(57)【要約】【課題】出射光の拡散を抑制して集光性を高め、光の利用効率の向上を図ることができる光インテグレータ装置を提供する。【解決手段】光源１から供給される光が入射される入射面２１、及び、入射面２１に対向し、光を出射する出射面２２を有する光インテグレータ２と、光インテグレータ２の出射面と近接して配置される集光体３とを備える、光インテグレータ装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から供給される光が入射される入射面、及び、前記入射面に対向し、前記光を出射する出射面を有する光インテグレータと、
前記光インテグレータの前記出射面に近接して配置される集光体とを備える、光インテグレータ装置。
【請求項２】
前記集光体は、シート状である、請求項１に記載の光インテグレータ装置。
【請求項３】
前記集光体は、光を出射する主表面に一方向に延伸する複数の列状凸部が設けられている、請求項１又は２に記載の光インテグレータ装置。
【請求項４】
前記集光体は、第１集光部材と第２集光部材とを有し、
前記第１集光部材の前記列状凸部の延伸する方向と前記第２集光部材の前記列状凸部の延伸する方向が直交する、請求項３に記載の光インテグレータ装置。
【請求項５】
前記列状凸部の頂角が、８０度以上１００度以下である、請求項３又は４に記載の光インテグレータ装置。
【請求項６】
前記列状凸部の高さが、５μｍ以上１２５μｍ以下である、請求項３〜５のいずれか１項に記載の光インテグレータ装置。
【請求項７】
前記列状凸部の平均ピッチが、１０μｍ以上２５０μｍ以下である、請求項３〜６のいずれか１項に記載の光インテグレータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光インテグレータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
投写型表示装置では、光源から出射された光をデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）或いは液晶パネル等からなる画像形成素子により変調して画像光を形成し、スクリーン上に投写する。明るさにムラの無い投写画像光を形成するためには、光軸に垂直な面内における強度分布が均一な光束を画像形成素子に導く必要がある。しかし、一般に、光源が発する光束には中央部と周辺部とで大きな強度差が存在する。このような光源からの光束の強度分布を均一化する光学素子として光インテグレータがある。
光インテグレータにはロッドインテグレータとフライアイインテグレータとがある。ロッドインテグレータは、フライアイインテグレータに比べて、投写型表示装置の小型化に対応しやすいといった利点を有し、発光素子を光源とする投写型表示装置に適している。以下、本明細書において、光インテグレータとはロッドインテグレータを意味する。
【０００３】
光インテグレータは、一般に、中実なロッドプリズムにより構成される。光源から出射された光は、収束光束として光インテグレータの入射面に導かれ、光インテグレータの内部に入射し、入射角に応じた回数だけ側面で反射される。側面での光の反射には、ガラスと空気の屈折率の差による全反射を利用するのが一般的である。これにより、光インテグレータ内に入射した光が伝播する間に光束の中央部の光と周辺部の光が交じり合い、出射面上において均一な強度分布を持った光束が得られる。
【０００４】
上記のような光インテグレータを有する投写型表示装置として、例えば、特許文献１には、光インテグレータと、光インテグレータから出射された光をＤＭＤへ導くための照明レンズとを含む照明系とを備え、ＤＭＤが照明系の光軸に対して傾くように配された投写型表示装置が開示されている。ここでは、光インテグレータの出射面が照明レンズに対して傾斜する構成とされている。そして、このような構成とすることにより、照明光の結像面とＤＭＤの面とが一致し、結像性能が向上すると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２８７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記構成のように、光インテグレータの出射面を傾斜させた場合、実際には、光源から出射される光のうち、中心角度成分の光が、傾いた出射面で屈折して光軸から反れる方向へと進み、ＤＭＤに十分照射されなくなる惧れがある。
【０００７】
本発明は、このような課題を解消するためになされたものであり、出射光の拡散を抑制して集光性を高め、光の利用効率の向上を図ることができる光インテグレータ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】
【０００８】
上記のような問題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、光インテグレータの出射面側に複数の列状凸部が設けられている集光体を備えることにより上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００９】
本発明は、以下の［１］〜［７］を提供する。
［１］光源から供給される光が入射される入射面、及び、前記入射面に対向し、前記光を出射する出射面を有する光インテグレータと、前記光インテグレータの前記出射面に近接して配置される集光体とを備える、光インテグレータ装置。
［２］前記集光体は、シート状である、［１］の光インテグレータ装置。
［３］前記集光体は、光を出射する主表面に一方向に延伸する複数の列状凸部が設けられている、［１］又は［２］の光インテグレータ装置。
［４］前記集光体は、第１集光部材と第２集光部材とを有し、前記第１集光部材の前記列状凸部の延伸する方向と前記第２集光部材の前記列状凸部の延伸する方向が直交する、［３］の光インテグレータ装置。
［５］前記列状凸部の頂角が、８０度以上１００度以下である、［３］又は［４］の光インテグレータ装置。
［６］前記列状凸部の高さが、５μｍ以上１２５μｍ以下である、［３］〜［５］のいずれかの光インテグレータ装置。
［７］前記列状凸部の平均ピッチが、１０μｍ以上２５０μｍ以下である、［３］〜［６］のいずれかの光インテグレータ装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、出射光の拡散を抑制して集光性を高め、光の利用効率の向上を図ることができる光インテグレータ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る光インテグレータ装置の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る光インテグレータの概略図（その１）である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光インテグレータの概略図（その２）である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の実施の形態に係る集光体の平面図であり、図４（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る集光体の側面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の実施の形態に係る光インテグレータ装置において集光体として集光部材を１枚配置した概略図であり、図５（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る光インテグレータ装置において集光体として集光部材を２枚配置した概略図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る集光体の列状凸部の一部を拡大した断面説明図である。
【図７】実施例における輝度の測定方法を説明するための模式図である。
【図８】光の導光軸ｚｏに対して所定の角度（θ）における輝度の測定方法を説明するための模式図である。
【図９】光の導光軸ｚｏに対して所定の角度（θ）での光量（水平（Ｈ）方向）の算出結果を示す図である。
【図１０】光の導光軸ｚｏに対して所定の角度（θ）での光量（垂直（Ｖ）方向）の算出結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［光インテグレータ装置］
本発明の実施の形態に係る光インテグレータ装置は、図１に示すように、光源１から供給される光が入射される入射面２１、及び、入射面２１に対向し、光を出射する出射面２２を有する光インテグレータ２と、光インテグレータ２の出射面２２と近接して配置される集光体３とを備える。
【００１３】
光インテグレータ装置は、図１に示すように、光源１とともに、光照射装置を構成する。光源１は、発光点が１つでもよく、２つ以上の発光点であってもよい。
【００１４】
＜光インテグレータ＞
光インテグレータ２は、光源１からの光を入射する入射面２１を有し、入射面２１に対向し、入射光を出射光として出射する出射面２２を有する。光インテグレータ２は、光源１からの入射光ＰＬ１を入射し、出射面２２から出射光ＰＬ２を出射する。
光インテグレータ２に入射した光は、入射面２１側から出射面２２方向へ伝播すると共に、伝播する光の一部が側面２３で反射し、出射面２２へと導光される。
光インテグレータ２の入射面２１に２つ以上の発光点を有する光源１からの光が入射されると、光が散乱しながら出射面２２方向へ伝播することになるので、内部で光が広がり混色性と均質性の高い光が出射面２２から出射される。
【００１５】
光インテグレータ２は、導光部材２５と、導光部材２５に保持される散乱粒子２６とを備えることが好ましい。導光部材２５の屈折率Ｎ１は、散乱粒子２６の屈折率Ｎ２と異なることが好ましい。
光インテグレータ２に入射された光は、スネルの法則によれば、屈折率の異なる媒質を通過するときに、入射する角度とは異なる角度で出射する。散乱粒子２６は、スネルの法則に従って、進行する光線の角度を変更させることで散乱させる機能を有する。導光部材２５の屈折率Ｎ１と散乱粒子２６の屈折率Ｎ２の関係は、スネルの法則に従って、差が大きくなることでより大きな拡散機能が得られるので差が大きい関係であることが好ましい。
【００１６】
散乱粒子２６の形状は、特に限定されないが、例えば、球状、円柱状、楕円柱状及び多角柱状とすることが好ましい。なかでも、散乱粒子２６の形状は、入手のしやすさの観点及びコストの観点から、球状がより好ましい。
散乱粒子２６を球状とした場合は、その粒径（粒子の直径）が小さいほど光線を曲げる角度が大きくなり、高い散乱性能が得られる。散乱粒子２６の粒径は、入射する光線の波長より大きく、その波長の１０倍以下にすることが好ましい。散乱粒子２６の直径が波長より小さいと、大きな散乱が得られる。しかし、散乱粒子２６の直径が小さいと、散乱粒子２６に光線が当たる確立が小さくなり、均質性を確保するために、散乱粒子２６の充填率を増やすことになるので生産効率の低下が問題となる。逆に、散乱粒子２６の粒径が波長の１０倍以上になると、進行する光線の角度を変更できる角度が小さくなり、所望の混色性と均質性を得るため光インテグレータ２を長くすることになるが、目的とする小型化に寄与できなくなる。
散乱粒子２６を球状以外であっても、表面に凹凸が無い場合は、概ね上記と同じことがいえる。
もちろん、散乱粒子２６の表面に波長オーダーの微細構造を設けてもよい。この場合は、形状を任意にして、散乱粒子２６の粒径を大きくしても、大きな散乱効果が得られることが期待できる。
以上の観点を考慮し、散乱粒子２６の形状、大きさ、体積比率を適宜調整すればよい。
散乱粒子２６は、光と衝突した回数に依存して透過率を低下させる。つまり、散乱粒子２６の存在率は、光と散乱粒子２６の衝突する平均的な距離である平均自由行程とに反比例する。また、光の透過率は、光と散乱粒子２６が衝突した回数分落ちるため、光と散乱粒子２６の衝突する平均的な距離である平均自由行程とに比例する。すなわち、散乱粒子２６の存在率は、明るさに反比例する。散乱粒子２６の存在率が高いと、光の利用効率が落ちるため、混色性及び均質性と効率を考慮して、散乱粒子２６の充填量を適宜決めるとよい。
【００１７】
光インテグレータ２の外形は、図２に示すように、略四角柱形状であることが好ましい。
入射面２１及び出射面２２の面積（高さＨ×幅Ｗ）は、入射する光の利用効率を良好とする観点から、入射面２１に入射する光が形成する面積と略同等とすることが好ましく、少なくとも取り付けの公差を考慮した最小のサイズとすることがより好ましい。入射面２１及び出射面２２の高さＨ、幅Ｗは、入射する光線と略同等とする場合は、取り付けの公差を考慮して、組立て時に調整することが好ましい。
入射面２１の面積（高さＨ×幅Ｗ）は、光線の取り込みを良好にする観点から、入射面２１に入射する光が形成する面積と略同等であることが好ましく、同等以上であることがより好ましい。
【００１８】
出射面２２を出射する光線の輝度は、入射面２１に入射する光が形成する面積に対して、出射面２２の面積が反比例する。つまり、入射面２１に入射する光が形成する面積に対し、出射面２２の面積を２倍にすると、出射面２２を出射する光線の輝度が半分になる。また、出射面２２の面積を大きくすると閉じ込めの効果が落ち、混色性能も小さくなる。このため、散乱粒子２６の存在率を増加する必要があり、光の利用効率及び輝度がさらに劣化する。
出射面２２の面積は、入射面２１に入射する光が形成する面積と略同等にして調整するか、組立ての公差を考慮して少なくとも２倍以下に設定することが好ましい。
【００１９】
入射面２１及び出射面２２の幅Ｗと高さＨの関係が幅Ｗ＞高さＨである場合、混色性及び均質性を向上させる観点から、長さＬは、幅Ｗの３倍以上とすることが好ましく、幅Ｗの４倍以上とすることがより好ましく、幅Ｗの５倍以上とすることがさらに好ましい。幅Ｗの３倍を越える長さＬに設定した場合は、散乱粒子２６の存在率を減らす調整をすることで、混色性及び均質性を満たしたままで光の利用効率を維持できる。
【００２０】
入射面２１及び出射面２２は、略平行にすることが好ましい。入射面２１及び出射面２２が略平行であることにより、入射面２１に垂直に入射する光の平均角度を保ったまま光の入出射が可能となり、光の利用効率を維持することができる。
【００２１】
光インテグレータ２の外形は、図３に示すように、略錐台形状とすることもできる。ここでの略錐台形状とは、多角錐台及び円錐台等をいう。なお、四角錐台形状の対向する斜面が、１組平行であっても広義に略錐台形状とする。光インテグレータ２の外形は、略錐台形状のなかでも入射面２１の幅Ｗ１と出射面２２の幅Ｗ２の関係が幅Ｗ１＜幅Ｗ２であり、入射面２１の高さＨ１と出射面２２の高さＨ２の関係が高さＨ１＜高さＨ２である略四角錐台形状であることで、光インテグレータ２の外周面（側面２３）からの光漏れ防止ができ、出射光を集光して出射する狭角化をすることができるため好ましい。
【００２２】
光インテグレータ２は、以下に説明する材料及び工法によって得ることができる。
【００２３】
導光部材２５は、光を伝搬する観点から、透明度の高い材料であれば特に限定はない。
導光部材２５の材料としては、特に限定はなく、例えば、アクリル系の光硬化樹脂、エポキシ系の熱硬化性樹脂、アクリル及びポリカーボネイト等の熱可塑性樹脂、ガラス等を使用することができる。導光部材２５の材料としては、固形の散乱粒子２６を使用する際に散乱粒子２６との混合が容易である観点、硬化後に冷却及び乾燥等の工程を必要としないため作業効率が向上する観点、及び、所定の形状に加工しやすい観点から、光硬化性樹脂が好ましい。導光部材２５の材料としては、中でも、アクリル系の光硬化樹脂を使用すると透過率が高く、光の利用効率を高めることが可能となるためより好ましい。
【００２４】
散乱粒子２６は、光を散乱させるために、導光部材２５と屈折率差があることを要し、光の利用効率の低下を抑制して散乱の効果も得やすいという観点から、導光部材２５と散乱粒子２６との間で屈折率差が０．００１以上であることが好ましく、０．００３以上であることがより好ましく、０．００５以上であることがさらに好ましい。また、散乱粒子２６は、導光部材２５との比重を近接させやすくなり、導光部材２５に混合させるのが容易である観点から、導光部材２５と散乱粒子２６との間で屈折率差が０．０１５以下であることが好ましく、０．０１３以下であることがより好ましく、０．０１０以下であることがさらに好ましい。ここで、導光部材２５と散乱粒子２６の屈折率を比較したときに、どちらの屈折率が大きくてもよい。
【００２５】
散乱粒子２６の粒径は、光の散乱を抑制して、光の取り出し効率の低下を抑制する観点から、０．３μｍ以上であることが好ましく、０．５μｍ以上であることがより好ましく、０．８μｍ以上であることがさらに好ましい。また、散乱粒子２６の粒径は、適切な光の散乱を得る観点から、５．０μｍ以下であることが好ましく、４．５μｍ以下であることがより好ましく、４．０μｍ以下であることがさらに好ましい。
散乱粒子２６の粒径は、略均一である方が望ましいが、９０％以上の粒子が上記粒径範囲内に含まれていれば所望の効果を得られるため問題ない。
なお、平均粒径とは、ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ  ＵＰＡ（粒度分析計、Ｌｅｅｄｓ  ＆  Ｎｏｒｔｈｒｕｐ社製、「ＭＩＣＲＯＴＲＡＣ」及び「ＵＰＡ」は登録商標）を用いて、レーザ光法（ダイナミックレーザ光散乱）によって測定され得る体積平均粒径（ｄ５０値）を意味する。
【００２６】
散乱粒子２６は、透明度の高く、上述の屈折率を有する材料であれば特に限定はない。
散乱粒子２６の材料としては、特に限定はなく、例えば、架橋ポリスチレン粒子、プラスチック粒子及びガラス粒子等を使用することができる。
【００２７】
導光部材２５と散乱粒子２６を一体化する工法の一例を以下に示す。
まず、液状の導光部材２５を用意する。次いで、導光部材２５と散乱粒子２６を混合させ、それを所定の形状に成形し光硬化させることで得られる。
その他の工法としては、熱プレス、射出成形及び削りだし等の工法でも製作可能である。中でも液状の導光部材２５を用いると、散乱粒子２６を容易に混合させることができるため好ましく、導光部材２５に散乱粒子２６を混合させた状態も液状であると、所定の形状に加工しやすいためより好ましい。
製品形状作製時には、製品の高さの板を製作後に外周を切断して製品サイズにしてもよいし、製品サイズの空間を持つ型を製作して、型に樹脂を流し込んで硬化させて製作してもよい。
【００２８】
＜集光体＞
集光体３は、光インテグレータ２の出射面２２に近接して配置される。ここで、「近接」とは、光インテグレータ２の出射面２２から０．１ｍｍ以下の距離をいう。集光体３は、光インテグレータ２の出射面２２からの光の漏れを防ぐために、光インテグレータ２の出射面２２にできる限り近い距離に配置されることが好ましい。具体的には、集光体３は、光インテグレータ２の出射面２２から０．０７ｍｍ以下に配置することが好ましく、光インテグレータ２の出射面２２から０．０３ｍｍ以下に配置することがより好ましく、光インテグレータ２の出射面２２に接して配置されていることがさらに好ましい。
集光体３としては、特に限定されず、例えば、プリズムシート等のシート状であることが好ましい。集光体３がシート状であることで、光インテグレータ装置の小型化に寄与することができる。
集光体３の面積は、光インテグレータ装置の小型化への寄与の観点、及び、集光性を高める観点から、光インテグレータ２の出射面２２の面積に対して、０．５倍以上２．０倍以下であることが好ましく、０．８倍以上１．７倍以下であることがより好ましく、１．０倍以上１．５倍以下であることがさらに好ましい。
【００２９】
集光体３は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、光を出射する主表面に一方向に延伸する複数の列状凸部３１が設けられている。
集光体３に設けられる列状凸部３１の数は特に限定されず、設計及びサイズ等に応じて適宜決定することができる。
【００３０】
列状凸部３１は、入射面２１側から出射面２２へと導光された光を、光の導光軸（導光方向の中心軸）ｚｏ方向に集光させる機能を有する。
この機能により、入射面２１には光の導光軸ｚｏに対して広角度の光が入射しても、出射面２２からは導光軸ｚｏに対する角度が縮小された光が多く出射されるようになる。つまり、入射面２１からは広角度の入射光も導入できる一方、出射面２２から角度の広がりが抑制された出射光を得ることができる。これにより、光源から光を入射させるための大きな集光反射鏡や、出射光を集光するレンズに頼らずに、光を効率良く集光および導光することができ、また、コリメート光学系を設置しなくても、射出光の方向均一性を高めることができる。このことは、高い光利用効率を確保しつつ、投写型表示装置全体を小型化及び低コスト化するのに非常に有効である。
【００３１】
集光体３は、図５（ａ）に示すように、１つの集光部材による構成であってもよいが、複数の集光部材による構成であってもよい。集光体３が複数の集光部材による構成である場合としては、例えば、図５（ｂ）に示すように、第１集光部材３ａと第２集光部材３ｂとを順に有する構成とすることが好ましい。集光体３を複数の集光部材による構成とすることで、出射光の拡散を抑制して、集光性を高めることができる。
また、集光体３は、図５（ｂ）に示すように、第１集光部材３ａと第２集光部材３ｂとを有する構成である場合、第１集光部材３ａの列状凸部の延伸する方向と第２集光部材３ｂの列状凸部の延伸する方向が直交する構成であることが好ましい。集光体３が当該構成であることで、２方向（垂直方向及び水平方向）における出射光の拡散を抑制して、集光性をより高めることができる。
【００３２】
列状凸部３１の頂角（図６の「ａ」で示す角度）は、８０度以上１００度以下であることが好ましく、８５度以上９５度以下であることがより好ましく、９０度であることがさらに好ましい。列状凸部３１の頂角を上記範囲とすることで、出射光の拡散を抑制して、集光性を高めることができる。
【００３３】
列状凸部３１の高さ（図６に「ｈ」で示す高さ、即ち、列状凸部３１の底部から頂部までの高さ）は、５μｍ以上１２５μｍ以下であることが好ましい。７μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましく、８μｍ以上７５μｍ以下であることがさらに好ましく、１０μｍ以上３０μｍ以下であることがよりさらに好ましい。列状凸部３１の高さを上記範囲とすることで、出射光の拡散を抑制して、集光性を高めることができる。
【００３４】
列状凸部３１の平均ピッチ（図６に「Ｘ」で示す距離、即ち、隣り合う列状凸部３１の各頂点の直線距離）は、１０μｍ以上２５０μｍ以下であることが好ましい。１４μｍ以上２００μｍ以下であることがより好ましく、１６μｍ以上１５０μｍ以下であることがさらに好ましく、２０μｍ以上６０μｍ以下であることがよりさらに好ましい。列状凸部３１の平均ピッチを上記範囲とすることで、出射光の拡散を効果的に抑制して、集光性を高めることができる。
【実施例】
【００３５】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されない。
【００３６】
［光インテグレータの作製］
光インテグレータ２は、長さＬが４．１５ｍｍ、高さＨが１．０５ｍｍ、幅Ｗが１．０５ｍｍの四角柱の形状とした（図２参照）。光インテグレータ２は、透明度の高い屈折率１．４９である導光部材２５に、透明度の高い屈折率１．５９である散乱粒子２６を散在させた。散乱粒子２６の体積は、光インテグレータ２の体積に対して０．６％とした。
導光部材２５として、日立化成株式会社製ヒタロイド９５０１（商品名「ヒタロイド」、登録商標）を使用した。これは、ウレタンアクリレート系の光硬化樹脂である。
散乱粒子３１として、積水化成品工業株式会社製テクポリマーＳＳＸ−３０２ＡＢＥ（商品名「テクポリマー」、登録商標）を使用した。これは、架橋ポリスチレン樹脂でできた微粒子であり、形状は球形、平均粒径は２μｍで、全体の略９５％の粒子が平均粒径と０．５μｍ以内の差である単分散粒子である。
【００３７】
光インテグレータ２の作製方法について以下に示す。
まず、導光部材２５としての光硬化樹脂である媒質中に、全体の体積の０．６％の微粒子（散乱粒子２６）を入れ、攪拌棒にて約１０分間攪拌した。攪拌後４時間以上の自然放置により、十分に脱泡する。底面及び側面を金属板で囲むことにより、長さ５０ｍｍ、幅７ｍｍ、深さ１．０５ｍｍの空隙を作り、そこに樹脂を流し込み、上からガラス板を被せた。このとき、内部に空気が入らないようにする。
その後、ガラス板越しにＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）ランプを照射させ、光硬化樹脂である導光部材２５を十分に硬化させた。
その後、硬化した製品を取り出して、接着層付き透明基板（接着材厚み；３０μｍ、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、フィルム厚み；１００μｍの積層体）に貼り付け、リング状のＳＵＳ４０３からなる枠冶具を貼り付けた後、ダイサー（ＤＡＣ５５２、株式会社ディスコ製）にて長さＬが４．１５ｍｍ、高さＨが１．０５ｍｍ、幅Ｗが１．０５ｍｍに切り出した。ダイサーで側面を加工するときには、長さ方向に平行に刃を送り加工した。側面は、粒径；＃５０００のダイシングブレードを用い、回転数；３０，０００ｒｐｍ（３０，０００ｍｉｎ−１）、切削速度；０．５ｍｍ／ｓの条件で加工し、光入出力面は、粒径；＃３０００のダイシングブレードを用い、回転数；３０，０００ｒｐｍ（３０，０００ｍｉｎ−１）、切削速度；０．５ｍｍ／ｓの条件で加工した。
【００３８】
（実施例１）
実施例１の光インテグレータ装置は、作製した光インテグレータ２の出謝面側に、集光体３として平均ピッチ５０μｍである複数の列状凸部３１が設けられている集光部材（プリズムシート）を１枚配置した。プリズムシートに設けられている列状凸部３１の延伸する方向を水平（Ｈ）方向とした（図５（ａ）参照）。
【００３９】
（実施例２）
実施例２の光インテグレータ装置は、作製した光インテグレータ２の出謝面側に、集光体３として平均ピッチ５０μｍである複数の列状凸部３１が設けられている集光部材（プリズムシート）を２枚配置した。１枚目のプリズムシートに設けられている列状凸部３１の延伸する方向を水平（Ｈ）方向とし、２枚目のプリズムシートに設けられている列状凸部３１の延伸する方向を垂直（Ｖ）方向とした（図５（ｂ）参照）。
【００４０】
（比較例１）
比較例１の光インテグレータ装置は、集光体３を配置しない、作製した光インテグレータ２のみとした。
【００４１】
［輝度測定］
図７に示すように、ＬＥＤ光源１１及び拡散シート１２からなる光源１から発する光を、上記で得られた光インテグレータ２に入射し、光インテグレータ２（比較例１）又は集光体３（実施例１、２）からの出射光を輝度計４０で測定した。
光源１と光インテグレータ２は、回転ステージ５０の上に配置した。
輝度計５０は、コニカミノルタ株式会社製「ＣＡ−１５００（商品名）」を使用した。
【００４２】
θ＝０°で輝度測定を行い比較例１の測定結果を１００として換算した結果と、出射光の半値全幅(ＦＷＨＭ)を求めた結果を下記表１に示す。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
表１に示すように、出射面に集光体を設けることにより、光インテグレータの出射面から出射される出射光の拡散を抑制して集光性を高めることができることが確認できた。また、集光体が１枚より２枚とした方が、集光性を高めることができることが確認できた。
【００４５】
図７の回転ステージ５０を回転させて、図８に示すθを−７０°〜７０°まで、１０°刻みで輝度測定を行い、下記式にて光度を算出した結果を図９、図１０に示す。
発光面の光度＝（発光面面積）×（発光面平均輝度）
【００４６】
図９、図１０に示すように、出射面に集光体を設けることにより、特に正面方向で光度が向上することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
出射面から出射される出射光の拡散を抑制して集光性を高め、光の利用効率の向上を図ることができる本発明の光インテグレータは、光源ユニット、照明、ヘッドアップディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、ビューファインダー、画像投影装置、各種光学装置などの幅広い分野に適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１…光源
１１…ＬＥＤ光源
１２…拡散シート
２…光インテグレータ
２１…入射面
２２…出射面
２３…側面
２４…凸部
２５…導光部材
２６…散乱粒子
３…集光部
３ａ…第１集光部材
３ｂ…第２集光部材
３１…列状凸部
４０…輝度計
５０…回転ステージ
ｚｏ…導光軸（導光方向の中心軸）
【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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