(57)【要約】【課題】照明光の発散角度を小さくするとともに、光源からの光源光を有効利用した照明装置及びこれを用いた投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】本発明の照明装置１は、波長域の異なる複数の光源１０と、角筒状部２０Ａを主要部とする主ライトトンネル２０とを有し、主ライトトンネルの壁面体２２には複数の入射開口２１Ｒ，２１Ｂが設けられている。また、入射開口２１Ｒ，２１Ｂに対し、光源１０Ｒ，１０Ｂからの光源光が副ライトトンネル３０を介し光の進行方向に向かって角筒状部２０Ａの光軸に対し鋭角に交わるように出射される。また、入射開口２１Ｒ，２１Ｂには、透過フィルタ４０が設けられ、入射開口２１Ｒ，２１Ｂが開口される角筒状部２０Ａの内部空間には、当該光源光のみを角筒状部２０Ａ内へ反射させるとともに、出射光の発散角度を小さくするための反射フィルタ５０が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長域の異なる複数の光源と、４面の壁面体により断面形状が略四角形に形成された角筒状部を有するとともに、この角筒状部の一端側には前記複数の光源からの光源光をそれぞれ別個に入射するように入射開口が形成される一方、この角筒状部の他端側には前記壁面体の内壁面で反射されながら前記入射開口から前記角筒状部内を進行してきた光を出射するための出射開口が形成された主ライトトンネルと、前記光源からの光源光をこの主ライトトンネルへ導くように筒状に形成された副ライトトンネルと、を有し、
前記入射開口は、前記光源からの光源光を入射するために前記角筒状部の壁面体に形成された第１入射開口を含み、
前記副ライトトンネルは、光の進行方向に向かって前記角筒状部の光軸と鋭角的に交わるように前記第１入射開口に対し連結されるとともに、前記第１入射開口には、前記副ライトトンネルから導かれた前記光源からの光源光のみを選択的に透過する透過フィルタが取り付けられ、さらに、前記第１入射開口が開口される角筒状部の内部空間には、前記角筒状部の光軸に対して鋭角を成す反射面により前記透過フィルタを透過した光源光を角筒状部内に対し光の進行方向に向けて反射させる反射フィルタが設けられている
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、前記光源は発光ダイオードを用いたものであることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の照明装置において、前記光源は発光ダイオードが基板上にアレイ状に配列されたものであることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載の照明装置において、前記角筒状部の長さ方向の少なくとも一部は、対向する一対又は２対の壁面体が出射開口に向かって前記角筒状部の断面が大きくなるようにテーパ状部に形成され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、全ての光源からの光源光が入射された後の前記角筒状部の部分が、少なくとも前記テーパ状部に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１〜５の何れか１項に記載の照明装置において、前記透過フィルタは、前記角筒状部の内壁面と同一面上に形成されるとともに、この透過フィルタの出射面には、当該光源からの光源光の波長域の光のみを透過し他の波長域の光を反射するダイクロイックコートが施されていることを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１〜５の何れか１項に記載の照明装置において、前記複数の入射開口のうちの一の入射開口は、前記角筒状部における出射開口に対向する端面に形成された第２入射開口であることを特徴とする照明装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の照明装置において、前記第１入射開口が複数形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８記載の照明装置において、前記複数の第１入射開口のうちの少なくとも一部を成す複数の第１入射開口は、角筒状部における同一壁面体において同一方向に形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項８記載の照明装置において、前記複数の第１入射開口のうちの少なくとも一部を成す複数の第１入射開口は、角筒状部における少なくとも二つ以上の壁面体に分散されて形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の照明装置において、前記複数の光源には緑色光を出射する光源、赤色光を出射する光源及び青色光を出射する光源が含まれ、これら光源からの光源光が集光合成されて白色光が出射されるように形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１の何れか１項に記載の照明装置において、前記反射フィルタは、反射フィルタの反射面の前記角筒状部の光軸に対する角度をθ１とし、前記副ライトトンネルの光軸の前記角筒状部の光軸に対する角度をθ２とし、前記副ライトトンネルが主ライトトンネルと交差する断面上における主ライトトンネルの開口幅寸法をＷ１とし、同面上における副ライトトンネルの開口幅寸法をＷ２としたときに、
Ｗ１≧Ｗ２×ｔａｎθ１／ｓｉｎθ２
なる式を満たすように形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の照明装置において、前記反射フィルタは、前記反射面が前記副ライトトンネルにおける主ライトトンネル側の壁面の延長上において、前記角筒状部の内部空間一杯に拡って形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３の何れか１項に記載の照明装置を用い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】
本発明は、照明装置及びこれを用いた投写型映像表示装置に係り、特に、光源からの光源光を集光合成するインテグレータとしてライトトンネルを用いたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型映像表示装置などに用いられる照明装置としては、発光管からの照射光をリフレクタにより平行光又は収束光として出射する超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等の光源ランプを用いたものが一般的である。また、近年においては、長寿命であること、光への変換効率が高いこと、発熱量が少ないことなどの理由から発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いたものが検討されている。
【０００３】
ところで、発光ダイオードは、単体では発光量が小さいため投写型映像表示装置のように比較的大きな発光量が要求される応用分野では、複数の光源からの光源光を集光合成するためにライトトンネルやロッドインテグレータが用いられている。ライトトンネルは、反射膜を蒸着したミラーにより断面四角形の角筒状に形成されたものであって、その一端側から光を入れ、角筒状部の内壁面で全反射を繰り返しながら他端に設けられた出射開口から出射させることにより、複数の光源からの光源光を集光合成するとともにその輝度分布を均一化させる装置である。ロッドインテグレータは、ライトトンネルにおける前記角筒状部に代わり、四角柱形状のガラス部材を用いたもので、このガラス部材の一端側から光を入射し、その内部で全反射を繰り返しながら他端に設けられた出射面から出射させることにより複数の光源からの光源光を集光合成するとともにその輝度分布を均一化させる装置である。したがって、両者は、作用が類似している。また、このために、上記ライトトンネルをロッドインテグレータと称している文献もある。
【０００４】
このようなライトトンネルやロッドインテグレータを用いた照明装置としては、例えば、特許文献１や特許文献２などに記載されたものがある。
特許文献１は、ロッドインテグレータの側面に、赤色光、緑色光、又は青色光を出射する発光ダイオードがアレイ状に配列された光源が設けられ、このように構成された光源からの光源光を集光合成することにより高輝度の白色光を出射するようにした照明装置である。また、この特許文献１には中空状のロッドインテグレータ（これは上記におけるライトトンネルのことを言っている）を用いてもよいとの記載がある。なお、以下においてＬＥＤアレイというときは、このように複数の発光ダイオードが同一平面内に配置された光源をいうものとする。
【０００５】
また、特許文献２は、ロッドインテグレータの一端の光入射面に対面してクロスダイクロイックミラーが設けられるとともに、赤色光を出射するＬＥＤアレイが入射面に対面して設けられ、さらに、緑色光を出射するＬＥＤアレイ及び青色光を出射するＬＥＤアレイがクロスダイクロイックミラーを挟んで両側面に設けられている。特許文献２は、このような構成により高輝度の白色光を出射する照明装置としたものである。なお、この文献におけるロッドインテグレータは上記ライトトンネルのことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８３８３７号公報
【特許文献２】特開２００５−３１６４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来の照明装置においては、発光ダイオードから光軸方向に直線状に放射される光源光を集光合成するものが記載されているが、一般的な発光ダイオードからの光源光の集光合成については触れられていない。すなわち、光源としての発光ダイオードは発光部の面積が大きく、かつ発光ダイオードからの光源光は、広い範囲の放射発散角度を持って出射されるものであり、前記特許文献のように直線状に出射されるものではない。したがって、光源として発光ダイオードを用いた照明装置については、光源側のこのような特性を加味して出射光の発散角度を小さくする処置を施すことが、この照明装置を利用する装置を小型化する上で必要とされる。しかし、前記従来技術においては、この点について開示されていない。なお、照明装置の出射光の発散角度が大きくなると、その後に続く照明光学系のサイズが大きくなり、構成部品数が増えるなどの弊害が生ずる。
【０００８】
また、照明装置としては、一般に小型化の要請の他に、光源光の有効利用が要請されている。したがって、上記のように出射光の発散角度を小さくする処置を施した照明装置にあっても、入射開口から出射開口に至る経路において、複数の光源のうちの一つの光源から出射された光が他の光源側へ入射することがないようすることが必要である。さらに、このような照明装置においては、複数の光源それぞれから出射された光が元の光源側方向へ戻ることのないように配慮することも必要とされる。しかしながら、前記従来技術にはこの点についても何ら開示されていない。以上のごとく、上記従来の照明装置は、実施可能な照明装置とするには未解決の問題が残されていた。
【０００９】
本発明は、このような問題点に鑑み成されたもので、照明光の発散角度を小さくするとともに、光源からの光源光を有効利用した照明装置及びこれ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】
【００１０】
本発明に係る照明装置は、上記課題を解決するために、波長域の異なる複数の光源と、４面の壁面体により断面形状が略四角形に形成された角筒状部を有するとともに、この角筒状部の一端側には前記複数の光源からの光源光をそれぞれ別個に入射するように入射開口が形成される一方、この角筒状部の他端側には前記壁面体の内壁面で反射されながら前記入射開口から前記角筒状部内を進行してきた光を出射するための出射開口が形成された主ライトトンネルと、前記光源からの光源光をこの主ライトトンネルへ導くように筒状に形成された副ライトトンネルと、を有し、前記入射開口は、前記光源からの光源光を入射するために前記角筒状部の壁面体に形成された第１入射開口を含み、前記副ライトトンネルは、光の進行方向に向かって前記角筒状部の光軸と鋭角的に交わるように前記第１入射開口に対し連結されるとともに、前記第１入射開口には、前記副ライトトンネルから導かれた前記光源からの光源光のみを選択的に透過する透過フィルタが取り付けられ、さらに、前記第１入射開口が開口される角筒状部の内部空間には、前記角筒状部の光軸に対して鋭角を成す反射面により前記透過フィルタを透過した光源光を角筒状部内に対し光の進行方向に向けて反射させる反射フィルタが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る照明装置によれば、波長域の異なる複数の光源からの光源光は、直接又は副ライトトンネルを介しそれぞれ別個に入射開口から入射され、主ライトトンネルにより集光合成されているので、波長域の異なる複数の光源を用いて大きな発光量の照明装置を構成することができる。また、第１入射口から透過フィルタを透過して入射された光源光は、角筒状部の光軸に対して鋭角を成す反射面により角筒状部内に対し光の進行方向に向けて反射される。そのため、反射面により反射された光は、角筒状部の内壁面において大きな反射角度の反射を繰り返しながら出射開口から出射される。これにより、出射開口から出射される照明光の発散角度が小さくなるとともに、出射光の輝度分布が均一化される。また、第１入射開口用の光源は、前記角筒状部と同様の構造の副ライトトンネルに対し取り付けられるので、基板に発光ダイオードが取り付けられた状態の光源の形態であっても、第１入射開口に対し光源の光源光を斜め方向から入射させるように容易に取り付けることができる。また、第１入射開口には、当該第１入射開口に接続される光源の光源光のみを選択的に透過する透過フィルタが取り付けられているので、他の光源から出射された光源光の侵入が防止され、光の使用効率の低下が防止されている。
【００１２】
前記光源は、発光ダイオードを用いたものとしてもよい。このように構成すれば、光源の寿命を長くすることができるとともに、光への変換効率を高くすることができ、さらに、光源からの発熱量を少なくした照明装置を提供することができる。
【００１３】
また、前記光源として発光ダイオードを基板上にアレイ状に配列したものとしてもよい。このように構成すると、単体として発光量が小さい発光ダイオードを用いながら、輝度の大きい照明装置を提供することができる。
【００１４】
また、この照明装置において、前記角筒状部の長さ方向の少なくとも一部は、対向する一対又は２対の壁面体が出射開口に向かって前記角筒状部の断面が大きくなるようにテーパ状部に形成されていることが好ましい。このようにすると、テーパ状部を構成する壁面体で反射される光の壁面体における反射角度が大きくなり、この照明装置から出射される照明光の発散角度を小さくすることができる。
【００１５】
また、この場合において、全ての光源からの光源光が入射された後の前記角筒状部の部分が、少なくとも前記テーパ状部に形成されていることが好ましい。このように構成すると、全光源から出射される全光源光の壁面体における反射角度が大きくなるので、この照明装置から出射される照明光の発散角度をより小さくすることができる。
【００１６】
また、このような照明装置において、前記透過フィルタは、前記角筒状部の内壁面と同一面上に形成されるとともに、この透過フィルタの出射面には、当該光源からの光源光の波長域の光のみを透過し他の波長域の光を反射するダイクロイックコートが施されていることが好ましい。このように構成すると、透過フィルタが角筒状部の内壁面で反射されながら進行する光の進行を円滑に進めることができるとともに一旦透過された光が元の光源側に戻ることが防止されるので、光源光の使用効率を向上させることができる。
【００１７】
また、前記複数の入射開口のうちの一の入射開口は、前記角筒状部における出射開口に対向する端面に形成された第２入射開口とすることが好ましい。このように構成すると、照明装置全体としての構成を簡略化することができるとともに、その構成を簡素化及び小型化することができる。
【００１８】
また、上記照明装置において、前記第１入射開口は複数形成されていることが好ましい。このように構成すると、複数の光源からの光源光を集光合成することが容易となる。
また、前記複数の第１入射開口のうちの少なくとも一部を成す複数の第１入射開口は、角筒状部における同一壁面体に形成されているようにしてもよい。このように構成すると、第１入射開口を同一側に形成することができるので、角筒状部における長さ方向と直角の方向の寸法を小さくすることができる。
【００１９】
また、上記照明装置において、前記複数の第１入射開口のうちの少なくとも一部を成す複数の第１入射開口は、角筒状部における少なくとも二つ以上の壁面体に分散されて形成されているようにしてもよい。このように構成すると、角筒状部の同一壁面体に全ての複数の第１入射開口を設ける場合と比較して、複数の第１入射開口間の角筒状部の長さ方向の寸法を小さく形成することができる。
【００２０】
前記複数の光源には緑色光を出射する光源、赤色光を出射する光源及び青色光を出射する光源が含まれ、これら光源からの光源光が集光合成されて白色光が出射されるように形成されているようにしてもよい。このように構成すれば、白色光を出射する照明装置を構成することができる。
【００２１】
また、このように構成された照明装置において、前記反射フィルタは、反射フィルタの反射面の前記角筒状部の光軸に対する角度をθ１とし、前記副ライトトンネルの光軸の前記角筒状部の光軸に対する角度をθ２とし、前記副ライトトンネルが主ライトトンネルと交差する断面上における主ライトトンネルの開口幅寸法をＷ１とし、同面上における副ライトトンネルの開口幅寸法をＷ２としたときに、Ｗ１≧Ｗ２×ｔａｎθ１／ｓｉｎθ２なる式を満たすように形成されていることが好ましい。このように構成すると、第１入射開口から入射される光が第１入射開口に対面する内壁面に直接照射されることがなくなり、第１入射開口から入射される光が元の光源方向へ戻ることが防止される。したがって、第１入射開口から入射された光源光が元の光源側の方向へ戻ることを禁じながら、出射開口から出射される光の発散角度を小さくする反射フィルタとして、適正な形状とすることができる。
【００２２】
また、この照明装置において、前記反射フィルタは、前記反射面が前記副ライトトンネルにおける主ライトトンネル側の壁面の延長上において、前記角筒状部の内部空間一杯に拡って形成されていることが好ましい。このように構成すれば、第１入射開口から入射される光源光が、少なくとも元の光源方向に反射されることを防止することができる。また、前記角筒状部の内部へ反射される光源光の前記角筒状部の内壁面における反射角度を大きくし、出射開口から出射される出射光の発散角度を小さくすることができる。
【００２３】
また、本発明に係る投写型映像表示装置は、上記のように構成された照明装置を用いたものである。このように構成された投写型映像表示装置によれば、複数の光源からの光源光を集光合成することができるので、発光ダイオードのような単体としては発光量の小さい光源を使用しながら、全体として大きな発光量が必要とされる投写型映像表示装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る照明装置によれば、波長域の異なる複数の光源からの光源光が主ライトトンネルにより集光合成されるので、大きな発光量の照明装置を構成することができる。また、第１入射口から入射された光源光は、反射フィルタの反射面により反射されるとともに、角筒状部の内壁面において大きな反射角度の反射を繰り返しながら出射開口から出射される。したがって、出射開口から出射される照明光の発散角度が小さくなるとともに、輝度分布が均一化される。また、第１入射開口用の光源は、副ライトトンネルに対し取り付けられているので、基板に発光ダイオードが取り付けられた状態の光源の形態であっても、第１入射開口に対し光源の光源光を斜め方向から入射させるように容易に取り付けることができる。また、第１入射開口には、当該第１入射開口に接続される光源の光源光のみを選択的に透過する透過フィルタが取り付けられているので、他の光源から出射された光源光が入り込むことによる光の使用効率の低下が防止されている。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る照明装置の全体構成図である。
【図２】同照明装置における光源のイメージ図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】同照明装置における反射フィルタの作用説明図である。
【図５】同反射フィルタに関する参考例の作用説明図である。
【図６】同反射フィルタに関する他の参考例の作用説明図である
【図７】本発明の実施の形態２に係る投写型映像表示装置の全体構成図である。
【図８】実施の形態１及び実施の形態２に係る照明装置の変形例である。
【図９】同照明装置の他の変形例である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態１に係る照明装置１について、図１〜図６を参照しながら説明する。
【００２７】
本実施の形態に係る照明装置１は、図１に示すように、複数の光源１０と、光源１０からの光源光を入射するための入射開口２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂを備えた主ライトトンネル２０と、光源１０からの光源光を角筒状部２０Ａへ導くための、角筒状部２０Ａと同様構造の副ライトトンネル３０とを備えている。なお、以下の説明において、光源を特定しないときは光源１０と称する。
【００２８】
光源１０は、波長域の異なる複数の光源１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｂからなり、それぞれ別個の入射開口２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂから直接又は副ライトトンネル３０を介して入射されるように形成されている。各光源１０は、１個の発光ダイオード１１から構成されるものでもよいが、図２に示すように、発光量を大きくするため同一色光を発光する複数の発光ダイオード１１を基板１２上に配列したアレイ状のものが用いられている。すなわち、光源１０として、緑色光を発光する複数の発光ダイオード１１が基板１２上にアレイ状に配列された光源１０Ｇ、この光源１０Ｇに準じた構成の赤色光を発光する光源１０Ｒ及び青色光を発光する光源１０Ｂの３種の光源が用いられている。
【００２９】
主ライトトンネル２０は、角筒状部２０Ａを主要部としている。角筒状部２０Ａは、図２及び図３から分かるように、４枚の長方形のガラス板が壁面体２２として組み合わされて、略四角形の断面形状に形成されている。壁面体２２を成すガラス板は、角部において接着固定されている。また、壁面体２２の内壁面２２ａは、反射ミラーとするために、高い反射率を持ち、角度依存性のない反射膜が施されている。反射膜としては短波長での減衰を極力抑えた耐熱銀蒸着膜が形成されている。このように構成された角筒状部２０Ａの一端側には複数の入射開口２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂが形成される一方、この角筒状部２０Ａの他端側には内壁面２２ａで反射されながら角筒状部２０Ａ内を進行してきた光を出射するための出射開口２３が形成されている。
【００３０】
入射開口２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂは、光源１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｂの数に対応する複数、すなわちこの実施の形態においては３個の入射開口２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂが設けられている。これら複数の入射開口２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂのうちの１個の入射開口２１Ｇは、角筒状部２０Ａの一端開口部を利用するものであり、この入射開口２１Ｇには緑色光を発光する光源１０Ｇが直接的に設けられている。また、他の２個の入射開口２１Ｒ，２１Ｂには、光の進行方向に向かって角筒状部２０Ａの光軸Ｃ１（Ｃ１については図４参照）に対し鋭角を成す方向から光源光を入射するように、副ライトトンネルが設けられている。なお、本発明においては、壁面体２２に形成される入射開口２１Ｒ，２１Ｂを第１入射開口といい、一端開口部を利用する入射開口２１Ｇを第２入射開口という。
【００３１】
第１入射開口を構成する入射開口２１Ｒ，２１Ｂは、上方の同一の壁面体２２に対し適宜の間隔をおいて設けられている。第１入射開口のうちの第２入射開口に近い方の入射開口２１Ｒには、副ライトトンネル３０を介して赤色光を発光する光源１０Ｒが設けられている。また、第２入射開口から遠い方の第１入射開口である入射開口２１Ｂには、副ライトトンネル３０を介して青色光を発光する光源１０Ｂが設けられている。
【００３２】
副ライトトンネル３０は、前述の角筒状部２０Ａと同様のものであって、４枚の長方形のガラス板が壁面体３２として組み合わされて、略四角形の断面形状に形成されている。また壁面体３２の内壁面３２ａには耐熱銀蒸着膜が施され反射ミラーに形成されている。したがって、このような副ライトトンネル３０に接続された光源１０Ｒ，１０Ｂから放射された光源光は、副ライトトンネル３０内で反射を繰り返しながら入射開口２１Ｇ，２１Ｂから角筒状部２０Ａ内へ入射される。また、これら入射開口２１Ｒ，２１Ｂには、透過フィルタ４０が設けられている。この透過フィルタ４０は、その出射面４０ｂが壁面体の内壁面２２ａと同一平面となるように設けられている。なお、この透過フィルタ４０における光源光の入射面４０ａには増透過コートが施されるとともに、その出射面４０ｂには当該光源光の波長域の光のみを透過し、他の波長域の光を反射するダイクロイックコートが施されていることが好ましい。
【００３３】
また、入射開口２１Ｒ，２１Ｂが開口される角筒状部２０Ａ内の空間には、図４に示すように、当該透過フィルタ４０を介して入射される当該光源１０Ｒ，１０Ｂからの光ｘ１のみを、反射面５０ｂに照射させて角筒状部２０Ａ内の光の進行方向に反射させる反射フィルタ５０が設けられている。また、この反射フィルタ５０は、非反射面５０ａから入射される他の光源からの光ｘ２を透過可能とする。すなわち、この反射フィルタ５０は、当該透過フィルタ４０を介して入射される波長域の光ｘ１のみを反射し、他の波長域の光ｘ２を透過させる材料により形成されている。なお、この反射フィルタ５０における非反射面（反射面の反対側の面）５０ａには増透過コートが施されるとともに、反射面５０ｂには当該光源１０Ｒ，１０Ｂからの光源光の波長域の光のみを反射し、他の波長域の光を透過するダイクロイックコートが施されていることが好ましい。
【００３４】
そして、反射フィルタ５０は、光源１０Ｒ，１０Ｂからの光ｘ１を角筒状部２０Ａ内へ反射させる反射面５０ｂが平面状に形成されるとともに、この反射面５０ｂが副ライトトンネル３０と同様に角筒状部２０Ａの光軸Ｃ１に対し鋭角に交わるように配置されている。より具体的には、反射フィルタ５０は、図４に示すように、反射面５０ｂの角筒状部２０Ａの光軸Ｃ１に対する角度をθ１とし、副ライトトンネル３０の角筒状部２０Ａの光軸Ｃ１に対する角度をθ２とし、副ライトトンネル３０が主ライトトンネル２０と交差する面上における主ライトトンネル２０の開口幅寸法をＷ１とし、同面上における副ライトトンネル３０の開口幅寸法をＷ２としたときに、
Ｗ１≧Ｗ２×ｔａｎθ１／ｓｉｎθ２…(式１)
なる式を満たすように形成されている。
【００３５】
このように構成すると、反射フィルタ５０における、角筒状部２０Ａの光軸方向の長さＳ１が、入射開口２１Ｒ，２１Ｂにおける、角筒状部２０Ａの光軸方向の長さＳ２より大きくなる。この場合は、入射開口２１Ｒ，２１Ｂから入射される光は、例えば図４に示す光ｘ１のように、角筒状部２０Ａ内の空間部を光の進行方向に向かうように反射している。また、このように反射した場合に、反射フィルタ５０の反射面５０ｂが光の進行方向に向かって角筒状部２０Ａの光軸Ｃ１と鋭角の角度θ１を成して傾斜して形成されているので、角筒状部２０Ａの内壁面２２ａにおける反射角度を大きくすることができ、出射開口２３からの出射光の発散角度を小さくすることができる。
【００３６】
ところで、例えば図５に示すように、θ１＞θ２となってＳ１＜Ｓ２となり、上記式を満たすことができない場合に、放射発散角度の大きい光、例えば図５における光ｘ３が入射開口２１Ｒ，２１Ｂに対面する内壁面２２ａで反射して元の光源側の方向に戻される。これにより、光源１０Ｒ，１０Ｂから放射される光源光の使用効率が低下する。
【００３７】
また、例えば図６に示すように、主ライトトンネル２０の開口幅寸法Ｗ１が小さくなって、上記式１を満たすことができなくなり、Ｓ１＜Ｓ２となる場合には、同様の現象が生じる。すなわち、図６に示すように、放射発散角度の大きい光、例えば図６における光ｘ４が入射開口２１Ｒ，２１Ｂに対面する内壁面２２ａで反射して元の光源側の方向に戻される。これにより、光源１０Ｒ，１０Ｂから放射される光源光の使用効率が低下する。
【００３８】
本実施の形態に係る照明装置１は、次のようにして、各光源１０からの光源光が集光合成されて大きな発光量の白色光として出射される。
光源１０Ｇから出射される緑色光（図１における実線矢印）は、角筒状部２０Ａと同一の光軸Ｃ１を備えており、角筒状部２０Ａの内壁面２２ａで繰り返し反射されながら出射開口２３の方へ進行する。また、この光源光は、進行経路中の入射開口２１Ｒ，２１Ｂが開口される角筒状部２０Ａの内部空間に配置されている反射フィルタ５０を透過する。この場合において、反射フィルタ５０の非反射面５０ａには増透過コートが施されている場合は、高透過率が維持される。また、この光源光の一部は、入射開口２１Ｒ，２１Ｂに配置された透過フィルタ４０の出射面４０ｂに照射されることがあるが、この透過フィルタ４０の作用により、また、この透過フィルタ４０の出射面４０ｂにダイクロイックコートが施されている場合はその作用により、出射開口２３の方へ光が進行するように支障なく反射される。
【００３９】
また、光源１０Ｒから出射される赤色光は、副ライトトンネル３０の光軸Ｃ２と同一の光軸で出射されて、副ライトトンネル３０の内壁面３２ａで反射されながら入射開口２１Ｒへ進行する。そして、この光が入射開口２１Ｒに設けられた透過フィルタ４０を透過する。そして、図４に示すように、光源１０Ｒから出射された赤色光、例えばｘ１は反射フィルタ５０の反射面５０ｂへ照射されて角筒状部２０Ａの内部へ反射される。このように角筒状部２０Ａの光軸Ｃ１に対し鋭角に交わる反射面５０ｂで反射されるため、角筒状部２０Ａの内壁面２２ａにおける反射角度が大きくなる。これにより出射開口２３から出射される出射光の発散角度が小さくなる。
【００４０】
仮に、このような反射フィルタ５０が設けられていない場合は、図５や図６において反射フィルタ５０を省略した場合を考えると判るように、入射開口２１Ｒ，２１Ｂに対面する内壁面２２ａで反射される。したがって、この場合には、複数光源からの光源光を適正に集光合成することができなくなる。
【００４１】
そして、角筒状部２０Ａ内へ反射された赤色光（図１における破線矢印）は、前述の緑色光と同様に、角筒状部２０Ａの内壁面２２ａで繰り返し反射されながら、さらに、入射開口２１Ｂが開口される角筒状部２０Ａの内部空間に設けられた反射フィルタ５０を透過して、出射開口２３の方へ進行する。この場合において、反射フィルタ５０の非反射面５０ａに増透過コートが施されている場合は、高透過率が維持される。また、この図における光の反射は、反射面５０ｂにダイクロイックコートが施されている場合について記載している。このため、一旦この反射フィルタ５０を透過した光が、内壁面２２ａで反射されて反射面５０ｂに照射される場合は、反射面５０ｂにダイクロイックコートが施されているので、この反射フィルタ５０を再透過して再び内壁面２２ａで反射されることにより結局、出射開口２３方向へ進行する。なお、この赤色光の一部も、前述の緑色光の場合と同様に、この入射開口２１Ｒよりも出射側にある入射開口２１Ｂに配置された透過フィルタ４０の出射面４０ｂに照射される。しかし、照射された赤色光は、この透過フィルタ４０の作用により、また、この透過フィルタ４０の出射面４０ｂにダイクロイックコートが施されている場合はその作用により、出射開口２３の方へ光が進行するように支障なく反射される。
【００４２】
また、光源１０Ｂから出射される青色光（図１における２点鎖線矢印）は、副ライトトンネル３０の光軸Ｃ２と同一の光軸で出射されて、副ライトトンネル３０の内壁面で反射されながら入射開口２１Ｂへ進行する。そして、この光が入射開口２１Ｂに設けられた透過フィルタ４０を透過する。そして、赤色光の場合と同様に、反射フィルタ５０の作用により、光源１０Ｂから出射された光、例えば光ｘ１は反射フィルタ５０の反射面５０ｂで反射されて、角筒状部２０Ａ内を内壁面２２ａで繰り返し反射されながら出射開口２３へ進行する。なお、この青色光についても、反射面５０ｂで反射された光は、内壁面２２ａにおける反射角度が大きくなり、出射開口２３からの発散角度が小さくなる。
【００４３】
以上のごとく構成された本実施の形態によれば次の効果を奏することができる。
（１）波長域の異なる複数の光源からの光源光は、直接又は副ライトトンネルを介しそれぞれ別個に入射開口から入射され、主ライトトンネルにより集光合成されているので、波長域の異なる複数の光源を用いて大きな発光量の照明装置を構成することができる。
【００４４】
（２）第１入射口から透過フィルタ４０を透過して入射された光源光は、角筒状部２０Ａの光軸Ｃ１に対して鋭角な角度θ１を成す反射面５０ｂにより角筒状部２０Ａ内に対し光の進行方向に向けて反射される。そのため、反射面５０ｂにより反射された光は、角筒状部２０Ａの内壁面２２ａにおいて大きな反射角度の反射を繰り返しながら出射開口２３から出射される。これにより、出射開口２３から出射される照明光の発散角度が小さくなるとともに、出射光の輝度分布が均一化される。
【００４５】
（３）第１入射開口用の光源１０Ｒ，１０Ｂは、角筒状部２０Ａと同様の構造の副ライトトンネル３０に対し取り付けられるので、基板１２に発光ダイオード１１が取り付けられた状態の光源１０Ｒ，１０Ｂの形態であっても、第１入射開口に対し光源１０Ｒ，１０Ｂの光源光を斜め方向から入射させるように容易に取り付けることができる。
【００４６】
（４）第１入射開口には、当該第１入射開口に接続される光源１０Ｒ，１０Ｂの光源光のみを選択的に透過する透過フィルタ４０が取り付けられているので、他の光源から出射された光源光の侵入が防止され、光の使用効率の低下が防止されている。
【００４７】
（５）また、この透過フィルタ４０は角筒状部２０Ａの内壁面２２ａと同一面上に形成されるとともに、その出射面４０ｂには他の光源からの光源光を反射するためのダイクロイックコートが施されている場合には、他の光源から出射された光源光が入り込むことによる光の使用効率の低下がより確実に防止される。
【００４８】
（６）また、この透過フィルタ４０における光源光の入射面４０ａには増透過コートが施されている場合には、透過率が高くなり光の使用効率がこの点からも高く維持されている。
【００４９】
（７）また、反射フィルタ５０は、前述の式１を満たすように構成されていので、第１入射開口から入射される光が第１入射開口に対面する内壁面２２ａに直接照射されることがなくなり、第１入射開口から入射される光が元の光源方向へ戻ることが防止される。したがって、第１入射開口である光源１０Ｒ，１０Ｂから出射された光源光が元の光源１０Ｒ，１０Ｂ側の方向へ戻ることを禁じるとともに、出射開口２３から出射される光の発散角度を小さくする反射フィルタ５０として、適正な形状とすることができる。
【００５０】
（８）また、反射フィルタ５０は、反射面５０ｂが副ライトトンネル３０における主ライトトンネル２０側の壁面の延長上において、角筒状部２０Ａの内部空間一杯に拡がって形成されている。したがって、第１入射開口である入射開口２１Ｒ，２１Ｂから入射される光源光が、少なくとも元の光源側の方向へ反射されることを防止することができる。また、角筒状部２０Ａの内部へ反射される光源光の角筒状部２０Ａの内壁面２２ａにおける反射角度を大きくし、出射開口２３から出射される出射光の発散角度を小さくすることができる。
【００５１】
（９）光源１０には発光ダイオード１１が用いられているので、光源１０の寿命を長くすることができるとともに、光への変換効率を高くすることができ、さらに、光源１０からの発熱量を少なくした照明装置１を提供することができる。また、光源１０Ｇ，１０Ｒ．１０Ｂは、複数の発光ダイオード１１が基板１２上にアレイ状に配置されたものであるので、発光量の小さい発光ダイオード１１を用いながら、輝度の大きい照明装置１を提供することができる。
【００５２】
（１０）また、複数の入射開口のうちの一の入射開口２１Ｇは、角筒状部２０Ａにおける出射開口２３に対向する端面に形成された第２入射開口として形成されているので、照明装置１全体としての構成を簡略化することができるとともに、その構成を簡素化及び小型化することができる。
【００５３】
（１１）角筒状部２０Ａの壁面体２２には複数の入射開口２１Ｒ，２１Ｂが形成されているので、複数の光源からの光源光を集光合成する機構が簡素化及び小型化される。
（１２）また、これら複数の入射開口２１Ｒ，２１Ｂは、同一の壁面体２２に設けられているので、入射開口２１Ｒ，２１Ｂに取り付けられる副ライトトンネルや光源が同一側となるので、角筒状部２０Ａにおける長さ方向と直角の方向の寸法を小さくすることができる。
【００５４】
（１３）また、複数の光源１０には緑色光を出射する光源１０Ｇ、赤色光を出射する光源１０Ｒ及び青色光を出射する光源１０Ｂが含まれ、これら光源からの光源光が集光合成されて白色光が出射されるように形成されているので、白色光を出射する照明装置１を構成することができる。
【００５５】
［実施の形態２］
次に、実施の形態２に係る投写型映像表示装置ついて、図７に基づき説明する。
実施の形態２に係る投写型映像表示装置は、入力される映像信号に従って赤（Ｒ），青（Ｇ），青（Ｂ）３色の色光を順次高速に切り換えて出射する照明装置１と、照明装置１から照射された出射光を集光する集光レンズ６１とを有する。また、この投写型映像表示装置は、集光レンズ６１を通して供給される照明光を光変調する光変調装置６２と、光変調装置６２で変調された変調光を映像光として投写する投写レンズ６３と、投写レンズ６３により映像光が拡大投写されるスクリーン６４とを備えている。
【００５６】
上記において、照明装置１は、構造的には前述の通りのものであるが、使用に際しては各光源１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｂを、入力される映像信号に従って順次高速に切り換えて点灯するようにしたものである。したがって、この照明装置からは、前述のように、赤（Ｒ），青（Ｇ），青（Ｂ）３色の色光が映像信号に従って順次高速に切り換えて出射される。
【００５７】
また、光変調装置６２は、反射型光変調装置であって、照明装置１から高速で切り換えられながら入射される赤（Ｒ），青（Ｇ），青（Ｂ）３色の色光を順次光変調する。
したがって、この実施の形態に係る投写型映像表示装置は、変調された映像光が投写レンズ６３を通しては赤（Ｒ），青（Ｇ），青（Ｂ）それぞれの色光の映像光として順次投写され、これによりスクリーン６４に映像が映し出されるように構成されている。
【００５８】
実施の形態２における照明装置１は、実施の形態１における照明装置を変形したものであって、前記（２）〜（１２）の効果を奏する。また、このように変形された照明装置１を用いた投写型映像表示装置は、次のような効果を奏することができる。
【００５９】
（１４）この実施の形態に係る投写型映像表示装置は、前述のように変形構成された照明装置１を用いたものであって、各光源１０として複数の発光ダイオード１１を基板１２上にアレイ状に配置したものを使用する。したがって、複数の発光ダイオード１１からの光を集光合成するため、単体としては発光量の小さい発光体を使用しながら、大きな輝度の投写型映像表示装置を提供することができる。
【００６０】
（１５）また、実施の形態に係る投写型映像表示装置は、照明装置１の光源として緑色光、赤色光及び青色光の領域の色光を放射する光源１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｂを用いるとともに、これら光源を時分割的に順次点灯してそれぞれの色光を高速に切り換えて順次出射する照明装置を用いている。そして、照明装置１から高速に切り換えて順次出射される各色光を変調して順次映像光として出射する方式であるので、簡略、かつ小型化可能な投写型映像表示装置として提供することができる。
【００６１】
（変形例）
本発明は、上記実施の形態において以下のように変更することができる。
・前記各実施の形態においては、光源１０として複数の発光ダイオード１１が基板１２上に配列されたアレイ状のものが用いられているが、これに代わり１個の発光ダイオードを用いたものとしてもよい。このような照明装置１は、発光量が少なくてもよい応用製品に用いられる。
【００６２】
・実施の形態１のような照明装置としては、波長域の異なる光源として緑色光、赤色光及び青色光の領域の色光を放射する光源１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｂを用いて白色光を出射する照明装置を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、緑色光、赤色光又は青色光を出射する照明装置として構成することもできる。この場合には、それぞれの色光の波長域内において、異なる波長域の光を放射する複数の光源を集光合成するように構成すればよい。
【００６３】
・前記各実施の形態においては、第１入射開口である入射開口２１Ｒ，２１Ｂが同一壁面体２２に設けられていたが、これを図８及び図９に示すように対向する上下の壁面体２２に設けるようにしてもよい。このように構成すると、入射開口２１Ｒと入射開口２１Ｂとの角筒状部２０Ａにおける長さ方向の間隔を同一壁面体２２に設けるよりも短くすることができる。
【００６４】
・前記各実施の形態における記載から分かるように、本発明は、透過フィルタ４０及び反射フィルタ５０は、増透過コート及びダイクロイックコートが施されていないものをも包含する。
【００６５】
・また、前記各実施の形態においては、角筒状部２０Ａの断面形状が長さ方向において均一に形成されていたが、出射開口２３に向かって断面積が大きくなるように壁面体２２をテーパ状としてもよい。このようにテーパ状とすると、壁面体２２の内壁面２２ａが光の進行方向に向かって拡がるように傾斜するため、内壁面２２ａにおける反射角度が大きくなり、出射開口から出射される出射光の発散角度が小さくなる。
【００６６】
・なお、このように壁面体２２をテーパ状にするには全長に渡り一律に拡大するテーパ状とすることが好ましいが、図８及び図９に示すように、部分的にテーパ状部としてもよい。図８は、入射開口２１Ｇから次の入射開口２１Ｒまでの間をテーパ状部２２１にした例である。また、図９は、入射開口２１Ｒと入射開口２１Ｂとの、角筒状部２０Ａにおける光の進行方向の間隔を小さくするとともに、入射開口２１Ｂの後の角筒状部２０Ａにおいて壁面体２２をテーパ状部２２２にした例である。また、テーパ状にする壁面体２２として４面全部をテーパ状にすることが最も好ましいが、対向する一対の２面をテーパ状にしたものとしてもよい。
・実施の形態２に係る投写型映像表示装置は、他の形態の投写型映像表示装置とすることができる。
【００６７】
例えば、前述の実施の形態においては、照明装置１として、光源１０Ｒ，１０Ｂ，１０Ｇを順次高速に切り換えて点灯されることにより、照明装置１から赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）が順次高速に切り換えて照射されるように構成されたものとしていた。しかし、照明装置１を実施の形態１に記す白色光を発光する照明装置１としてそのまま使用し、照明装置１から出射される白色光を、カラーホイールにより時分割的に赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）に分離し、分離された各色光を光変調装置６２により変調するようにしてもよい。
【００６８】
・また、光変調装置６２として、前記実施の形態２においは反射型光変調装置を用いていたが、これに代え液晶パネルに代表される透過型光反射型素子を用いた装置としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、種々の照明装置に適用できる他、投写型映像表示装置などの発光量の大きい照明装置を使用する装置に幅広く使用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
θ１，θ２…角度、Ｃ１，Ｃ２…光軸、Ｗ１，Ｗ２…開口幅寸法、ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４…光、１…照明装置、１０，１０Ｇ，１０Ｒ，１０Ｂ…光源、１１…発光ダイオード、１２…基板、２０…主ライトトンネル、２０Ａ…角筒状部、２１Ｇ，２１Ｒ，２１Ｂ…入射開口、２２，３２…壁面体、２２ａ，３２ａ…内壁面、２３…出射開口、３０…副ライトトンネル、４０…透過フィルタ、４０ｂ…出射面、５０…反射フィルタ、５０ｂ…反射面、２２１，２２２…テーパ状部。
【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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