(57)【要約】【課題】  充分な光量と放熱機能とを両立すること。【解決手段】  平面が正方形に形成される光学六面体６を設ける。この光学六面体６は、一の側面にセルレンズ毎にマトリクス状に出射口が形成された出射光面６０と、この出射光面６０を除く少なくとも２面に設けられ、何れかの出射口と１：１の関係で光路が形成された入射口とを有する。第１フライアイレンズ３のセルレンズ３ａと該セルレンズ３ａに対応する光源の発光素子とを入射口に分散配置している。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発光素子を有する光源と、この光源の発光素子毎に設けられたセルレンズを有する第１フライアイレンズと、この第１フライアイレンズのセルレンズ毎に設けられ、マトリクス状に配置されたセルレンズを有する第２フライアイレンズとを備えた照明装置において、
六面体に形成され、一の面にセルレンズ毎にマトリクス状に出射口が形成された出射光面と、この出射光面を除く少なくとも２面に設けられ、何れかの出射口と１：１の関係で光路が形成された入射口とを有する光学六面体を設け、
前記第１フライアイレンズのセルレンズと該セルレンズに対応する光源の発光素子とを前記入射口に分散配置したことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１記載の照明装置において、
前記光学六面体に形成される各光路長は、等しく設定されていることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の照明装置において、
前記光学六面体の入射口は、出射光面に対向する第１入射光面と、この第１入射光面に隣接する側面に構成された第２、第３入射光面とにそれぞれ形成されており、
前記第１入射光面の入射口を、当該出射口の並ぶ横方向および縦方向において一つおきに出射口に対向させ、
第２入射光面の入射口と第３入射光面の入射口とを、第１入射光面に形成された入射口の光路との干渉を回避できるようにそれぞれ上下方向に互い違いに配列している
ことを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１項記載の照明装置において、
前記光学六面体は、各入射口のうち出射口と直交するものの光路を直角に導く反射面を有していることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項４記載の照明装置において、
前記反射面は、樹脂製の反射部材に蒸着された金属で形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れか１項に記載の照明装置において、
前記光学六面体は、出射口の上下方向に積層される仕切板と、この仕切板を等間隔隔てて支持する支持部材とを備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１から６の何れか１項に記載の照明装置において、
前記第１フライアイレンズのセルレンズは、一体化された成型品であることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項に記載の照明装置において、
前記発光素子は、発光ダイオードで構成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項に記載の照明装置を用いた投写型映像表示装置において、
波長の異なる３色の光を個別に照射する複数の前記照明装置と、
各照明装置の光源からの光を合成して照射する色合成手段と
を備えていることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１０】
請求項９記載の投写型映像表示装置において、
前記照明装置の第２フライアイレンズは、光合成手段が照射する光路の下流側に配置された単一の第２フライアイレンズで構成されていることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１１】
請求項９または１０記載の投写型映像表示装置において、
前記３色は、赤色、緑色、青色であることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１２】
複数の発光素子を有する光源と、この光源の発光素子毎に設けられたセルレンズを有する第１フライアイレンズと、この第１フライアイレンズのセルレンズ毎に設けられ、マトリクス状に配置されたセルレンズを有する第２フライアイレンズとを備えた照明装置に用いられる光学六面体であって、
一の面に構成された出射光面と、
この出射光面に、セルレンズ毎にマトリクス状に形成された出射口と、
この出射光面を除く少なくとも２面に設けられ、何れかの出射口と１：１の関係で光路が形成された入射口と
を有し、
前記入射口は、出射光面に対向する第１入射光面と、この第１入射光面に隣接する側面に構成された第２、第３入射光面とにそれぞれ形成されており、
前記第１入射光面の入射口を、当該出射口の並ぶ横方向および縦方向において一つおきに出射口に対向させ、
第２入射光面の入射口と第３入射光面の入射口とを、第１入射光面に形成された入射口の光路との干渉を回避できるようにそれぞれ上下方向に互い違いに配列している
ことを特徴とする光学六面体。
【請求項１３】
請求項１２の何れか１項記載の光学六面体において、
各入射口のうち出射口と直交するものの光路を直角に導く反射面を有していることを特徴とする光学六面体。
【請求項１４】
請求項１３記載の光学六面体において、
前記反射面は、樹脂製の反射部材に蒸着された金属で形成されていることを特徴とする光学六面体。
【請求項１５】
請求項１２から１４の何れか１項に記載の光学六面体において、
出射口の上下方向に積層される仕切板と、この仕切板を等間隔隔てて支持する支持部材とを備えていることを特徴とする光学六面体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明装置およびそれを用いた投写型映像表示装置並びに光学六面体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶プロジェクタなどに用いられる投写型映像表示装置において、省電力化等の観点からＬＥＤ（発光ダイオード）素子を光源として用いたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００４−２２６６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＬＥＤ素子を光源とした投写型映像表示装置においては、多数のＬＥＤ素子をマトリクス状に密集させ、充分な光量を得る必要がある。しかし、その場合には、損失熱の放熱効果が悪くなるため、ＬＥＤ素子を用いて実用的な光量を得ることは困難であった。
【０００４】
本発明は上記不具合に鑑みてなされたものであり、充分な光量と放熱機能とを両立することのできる照明装置およびそれを用いた投写型映像表示装置並びに光学六面体を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために本発明は、複数の発光素子を有する光源と、この光源の発光素子毎に設けられたセルレンズを有する第１フライアイレンズと、この第１フライアイレンズのセルレンズ毎に設けられ、マトリクス状に配置されたセルレンズを有する第２フライアイレンズとを備えた照明装置において、六面体に形成され、一の面にセルレンズ毎にマトリクス状に出射口が形成された出射光面と、この出射光面を除く少なくとも２面に設けられ、何れかの出射口と１：１の関係で光路が形成された入射口とを有する光学六面体を設け、前記第１フライアイレンズのセルレンズと該セルレンズに対応する光源の発光素子とを前記入射口に分散配置したことを特徴とする照明装置である。
【０００６】
この態様では、フライアイレンズ対を設けてインテグレータを構成するに際し、第１フライアイレンズを構成するセルレンズを光学六面体の各入射口に分散配置しているので、第２フライアイレンズの集積度に対して光源を構成する発光素子の集積度が少なくとも１／２に低減される。この結果、必要な光量を充分に得ることができ、しかも、損失熱の放熱効果が高くなる。
【０００７】
好ましい態様において、前記光学六面体に形成される各光路長は、等しく設定されている。
【０００８】
この態様では、各入射口から入射された光が同じ長さの光路を経て出射口から照射されるので、第１フライアイレンズからの光を第２フライアイレンズ上に等しく結像することが可能になる。
【０００９】
別の好ましい態様において、前記光学六面体の入射口は、出射光面に対向する第１入射光面と、この第１入射光面に隣接する側面に構成された第２、第３入射光面とにそれぞれ形成されており、前記第１入射光面の入射口を、当該出射口の並ぶ横方向および縦方向において一つおきに出射口に対向させ、第２入射光面の入射口と第３入射光面の入射口とを、第１入射光面に形成された入射口の光路との干渉を回避できるようにそれぞれ上下方向に互い違いに配列している。
【００１０】
この態様では、第１〜第３入射光面の入射口の配置を繰り返しパターンに設定することができ、寸法設定や仕様設計が容易になる。
【００１１】
別の好ましい態様において、前記光学六面体は、各入射口のうち出射口と直交するものの光路を直角に導く反射面を有している。
【００１２】
この態様では、反射面を組み合わせるだけで、容易に光学六面体に形成された複数の入射口からの光を同一の出射光面から照射することが可能になる。
【００１３】
別の好ましい態様において、前記反射面は、樹脂製の反射部材に蒸着された金属で形成されている。
【００１４】
この態様では、比較的容易な加工で反射面を構成することが可能になる。
【００１５】
別の好ましい態様において、前記光学六面体は、出射口の上下方向に積層される仕切板と、この仕切板を等間隔隔てて支持する支持部材とを備えている。
【００１６】
この態様では、仕切板を上下に積層することによって、複雑な光路を有する光学六面体を容易に製造することが可能になる。
【００１７】
別の好ましい態様において、前記第１フライアイレンズのセルレンズは、一体化された成型品である。
【００１８】
この態様では、複数のセルレンズが所定の単位で一体化されるので、寸法精度の高いレンズ群を構成することが可能になる。また、組付時の調整が簡略化されるという利点もある。
【００１９】
別の好ましい態様において、前記発光素子は、発光ダイオードで構成されている。
【００２０】
この態様では、発光素子を低廉な発光ダイオードで構成しているので、光源を安価に製造することができる。
【００２１】
本発明の別の態様は、上述した照明装置を用いた投写型映像表示装置において、波長の異なる３色の光を個別に照射する複数の前記照明装置と、各照明装置の光源からの光を合成して照射する色合成手段とを備えている投写型映像表示装置である。
【００２２】
この態様では、色合成手段によって、異なる波長の光を照射する複数の照明装置から光を合成することができるので、有色の照射光を得ることができる。
【００２３】
別の好ましい投写型映像表示装置の態様において、前記照明装置の第２フライアイレンズは、光合成手段が照射する光路の下流側に配置された単一の第２フライアイレンズで構成されている。
【００２４】
この態様では、複数の照明装置を採用するに際し、共通の第２フライアイレンズを採用しているので、部品点数を低減できる他、各照明装置と色合成手段との距離を短く設定することができる結果、装置全体のコンパクト化に寄与することが可能になる。
【００２５】
別の好ましい投写型映像表示装置の態様において、前記３色は、赤色、緑色、青色である。
【００２６】
この態様では、自然色のカラー画像を投写するのに好適となる。
【００２７】
本発明の別の態様は、複数の発光素子を有する光源と、この光源の発光素子毎に設けられたセルレンズを有する第１フライアイレンズと、この第１フライアイレンズのセルレンズ毎に設けられ、マトリクス状に配置されたセルレンズを有する第２フライアイレンズとを備えた照明装置に用いられる光学六面体であって、一の面に構成された出射光面と、この出射光面に、セルレンズ毎にマトリクス状に形成された出射口と、この出射光面を除く少なくとも２面に設けられ、何れかの出射口と１：１の関係で光路が形成された入射口とを有し、前記入射口は、出射光面に対向する第１入射光面と、この第１入射光面に隣接する側面に構成された第２、第３入射光面とにそれぞれ形成されており、前記第１入射光面の入射口を、当該出射口の並ぶ横方向および縦方向において一つおきに出射口に対向させ、第２入射光面の入射口と第３入射光面の入射口とを、第１入射光面に形成された入射口の光路との干渉を回避できるようにそれぞれ上下方向に互い違いに配列していることを特徴とする光学六面体である。
【００２８】
好ましい態様において、この光学六面体は、各入射口のうち出射口と直交するものの光路を直角に導く反射面を有している。
【００２９】
好ましい態様において、この光学六面体の前記反射面は、樹脂製の反射部材に蒸着された金属で形成されている。
【００３０】
好ましい態様において、この光学六面体は、出射口の上下方向に積層される仕切板と、この仕切板を等間隔隔てて支持する支持部材とを備えている。
【発明の効果】
【００３１】
以上説明したように、本発明によれば、フライアイレンズ対を設けてインテグレータを構成するに際し、第２フライアイレンズの集積度に対して光源を構成する発光素子の集積度が少なくとも１／２に低減される。この結果、必要な光量を充分に得ることができ、しかも、損失熱の放熱効果が高くなるので、充分な光量と放熱機能とを両立することができるという顕著な効果を奏する。また、第１フライアイレンズが分散配置されることに伴い、光源の基板が第１フライアイレンズよりも大きくなった場合でも、その寸法差を吸収することができるので、設計の自由度も高くなるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施の一形態に係る投写型映像表示装置１００の要部を示す平面略図であり、図２は同投写型映像表示装置１００に採用された照明装置１０の概略構成を示す斜視図である。
【００３４】
各図を参照して、図示の実施形態に係る投写型映像表示装置１００は、いわゆる三板式であり、３つの照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂと、各照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂからの光を合成するダイクロイックプリズム１２と、ダイクロイックプリズム１２からの光を図外のスクリーンに投写する投写レンズ１４と、各照明装置１０を制御する光源点灯制御ユニット４０とを備えている。
【００３５】
照明装置１０Ｒは、赤色光を照射し、照明装置１０Ｇは、緑色光を照射し、照明装置１０Ｂは、青色光を照射するものである。これらの照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂは、ＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ、集光レンズ群２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ、第１フライアイレンズ３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ、第２フライアイレンズ５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ、光学六面体６Ｒ、６Ｇ、６Ｂ、第２フライアレイレンズ５Ｒ、５Ｇ、５Ｂの下流側に配置された一対の集光レンズ７Ｒ、８Ｒ、７Ｇ、８Ｇ、７Ｂ、８Ｂ並びに下流側の集光レンズ８Ｒ、８Ｇ、８Ｂからの光が結像される液晶表示パネル９Ｒ、９Ｇ、９Ｂを含んでいる。なお、以下の説明において、符号の末尾のＲ、Ｇ、Ｂは、各発光色（Ｒ：赤色、Ｇ：緑色、Ｂ：青色）を表わすものであり、特に発光色の区別を要しない場合には、省略する。
【００３６】
ＬＥＤアレイ１Ｒ、１Ｇ、１Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色の光を生成するＬＥＤが所定の規則を有するマトリクス状に配列されたものである。なお、ＬＥＤアレイ１Ｒ、１Ｇ、１Ｂの全体、又は各々は本発明の光源の具体例に該当する。また、ＬＥＤアレイ１Ｒ、１Ｇ、１Ｂは、全体を本発明の光源の具体例としたときに、各々は本発明の第１乃至第３光源、即ち第１、第２および第３光源の具体例にも該当する。ＬＥＤアレイ１を構成する個々のＬＥＤ素子は、本発明の発光素子の具体例に該当する。各ＬＥＤ素子は、透明樹脂によりモールドされており、この透明樹脂が凸状に形成されたことで集光レンズ群２のレンズセルを構成している。ＬＥＤ素子及びレンズセルは、丸形でもよい。この実施形態では矩形に形成されており、さらに、液晶表示パネル９のアスペクト比に対応したものとなっている。
【００３７】
集光レンズ群２は、対応するＬＥＤアレイ１が発生する発散光を幅広く集光し、実質的に平行な光束を射出するものである。集光レンズ群２を構成する個々のレンズは、ＬＥＤアレイ１を構成するＬＥＤに個別に対向している。
【００３８】
図２を参照して、第１フライアイレンズ３は、同じくそれぞれＬＥＤアレイ１に対向するように配置され、対向するＬＥＤアレイ１から照射され集光レンズ群２を透過した光を集光するものである。本実施形態においては図２に示すように、光学六面体６を用いることにより、この第１フライアイレンズ３を構成するセルレンズ３ａが分散配置されている。第１フライアイレンズ３の各セルレンズ３ａは、樹脂製のフレーム体３ｂに一体成形されている。
【００３９】
第２フライアイレンズ５は、マトリクス状に配列された矩形のセルレンズ５ａと、このセルレンズ５ａを一体化するフレーム体５ｂとを有している。各セルレンズ５ａは、第１フライアイレンズ３の各セルレンズ３ａの何れかと１：１の関係で対応しており、当該セルレンズ５ａを透過した光を個別に集束する。第２フライアイレンズ５のセルレンズ５ａは、第１フライアイレンズ３の各々のセルレンズ３ａとは、相似形に設定されている。なお、第１フライアイレンズ３および第２フライアイレンズ５において、各セルレンズ３ａ、５ａは単一の凸レンズとして描かれているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４０】
第１、第２フライアイレンズ３、５の各セルレンズ３ａ、５ａは、何れも液晶表示パネル９のアスペクト比に対応したものとなっている。
【００４１】
図３ないし図６は、本発明の実施形態に係る光学六面体６の概略構成を示す斜視図である。
【００４２】
これらの図を参照して、光学六面体６は、平面が正方形に形成された立方体または直方体であり、その一の側面に出射光面６０が形成されている。出射光面６０は、第２フライアイレンズ５のアスペクト比に対応して、セルレンズ５ａ毎にマトリクス状に出射口６ａを形成している。この出射光面６０を除く各面のうち、出射光面６０に対向する側面（以下、「第１入射光面」という）６１、この第１入射光面６１と隣接する両側面（以下、「第２、第３入射光面」という）６２、６３には、本実施形態において、何れかの出射口６ａと１：１の関係で光路が形成された入射口６１ａ、６２ａ、６３ａがそれぞれ形成されている。
【００４３】
図７および図８は同光学六面体６の概略構成を示すものであり、（Ａ）が光路を層毎に表わす平面略図、（Ｂ）が（Ａ）に対応する層の斜視図である。また、図９は同光学六面体６に採用されている部材の一部を拡大して示す斜視図である。
【００４４】
これらの図を参照して、複数の入射光面（例えば第１入射光面６１と第２入射光面６２、或いは第１入射光面６１と第３入射光面６３）の光を特定の出射口６ａに対応づけて同一の光路長で光を導くために、光学六面体６は、ミラー６５を有する仕切板６６を上下に積層した構造に構成されている。ミラー６５は、プラスチック製の板にアルミニウムまたはアルミニウム合金を蒸着させて鏡面に仕上げたもので具体化されている。ミラー６５は、本発明の反射面を構成する部材の具体例に該当する。
【００４５】
図９に示すように、このミラー６５を仕切板６６に取り付けるために、仕切板６６の定位置には、一対のガイドバー６７が立設されており、両ガイドバー６７に形成されたスリット６７ａ、６７ａ間にミラー６５の端縁を沿わせることにより、ミラー６５を仕切板６６の各辺に対して平面視４５°の角度で傾斜させた姿勢で等配している。図７（Ｂ）図８（Ｂ）において、６８はベースであり、６９は支柱である。これらベース６８および支柱６９は、本発明の支持部材の具体例に該当する。
【００４６】
図示の例において、最下層から数えて奇数番の層は、第１入射光面６１からの光と第２入射光面６２からの光とを透過させるように、ミラー６５が配置され（図７参照）、偶数番の層は、第１入射光面６１からの光と第３入射光面６３からの光とを透過させるように、ミラー６５が配置されている（図８参照）。
【００４７】
図７（Ａ）図８（Ａ）を参照して、より詳細に説明すると、仮に、第１入射光面６１を出射光面６０の出射口６ａ毎に等分してこれを行とし、これと同一ピッチで第２、第３入射光面６２、６３を等分してこれを列とした場合、一方の層（図示の例では、図７に示す奇数番の層）においては、偶数行に第１入射光面６１の入射口６１ａが形成され、奇数行奇数列にミラー６５が配置されて、それぞれの奇数列に第２入射光面６２の入射口６２ａが形成され、偶数列は、閉塞されるようになっている。そして、各ミラー６５は、奇数行、奇数列のそれぞれ交わる位置に配置され、第２入射光面６２の入射口６２ａからの光を対応する行の出射口６ａに導くように固定されている。
【００４８】
また、他方の層（図示の例では、図８に示す偶数番の層）においては、奇数行に第１入射光面６１の入射口６１ａが形成され、偶数行奇数列にミラー６５が配置されて、それぞれの奇数列に第２入射光面６２の入射口６２ａが形成され、偶数列は、閉塞されるようになっている。そして、各ミラー６５は、偶数行、奇数列のそれぞれ交わる位置に配置され、第３入射光面６３の入射口６３ａからの光を対応する行の出射口６ａに導くように固定されている。
【００４９】
なお、各ミラー６５の配置は、対応する入射口６２ａ、６３ａからミラー６５までの距離と、ミラー６５から対応する出射口６ａまでの距離の和が、第１入射光面６１の入射口６１ａから対応する出射口６ａまでの距離と等しくなる位置に設定されている。
【００５０】
このように、図示の実施形態においては、出射光面６０に対向する第１入射光面６１と、この第１入射光面６１に隣接する側面に形成された第２、第３入射光面６２、６３とにそれぞれ前記入射口６１ａ、６２ａ、６３ａを形成し、前記第１入射光面６１の入射口６１ａを、当該出射口６ａの並ぶ横方向（図７（Ａ）および図８（Ａ）において行方向）および縦方向（図７（Ｂ）および図８（Ｂ）において、積層方向）において一つおきに出射口６ａに対向させ、第２入射光面６２の入射口６２ａと第３入射光面６３の入射口６３ａとを、第１入射光面６１に形成された入射口６１ａの光路との干渉を回避できるようにそれぞれ上下方向に互い違いに配列している（図２参照）。
【００５１】
この結果、本実施の形態による投写型映像表示装置１００では、ＬＥＤアレイ１の光量を維持しつつ、放熱効果を高めている。
【００５２】
次に、図１を参照して、集光レンズ７、８は、第２フライアイレンズ５から出射された光を液晶表示パネル９に導くものである。
【００５３】
各液晶表示パネル９は、入射側偏光板と、一対のガラス基板（画素電極や配向膜を形成してある）間に液晶を封入して成るパネル部と、出射側偏光板とを備えて成る。液晶表示パネル９を経ることで変調された変調光（各色映像光）は、ダイクロイックプリズム１２によって合成されてカラー映像光となる。このカラー映像光は、投写レンズ１４によって拡大投写され、スクリーン上に投影表示される。この液晶表示パネル９のアスペクト比は、表示する画像のアスペクト比に対応している。例えば、テレビジョン放送の標準的な規格であるＮＴＳＣに準拠した画像を表示するには、液晶表示パネル９のアスペクト比は４／３に設定され、高解像度テレビジョン（ＨＤＴＶ；いわゆるハイビジョンＴＶ）放送の規格に準拠した画像を表示するには、１６／９に設定され、パーソナルコンピュータ用ディスプレイのＳＸＧＡに準拠した画像を表示するには、５／４に設定される。
【００５４】
ダイクロイックプリズム１２は、立方体又は直方体をなしており、接合された４個の直角プリズムを有する。接合部には、第１フライアイレンズ３Ｂを透過した青色の光を４５度の入射角に対して直角に反射し、赤色及青色の光を透過させる第１のダイクロイックミラー部１２ａと、赤色の光を４５度の入射角に対して直角に反射し、緑色および青色の光を透過させる第２のダイクロイックミラー部１２ｂとが形成されている。この構成により、第２フライアイレンズ５を透過した３色の光は、何れも投写レンズ１４へ入射する。このダイクロイックプリズム４は、本発明の色合成手段の具体例に該当する。
【００５５】
投写レンズ１４は、本発明の投写光学系の具体例に該当する。
【００５６】
光源点灯制御ユニット４０は、３色の光を発生するＬＥＤアレイ１Ｒ、１Ｇ、１Ｂを時分割により順次点灯させ、投写レンズ１４の投写光として、不図示の外部のスクリーンに映出可能なカラーの光像が投写されることとなる。
【００５７】
上記構成によると、レンズアレイ（第１、第２フライアイレンズ３、５）を設けてインテグレータを構成するに際し、第１フライアイレンズ３を構成するセルレンズ３ａを光学六面体６の各入射口６１ａ、６２ａ、６３ａに分散配置しているので、第２フライアイレンズ５の集積度に対して光源を構成する発光素子の集積度が少なくとも１／２に低減される。この結果、必要な光量を充分に得ることができ、しかも、損失熱の放熱効果が高くなる。
【００５８】
また、本実施形態では、光学六面体６に形成される各光路長は、図７（Ａ）図８（Ｂ）から明らかなように、等しく設定されている。従って、各入射口６１ａ、６２ａ、６３ａから入射された光が同じ長さの光路を経て出射口６ａから照射されるので、第１フライアイレンズ３からの光を第２フライアイレンズ５上に等しく結像することが可能になる。
【００５９】
また、本実施形態では、光学六面体６は、出射光面６０に対向する第１入射光面６１と、この第１入射光面６１に隣接する側面に形成された第２、第３入射光面６２、６３とにそれぞれ入射口６１ａ、６２ａ、６３ａを形成し、第１入射光面６１の入射口６１ａを、当該出射口の並ぶ横方向および縦方向において一つおきに出射口６ａに対向させ、第２入射光面６２の入射口６２ａと第３入射光面６３の入射口６３ａとを、第１入射光面６１に形成された入射口６１ａの光路との干渉を回避できるようにそれぞれ上下方向に互い違いに配列している。従って、第１〜第３入射光面６３の入射口６１ａ、６２ａ、６３ａの配置を繰り返しパターンに設定することができ、寸法設定や仕様設計が容易になる。
【００６０】
また、本実施形態では、光学六面体６が、各入射口６１ａ、６２ａ、６３ａのうち出射口６ａと直交するものの光路を直角に導くミラー６５を有している。従って、図７（Ａ）（Ｂ）および図８（Ａ）（Ｂ）に示したように、ミラー６５を組み合わせるだけで、容易に光学六面体６に形成された複数の入射口６１ａ、６２ａ、６３ａからの光を同一の出射光面６０から照射することが可能になる。
【００６１】
また、本実施形態では、ミラー６５は、樹脂製の反射部材に蒸着された金属（アルミニウムまたはアルミニウム合金）で形成されている。従って、比較的容易な加工でミラー６５を構成することが可能になる。
【００６２】
また、本実施形態では、光学六面体６は、仕切板６６が出射口６ａの上下方向に積層される積層体で構成されている。従って、複雑な光路を有する光学六面体６を容易に製造することが可能になる。
【００６３】
また、本実施形態に係る第１フライアイレンズ３のセルレンズ３ａは、一体化された樹脂モールド成型品である（図２参照）。従って、複数のセルレンズ３ａが所定の単位で一体化されるので、寸法精度の高いレンズ群を構成することが可能になる。また、組付時の調整が簡略化されるという利点もある。
【００６４】
また本実施形態に係る発光素子は、発光ダイオードで構成されている。従って、光源を安価に製造することができる。
【００６５】
また、本実施形態では、波長の異なる３色の光を個別に照射する複数の照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂと、各照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂの光源からの光を合成して照射する色合成手段としてのダイクロイックプリズム１２とを備えている。従って、異なる波長の光を照射する複数の照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂから光を合成することができるので、有色の照射光を得ることができる。また、前記３色は、赤色、緑色、青色であるから、自然色のカラー画像を投射するのに好適となる。
【００６６】
以上説明したように、本発明によれば、レンズアレイ（第１、第２フライアイレンズ３、５）を設けてインテグレータを構成するに際し、第２フライアイレンズ５の集積度に対して光源を構成する発光素子の集積度が少なくとも１／２（第１入射光面６１においては、１／２、第２、第３入射光面６２、６３においては、それぞれ１／４）に低減される。この結果、必要な光量を充分に得ることができ、しかも、損失熱の放熱効果が高くなるので、充分な光量と放熱機能とを両立することができるという顕著な効果を奏する。また、第１フライアイレンズ３が分散配置されることに伴い、光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）アレイ１の基板が第１フライアイレンズ３よりも大きくなった場合でも、その寸法差を吸収することができるので、設計の自由度も高くなるという利点がある。
【００６７】
上述した実施形態は、本発明の好ましい具体例を例示したものに過ぎず、本発明は上述した実施形態に限定されない。
【００６８】
図１０は、本発明のさらに別の実施形態に係る同光学六面体の概略構成を示す斜視図であり、図１１〜図１４は同光学六面体の層の一部を示す平面略図である。
【００６９】
これらの図を参照して、光学六面体６の入射光面としては、上述した第１〜第３入射光面６１〜６３の他に、上面６４を入射光面として構成することが可能である。その場合には、レンズアレイの個数を４の倍数個に設定し（図示の例では、８行×８列）、例えば、奇数層（図１１、図１３）については、第１入射光面６１の入射口６１ａと第２入射光面６２の入射口６２ａから光を導入するとともに第２入射光面６２の入射口６２ａからの光については、ミラー６５により出射口６ａから照射させ、偶数層（図１２、図１４）については、第３入射光面６３の入射口６３ａと上面６４からの入射口６４ａからの光を導入し、第３入射光面６３の入射口６３ａからの光については、ミラー６５により出射口６ａから照射させ、上面６４の入射口６４ａからの光については、プリズム１６５によって出射口６ａから照射させるようにしている。さらに、図１１〜図１４から明らかなように、各仕切板６６は、上位層に行くについて、下位層に設けられたプリズム１６５を上面６４に開放する開口６６０が設けられている。プリズム１６５は、本発明の反射面を構成する部材の具体例に該当する。
【００７０】
この構成を採用した場合には、第１入射光面６１の第１フライアイレンズ３の集積度も１／４以下に分散することが可能になる。なお、アスペクト比の関係によって、光学六面体６を立方体に構成することができない場合には、上面６４からの光源を列毎に光学六面体６から離反させて、光路長が揃うようにすればよい。
【００７１】
なお、上面６４に代えて、下面を入射光面としてもよい。
【００７２】
さらに、本発明の照明装置を単板式の投写型映像表示装置に採用することも可能である。その場合には、集光レンズ７の上流側にダイクロイックプリズム１２を配置するとともに、このダイクロイックプリズム１２と前記集光レンズ７との間に単一の第２フライアイレンズ５を採用してもよい。この場合、第１入射光面６１側には、発光効率のよくない色のＬＥＤを配置するようにしてもよい。
【００７３】
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の一形態に係る投写型映像表示装置の要部を示す平面略図である。
【図２】同投写型映像表示装置に採用された照明装置の概略構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係る光学六面体の概略構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光学六面体の概略構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係る光学六面体の概略構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る光学六面体の概略構成を示す斜視図である。
【図７】同光学六面体の概略構成を示すものであり、（Ａ）が光路を層毎に表わす平面略図、（Ｂ）が（Ａ）に対応する層の斜視図である。
【図８】同光学六面体の概略構成を示すものであり、（Ａ）が光路を層毎に表わす平面略図、（Ｂ）が（Ａ）に対応する層の斜視図である。
【図９】同光学六面体６に採用されている部材の一部を拡大して示す斜視図である。
【図１０】本発明のさらに別の実施形態に係る同光学六面体の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】同光学六面体の層の一部を示す平面略図である。
【図１２】同光学六面体の層の一部を示す平面略図である。
【図１３】同光学六面体の層の一部を示す平面略図である。
【図１４】同光学六面体の層の一部を示す平面略図である。
【符号の説明】
【００７５】
１Ｒ、１Ｇ、１Ｂ  光源アレイ
２Ｒ、２Ｇ、２Ｂ  集光レンズ群
３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ  第１フライアイレンズ（レンズアレイ対の一例）
５Ｒ、５Ｇ、５Ｂ  第２フライアイレンズ（レンズアレイ対の一例）
６   光学六面体
６ａ  出射口
７Ｒ、７Ｇ、７Ｂ  集光レンズ
８Ｒ、８Ｇ、８Ｂ  集光レンズ
９Ｒ、９Ｇ、９Ｂ  液晶表示パネル
１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ  照明装置
１２ ダイクロイックプリズム
１４  投写レンズ
４０  光源点灯制御ユニット
６０ 出射光面
６１〜６３       第１〜第３入射光面
６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ     入射口
６４ 上面
６５ ミラー（反射面の一例）
６６ 仕切板
６８ ベース（支持部材の一例）
６９ 支柱（支持部材の一例）
１００      投写型映像表示装置
１６５            プリズム（反射面の一例）
【図１】
2006171287.tif 000003
【図２】
2006171287.tif 000004
【図３】
2006171287.tif 000005
【図４】
2006171287.tif 000006
【図５】
2006171287.tif 000007
【図６】
2006171287.tif 000008
【図７】
2006171287.tif 000009
【図８】
2006171287.tif 000010
【図９】
2006171287.tif 000011
【図１０】
2006171287.tif 000012
【図１１】
2006171287.tif 000013
【図１２】
2006171287.tif 000014
【図１３】
2006171287.tif 000015
【図１４】
2006171287.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月5日(2005.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
さらに、本発明の照明装置を単板式の投写型映像表示装置に採用することも可能である。その場合には、集光レンズ７の上流側に上記の光学六面体を配置するとともに、この光学六面体と前記集光レンズ７との間に単一の第２フライアイレンズ５を採用してもよい。この場合、第１入射光面６１側には、発光効率のよくない色のＬＥＤを配置するようにしてもよい。