(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、前記複数の光源にそれぞれ対応して設けられ前記複数の光源から入射する放射光を所定の光路に導く複数の補助ロッドインテグレータと、
前記複数の補助ロッドインテグレータからの出射光を集光する合成ロッドインテグレータと、を備え、
前記補助ロッドインテグレータは、入出射面を含む６面体のガラス柱であり、入出射面を除く側面４面のうち少なくとも２面は平行かつ入出射面に対し斜めに形成されており、
前記光源からの光軸と、前記補助ロッドインテグレータの入出射面に対する斜面の垂線との成す角をθｉ、光源からの有効な光の最外角の光と光源光軸との空気中での成す角をθｃ、補助ロッドインテグレータの材料の屈折率をｎ１としたときに、
｜ｎ１ＳＩＮ（２θｉ−π／２＋ＳＩＮ-1（（ＳＩＮ（θｃ））／ｎ１）｜＜１
の関係が成り立つことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
複数の光源と、前記複数の光源にそれぞれ対応して設けられ前記複数の光源から入射する放射光を所定の光路に導く複数の補助ロッドインテグレータと、
前記複数の補助ロッドインテグレータからの出射光を集光する合成ロッドインテグレータと、を備え、
前記補助ロッドインテグレータは、入出射面を含む６面体のガラス柱であり、入出射面を除く側面４面のうち少なくとも２面は平行かつ入出射面に対し斜めに形成されており、
前記光源からの光軸と、前記補助ロッドインテグレータの入出射面に対する斜面の垂線との成す角をθｉ、光源からの有効な光の最外角の光と光源光軸との空気中での成す角をθｃ、補助ロッドインテグレータの材料の屈折率をｎ１としたときに、
ｎ１ＳＩＮ（θｉ−ＳＩＮ-1（ＳＩＮ（−θｃ））／ｎ１））＞１
の関係が成り立つことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記光源から出射される光線の焦点が、前記補助ロッドインテグレータの入射面に位置し、前記合成ロッドインテグレータへの入射光線の光軸と、前記補助ロッドインテグレータの入射光線の光軸とが、平行又は垂直である事を特徴とする請求項１および２のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項４】
前記補助ロッドインテグレータの入射面と前記斜めに形成された面との成す角は、４５°であることを特徴とする請求項１および２のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の照明装置と、
前記照明光が入射され映像信号に応じた入射光の変調を行う画像表示素子と、
前記画像表示素子で変調された光をスクリーン上に投写する投写レンズとを備えたことを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多灯合成方式でロッドインテグレータを用いた照明装置に関するもので、特に映像表示素子を用いた高輝度な投写型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
大画面を表示する一つの方法として、映像信号に応じた光学像を形成する映像素子を光で照明し、その光学像を投写レンズにより投写拡大する投写型表示装置が知られている。映像素子としては、液晶パネルやデジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ）が用いられる。このような投写型表示装置では、投写画像の高輝度化に対する要望が強い。
【０００３】
投写型表示装置において投写画像の明るさを向上させるためには、光源に用いるランプの消費電力を大きくすればよい。しかし十分なランプの寿命を確保しつつ、消費電力を大きくすると、発光体の形状が長く、太くなり、光学系の光利用効率が低下するという問題がある。ランプ以外にＬＥＤを用いる場合においては、所定の消費電力より電力を大きくしようとしても、ＬＥＤ自体が許容する電流値の限界が高くなく、光源の寿命を確保することが出来ない。さらにＬＥＤ光源の許容する範囲に発熱を抑えることが困難になる、という問題もある。そこで、比較的消費電力の小さい複数の光源を用いて上記問題を改善し、投写型表示装置の明るさを効率よく向上させることが検討されている。
【０００４】
特許文献１にはランプからの出射光を合成した後、ロッドインテグレータを用いて、照明光の照度均一性を向上させた構成が開示されている。
【０００５】
これについて、図１０を参照して説明する。光源手段４０は、第１の光源４１ａ及び第２の光源４１ｂにより構成される。第１の光源４１ａは、第１の発光体４２ａと第１の放物面鏡４３ａによって略平行光束４４ａを放射する。第２の光源４１ｂは、第１の光源４１ａと同様に、第２の発光体４２ｂと第２の放物面鏡４３ｂから構成されており略平行光束４４ｂを放射する。それぞれの略平行光束４４ａ、４４ｂが出射する方向が、方位軸４５ａ、４５ｂとして示されている。
【０００６】
光束合成手段４６は、緩やかな曲面からなる２つの光入射面を持つ第１の光学素子４７と、これら光入射面にほぼ密着されて配置された２つの第２の光学素子４８ａ、４８ｂから構成されている。第２の光学素子４８ａ、４８ｂの光入射面は、対応する光源からの入射光が略垂直に入射する平面として構成されている。さらに、第１の光学素子４７の光出射面４９は、光軸５０に垂直な平面である。
【０００７】
第１の光学素子４７からの出射光は、光入射端面と出射端面を持つロッドインテグレータ５１に入射する。ロッドインテグレータ５１からの出射光は、複数種類のレンズ手段から構成される光伝達手段５２に入射する。光伝達手段５２は、ロッドインテグレータ５１からの発散光束を略平行化する第１のレンズ系５３を有する。なお、光伝達手段５２に含まれる他の要素については、図示を省略する。
【０００８】
第１の光源４１ａからの略平行光束は、第２の光学素子４８ａおよび第１の光学素子４７により、ロッドインテグレータ５１の入射点Ｐに向かうように偏向され集光される。この集光作用は第２の光源４１ｂからの略平行光束に対しても同様に生じる。こうして集光された２つの光源からの光束は、所定の角度で入射点Ｐに向かい合成される。
【０００９】
ロッドインテグレータ５１の入射点Ｐに集光された光は、ガラス／空気の界面で複数回の全反射を繰り返しながらロッドインテグレータ５１内を伝播し、出射端面において明るさの均一性が高い発光面を再構成する。
【００１０】
上記のようにロッドインテグレータを用いることにより、簡素な構成で均一性が高い発光面を再構成することが出来るので、複数の光源による投写画面の高輝度化を実現するために有効である。
【００１１】
また特許文献２においては、上記課題を解決するために図１１や図１２に示されているような、追加ロッド６１，６２，６３，６４，６５，６６を用いて合成する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２０００−２５０１３６号公報
【特許文献２】特開２００７−２７１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献１の記載では、ロッドインテグレータの入射端の開口は複数の光源を並列して配置させるには小さすぎる為、各光源の集光点を入射端面上で一致させることは困難である。これを解決するために、光束合成手段４６を用いているが、光束合成手段４６の構成は複雑であり、高精度で製造することは困難である。
【００１４】
また、特許文献２の記載にあるように追加ロッド６１，６２の入射光線の光軸と統合ロッド６７の入射光線の光軸が平行、または垂直でない状態で構成をすると、追加ロッド６１，６２の入射面の光線角度と、その光線が伝播される統合ロッド６７の出射面との成す角度が異なってしまう現象が起こる。この場合、追加ロッド６１，６２の入射光線の角度より統合ロッド６７出射光線の角度が大きくなり、その後の光学系においてロスが発生するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、複数の光源と、前記複数の光源にそれぞれ対応して設けられ前記複数の光源から入射する放射光を所定の光路に導く複数の補助ロッドインテグレータと、前記複数の補助ロッドインテグレータからの出射光を集光する合成ロッドインテグレータと、を備え、前記補助ロッドインテグレータは、入出射面を含む６面体のガラス柱であり、入出射面を除く側面４面のうち少なくとも２面は平行かつ入出射面に対し斜めに形成されており、前記光源からの光軸と、前記光源からの光軸が前記補助ロッドインテグレータの入出射面に対する斜面に下ろしその斜面の垂線と成す角をθｉ、光源からの有効な光の最外角の光と光源光軸との空気中での成す角θｃ、補助ロッドインテグレータの材料の屈折率をｎ１としたときに、
｜ｎ１ＳＩＮ（２θｉ−π／２＋ＳＩＮ-1（（ＳＩＮ（θｃ））／ｎ１）｜＜１
の関係が成り立つことを特徴とする。
【００１９】
（ただしθｃは前記斜面に下ろした垂線と成す角が小さくなる方向を−、同じく大きくなる方向を＋としたときに−θｃから＋θｃまでの範囲を与える）。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の照明装置は、複数の光源と、前記複数の光源にそれぞれ対応して設けられ前記複数の光源から入射する放射光を所定の光路に導く複数の補助ロッドインテグレータと、前記複数の補助ロッドインテグレータからの出射光を集光する合成ロッドインテグレータと、を備え、前記補助ロッドインテグレータは、入出射面を含む６面体のガラス柱であり、入出射面を除く側面４面のうち少なくとも２面は平行かつ入出射面に対し斜めに形成されており、また、前記光源からの光軸と、前記光源からの光軸が前記補助ロッドインテグレータの入出射面に対する斜面に下ろしその斜面の垂線と成す角をθｉ、光源からの有効な光の最外角の光と光源光軸との空気中での成す角θｃ、補助ロッドインテグレータの材料の屈折率をｎ１としたときに、
ｎ１ＳＩＮ（θｉ−ＳＩＮ-1（ＳＩＮ（−θｃ））／ｎ１））＞１
の関係が成り立つことを特徴とする。
【００２１】
（ただしθｃは前記斜面に下ろした垂線と成す角が小さくなる方向を−としたときの−θｃの値を与える）。
【発明の効果】
【００２４】
前記構成によれば、光源からの放射光は、前記補助ロッドインテグレータの入射面近傍に集光スポットを形成し、補助ロッドインテグレータ内を効率よく、入射光線の角度を保ったまま、合成ロッドインテグレータの入射面まで伝播する。それにより、複数の光源からの放射光を効率よく合成することができ、光損失を低減して、光出力の大きな照明光学装置を得ることが可能であり、これを用いて明るい投写型表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態１における多灯式合成装置の構成図
【図２】実施の形態１における多灯式合成装置を備えた投写型表示装置の構成図
【図３】補助ロッドインテグレータ出射面の全反射を説明するための模式図
【図４】実施の形態２における多灯式合成装置を備えた投写型表示装置の構成図
【図５】実施の形態２における補助ロッドインテグレータの構成図
【図６】実施の形態２における多灯式合成装置を備えた投写型表示装置の構成図
【図７】実施の形態３における多灯式合成装置の構成図
【図８】４灯式照明装置のロッドインテグレータの構成図
【図９】４灯式照明装置のロッドインテグレータの構成図
【図１０】従来例の投写型表示装置を示す構成図
【図１１】従来の照明装置を示す構成図
【図１２】従来の照明装置の部分構成図
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（実施の形態１）
図１、図２は、それぞれ、本発明の実施の形態１における多灯式合成装置および多灯式合成装置を備えた投写型表示装置を示す構成図である。第１の光源部１０１は基板上に実装されたＬＥＤ光源１０２から出射された光を前方に配置された集光レンズ１０３により集光される。同様に第２の光源部１０４は基板上に実装されたＬＥＤ光源１０５から出射された光を前方に配置された集光レンズ１０６により集光される。第１の光源部１０１の集光位置１０７、第２の光源部１０４の集光位置１０８はそれぞれ補助ロッドインテグレータ１１１、１１２の入射面１１３、１１４上に設定されている。また第１の光源部１０１の基準光軸１０９，第２の光源部１０４の基準光軸１１０はこの入射面１１３、１１４に垂直に入射する。
【００２７】
補助ロッドインテグレータ１１１、１１２は、直交する関係にある入出射面を備えた高い屈折率を有する光学ガラスの６面体であり、図３のように、他の４面のうちの２面１１５ａ、１１５ｂは入射面からの入射光が全反射して伝搬されるように傾いて設定されている。
【００２８】
また、補助ロッドインテグレータ１１１、１１２の出射面１１６、１１７の面積の和は合成ロッドインテグレータ１１８の入射面１１９の面積に等しく設定されている。このとき補助ロッドインテグレータ１１１、１１２を経た第１の光源部１０１の基準光軸１０９及び第２の光源部１０４の基準光軸１１０は、合成ロッドインテグレータ１１８の入射面１１９に垂直に入射する。
【００２９】
このようにして合成ロッドインテグレータ１１８に入射した光は内部反射を繰り返して出射面１２０では均一な光を出射することが出来る。この構成では全反射のみで光を伝搬することからロッドへの反射ミラーコートは不要である。従って、コスト、吸収による発熱を抑えることが出来る。
【００３０】
出射面１２０から出射された光は、図２に示す通り、リレーレンズ２０１，フィールドレンズ２０２により導かれ、画像表示素子である液晶パネル２０３に入射する。液晶パネル２０３は２次元的に配列された画素毎に外部信号により独立して制御可能であり、図には無い入射偏光板、出射側偏光板に挟持されている。入射偏光板を透過し、液晶パネル上に入射した光を画素毎に外部信号に従ってその偏光方向を変化せしめることで出射側偏光板での遮光率を変化させ、画像表示を行っている。ここを透過した光は投写レンズ２０４に入射し、図にはないスクリーンに投写される。
【００３１】
具体的に特徴を以下に述べる。
【００３２】
上記の構成のように光源からの光を全反射して効率よく導くには以下の２つの関係を満たすことが望ましい。
【００３３】
１）入射光のうち補助ロッドインテグレータ出射面から出射せず全反射した光については、斜面で反射し再度出射面に入射することで補助ロッドインテグレータから出射出来る。
【００３４】
逆に、図３において、補助ロッドインテグレータ１１１の出射面１１６に入射する入射光１２１がここで全反射されないと、合成ロッドインテグレータ１１８に非常に大きな角度で入射することになるので有効な光にならない。よって入射光１２１が補助ロッドインテグレータ１１１の出射面１１６で全反射されて、斜面である側面１１５ｂで全反射されて再度出射面１１６に入射する際に全反射されずにここを抜ける関係にあることが必要である。
【００３５】
光源からの光軸１０９が補助ロッドインテグレータ側面１１５ｂに入射する入射角をθｉ、補助ロッドインテグレータ１１１を構成する光学ガラスの屈折率をｎ１、入射面１１３に入射した基準光軸１０９に対し最外角の光の角度（コーン角）をθｃとするとき以下の関係が成り立つ。ただしここではθｃは光軸１０９に対して回転対称に設定されているのでθｃは方向性がある。そこで前記補助ロッドインテグレータ側面１１５ｂに下ろした垂線と成す角が小さくなる方向を−、同じく大きくなる方向を＋としたときに−θｃから＋θｃまでの範囲を示す。
【００３６】
この時に以下の関係が成り立つ。
【００３７】
｜ｎ１ＳＩＮ（２θｉ−π／２＋ＳＩＮ-1（（ＳＩＮ（θｃ））／ｎ１）｜＜１
ちなみに前記入射面１１３に入射した基準光軸１０９に対し最外角の光の角度（コーン角）θｃと、光源からの光軸１０９が出射したときの光軸１２４と前記斜面である側面１１５ｂで全反射されて再度出射面１１６に入射してきた最外角光１２３との成す角と、が等しいことが望ましい。
【００３８】
２）補助ロッドインテグレータにおいて入射光が光抜けなく伝搬できる。
【００３９】
この条件は図３において補助ロッドインテグレータ１１１の入射面１１３に入射した光が屈折率ｎ１のガラスの中で補助ロッドインテグレータ１１１の斜面である側面１１５ａ−１１５ｂで損失無く全反射されて伝搬されることを示す。
【００４０】
前記と同様の符号の定義を行ったときに以下の関係にある。
【００４１】
ｎ１ＳＩＮ（θｉ−ＳＩＮ-1（ＳＩＮ（−θｃ））／ｎ１））＞１
例えば実際に値を想定し以下に示す。
【００４２】
θｉ＝４５°、θｃ＝−３０゜〜＋３０゜、ｎ１＝１．８とすると、
１）によれば−０．５〜＋０．５となり絶対値０．５以下
２）によれば０．８７
ここで２）は全反射しにくさだけを見れば良いので−３０゜のみについて計算した。
【００４３】
以上から１）が示す補助ロッドインテグレータ１１１出射面１１６からの出射は問題ないことが分かる。一方で２）の示す補助ロッドインテグレータ１１１の側面（斜面）１１５ａ−１１５ｂでの全反射は一部抜けが発生する可能性があるが、コスト等を考えれば許容出来る範囲であると言える。
【００４４】
また、θｉ＝５５°、θｃ＝−３０゜〜＋３０゜、ｎ１＝１．８とすると、
１）によれば−１．０６〜−０．１２の絶対値１．０６以下
２）によれば１．００
θｉ＝３５°、θｃ＝−３０゜〜＋３０゜、ｎ１＝１．８とすると、
１）によれば＋０．１２〜＋１．０６の絶対値１．０６以下
２）によれば０．７３
これからわかることは１）の補助ロッドインテグレータ１１１出射面１１６からの出射はθｉ＝４５°で対称の値となることが分かる。
【００４５】
よって光源からの光軸１０９が補助ロッドインテグレータ側面１１５ｂに入射する入射角をθｉは４５°に設定することが最も好ましい。このとき屈折率や最外角の光の角度（コーン角）の設定に自由度が生まれることが分かる。
【００４６】
上記数値は有るべき姿を示すものですべてを満たすことが望ましいが、先にも述べたようにすべて成り立たないと装置が構成できないわけではなく、装置の大きさ、他部品との機構的干渉、コスト、入手性などすべてを考慮して行われるべきで有る。
【００４７】
強いて優先順位を付ければθｉ＝４５°で１）を外すと最外角の光の角度（コーン角）の＋、−の絶対値の大きい部分の両側が損失となるが、２）は最外角の光の角度（コーン角）が全反射しにくい方向（＋θｃ）側だけの損失で済むので１）を第１優先、条件が許せば２）を満足するとして構成決定を行う。
【００４８】
上記において画像表示素子として液晶パネルを用いたが、反射型デバイスであるデジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ）、反射型液晶デバイスでも応用可能であることは言うまでもない。
【００４９】
本実施の形態では光源をＬＥＤで構成したが、放電ランプに楕円形状の反射面を備えたリフレクタものや、放電ランプに放物面、焦点距離の長い楕円面もしくは集光レンズといったようなものを組み合わせた構成や、レーザー（ＬＤ）光源と集光レンズなどで構成することも可能である。
【００５０】
また、ここで補助ロッドインテグレータ１１１、１１２は対称に反対を向いた配置になっているが、目的が光源部の干渉防止で有れば片方の補助ロッドインテグレータを削除し、直接合成ロッドインテグレータ１１８に入射する構成も取ることが出来る。ただし、合成ロッドインテグレータ１１８に入射する際に各光源部からの光軸が平行になっていることが前提であることは言うまでもない。
【００５１】
なお、補助ロッドインテグレータ１１１の出射面１１６と合成ロッドインテグレータ１１８の入射面１１９間には図にはない空気間隔が必要で、これが設定されていることも明らかである。
【００５２】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における多灯合成装置を備えた投写型表示装置を示す構成図である。
【００５３】
実施の形態１とは補助ロッドインテグレータの入出射面が平行であることが異なる構成となっている。
【００５４】
ここでＬＥＤ光源部から補助ロッドインテグレータ入射面までに至る構成は実施の形態１と同じであるため、詳細は割愛する。
【００５５】
補助ロッドインテグレータは図５に示したような、平行な入出射面を備えた光学ガラス製の６面体であり、前記入出射面は他の面と図４のように傾いて設定されている。その傾きは入射面２１３、２１４に基準光軸２０９，２１０に沿って入射する光の大部分を側面で全反射するように、また合成ロッドインテグレータ１１８の出射光線角度が補助ロッドインテグレータ２１１，２１２の入射光線角度と等しくなるように、補助ロッドインテグレータ出射端面の全反射を利用できる角度で設置されている。実施の形態２においても、実施の形態１と同様の理由により最も自由度のあるθｉ＝４５°に設定している。
【００５６】
また、補助ロッドインテグレータ２１１、２１２の出射面の面積の和は合成ロッドインテグレータ１１８の入射面の面積に等しく設定されている。このとき補助ロッドインテグレータ２１１、２１２を経た第１のＬＥＤの基準光軸２０９，第２のＬＥＤの基準光軸２１０は合成ロッドインテグレータ１１８の入射面に垂直に入射する。
【００５７】
合成ロッドインテグレータ１１８から射出した光線はリレーレンズ２０１，フィールドレンズ２０２により導かれ、画像表示素子である液晶パネル２０３、投写レンズ２０４を経て図にはないスクリーンに投写される。
【００５８】
この構成に於いても、補助ロッドインテグレータ２１１，２１２内での反射回数が変わるだけで前記１）、２）の関係については同様のことが言える。
【００５９】
性能的にはほとんど差はないことから、実施の形態１とは構成部品や装置全体の配置関係により選択可能である。
【００６０】
この応用として図６の構成について以下説明する。
【００６１】
第１の光源部３００において緑色光を発するＬＥＤ３０１からの光は前記ＬＥＤの発光面を焦点位置に持つ集光レンズ３０２により略平行光となって射出され、青反射ダイクロイックミラー３０３、赤反射ダイクロイックミラー３０４を透過し、集光レンズ３０５によって補助ロッドインテグレータ３０６の入射面３０７に集光、入射する。青色光を発するＬＥＤ３０８からの光は前記ＬＥＤの発光面を焦点位置に持つ集光レンズ３０９により略平行光となって射出され、青反射ダイクロイックミラー３０３で反射され、赤反射ダイクロイックミラー３０４を透過し、集光レンズ３０５によって緑光と同様に補助ロッドインテグレータ３０６の入射面３０７に集光、入射する。赤色光を発するＬＥＤ３１０からの光は前記ＬＥＤの発光面を焦点位置に持つ集光レンズ３１１により略平行光となって射出され、赤反射ダイクロイックミラー３０４で反射され、集光レンズ３０５によって補助ロッドインテグレータ３０６の入射面３０７に集光、入射する。
【００６２】
前記補助ロッドインテグレータ３０６は前記補助ロッドインテグレータ２１１，２１２と同様な平行に入出射面を備えた光学ガラス製の６面体であり、前記入出射面は他の面と傾いて設定されている。その傾きは入射面３０７に基準光軸３１２に沿って入射する光の大部分を側面で全反射するように、また合成ロッドインテグレータ３１３の出射光線角度が補助ロッドインテグレータ３０６の入射光線角度と等しくなるように、補助ロッドインテグレータ出射端面の全反射を利用できる角度で設置されている。前述の実施の形態と同様に最も自由度のあるθｉ＝４５°に設定している。
【００６３】
合成ロッドインテグレータ３１３はガラスの四角柱であり、入射光はこの内面で全反射を繰り返し出射面３１５から出射される。
【００６４】
第２の光源部３１６は第１の光源部３００と同様な構成なので詳細な説明は割愛する。
【００６５】
上記構成に於いて各ＬＥＤは図にはない駆動回路により緑、赤、青と色毎に点灯する。このようにすることで合成ロッドインテグレータ３１３の出射面３１５からの出射光により単色毎の照明を可能にする。上記ＬＥＤをすべて駆動して白色光で照明することも、出力を調整してその他の色出力も可能である。
【００６６】
この照明位置に前述の画像表示装置、投写レンズを配置し、画像表示装置の駆動期間をＬＥＤの発光色に期間と同期を取ることでカラー表示を行うことが可能となる。
【００６７】
ここでも実施の形態１にある、入射面と出射面は直交する関係にある補助ロッドインテグレータにおいても同様の構成を取ることが可能なことは言うまでもない。
【００６８】
また、ＬＥＤに換えて高圧水銀灯などの白色光源とし、合成ロッドインテグレータ３１３の出射面３１５の近傍に透過する色光を順次切り替え可能なカラーホイールを配置して同様にカラー表示可能な装置を提供可能なことは明らかである。
【００６９】
（実施の形態３）
図７は本発明の実施の形態３における多灯合成装置を示す構成図である。
【００７０】
実施の形態２と異なる点は補助ロッドインテグレータを１本としている点である。補助ロッドインテグレータは各光源からの光路あるいは構成する部品同士の干渉をさける目的で備えられているものであるので、図６の様に１つの補助ロッドインテグレータでその目的が達成できるので有れば、効率、コスト面からこの構成の選択も可能である。
【００７１】
ここで補助ロッドインテグレータは入射面と出射面を平行な構成としたが、垂直な関係にある実施の形態１での補助ロッドインテグレータを１本使う形態でも構成可能なことは言うまでもない。
【００７２】
また、実施の形態１での１）、２）の関係、θｉ＝４５°で他の要素の自由度が最も大きくなる点などは補助ロッドインテグレータ１つ使いでも同じように有効である。
【００７３】
（実施の形態４）
上記実施の形態１、２、３では光源部を２つ備えた構成であったが図８，９の様に合成ロッドインテグレータ１１８に対し平行な入出射面とそれに傾いてなる４つの面から成る４つの補助ロッドインテグレータ４０１，４０２，４０３，４０４、又は４０５，４０６，４０７，４０８を用いて図にはない４つの光源部からの光を合成することが可能となる。
【００７４】
このとき、前記補助ロッドインテグレータ４０１，４０２，４０３，４０４や、４０５，４０６，４０７，４０８の出射面の面積合計は合成ロッドインテグレータ１１８の入射面の面積に等しいことは言うまでもない。
【００７５】
ここで合成ロッドインテグレータ１１８に２方向について斜めに補助ロッドインテグレータを用いているが、このときは各方向での角度を合成した角度で実施の形態１での１）、２）の関係を満足させることが望ましいことは言うまでもない。
【００７６】
ここでも補助ロッドインテグレータは入射面と出射面が、垂直な関係にある実施の形態１での補助ロッドインテグレータを使う形態でも構成可能なことは明らかである。
【００７７】
これと同じ考え方でこの他の補助ロッドインテグレータの本数を備えた構成でも応用可能である。
【００７８】
以上のように本発明によれば、全反射のみで光を導くことが可能であるため途中反射面での吸収損失を押さえて高効率かつコスト的にも有利な装置を提供することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は複数の光源を用いた照明装置や、投写型表示装置に利用することが出来るものである。
【符号の説明】
【００８０】
１００  実施の形態の多灯式照明装置
１０１、３００  第１の光源部
１０２、１０５  ＬＥＤ光源
１０３、１０６、３０２、３０５、３０９、３１１、３１８、３２１、３２４、３２６  集光レンズ
１０４、３１６  第２の光源部
１０７、１０８  ＬＥＤ光源部の集光位置
１０９、１１０、２０９、２１０  ＬＥＤ光源部の基準光軸
１１１，１１２、２１１、２１２、３０６、３２２  補助ロッドインテグレータ
１１３、１１４、２１３、２１４、３０７  補助ロッドインテグレータの入射面
１１５ａ、２１５ａ  補助ロッドインテグレータの入射面に対向する斜面
１１５ｂ  補助ロッドインテグレータの１１５ａに平行な斜面
１１６、１１７  補助ロッドインテグレータの出射面
１１８、３１３  合成ロッドインテグレータ
１１９、３１４  合成ロッドインテグレータの入射面
１２０、３１５  合成ロッドインテグレータの出射面
２０１  リレーレンズ
２０２  フィールドレンズ
２０３  液晶パネル
２０４  投写レンズ
２１５ｂ  補助ロッドインテグレータの２１５ａに平行な斜面
３０１、３１７  緑用ＬＥＤ光源
３０８、３２３  青用ＬＥＤ光源
３１０、３２５  赤用ＬＥＤ光源
３０３、３１９  青反射ダイクロイックミラー
３０４、３２０  赤反射ダイクロイックミラー
４０１〜４０８  ４灯用補助ロッドインテグレータ
４０  光源手段
４１ａ、４１ｂ  第１、第２の光源
４２ａ、４２ｂ  第１、第２の発光体
４３ａ、４３ｂ  第１、第２の放物面鏡
４４ａ、４４ｂ  略平行光束
４５ａ、４５ｂ  方位軸
４６  光束合成手段
４７  第１の光学素子
４８ａ、４８ｂ  第２の光学素子
４９  光出射面
５０  光軸
５１  ロッドインテグレータ
５２  光伝達手段
５３  第１のレンズ系
６１、６２、６４、６５、６６  追加ロッド
６７、６８  統合ロッド
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図９】
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