(57)【要約】【目的】  光の利用効率を向上できる集光素子及び照明装置及び投写型映像表示装置を提供する。【構成】  角度制御レンズ１１は、軸Ｘ回りに回転対称な形状を有する透明部材から成る。凹状光入射領域Ｄには、ＬＥＤ１５が設けられている。ＬＥＤ１５から出射された光のうち、凸状曲面領域Ａに進む光は、当該凸状曲面領域Ａから前方向に出射される。角度制御レンズ１１の周辺側から出射された光は、周辺側ミラー１２によって反射され、前記軸Ｘに略交わる方向、すなわち、中央側ミラー１３が位置する方向に導かれる。そして、中央側ミラー１３は前記周辺側ミラー１２からの光を反射する。反射光は前記角度制御レンズ１１の前方に導かれ、周辺側ミラー１２の開口を通り、殆どの光はクロスダイクロイックプリズム２に至ることになる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子から出射された光を光入射領域で受けとって当該光の進行角度を制御して所定の方向に導く透明な第１光学手段と、前記第１光学手段の周辺側出射光を受ける位置に設けられており、前記第１光学手段の中心軸に略交わる方向に前記周辺側出射光を導く反射型の第２光学手段と、前記第２光学手段よりも前記中心軸に近づけて配置されており、前記第２光学手段にて反射された前記周辺側出射光を反射して前記所定の方向と略同方向に導く反射型の第３光学手段と、から成ることを特徴とする集光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の集光素子において、前記第１光学手段の中央部前方は前記第３光学手段にて遮蔽されていることを特徴とする集光素子。
【請求項３】
請求項２に記載の集光素子において、前記第１光学手段は、その周辺側からのみ光を出射するように構成されていることを特徴とする集光素子。
【請求項４】
請求項３に記載の集光素子において、前記第１光学手段の前記光入射領域は、側方出射型の発光素子からの光の殆どを周辺側に導く形状を有することを特徴とする集光素子。
【請求項５】
請求項１に記載の集光素子において、前記第３光学手段は光透過領域を有し、この光透過領域を前記第１光学手段の中央部前方に位置させていることを特徴とする集光素子。
【請求項６】
請求項５に記載の集光素子において、前記第１光学手段は、その中央側及び周辺側の両方から光を出射するように構成されていることを特徴とする集光素子。
【請求項７】
請求項６に記載の集光素子において、前記第１光学手段の前記光入射領域は、ランバーティアン型の発光素子からの光を周辺側及び中央側に導く形状を有することを特徴とする集光素子。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の集光素子において、前記第２光学手段及び第３光学手段は反射手段から成ることを特徴とする集光素子。
【請求項９】
請求項８に記載の集光素子において、前記第２光学手段と第３光学手段が一体的に形成されていることを特徴とする集光素子。
【請求項１０】
請求項８に記載の集光素子において、前記第３光学手段は前記第１光学手段に形成されていることを特徴とする集光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の集光素子において、前記第２光学手段は断面枠形状を有する一つの透明部材に形成された外側全反射面であり、前記第３光学手段は前記透明部材に形成された内側全反射面であることを特徴とする集光素子。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の集光素子において、前記２光学手段及び第３光学手段の反射面は光の進行方向に対して曲面であることを特徴とする集光素子。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の集光素子と、当該集光素子の光入射領域に光を照射する発光素子と、から成ることを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の照明装置において、前記集光素子から出射された光の強度を照明対象物上で均一化する光インテグレータを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１５】
第１の方向に主光線軸を向けて配置された第１色光光源と、第２の方向に主光線軸を向けて配置された第２色光光源と、第３の方向に主光線軸を向けて配置された第３色光光源と、を備え、各色光光源として請求項１３又は請求項１４に記載の照明装置を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の照明装置において、第１色光光源は赤色光を出射し、第２色光光源は青色光を出射し、第３色光光源は緑色光を出射することを特徴とする照明装置。
【請求項１７】
第１の方向に主光線軸を向けて配置された赤色光源と、第２の方向に主光線軸を向けて配置された青色光源と、第３の方向に主光線軸を向けて配置された緑色光源と、各色光源から出射された光を略同一方向に導く光学部材と、を備え、各色光源として請求項１３又は請求項１４に記載の照明装置を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の照明装置において、照明中は赤色光と緑色光と青色光が常時出射されるように構成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載の照明装置において、照明中は赤色光と緑色光と青色光が時分割で出射されるように構成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の照明装置と、一つのフルカラーライトバルブと、前記フルカラーライトバルブを経ることで得られた映像光を投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２１】
請求項１９に記載の照明装置と、一つのライトバルブと、各色光の出射タイミングに同期して前記ライトバルブに各色用の映像信号を供給する手段と、前記ライトバルブを経ることで得られた映像光を投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２２】
白色光を出射する請求項１３又は請求項１４に記載の照明装置と、一つのフルカラーライトバルブと、前記フルカラーライトバルブを経ることで得られた映像光を投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項２３】
請求項１６に記載の照明装置と、各色光源からの光をそれぞれ受ける３つのライトバルブと、各ライトバルブを経ることで得られた各色映像光を合成して投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、集光素子及び照明装置及び投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタなどに用いられる照明装置としては、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等のランプと、その照射光を平行光化するパラボラリフレクタから成るものが一般的である。更に、近年においては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いることも試みられている（特許文献１参照）。
【０００３】
発光ダイオードから成る光源の構成例を図９に示す。光源１０３は角度制御レンズ１０３ａ及びＬＥＤ１０３ｂを備えて成る（このような光源１０３はLumileds Lighting 社により提供されている）。角度制御レンズ１０３ａは、回転対称な形状を有する透明部材から成り、中央部の凸状曲面領域（光出射領域）Ａと、周辺側曲面領域（光出射領域）Ｂと、周辺側曲面反射領域Ｃと、中央の凹状曲面領域（光入射領域）Ｄとから成る。凹状曲面領域Ｄには半球レンズカバーを有するＬＥＤ１０３ｂが設けられている。ＬＥＤ１０３ｂから出射された光のうち、前記周辺側曲面反射領域Ｃにて反射された光は、周辺側曲面領域Ｂから前方向（光の出射角度制御において予定している方向）に出射される。また、ＬＥＤ１０３ｂから出射された光のうち、中央部の凸状曲面領域Ａに進む光も、前方向（光の出射角度制御において予定している方向）に出射される。
【特許文献１】特開２００２−１８９２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光源１０３からの光を受ける光学部材（例えば、ロッドインテグレータ）１０４の光入射面の大きさが光源１０３の光出射面よりも小さいと、光源１０３から出射される周囲光が前記光学部材１０４に入射せず、利用光量は例えば７０％程度となる。図１０に示しているように、利用光量に占める中心側（図の白円領域）の光量をａとし、周辺側（図のドーナツ状領域）の光量をｂとすると、ｂはａよりも数段大きくなり（例えば、ｂはａの２倍以上となり）、高輝度を実現するためには、周辺の光を有効に利用する必要がある。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑み、光の利用効率を向上できる集光素子、この集光素子を用いた照明装置、及びこの照明装置を用いた投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の集光素子は、上記の課題を解決するために、発光素子から出射された光を光入射領域で受けとって当該光の進行角度を制御して所定の方向に導く透明な第１光学手段と、前記第１光学手段の周辺側出射光を受ける位置に設けられており、前記第１光学手段の中心軸に略交わる方向に前記周辺側出射光を導く反射型の第２光学手段と、前記第２光学手段よりも前記中心軸に近づけて配置されており、前記第２光学手段にて反射された前記周辺側出射光を反射して前記所定の方向と略同方向に導く反射型の第３光学手段と、から成ることを特徴とする（以下、この項において、第１の集光素子という）。
【０００７】
上記の構成であれば、照明対象物が前記第１光学手段の光出射面よりも小さな面積を有する場合でも、前記第２光学手段及び前記第３光学手段の反射作用によって、前記第１光学手段が出射する光の殆どを照明対象物に照射することが可能となる。特に、前記第１光学手段の中央よりも周辺側からの出射光の光量比率が高い場合には、光利用効率は従来構造に比べて一層高くなる。
【０００８】
上記第１の集光素子において、前記第１光学手段の中央部前方は前記第３光学手段にて遮蔽されていてもよい。かかる構成において、前記第１光学手段は、その周辺側からのみ光を出射するように構成されていてもよい。かかる構成において、前記第１光学手段の前記光入射領域は、側方出射型の発光素子からの光の殆どを周辺側に導く形状を有していてもよい。
【０００９】
上記第１の集光素子において、前記第３光学手段は光透過領域を有し、この光透過領域を前記第１光学手段の中央部前方に位置させていてもよい。かかる構成において、前記第１光学手段は、その中央側及び周辺側の両方から光を出射するように構成されていてもよい。かかる構成において、前記第１光学手段の前記光入射領域は、ランバーティアン型の発光素子からの光を周辺側及び中央側に導く形状を有していてもよい。
【００１０】
これら構成の集光素子において、前記第２光学手段及び第３光学手段は反射手段から成っていてもよい。かかる構成において、前記第２光学手段と第３光学手段が一体的に形成されていてもよい。或いは、前記第３光学手段は前記第１光学手段に形成されていてもよい。
【００１１】
或いは、これら構成の集光素子において、前記第２光学手段は断面枠形状を有する一つの透明部材に形成された外側全反射面であり、前記第３光学手段は前記透明部材に形成された内側全反射面であってもよい。
【００１２】
これら構成の集光素子において、前記２光学手段及び第３光学手段の反射面は球面又は非球面であってもよい。
【００１３】
また、この発明の照明装置は、上述したいずれかの集光素子と、当該集光素子の光入射領域に光を照射する発光素子と、から成ることを特徴とする（以下、この項において第１の照明装置という）。
【００１４】
第１の照明装置において、前記集光素子から出射された光の強度を照明対象物上で均一化する光インテグレータを備えていてもよい（以下、この項において第２の照明装置という）。
【００１５】
また、この発明の照明装置は、第１の方向に主光線軸を向けて配置された第１色光光源と、第２の方向に主光線軸を向けて配置された第２色光光源と、第３の方向に主光線軸を向けて配置された第３色光光源と、を備え、各色光光源として第１の照明装置又は第２の照明装置を備えたことを特徴とする。かかる構成の照明装置において、第１色光光源は赤色光を出射し、第２色光光源は青色光を出射し、第３色光光源は緑色光を出射することとしてもよい（以下、この項において第３の照明装置という）。
【００１６】
また、この発明の照明装置は、第１の方向に主光線軸を向けて配置された赤色光源と、第２の方向に主光線軸を向けて配置された青色光源と、第３の方向に主光線軸を向けて配置された緑色光源と、各色光源から出射された光を略同一方向に導く光学部材と、を備え、各色光源として請求項１３又は請求項１４に記載の照明装置を備えたことを特徴とする（以下、この項において第４の照明装置という）。
【００１７】
第４の照明装置において、照明中は赤色光と緑色光と青色光が常時出射されるように構成されていてもよい（以下、この項において第５の照明装置という）。或いは、第４の照明装置において、照明中は赤色光と緑色光と青色光が時分割で出射されるように構成されていてもよい（以下、この項において、第６の照明装置という）。
【００１８】
また、この発明の投写型映像表示装置は、第５の照明装置と、一つのフルカラーライトバルブと、前記フルカラーライトバルブを経ることで得られた映像光を投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、この発明の投写型映像表示装置は、第６の照明装置と、一つのライトバルブと、各色光の出射タイミングに同期して前記ライトバルブに各色用の映像信号を供給する手段と、前記ライトバルブを経ることで得られた映像光を投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、この発明の投写型映像表示装置は、第１の照明装置又は第２の照明装置と、一つのフルカラーライトバルブと、前記フルカラーライトバルブを経ることで得られた映像光を投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
また、この発明の投写型映像表示装置は、第３の照明装置と、各色光源からの光をそれぞれ受ける３つのライトバルブと、各ライトバルブを経ることで得られた各色映像光を合成して投写する投写手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、発光素子から出射された光の利用効率を向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施例を図１乃至図８に基づいて説明していく。
【００２４】
図１は単板式の投写型映像表示装置６の光学系を示した図である。この投写型映像表示装置６は３つのＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを備える（以下、個々のＬＥＤ光源を特定しないで示すときには、符号”１”を用いる）。ＬＥＤ光源１Ｒは赤色光を出射し、ＬＥＤ光源１Ｇは緑色光を出射し、ＬＥＤ光源１Ｂは青色光を出射する。ＬＥＤ光源１Ｇはクロスダイクロイックプリズム２を挟んでロッドインテグレータ３の光入射面に対面して設けられ、ＬＥＤ光源１ＲとＬＥＤ光源１Ｂはクロスダイクロイックプリズム２を挟んで互いに対面して配置されている。すなわち、クロスダイクロイックプリズム２の第１光入射領域にはＬＥＤ光源１Ｒが設けられ、第２光入射領域にはＬＥＤ光源１Ｂが設けられ、第３光入射領域にはＬＥＤ光源１Ｇが配置される。
【００２５】
各ＬＥＤ光源１から出射された色光はクロスダイクロイックプリズム２によってロッドインテグレータ３の光入射領域に導かれる。ロッドインテグレータ３は四角柱形状の透明ガラスから成る。ロッドインテグレータ３の少なくとも光出射領域の縦横比は液晶パネル４の縦横比に略一致している。ロッドインテグレータ３は各ＬＥＤ光源１からの各色光をロッド内面にて反射させて液晶パネル４に導くので、各色光の光強度分布は液晶パネル４（照明対象物）上でほぼ均一化されることになる。
【００２６】
液晶パネル４は、ＲＧＢカラーフィルタを備えた構造、或いはＲＧＢカラーフィルタを備えない構造を有する。ＲＧＢカラーフィルタを備える構造の液晶パネル４を用いる場合には、全ＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを同時点灯して白色光を液晶パネル４に導く。前記ＲＧＢカラーフィルタを備えない構造の液晶パネル４を用いる場合には、ＬＥＤ光源１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを時分割で順次に所定時間点灯させると共に、この所定時間点灯のタイミングに同期させて液晶パネル４に各色の映像信号を供給する。
【００２７】
液晶パネル４を透過することで変調された光（映像光）は、投写レンズ５によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投影表示される。
【００２８】
偏光変換装置をロッドインテグレータ３の光出射側に設けてもよい。この場合の偏光変換装置はロッドインテグレータ３の光出射部の大きさに対応した単一のＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）と、このＰＢＳにおける偏光分離膜に平行に設けられたミラーと、前記ミラー又はＰＢＳの光出射側に設けた位相差板とを備えればよい。ただし、この場合には、偏光変換装置の光出射部の大きさはロッドインテグレータ３の光出射部の大きさの２倍になる。従って、偏光変換装置の光出射部の全体形状が液晶パネルの縦横比に略一致させるのが望ましい。この場合、液晶パネルの縦横比をＡ：Ｂとすると、ロッドインテグレータ３の光出射部の縦横比は例えばＡ：Ｂ／２となる。また、ロッドインテグレータ３の光出射部だけでなく光入射部の縦横比をもＡ：Ｂ／２としてもよい。この場合、クロスダイクロイックミラー２とロッドインテグレータ３の光入射部との間にアナモフィック光学系を設け、光束の縦横比を調整すればよい。勿論、ロッドインテグレータ３の光出射部の縦横比をＡ／２：Ｂとする構成も採用しえる。また、偏光変換装置を各ＬＥＤ光源１の光出射側に設けてもよい。この場合の偏光変換装置はＬＥＤ光源１の光出射部の大きさに対応した単一のＰＢＳと、このＰＢＳにおける偏光分離膜に平行に設けられたミラーと、前記ミラー又はＰＢＳの光出射側に設けた位相差板とを備えればよい。これら偏光変換装置においては、単一のＰＢＳから成る偏光変換装置に限るものではなく、一つのＬＥＤに対して二つのＰＢＳを用いてもよい。この場合、二つのＰＢＳにおける偏光分離膜は側面から見て＜形状に設けられ、前記＜形状の先鋭側にＬＥＤ光源が配置される。また、一列に並べられた複数のＬＥＤ光源に対して前記二つのＰＢＳを用いることもできる。この場合、一列に並べられた複数のＬＥＤ光源は前記＜形状の先鋭側に配置される。また、偏光分離膜としては誘電体多層膜或いはワイヤーグリッドを用いることができる。
【００２９】
図２は前記ＬＥＤ光源１の断面図である。なお、参考のため、図２では、ロッドインテグレータ３（或いは、クロスダイクロイックプリズム２でもよい）を図示しており、それらの大きさの関係の一例を表している。
【００３０】
ＬＥＤ光源１は、半球形状を有するＬＥＤ（発光ダイオード）１５と、角度制御レンズ（第１光学手段）１１と、周辺側ミラー（第２光学手段）１２と、中央側ミラー（第３光学手段）１３と、から成る。
【００３１】
角度制御レンズ１１は、図２中の軸Ｘ回りに回転対称な形状を有する透明部材から成り、中央部の凸状曲面領域（光出射領域）Ａと、周辺側曲面領域（光出射領域）Ｂと、周辺側曲面反射領域Ｃと、中央の凹状光入射領域Ｄと、を有して成る。これら曲面は互いに異なる曲率を有し且つ互いに異なる位置に形成される。前記凹状光入射領域Ｄには、前記ＬＥＤ１５がその主光線軸を前記軸Ｘに一致させて設けられている。なお、この実施形態では、前記凹状光入射領域Ｄは凹球面とし、他の曲面領域は全て非球面としている。
【００３２】
ＬＥＤ１５から出射された光のうち、凸状曲面領域Ａに進む光は、当該凸状曲面領域Ａから前方向（光の出射角度制御において予定している方向）に出射される。ＬＥＤ１５から出射された光のうち、周辺側曲面反射領域Ｃに進む光は、当該領域Ｃにて反射され、周辺側曲面領域Ｂから前方向（光の出射角度制御において予定している方向）に出射される。すなわち、このような光出射角度制御が行われるように、角度制御レンズ１１の屈折率及び前記曲面の曲率が設定されている。
【００３３】
周辺側ミラー１２は、前記角度制御レンズ１１の周辺側出射光を受ける位置に設けられており、角度制御レンズ１１の軸Ｘに略交わる方向に前記周辺側出射光を導く。周辺側ミラー１２は、非球面のドーム形状（中央には開口が存在する）を有しているが、球面ドーム状でもよい（すなわち、光の進む方向に対して周辺側ミラー１２の反射面が曲面形状を有する）。また、前記軸Ｘに平行な面による前記周辺側ミラー１２の断面形状は、台形状（光の進む方向に対して周辺側ミラー１２の反射面が直線形状を有する）でもよい。
【００３４】
中央側ミラー１３は、前記角度制御レンズ１１の中心部の近傍に設けられており、前記周辺側ミラー１２にて反射された前記周辺側出射光を反射して前記角度制御レンズ１１の前方へ導くように形成されている。中央側ミラー１３は、非球面の略円錐形状を有しているが、球面でもよい。また、前記軸Ｘに平行な面による前記中央側ミラー１３の断面形状は、三角形状でもよい。
【００３５】
前記角度制御レンズ１１の周辺側から出射された光は、周辺側ミラー１２によって反射され、前記軸Ｘに略交わる方向、すなわち、中央側ミラー１３が位置する方向に導かれる。そして、中央側ミラー１３は前記周辺側ミラー１２からの光を反射する。反射光は前記角度制御レンズ１１の前方に導かれ、周辺側ミラー１２の前記開口を通ってクロスダイクロイックプリズム２に至る。
【００３６】
なお、図２の構成例では、角度制御レンズ１１の中央側から出射された光は、中央側ミラー１３によって遮られることになる。
【００３７】
図３に示すＬＥＤ光源１は、前記図２の構成において、ＬＥＤ１５に代えてＬＥＤ１５Ａを有し、角度制御レンズ１１に代えて角度制御レンズ１１Ａを備えたものである。ＬＥＤ１５ＡはサイドエミッションタイプのＬＥＤであり、ＬＥＤ素子からの出射光を側方に導く。角度制御レンズ１１Ａの凹状光入射領域Ｄ１は側面から見ると凹矩形を有する。図３に示すＬＥＤ光源１であれば、ＬＥＤ１５Ａが出射する光の殆どが角度制御レンズ１１Ａの周辺側から出射されるため、中央側ミラー１３による光遮蔽といった不利を回避することができる。
【００３８】
図４に示すＬＥＤ光源１は、前記図２の構成において、ＬＥＤ１５に代えてＬＥＤ１５Ａを有し、角度制御レンズ１１に代えて角度制御レンズ１１Ｂを備え、中央側ミラー１３を省略したものである。角度制御レンズ１１Ｂの凹状光入射領域Ｄ１は側面から見ると凹矩形を有する。また、角度制御レンズ１１Ｂはその中央部に非球面の略円錐形状部１３Ａを有している。この略円錐形状部１３Ａの外周部がミラー面を成すことで前記中央側ミラー１３と同様の機能を奏するようにしており、中央側ミラー１３を省略することを実現している。
【００３９】
図５に示すＬＥＤ光源１は、前記図２の構成において、角度制御レンズ１１に代えて角度制御レンズ１１Ｃを備えたものである。角度制御レンズ１１Ｃはその中央部に略円錐形状の凹状反射領域Ｅを有している。ＬＥＤ１５から出射された光のうち、中央側の光は、前記凹状反射領域Ｅに反射されて周辺側曲面反射領域Ｃに進む。この反射光は、前記領域Ｃにて反射され、角度制御レンズ１１Ｃの周辺側から前方向に出射される。従って、図５に示すＬＥＤ光源１であれば、ＬＥＤ１５が出射する光の殆どが角度制御レンズ１１Ｃの周辺側から出射されるため、中央側ミラー１３による光遮蔽といった不利を回避することができる。
【００４０】
図６に示すＬＥＤ光源１は、前記図２の構成において、前記周辺側ミラー１２及び中央側ミラー１３に代えて、例えばガラスから成る光学透明部材１４を備えたものである。光学透明部材１４はテーパ形状（光の進行方向側ほど小面積）を有しており、中央部に中空部を有している（中空部の中心軸は前記軸Ｘに平行である）。中空部の大きさは凸状曲面領域Ａの径と略同じとしている。光学透明部材１４の肉厚（ガラス厚み）や傾斜角度は角度制御レンズ１１の周辺側から出射される光を角度制御レンズ１１の前方に導くように設定される。前記光学透明部材１４の外周面１２Ａは光の全反射作用によって周辺側ミラー１２と同等に機能し、内周面１３Ｂも光の全反射作用によって中央側ミラー１３と同等に機能することになる。図６に示すＬＥＤ光源１であれば、ＬＥＤ１５から出射された光のうち、中央側の光は前記中空部を通過するので、中央側の光が遮られる構成に比べて光利用効率が向上する。なお、中央側ミラー１３の中央部に開口を設けることでも、中央側の光が利用される形態が得られる。
【００４１】
前記軸Ｘに平行な面による前記光学透明部材１４の断面形状においては、前記外周面１２Ａ及び内周面１３Ｂは直線的なテーパ形状をなす。このような直線的なテーパ形状に限るものではなく、前記外周面１２Ａ及び内周面１３Ｂはドーム的な形状（光の進む方向に対して前記外周面１２Ａ及び内周面１３Ｂは曲面をなす）を成していてもよい。また、軸Ｘに垂直な面による前記光学透明部材１４の断面形状は、円形枠状に限らず、方形枠状でもよい。先述した周辺側ミラー１２や中央側ミラー１３についても、同様に方形状でもよい。また、周辺側ミラー１２の光出射の開口に透明部材を配置するとともに、この透明樹脂にて中央側ミラー１３を支持することにより周辺側ミラー１２と中央側ミラー１３との一体化が図れる。また、中央側ミラー１３については、角度制御レンズ１１の凸状曲面領域Ａに接着することも可能である。
【００４２】
以上の説明において、投写型映像表示装置６は透過型の液晶パネルを用いることとしたが、これに限らず、反射型の液晶パネルを用いてもよいし、これら液晶パネルに替えて、画素となる微小ミラーを個々に駆動するタイプの表示パネルを用いることとしてもよい。また、固体発光素子は発光ダイオード（ＬＥＤ）に限るものではなく、有機／無機のエレクトロルミネッセンスなどを用いることができる。
【００４３】
また、投写型映像表示装置としては、図１に示したものに限らず、図７及び図８に示した構成等を採用できる。図７の投写型映像表示装置は、各色映像光を合成する手段であるクロスダイクロイックプリズム７を備える。クロスダイクロイックプリズム７の３つの光入射面には、赤色用の液晶表示パネル４Ｒと緑色用の液晶表示パネル４Ｇと青色用の液晶表示パネル４Ｂが配置されており、各液晶表示パネルに対面してＬＥＤ光源１ＲとＬＥＤ光源１ＧとＬＥＤ光源１Ｂとを設けている。なお、各液晶表示パネルとＬＥＤ光源１との間にロッドインテグレータ３などの光インテグレータを設けてもよい。図８の投写型映像表示装置は、白色光を出射するＬＥＤ光源１Ｗを備える。ＬＥＤ光源１Ｗは図２乃至図６に示した構造を有する。図８における液晶表示パネル４はフルカラー映像パネルである。また、これら構成において、偏光変換装置を適宜設けてもよい。
【００４４】
また、以上説明した照明装置において、光インテグレータとしてガラスロッドであるロッドインテグレータ３を示したが、中空構造のロッドインテグレータを用いることもできる。また、光インテグレータとして一対のフライアイレンズから成るインテグレータレンズを用いることもできる。光源から出射される光束において十分な均一性が得られる場合には光インテグレータを省略することができる。また、光源は固体発光素子に限定されるものではない。また、投写レンズに代えて投写用の曲面ミラーを備えてもよい。
【００４５】
また、各色用の光源として一つのＬＥＤ光源１を設けた構成を示したが、各色光源として複数のＬＥＤ光源１を設けてもよい。また、クロスダイクロイックプリズムに代えてクロスダイクロイックミラーを用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明の実施形態の投写型映像表示装置の光学系を示した説明図である。
【図２】ＬＥＤ光源（照明装置）を示した断面図である。
【図３】ＬＥＤ光源（照明装置）の他の構成例を示した断面図である。
【図４】ＬＥＤ光源（照明装置）の他の構成例を示した断面図である。
【図５】ＬＥＤ光源（照明装置）の他の構成例を示した断面図である。
【図６】ＬＥＤ光源（照明装置）の他の構成例を示した断面図である。
【図７】この発明の実施形態の投写型映像表示装置の光学系を示した説明図である。
【図８】この発明の実施形態の投写型映像表示装置の光学系を示した説明図である。
【図９】従来のＬＥＤ光源を示した断面図である。
【図１０】従来のＬＥＤ光源及び光強度分布を示した説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    ＬＥＤ光源
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  角度制御レンズ（第１光学手段）
１２  周辺側ミラー（第２光学手段）
１２Ａ  外周面（第２光学手段）
１３  中央側ミラー（第３光学手段）
１３Ａ  内周面（第３光学手段）
１５，１５Ａ  ＬＥＤ（発光素子）
６    投写型映像表示装置
【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９】
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【図１０】
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