をつくる。３ｃの光線を反射する面は、光の出射側に向かって広がる向きに傾斜している。このため、光軸に対してθ３の角度で入射した光線は、上記反射面で反射した後θ３’（＜θ３）となる。これにより、反射フレネル構造がない時の光の反射角よりも発散角を小さくして光が戻るのを防ぐことが望ましい。また出射口３ｂにおいては拡散面を設ける。これにより光線が出射口に臨界角以上の角度で入射した時光束が戻るのを防ぐ効果がある。
【００２６】
また、光束分離手段２の側面の面積が光源１の面積に比べて十分小さい場合、図８のように導光体３がなくても、凹面鏡４で平行化された光の平行度は、光源を焦点に置いたときに比べて向上する。したがって導光体３がなくても平行度が向上するように設計することができる。このときは、光束分離手段２の光軸を含む平面での断面を考えた時、最も光軸から離れた辺を二等分する位置を焦点とする放物線を光軸周りに回転させて凹面鏡４の形状を決める。
【００２７】
なお、本実施例では光源１から発せられた光を平行化する光源装置の構成例を記載しているが、この光源装置を応用する状況に応じて、平行光束以外の光束を出射するような光源装置を構成することもできる。
【００２８】
例えば、凹面鏡４として断面が放物線となる形状のものを用いる代わりに断面が楕円形状のものを用い、その一方の焦点を前記光出射端面部３ｂに一致させて配置すれば、光出射端面部３ｂから出射する発散光束を楕円鏡のもう一方の焦点位置に収束させることができる。集光レンズ５についても同様で、上記の構成例では光源１の中心点から放射される光束を平行化するような配置としたが、集光レンズ５の光学的主平面と面光源１の発光面との距離を調整することで、集光レンズ５から有限距離離れた点に収束する光束を発生させることもできる。
【実施例２】
【００２９】
図９から図１２を用いて第二の実施例について説明する。
【００３０】
本実施例では、図９のように光束分離手段２の側面を光軸周りに六等分する。等分された側面ごとに、光軸から遠ざかるほど正対する面同士の間隔が単調に減少する先細り形状のロッドレンズ状導光体３をつける。このような導光体３を用いることによって、光出射端面にできる光源像を光軸方向のみではなく光軸に垂直な方向にも圧縮する。導光体３の導光面には、実施例１同様に光束分離手段２の中央から入射した光が２に戻らないように反射フレネル構造を形成する。フレネル構造を形成することにより大部分のエネルギーが光出射端面３ｂに集まる（図１０）。このとき光出射端面３ｂは光源１の面積の六分の１より小さくなるようにする。光出射端面３ｂから出た光を平行化する手段として凹面鏡４をもちいる。図１１に導光体３と凹面鏡４の設置方法を示す。本実施例の凹面鏡４は放物面形状をしている。凹面鏡４の焦点４ａと光出射端面３ｂの中心を一致させる。これにより、二次光源を焦点近傍に設置したことになる。さらにこの二次光源の面積を光源１の面積の六分の一より小さくしたことで、焦点位置からの位置ズレ量が減少し、光源１を焦点においた時に比べて平行度が向上する。実施例１では光軸方向のみ光源像を圧縮したが、本実施例では、それに垂直な方向にも光源像を圧縮する。それにより、焦点からのズレ量が実施例１よりさらに減少し、光軸に対する光線の平行度も向上する。また、導光体３と凹面鏡４を六等分された他の５つの側面に対しても同様に設置する。（図１２）
以上の構造をとることにより、光束の平行度が向上し、照明系の光利用効率が向上する。
【００３１】
また、本実施例においても、光源１から発せられた光を平行化するのみではなく光軸正方向の点に集光させる機能を持たせても良い。
【実施例３】
【００３２】
実施例３の詳細な実施方法を図１３から図１４を用いて説明する。図１３のように実施例１や２の光束分離手段２を透過した光は、光束分離手段２の面を透過することで、２への入射角θ４より出射角θ４’が大きくなっている。これは光束分離手段２が光源から入射した光に対して負の屈折力を持っているためである。そこで図１４のように出射角をθ４と等しくする補正素子６を光束分離手段２の光軸正方向に中心線を一致させる。さらに光束分離手段２と補正素子６の間に空気層を置いて２の光軸正方向に設置する。補正素子６は、２と対向する面が平行で頂点が光軸負の方向を向いた円錐状形状をしている。補正素子６の材料が２と同じとき、出射面である円錐の底面と、光束分離手段２の光源と正対している面を平行にすると、角度分布は光源から出射されたときの分布に戻る。よって光束分離手段２を透過した光の集光レンズ５への入射角が補正素子６がない時に比べて小さくなる。補正素子６を透過した光を実施例１と同じ集光レンズで平行化すると平行度が向上する。
【００３３】
ちなみに、本実施例では光束分離手段２の面光源に正対する第１面が平面であるとした。（ここで第１面は、面光源の光束分離手段２のなかで最も面光源に近い面とする。）しかしこの面は光束分離には関与しないので、発光面に平行な平面である必要はなく、光源１で発せられる光の全てもしくは大部分を取り込めれば曲面であっても良い。図１５にその例を示す。光束分離手段２は被照射面の中央が光減免から遠い側の第二面との間隔が最も小さく、光軸から遠ざかるにつれて、光軸負の方向に傾いている。こうすることによって、面光源１より発せられる光をより確実に取り込むことができる。また、上記第１面によって光束は負の屈折率を受けるので、全反射面への入射角が第１面が平面の時より大きくなり全反射する光束の量が増加する。逆に図１６のように光軸から遠ざかるにつれて光軸正方向に傾く形状であれば、全反射する光束量を減少させることができる。したがって凹面鏡４に向かう光束とレンズに向かう光束の比を制御するために２の第１面の形状を変化させることが有効である。こうした制御は凹面鏡４やレンズ５の性能とのバランスを考慮して最適化するとよい。
【実施例４】
【００３４】
図１７は上記のように面光源１と光束分離手段２と凹面鏡４と集光レンズ５を用いて構成した光源装置７を用いて、投射型の画像表示装置（プロジェクタ−）を構成した例を示している。この画像表示装置は所望の画像情報を光学的な強度情報として表示可能なライトバルブを照明し、投射光学系を用いて拡大投影するものである。本実施例ではライトバルブとして透過型液晶表示装置８を用いている。この液晶表示装置８を上記光源装置７にて照明し、透過型液晶表示装置８上に表示された画像情報を投射光学系１０にて拡大投影しることで観察者に良好な画像を観察せしめることができる。このように液晶表示装置８を使用する場合、一般に液晶表示装置を照明する場合、画像のコントラストは照明光の角度ばらつきが少なく、かつ垂直入射に近い方が高くなる。また、プロジェクターを構成するその他の光学素子の特性も、ある角度で入射する光のときに効率が最大化するよう最適化されていることが多い。我々が構成した光源装置７は、前述したように大面積の面光源を使用した場合でも光線の角度分散の少ない平行光を得ることができるので、上記の投射型の画像表示装置（投射型画像表示装置）用の光源装置として使用する場合、コントラストが高く明るい画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施例１の概念図
【図２】実施例１での平行分離素子２の形状
【図３】実施例１で用いた光束分離手段２内での光の挙動
【図４】実施例１で用いた光束分離手段２内での光路図
【図５】実施例１での凹面鏡と光束分離手段の位置関係（平面図）
【図６】実施例１での凹面鏡と光束分離手段の位置関係（斜視図）
【図７】実施例１の光束分離手段の導光体内部のフレネル構造
【図８】導光路なしのバリエーション
【図９】実施例２の導光体と光束分離手段の位置関係
【図１０】実施例２の導光体内部の光路図。
【図１１】実施例２の導光体とリフレクタの位置関係
【図１２】実施例２の導光体にフレネルをつけた時の光路図。
【図１３】実施例１の光束分離手段を透過した直後の光の振る舞い
【図１４】実施例３の光束補正素子を用いた時の光の振る舞い
【図１５】光束分離手段のバリエーション１
【図１６】光束分離手段のバリエーション２
【図１７】投射型画像表示装置応用例
【図１８】従来例の概念図
【符号の説明】
【００３６】
１  面光源
２  光束分離手段
３  導光体
３ａ  光入射端面
３ｂ  光出射端面
３ｃ  反射フレネル
４  凹面鏡
４ａ  焦点
５  集光レンズ
６  補正光学素子
７  光源装置
８  透過型液晶表示装置
１０  投射光学系
１０１  面光源
１０２  集光レンズ
【図１】
2010140745.tif 000003
【図２】
2010140745.tif 000004
【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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