(57)【要約】【課題】光効率が高く且つ光量変動の少ない照明を得ること。【解決手段】ＬＥＤチップ２０と保持ガラス１１とを上記ＬＥＤチップ２０の出射面と平行に且つ所定の間隔を保つようにホルダ１０で保持し、上記保持ガラス１１の上記ＬＥＤチップ２０に対向する面と同じ側に、中密のテーパロッド３０を、上記ＬＥＤチップ２０からの拡散光が出射するその出射端３０Ｂで、光透過性の接着剤により接着固定することで、ＬＥＤチップ２０とテーパロッド３０との間の位置変化を抑制する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
拡散光を出射面から放射する発光体と、
前記発光体の出射面に近接し前記拡散光が入射する入射端、
この入射端に入射した入射光が出射する、前記入射端よりも広い面積を有する出射端、及び
前記入射端と前記出射端との間に位置し、前記入射光を反射させながら前記出射端まで伝達するテーパ状反射面を有するテーパ部、
からなる導光手段と、
前記発光体と前記導光手段とを一体的に保持する保持手段と、
を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記保持手段は、前記導光手段の前記入射端または前記出射端に接する透光性保持部材で、前記導光手段を保持することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記透光性保持部材は、少なくとも一つの前記導光手段と接着固定されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記保持手段は、
前記導光手段の前記テーパ部の側面を接触保持するとともに、
少なくとも一つの前記導光手段を前記出射端側から前記透光性保持部材によって前記入射端の方向に押圧する、
ことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記保持手段は、前記導光手段の前記テーパ部の側面を点接触により保持することを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記保持手段は、前記導光手段の前記テーパ部と一体的に形成された支持部により前記導光手段を保持することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記支持部は、前記導光手段の前記入射端または前記テーパ部からの光を反射させながら伝達する機能を有することを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記導光手段は、前記入射端から入射した光を全反射により前記出射端に伝達することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項９】
前記導光手段の側面と前記保持手段との間に、前記導光手段よりも屈折率の低い低屈折率物質を介在させることを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記低屈折率物質は、前記導光手段と前記保持手段とを接着固定することを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記保持手段と接触する前記導光手段の側面に金属膜を設けたことを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記保持手段と接触する前記導光手段の側面に、前記導光手段よりも屈折率の低い低屈折率膜と金属膜とを順に設けたことを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記導光手段は、
側面が反射ミラーからなる中空構造であり、
前記入射端から入射した光を反射により前記出射端に伝達する、
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れかに記載の照明装置の前記導光手段の前記出射端からの光を集光する照明レンズと、
この照明レンズの後側焦点位置近傍に配置した画像表示手段と、
を具備することを特徴とする表示装置。
【請求項１５】
前記照明レンズは、更に、前記導光手段の前記出射端が前側焦点位置となるように配置したことを特徴とする請求項１４に記載の表示装置。
【請求項１６】
前記画像表示手段の対角寸法を２Ｗ、前記照明レンズの焦点距離をＬとしたとき、
前記導光手段の前記出射端から放射する光線の最大角度をｔａｎ−１（Ｗ／Ｌ）以上とした、
ことを特徴とする請求項１４又は１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１３の何れかに記載の照明装置の前記導光手段の前記出射端の近傍に配置した画像表示手段と、
前記画像表示手段の画像を投影面に結像させる投影光学手段と、
を具備することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光利用効率が高く光量変動の少ない照明装置、及び、それを用いて画像を投影表示する表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、投影表示装置などに使用される指向性の高い照明装置として、特許第３１５９９６８号公報や特許第３０４８３５３号公報に、拡散光を出射するＬＥＤとテーパロッドとを備えた例が開示されている。
【０００３】
これは、図９の（Ａ）に示すように、テーパロッド１の小径開口にＬＥＤ光源２が近接して配置され、テーパロッド１の小径開口から該テーパロッド１に入射した光は、該テーパロッド１の内表面を全反射するように伝達される際に小角度に変換されて該テーパロッド１の大径開口から投影レンズ３に向けて出射するので、入射光線の許容される角度の狭いライトバルブを使用した投影表示装置に利用可能な照明装置が得られるというものである。
【０００４】
ところで、ロッド形状をした光学部品の保持方法に関しては、特開平８−２２７０３４号公報や特開平１０−２５３９２３号公報に開示されている。特開平８−２２７０３４号公報では、長期間に亘る位置決め精度の確保と熱応力を逃がすという課題に対して、図９の（Ｂ）に示すように、マスク機能を兼ねた支持部材４とバネ５でロッドインテグレータ６側面を付勢する構造が開示されている。また、特開平１０−２５３９２３号公報では、高温となるロッドインテグレータの支持部材の耐熱性確保と構造上の保持精度確保という課題に対して、側面からバネ部材を用いて金属板からなる支持部材にロッドインテグレータを付勢すると同時に、入射端面の一部にバネ部材を引っ掛けて光軸方向にロッドインテグレータを付勢する構造が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
テーパロッドは、特許第３１５９９６８号公報や特許第３０４８３５３号公報に記載されているように、該テーパロッドに入射する光線の角度を小角度に変換する機能を有する。ところで、この角度変換の特性はテーパロッドの形状に依存する。即ち、角度変換の基本変換比は入射端の光軸に垂直な寸法に対する出射端の光軸に垂直な寸法の比で決まり、この比が大きいほど角度変換の基本変換比が大きくなり、より小角度に変換することができる。また、この角度変換の基本変換比に対するばらつきは、入射端の光軸に垂直な方向の寸法に対するテーパロッドの長さの比で決まり、この比が大きいほどばらつきの少ない均質な角度変換が行える。従って、入射端が小さいほど、同じ角度変換の機能を保ったままテーパロッド全体を小さくすることができる。
【０００６】
一方、ＬＥＤは拡散光を放射する面光源であるので、ＬＥＤからの拡散光をできるだけ多くテーパロッドに取り込むには、ＬＥＤの出射面の各点からテーパロッドの入射端を見込む角度を十分大きくすれば良い。従って、テーパロッドの入射端の寸法をＬＥＤの出射面の寸法に対して十分大きくすれば良いが、前述のように所望の角度変換の機能を得るにはテーパロッドが非常に大きくなってしまうという問題がある。従って、取り込む光量を多くし、テーパロッド全体の寸法を小さくするためには、入射端の寸法をＬＥＤの出射面の寸法に近づけると同時に、入射端をＬＥＤの出射面に近接して配置する必要があり、この場合、ＬＥＤの出射面とテーパロッドの入射端の僅かな位置の変化が、取り込み光量の大きな変化となってしまうという課題がある。
【０００７】
さらに、テーパロッドを使用した場合、従来の平行なロッドインテグレータのように側面からの付勢により保持しようとすると、テーパ形状をしているために大径開口側に抜け易いという課題があり、特に長期間の使用に対して振動や繰り返される熱応力などにより位置ずれが発生し、取り込み光量の変化が発生してしまう。また、抜けを防ぐために入射端や出射端で光軸方向にも付勢しようとした場合、付勢部材により光が遮られて効率が低下するといった課題がある。
【０００８】
しかし、特許３１５９９６８号公報や特許第３０４８３５３号公報には、商品化する際の様々な課題に対する記載が無く、特に、ＬＥＤとテーパロッドを近接して配置するにあたっての具体的な保持方法に関する記載が無いだけではなく、テーパロッドの保持の難しさを解決する開示も無い。さらに、特開平８−２２７０３４号公報や特開平１０−２５３９２３号公報においても、上述した課題に対する解決法は何ら示されていない。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、光効率が高く、且つ、光量変動の少ない、照明装置及びそれを用いた表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明による照明装置は、
拡散光を出射面から放射する発光体と、
上記発光体の出射面に近接し上記拡散光が入射する入射端、
この入射端に入射した入射光が出射する、上記入射端よりも広い面積を有する出射端、及び
上記入射端と上記出射端との間に位置し、上記入射光を反射させながら上記出射端まで伝達するテーパ状反射面を有するテーパ部、
からなる導光手段と、
上記発光体と上記導光手段とを一体的に保持する保持手段と、
を具備することを特徴とする。
【００１１】
即ち、請求項１に記載の発明の照明装置によれば、拡散光を放射する発光体と導光手段とを一体的に保持する保持手段により、発光体と導光手段の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明による照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、上記保持手段は、上記導光手段の上記入射端または上記出射端に接する透光性保持部材で、上記導光手段を保持することを特徴とする。
【００１３】
即ち、請求項２に記載の発明の照明装置によれば、透光性保持部材で導光手段の入射端または出射端を保持するので、入射端または出射端の保持による光量損失を防ぐことができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明による照明装置は、請求項２に記載の照明装置において、上記透光性保持部材は、少なくとも一つの上記導光手段と接着固定されていることを特徴とする。
【００１５】
即ち、請求項３に記載の発明の照明装置によれば、透光性保持部材を光路以外で固定できるので、光の損失なく簡単な構造で導光手段を保持することができる。また、一つの透光性保持部材で複数の導光手段を保持できるので、複数の導光手段を正確に位置決めできると同時に位置の変化を抑制できる。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明による照明装置は、請求項２に記載の照明装置において、上記保持手段は、
上記導光手段の上記テーパ部の側面を接触保持するとともに、
少なくとも一つの上記導光手段を上記出射端側から上記透光性保持部材によって上記入射端の方向に押圧する、
ことを特徴とする。
【００１７】
即ち、請求項４に記載の発明の照明装置によれば、導光手段のテーパ部側面と出射端の透光性保持部材で該導光手段を保持するので、導光手段の入射端を保持することなく簡単な構造で安定した保持ができる。また、導光手段が複数の場合でも一つの透光性保持部材で複数の導光手段を保持できるので、保持機構の部品数を少なく構成することができる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明による照明装置は、請求項４に記載の照明装置において、上記保持手段は、上記導光手段の上記テーパ部の側面を点接触により保持することを特徴とする。
【００１９】
即ち、請求項５に記載の発明の照明装置によれば、導光手段と保持手段との接触面積を小さくできるので、接触部分から漏れて散乱する光を少なくすることができ、導光手段の保持による光量損失を低減することができる。
【００２０】
また、請求項６に記載の発明による照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、上記保持手段は、上記導光手段の上記テーパ部と一体的に形成された支持部により上記導光手段を保持することを特徴とする。
【００２１】
即ち、請求項６に記載の発明の照明装置によれば、導光手段と支持部が一体的に構成されているので、テーパ部の形状に関わり無く安定した保持ができる。
【００２２】
また、請求項７に記載の発明による照明装置は、請求項６に記載の照明装置において、上記支持部は、上記導光手段の上記入射端または上記テーパ部からの光を反射させながら伝達する機能を有することを特徴とする。
【００２３】
即ち、請求項７に記載の発明の照明装置によれば、導光手段の支持部が光を伝達するので、支持部による光路の延長や折り曲げができ、導光手段を所望の形状に変形することができる。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明による照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、上記導光手段は、上記入射端から入射した光を全反射により上記出射端に伝達することを特徴とする。
【００２５】
即ち、請求項８に記載の発明の照明装置によれば、全反射により光を反射するので、導光手段内部での光量損失を低減することができる。
【００２６】
また、請求項９に記載の発明による照明装置は、請求項８に記載の照明装置において、上記導光手段の側面と上記保持手段との間に、上記導光手段よりも屈折率の低い低屈折率物質を介在させることを特徴とする。
【００２７】
即ち、請求項９に記載の発明の照明装置によれば、導光手段と低屈折率物質との界面で全反射するので、保持手段との接触部分から漏れて散乱する光を防ぐことができ、導光手段の保持による光量損失をなくすことができる。
【００２８】
また、請求項１０に記載の発明による照明装置は、請求項９に記載の照明装置において、上記低屈折率物質は、上記導光手段と上記保持手段とを接着固定することを特徴とする。
【００２９】
即ち、請求項１０に記載の発明の照明装置によれば、低屈折率物質によって導光手段と保持手段とを接着固定するので、導光手段の光量損失を防ぐと同時に導光手段の位置ずれ防止を簡単な構成で実現できる。
【００３０】
また、請求項１１に記載の発明による照明装置は、請求項８に記載の照明装置において、上記保持手段と接触する上記導光手段の側面に金属膜を設けたことを特徴とする。
【００３１】
即ち、請求項１１に記載の発明の照明装置によれば、金属膜により反射するので、保持手段と接触する部分に入射する光の入射角によらず保持手段との接触部分からの光の漏れを防ぐことができ、入射角の大きな部分において導光手段の保持による光量損失を低減することができる。
【００３２】
また、請求項１２に記載の発明による照明装置は、請求項８に記載の照明装置において、上記保持手段と接触する上記導光手段の側面に、上記導光手段よりも屈折率の低い低屈折率膜と金属膜とを順に設けたことを特徴とする。
【００３３】
即ち、請求項１２に記載の発明の照明装置によれば、導光手段側面に内部から入射する光の入射角が小さい場合は低屈折率膜と導光手段の界面で全反射し、また、上記入射角が大きい場合は金属膜により反射するので、保持手段と接触する部分に入射する光の入射角によらず保持手段との接触部分からの光の漏れを防ぐことができると同時に、入射角の小さい光に対して光量損失を無くすことができるので、導光手段の保持による光量損失を低減することができる。
【００３４】
また、請求項１３に記載の発明による照明装置は、請求項１に記載の照明装置において、上記導光手段は、
側面が反射ミラーからなる中空構造であり、
上記入射端から入射した光を反射により上記出射端に伝達する、
ことを特徴とする。
【００３５】
即ち、請求項１３に記載の発明の照明装置によれば、導光手段の側面が反射ミラーであるので、導光手段の側面を保持手段で接着保持しても反射特性に対する影響が無く、保持構造が簡単に構成できる。
【００３６】
また、請求項１４に記載の発明による表示装置は、
請求項１乃至１３の何れかに記載の照明装置の上記導光手段の上記出射端からの光を集光する照明レンズと、
この照明レンズの後側焦点位置近傍に配置した画像表示手段と、
を具備することを特徴とする。
【００３７】
即ち、請求項１４に記載の発明の表示装置によれば、導光手段の出射端から放射された光は、該出射端からの放射位置に関わらず照明レンズの後側焦点位置で一定の範囲に集光することができるので、画像表示手段を効率良く照明することができ明るい表示画像が得られる。
【００３８】
また、請求項１５に記載の発明による表示装置は、請求項１４に記載の表示装置において、上記照明レンズは、更に、上記導光手段の上記出射端が前側焦点位置となるように配置したことを特徴とする。
【００３９】
即ち、請求項１５に記載の発明の表示装置によれば、導光手段の出射端から放射された光を放射位置に関わらず照明レンズの後側焦点位置で一定の範囲に集光することができると同時に、集光した照明範囲内での光の入射角度分布を小さくできるので、特に入射角依存性の大きい画像表示手段を効率良く照明することができ、ムラの無い明るい表示画像が得られる。
【００４０】
また、請求項１６に記載の発明による表示装置は、請求項１４又は１５に記載の表示装置において、
上記画像表示手段の対角寸法を２Ｗ、上記照明レンズの焦点距離をＬとしたとき、
上記導光手段の上記出射端から放射する光線の最大角度をｔａｎ−１（Ｗ／Ｌ）以上とした、
ことを特徴とする。
【００４１】
即ち、請求項１６に記載の発明の照明装置によれば、導光手段の出射端から放射される光を、画像表示手段の大きさに対して有効に照射することができる。
【００４２】
そして、請求項１７に記載の発明による表示装置は、
請求項１乃至１３の何れかに記載の照明装置の上記導光手段の上記出射端の近傍に配置した画像表示手段と、
上記画像表示手段の画像を投影面に結像させる投影光学手段と、
を具備することを特徴とする。
【００４３】
即ち、請求項１７に記載の発明の表示装置によれば、簡単な構成で画像を投影する光効率の高い表示装置が実現できる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００４５】
［第１の実施の形態］
図１の（Ａ）は、本発明の照明装置の第１の実施の形態の構成を示す断面図である。
【００４６】
即ち、本実施の形態においては、保持手段としてのホルダ１０には、発光体としてのＬＥＤチップ２０と透光性保持部材としての保持ガラス１１とがＬＥＤチップ２０の出射面と平行に且つ所定の間隔を保つように保持されている。上記保持ガラス１１の上記ＬＥＤチップ２０に対向する面には、導光手段としての中密のテーパロッド３０が、上記ＬＥＤチップ２０からの拡散光が出射するその出射端３０Ｂで、光透過性の接着剤により接着固定されている。この場合、該テーパロッド３０は、その入射端３０Ａの中央が上記ＬＥＤチップ２０の出射面の中央に対応するように、その出射端３０Ｂ全面が上記保持ガラス１１と接着されている。
【００４７】
即ち、上記テーパロッド３０は、上記ＬＥＤチップ２０からの拡散光が入射する入射端３０Ａと、該入射端３０Ａと平行で且つ該入射端３０Ａよりも広い面積を有し、上記入射端３０Ａから入射した上記ＬＥＤチップ２０からの光を出射する出射端３０Ｂと、上記入射端３０Ａと上記出射端３０Ｂとをつなぐテーパ部３０Ｃとからなるものである。上記入射端３０Ａから入射した拡散光のうち小さい角度のものは、上記テーパ部３０Ｃで全反射することなく上記出射端３０Ｂから出射する。また、大きい角度のものは、上記テーパ部３０Ｃで全反射して小さい角度に変換されて上記出射端３０Ｂより出射する。
【００４８】
なお、本実施の形態及び以下の各実施の形態において、上記テーパロッド３０の断面形状は特に限定するものではなく、円形であっても良いし、矩形、その他多角形であっても良い（断面形状が特定される場合には、その都度、その旨を記載する）。
【００４９】
而して、このような構成の照明装置によれば、保持手段としてのホルダ１０により、発光体としてのＬＥＤチップ２０と導光手段としてのテーパロッド３０とを一体的に保持することで、発光体と導光手段との間の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【００５０】
また、透光性保持部材としての保持ガラス１１で導光手段としてのテーパロッド３０の出射端３０Ｂを保持するので、該出射端３０Ｂの保持による光量損失を防ぐことができる。
【００５１】
さらに、透光性保持部材としての保持ガラス１１を光路以外で固定できるので、光の損失無く簡単な構造で導光手段としてのテーパロッド３０を保持することができる。
【００５２】
また、全反射により光を反射するので、導光手段としてのテーパロッド３０内部での光量損失を低減することができる。
【００５３】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００５４】
図１の（Ｂ）は、本発明の照明装置の第２の実施の形態の構成を示す断面図である。
【００５５】
上記第１の実施の形態と異なる所は、発光体としてのＬＥＤチップ２０と導光手段としてのテーパロッド３０とが各々２つであること、及び、上記２つのテーパロッド３０は透光性保持部材としての保持ガラス１１の上記２つのＬＥＤチップ２０に対向する面とは反対側の面に、それらテーパロッド３０の入射端３０Ａで接着固定されていることである。
【００５６】
而して、本第２の実施の形態の照明装置によれば、上記第１の実施の形態と同様に、保持手段により発光体と導光手段とを一体的に保持することで、発光体と導光手段との間の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【００５７】
また、透光性部材で導光手段の入射端を保持するので、入射端の保持による光量損失を防ぐことができる。
【００５８】
更に、上記第１の実施の形態と同様に、透光性保持部材を光路以外で固定できるので、光の損失無く簡単な構造で導光手段を保持することができる。また、特に、本第２の実施の形態では、一つの透光性保持部材（保持ガラス１１）で複数の導光手段（テーパロッド３０）を保持できるので、複数の導光手段を正確に位置決めできると同時に位置の変化を抑制できる。
【００５９】
また、上記第１の実施の形態と同様に、全反射により光を反射するので、導光手段内部での光量損失を低減することができる。
【００６０】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００６１】
図１の（Ｃ）は、本発明の照明装置の第３の実施の形態の構成を示す斜視図である。
【００６２】
即ち、本実施の形態においては、導光手段であるテーパロッドを、その断面形状が円形の円形テーパロッド３１としたものである。この場合、保持手段としてのホルダ１０の底面に、上向きに、発光体としてのＬＥＤチップ２０を保持するようにし、該ホルダ１０には、異なる高さに、導光手段としての円形テーパロッド３１を保持するための保持部１２を設けている。各保持部１２には、上記円形テーパロッド３１を取り巻くように、角度で概ね３等分した位置に、突起部１２Ａが設けられ、各突起部１２Ａの先端で上記円形テーパロッド３１のテーパ部に点接触している。この状態で、上記円形テーパロッド３１の入射端は、上記ＬＥＤチップ２０の出射面に所定の間隔を持って対向している。
【００６３】
上記円形テーパロッド３１の出射端には、透光性保持部材としての円形の押圧ガラス１３が接触している。この押圧ガラス１３は、その直径方向の２点で、ホルダ１０上部に設けられた２つの弾性部材（バネ１４）により上記円形テーパロッド３１の方向に付勢されている。これにより、上記円形テーパロッド３１は、その出射端を上記押圧ガラス１３によってその入射端側に押圧されることになる。よって、円形テーパロッド３１とＬＥＤチップ２０は、ホルダ１０に一体的に保持される。
【００６４】
このような第３の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に、保持手段により発光体と導光手段としての円形テーパロッド３１とを一体的に保持することで、発光体と導光手段との間の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【００６５】
また、上記第１の実施の形態と同様に、透光性部材で導光手段の出射端を保持するので、出射端保持による光量損失を防ぐことができる。
【００６６】
更に、本第３の実施の形態では、導光手段（円形テーパロッド３１）のテーパ部側面と、該導光手段の出射端の透光性保持部材（押圧ガラス１３）とで、該導光手段を保持するので、導光手段の入射端を保持することなく簡単な構造で安定した保持ができる。
【００６７】
また、本第３の実施の形態では、導光手段と保持手段（ホルダ１０）との接触面積を小さくできるので、接触部分（保持部１２の突起部１２Ａ）から漏れて散乱する光を少なくすることができ、導光手段の保持による光量損失を低減することができる。
【００６８】
更に、接触部分を接着すると接着剤のはみ出しなどが生じて接触面積が大きくなり、漏れる光が増加することもあるが、本第３の実施の形態では接着させないので漏れる光も少なく、安定して保持することができる。
【００６９】
また、上記第１の実施の形態と同様に、全反射により光を反射するので、導光手段内部での光量損失を低減することができる。
【００７０】
図２の（Ａ）は、本第３の実施の形態の変形例を示す斜視図であり、図２の（Ｂ）は、保持部とテーパロッドとの関係を説明するための図である。
【００７１】
このように、導光手段としてのテーパロッドを断面形状が矩形の矩形テーパロッド３２で構成しても良い。この場合、ホルダ１０の２つの保持部１２にはそれぞれ大きさの異なる円形の穴が開けられており、この保持部１２の円形の穴には上記矩形テーパロッド３２の断面矩形が内接し、該矩形テーパロッド３２と保持部１２とが４×２＝８箇所で点接触している。
【００７２】
このような変形例の構成としても、上記のような第３の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
【００７３】
図２の（Ｃ）は、本第３の実施の形態の別の変形例を示す断面図である。
この変形例においては、導光手段としての複数のテーパロッド３０を、透光性保持部材としての一つの押圧ガラス１３で、テーパロッド３０の入射端の方向に押圧しているものである。
【００７４】
このような構成とした場合には、上記したような第３の実施の形態の効果に加えて、導光手段が複数の場合でも、一つの透光性保持部材で複数の導光手段を保持できるので、保持機構の部品数を少なく構成することができるという格別の効果を奏する。
【００７５】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態を説明する。
【００７６】
図２の（Ｄ）は、本発明の照明装置の第４の実施の形態の構成を示す断面図である。
【００７７】
即ち、本第４の実施の形態においては、導光手段としてのテーパロッド３０の出射端側に、該出射端面と平行な方向に上記テーパ部３０Ｃよりも大きな径で支持部３３が延設されている。保持手段としてのホルダ１０には、発光体としてのＬＥＤチップ２０と上記テーパロッド３０の支持部３３とが一体的に支持されている。この状態で、上記テーパロッド３０の入射端は、上記ＬＥＤチップ２０の出射面に所定の間隔を持って対向するようになっている。
【００７８】
而して、このような構成の照明装置によれば、上記第１の実施の形態と同様に、拡散光を放射する発光体と導光手段とを一体的に保持する保持手段により、発光体と導光手段との間の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【００７９】
また、本第４の実施の形態では、導光手段と支持部とが一体的に構成されているので、導光手段のテーパ部の形状に関わり無く安定した保持ができる。
【００８０】
更に、上記第１の実施の形態と同様に、全反射により光を反射するので、導光手段内部での光量損失を低減することができる。
【００８１】
なお、支持部３３は、上記テーパ部３０Ｃよりも大きな径とし、延設する部分が円板状である例を示したが、それに限定するものではなく、ホルダ１０に支持されない円板の部分が欠けているような形状でも良い。
【００８２】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。
【００８３】
図３の（Ａ）は、本発明の照明装置の第５の実施の形態の構成を示す断面図である。
【００８４】
本実施の形態においては、導光手段として、中空ロッド４０を使用するものであり、該中空ロッド４０は、テーパ形状になっている。そして、その内面は、光を反射する金属反射膜４１となっており、また、その入射端４０Ａ側には、該入射端４０Ａ面と平行な方向で且つテーパ部４０Ｃよりも外側に延設された支持部４０Ｄが形成されている。
【００８５】
このような中空ロッド４０は、上記支持部４０Ｄにより、保持手段としてのホルダ１０に固定されている。このホルダ１０の、上記中空ロッド４０の入射端４０Ａに近接した位置には、該中空ロッド４０の入射端４０Ａと所定の間隔を持って、発光体としてのＬＥＤチップ２０が保持されている。
【００８６】
而して、このような構成の照明装置によれば、上記第１の実施の形態と同様に、保持手段により発光体と導光手段とを一体的に保持することで、発光体と導光手段との間の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【００８７】
また、上記第４の実施の形態と同様に、導光手段と支持部とが一体的に構成されているので、導光手段のテーパ部の形状に関わり無く安定した保持ができる。
【００８８】
更に、本第５の実施の形態によれば、導光手段の側面が反射ミラー（金属反射膜４１）であるので、導光手段の側面を保持手段で接着保持しても反射特性に対する影響が無く、保持構造が簡単に構成できる。
【００８９】
図３の（Ｂ）は、本第５の実施の形態の変形例を示す断面図である。
このように、支持部４０Ｄは、導光手段としての中空ロッド４０の出射端４０Ｂ側に設けても良い。この場合、発光体としてのＬＥＤチップ２０は、上記中空ロッド４０のテーパ部４０Ｃ内部に位置することになる。従って、上記ＬＥＤチップ２０の出射面と平行に出射した光も、上記中空ロッド４０のテーパ部４０Ｃ内面の反射膜４１により、該中空ロッド４０の出射端４０Ｂ側に導かれるようになる。
【００９０】
よって、上記したような本第５の実施の形態の効果に加えて、このように発光体を中空ロッド４０の内側に配置することで、発光体の出射面に平行な方向に出射した光も中空ロッド４０の出射端４０Ｂ側に導くことができ、発光体の出射光を高い効率で中空ロッド４０の出射端４０Ｂに導光することができるという格別の効果を奏する。
【００９１】
［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態を説明する。
【００９２】
図３の（Ｃ）は、本発明の照明装置の第６の実施の形態の構成を示す断面図である。
【００９３】
本実施の形態における導光手段としての中空ロッド４０は、断面の面積が変化しない支持部４０Ｅと、断面の面積が開口部（出射端）に向かって増加するテーパ部４０Ｃとが一体に形成されているものである。そして、このような中空ロッド４０の内面には金属反射膜４１が設けられ、光を反射するようになっている。
【００９４】
発光体としてのＬＥＤチップ２０は、保持手段としてのホルダ１０の一端に保持される。
【００９５】
そして、上記構成の中空ロッド４０が、上記支持部４０Ｅ側の開口部（入射端）が上記ＬＥＤチップ２０の出射面に対向し、上記ＬＥＤチップ２０と所定の距離を持った状態で、上記ホルダ１０に接着保持される。
【００９６】
而して、このような構成の照明装置によれば、上記第１の実施の形態と同様に、拡散光を放射する発光体と導光手段とを一体的に保持する保持手段により、発光体と導光手段との間の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【００９７】
また、上記第４の実施の形態と同様に、導光手段と支持部とが一体的に構成されているので、導光手段のテーパ部の形状に関わり無く安定した保持ができる。
【００９８】
更に、本第６の実施の形態では、導光手段の支持部が光を伝達するので、支持部による光路の延長や折り曲げができ、導光手段を所望の形状に変形することができる。
【００９９】
また、上記第５の実施の形態と同様に、導光手段の側面が反射ミラーであるので、導光手段の側面を保持手段で接着保持しても反射特性に対する影響がなく、保持構造が簡単に構成できる。
【０１００】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態を説明する。
【０１０１】
図３の（Ｄ）は、本発明の照明装置の第７の実施の形態の構成を示す断面図である。
【０１０２】
即ち、本第８の実施の形態においては、導光手段として、断面積が変化するテーパ部５０Ａとプリズム状の支持部５０Ｂとからなるガラスロッド５０を用いている。ここで、テーパ部５０Ａの屈折率をｎ１、支持部５０Ｂの屈折率をｎ２とすると、ｎ１＜ｎ２となっている。また、上記支持部５０Ｂの１面には、金属反射膜５１が設けられている。
【０１０３】
このようなガラスロッド５０は、上記金属反射膜５１の設けられた面で、保持手段としてのホルダ１０に接着保持される。このホルダ１０の他端には、発光体としてのＬＥＤチップ２０が、その出射面を上記ガラスロッド５０の小径開口である入射端に対向し、所定の距離を持つように保持されている。
【０１０４】
このような構成において、上記ガラスロッド５０の入射端から入射した光は、上記テーパ部５０Ａで角度を小さく変換されながら上記支持部５０Ｂに導光される。そして、該支持部５０Ｂでは、上記金属反射膜５１により、光の主光軸が９０度上方に曲がるように反射される。このとき、該支持部５０Ｂの屈折率が上記テーパ部５０Ａのそれよりも高いため、上記金属反射膜５１により上記テーパ部５０Ａに戻るように反射した光も、上記支持部５０Ｂとテーパ部５０Ａとの界面で全反射して、上記支持部５０Ｂの出射端から出射することになる。
【０１０５】
而して、このような構成によれば、上記第１の実施の形態と同様に、拡散光を放射する発光体と導光手段とを一体的に保持する保持手段により、発光体と導光手段との間の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【０１０６】
また、上記第４の実施の形態と同様に、導光手段と支持部とが一体的に構成されているので、テーパ部の形状に関わり無く安定した保持ができる。
【０１０７】
更に、上記第１の実施の形態と同様に、全反射により光を反射するので、導光手段内部での光量損失を低減することができる。
【０１０８】
また特に、本第７の実施の形態では、金属反射膜５１により反射するので、保持手段と接触する部分に入射する光の入射角によらず保持手段との接触部分からの光の漏れを防ぐことができ、入射角の大きな部分において導光手段の保持による光量損失を低減することができる。
【０１０９】
更に、導光手段の支持部が光を伝達するので支持部による光路の延長や折り曲げができ、導光手段を所望の形状に変形することができる。
【０１１０】
［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態を説明する。
【０１１１】
図４の（Ａ）は、本発明の照明装置の第８の実施の形態の構成を示す断面図であり、図４の（Ｂ）は、同図の（Ａ）において円で囲って示す部部の拡大図である。
【０１１２】
これらの図に示すように、本実施の形態においては、導光手段としてのテーパロッド３０は、その側面に、テーパより突出する形で支持部としての平行部分３４が一体的に構成されている。そして、このテーパロッド３０の支持部（平行部分３４）とテーパ部の段差の部分で、保持手段としてのホルダ１０のロッド支持用突起１５に接触し、平行部分３４の光線の陰になる領域で、接着剤１６により上記ホルダ１０に接着固定されている。
【０１１３】
上記ホルダ１０には、このようなテーパロッド３０の入射端に対向し該入射端と所定の距離を持った位置に発光体としてのＬＥＤチップ２０が保持されている。
【０１１４】
このような構成において、テーパロッド３０の入射端から入射した光のうち、テーパ面で全反射した光は角度を小さく変換されて出射端に向かい、上記平行部分３４で全反射した光は角度を変換されないで出射端に向かうことになる。なお、接着剤１６の付着した面領域は、テーパ部との境目の陰になり、この領域に入射する光が無いため、接着により全反射できなくても導光する光の損失にならない。
【０１１５】
上記平行部分３４は、テーパロッド３０の断面の対向面において平行となる例で説明したが、このような平行に限定するものではなく、有効な光が全反射する条件を満たすように対向する平行部分３４が相互の角度を有するものであれば良い。
【０１１６】
而して、このような第８の実施の形態によれば、上記第１の実施の形態と同様に、光を放射する発光体と導光手段とを一体的に保持する保持手段により、発光体と導光手段との間の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【０１１７】
また、上記第４の実施の形態と同様に、導光手段と支持部とが一体的に構成されているので、テーパ部の角度によらず安定した保持ができる。
【０１１８】
更に、上記第１の実施の形態と同様に、全反射により光を反射するので、導光手段内部での光量損失を低減することができる。
【０１１９】
［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態を説明する。
【０１２０】
図４の（Ｃ）は、本発明の照明装置の第９の実施の形態の構成を示す断面図である。
【０１２１】
本実施の形態では、導光手段としてのテーパロッド３０は、その側面に、テーパに食い込む形で支持部としての傾斜のゆるい部分３５が一体的に構成されている。この傾斜のゆるい部分３５は、他のテーパ部に比べ傾斜がゆるく、且つ、平行よりもきつい傾斜になっている。そして、このようなテーパロッド３０の支持部（傾斜のゆるい部分３５）とテーパ部の段差部分３６とで、保持手段としてのホルダ１０のロッド支持用突起１５に接触している。
【０１２２】
また、上記ホルダ１０の大径開口部には、透光性保持部材としての押圧ガラス１３が接触し、上記ホルダ１０に設けられたバネ１４により該押圧ガラス１３を介して上記テーパロッド３０をその入射端側に押圧固定している。上記ホルダ１０にはさらに、テーパロッド３０の入射端に対向し該入射端と所定の距離を持った位置に発光体としてのＬＥＤチップ２０が保持されている。
【０１２３】
上記テーパロッド３０の入射端から入射した光のうち、テーパ面で全反射した光は、角度を小さく変換されて出射端に向かい、また、上記傾斜のゆるい部分３５で全反射した光は、角度変換が他のテーパ部よりも小さい割合で変換されて出射端に向かう。なお、上記テーパロッド３０とホルダ１０とが接触する段差部分３６の面は、テーパロッド３０の出射端に平行であり、上記羽４による押圧により安定して保持することができ、更に、入射端から入った光が到達しないので、ホルダ１０との接触により全反射できなくても光量損失にならない。
【０１２４】
而して、このような構成の照明装置によれば、上記第１の実施の形態と同様に、拡散光を放射する発光体と導光手段とを一体的に保持する保持手段により、発光体と導光手段との間の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【０１２５】
また、透光性部材で導光手段の入射端または出射端を保持するので、入射端または出射端の保持による光量損失を防ぐことができる。
【０１２６】
更に、導光手段と支持部とが一体的に構成されているので、テーパ部の角度によらず安定した保持ができる。
【０１２７】
また、全反射により光を反射するので、導光手段内部での光量損失を低減することができる。
【０１２８】
［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態を説明する。
【０１２９】
図５の（Ａ）は、本発明の照明装置の第１０の実施の形態の構成を示す断面図であり、図５の（Ｂ）は、テーパロッドの保持部分の拡大図である。
【０１３０】
本第１０の実施の形態では、発光体としてのＬＥＤチップ２０は、ＬＥＤベース２１及びＬＥＤ基板２２を介して、保持手段の一つとしてのＬＥＤホルダ１０Ａに保持されている。
【０１３１】
このＬＥＤホルダ１０Ａは、上記ＬＥＤチップ２０の保持される面とは反対側に、上記ＬＥＤチップ２０の発する熱を放散するための放熱フィン１０Ａ１を備えている。ＬＥＤホルダ１０Ａは、上記ＬＥＤチップ２０からの熱を効率良くこの放熱フィン１０Ａ１に伝達するため、熱伝導率の高い材質、例えばアルミなどの金属でできている。
【０１３２】
このようなＬＥＤホルダ１０Ａは、熱伝導率の低い材質、例えばセラミックやプラスチックからなるカラー１０Ｃ及びスペーサ１０Ｄを介して、ビス１０Ｅによって、もう一つの保持手段としてのロッドホルダ１０Ｂと結合されている。このため、上記ＬＥＤチップ２０が発する熱が、上記ＬＥＤホルダ１０Ａから上記ロッドホルダ１０Ｂに伝達するのを減少させることができる。
【０１３３】
上記ロッドホルダ１０Ｂは、導光手段としてのテーパロッド３０の側面部を、該導光手段よりも屈折率の低い低屈折率物質としての低屈折率接着剤１７によって保持している。このとき、上記テーパロッド３０と上記ロッドホルダ１０Ｂとの間には、上記低屈折率接着剤１７の薄い膜が存在していることになる。このため、上記テーパロッド３０内を伝わる光のうち、接着部分に達した光は、上記テーパロッド３０と上記低屈折率接着剤１７の屈折率の違いにより、上記テーパロッド３０の内面で全反射して、上記テーパロッド３０の出射端に向かう。
【０１３４】
このようにして、複数の部材によって上記テーパロッド３０と上記ＬＥＤチップ２０とが一体的に保持される。
【０１３５】
なお、上記ロッドホルダ１０Ｂには、上記ＬＥＤホルダ１０Ａと該ロッドホルダ１０Ｂとに囲まれた上記ＬＥＤチップ２０の保持される空間と、外部とを連通する通気口１０Ｂ１が設けられ、上記ＬＥＤチップ２０の周囲の熱せられた空気を外部に排出するようになっている。
【０１３６】
而して、このような構成の照明装置によれば、上記第１の実施の形態と同様に、拡散光を放射する発光体と導光手段とを一体的に保持する保持手段により、発光体と導光手段との間の位置変化を抑制することができるので、照明光量や照明ムラの変化の少ない安定した照明装置が実現できる。
【０１３７】
また、全反射により光を反射するので、導光手段内部での光量損失を低減することができる。
【０１３８】
更に、本第１０の実施の形態では、導光手段と低屈折率物質（低屈折率接着剤１７）との界面で全反射するので、保持手段との接触部分から漏れて散乱する光を防ぐことができ、導光手段の保持による光量損失を無くすことができる。
【０１３９】
図６の（Ａ）は、このような第１０の実施の形態の変形例を説明するためのもので、図５の（Ｂ）同様のテーパロッドの保持部分の拡大図である。
【０１４０】
即ち、導光手段としてのテーパロッド３０の、保持手段としてのロッドホルダ１０Ｂが接触する部分に、金属膜１８を形成している。そして、この金属膜１８を介して、上記テーパロッド３０が接着剤１６により上記ロッドホルダ１０Ｂと接着固定されている。
【０１４１】
このような構成とすれば、上記のような本第１０の実施の形態の効果に加えて、更に、金属膜１８により反射するので、保持手段と接触する部分に入射する光の入射角によらず保持手段との接触部分からの光の漏れを防ぐことができ、入射角の大きな部分において導光手段の保持による光量損失を低減することができるという優れた効果を奏する。
【０１４２】
図６の（Ｂ）は、本第１０の実施の形態の別の変形例を説明するためのもので、図５の（Ｂ）同様のテーパロッドの保持部分の拡大図である。
【０１４３】
この場合は、導光手段としてのテーパロッド３０の、保持手段としてのロッドホルダ１０Ｂが接触する部分に、その導光手段よりも屈折率の低い低屈折率膜としての低屈折率誘電体膜１９を形成し、さらにその外側に、金属膜１８を形成し、これら低屈折率誘電体膜１９及び金属膜１８を介して、上記テーパロッド３０が接着剤１６により上記ロッドホルダ１０Ｂと接着固定している。
【０１４４】
このような構成によれば、導光手段側面に内部から入射する光の入射角が大きい場合には、上記低屈折率誘電体膜１９と導光手段の界面で全反射する。また、導光手段側面に内部から入射する光の入射角が小さい場合は、上記界面で反射されずに、上記低屈折率誘電体膜１９内に漏れてしまうが、上記金属膜１８により反射する。
【０１４５】
従って、このような構成とすれば、上記のような本第１０の実施の形態の効果に加えて、導光手段側面に内部から入射する光の入射角が大きい場合は低屈折率誘電体膜１９と導光手段の界面で全反射し、入射角が小さい場合は金属膜１８により反射するので、保持手段と接触する部分に入射する光の入射角によらず保持手段との接触部分からの光の漏れを防ぐことができると同時に、入射角の小さい光に対して光量損失を無くすことができるので、導光手段の保持による光量損失を低減することができるという極めて優れた効果を奏する。
【０１４６】
［第１１の実施の形態］
次に、本発明の第１１の実施の形態を説明する。
【０１４７】
図７の（Ａ）は、本発明の第１１の実施の形態として、上記第１乃至第１０の実施の形態に係る照明装置を用いた表示装置の第１の実施の形態の構成を示す図である。
【０１４８】
即ち、例えば図５の（Ａ）に示したような本発明の第１０の実施の形態に係る照明装置６０の出射端側に、上記出射端からの光を集光する照明レンズ７０を備え、該照明レンズ７０の後側焦点位置近傍に、画像表示手段としてのスライドフィルム７１を配置している。
【０１４９】
このとき、上記照明レンズ７０の焦点距離をＬ、上記スライドフィルム７１の対角寸法を２Ｗ、上記照明装置６０の出射端から放射する光線の最大角度をθｍａｘとすると、
ｔａｎ−１（Ｗ／Ｌ）≦θｍａｘ
であるように構成されている。
【０１５０】
さらに、上記スライドフィルム７１の後側には、２つのレンズからなる投影レンズ７２が配置され、画像投影面７３に上記スライドフィルム７１の画像を結像投影する。
【０１５１】
このような構成の表示装置とすることで、導光手段の出射端から放射された光は、出射端からの放射位置に関わらず照明レンズ７０の後側焦点位置で一定の範囲に集光することができるので、画像表示手段としてのスライドフィルム７１を効率良く照明することができ、明るい表示画像が得られる。
【０１５２】
また一般に、焦点距離Ｌのレンズに入射する光線の画角θに対する焦点位置での像高Ｙは、Ｙ＝Ｌ×ｔａｎθで表わされるので、画像表示手段の対角寸法を２Ｗとしたとき、照明装置６０の出射端から放射する光線の最大角度θｍａｘとすると、ｔａｎ−１（Ｗ／Ｌ）≦θｍａｘの関係を満たすようにすることで、導光手段の出射端から放射される光を、画像表示手段の大きさに対して有効に照射することができる。なお、光の利用効率という観点からは、なるべくθｍａｘが関係式を満たす範囲で小さくするほうが良い。
【０１５３】
なお、本実施の形態では、画像表示手段としてスライドフィルム７１を用いているが、ＬＣＤパネルやディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ（商標）、以下ＤＭＤと記す）などの表示デバイスであっても良いことは勿論である。また、照明レンズ７０として透過型のレンズを用いているが、同じ効果を有する反射ミラーや、レンズとミラーの組み合わせで構成しても良い。さらに、投影レンズ７２を使用せずに画像表示手段を直視する構成にしても良いし、投影レンズ７２の代わりに網膜上に画像を結像するための接眼レンズを使用しても良い。
【０１５４】
［第１２の実施の形態］
次に、本発明の第１２の実施の形態を説明する。
【０１５５】
図７の（Ｂ）は、本発明の第１２の実施の形態として、上記第１乃至第１０の実施の形態に係る照明装置を用いた表示装置の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【０１５６】
即ち、本実施の形態においては、例えば図５の（Ａ）に示したような本発明の第１０の実施の形態に係る照明装置６０の出射端側に、該出射端からの光を集光する照明レンズ７０を、上記照明装置６０の出射端がこの照明レンズ７０の前側焦点位置になるように配置する。そしてさらに、上記照明レンズ７０の後側焦点位置近傍に、画像表示手段としてのＬＣＤ７４を配置する。このとき、上記照明レンズ７０の焦点距離をＬ、上記ＬＣＤ７４の対角寸法を２Ｗ、上記照明装置６０の出射端から放射する光線の最大角度をθｍａｘとすると、
ｔａｎ−１（Ｗ／Ｌ）≦θｍａｘ
であるように構成されている。
【０１５７】
さらに、上記ＬＣＤ７４の後側には、２つのレンズからなる投影レンズ７２が配置され、画像投影面７３に上記ＬＣＤ７４の画像を結像投影する。
【０１５８】
このような構成とすることにより、上記第１１の実施の形態と同様に、導光手段の出射端から放射された光は、出射端からの放射位置に関わらず照明レンズ７０の後側焦点位置で一定の範囲に集光することができるので、画像表示手段としてのＬＣＤ７４を効率良く照明することができ、明るい表示画像が得られる。
【０１５９】
また、特に本実施の形態では、導光手段の出射端から放射された光を放射位置に関わらず照明レンズの後側焦点位置で一定の範囲に集光することができると同時に、集光した照明範囲内での光の入射角度分布を小さくできるので、特に入射角依存性の大きい画像表示手段であるＬＣＤ７４を効率良く照明することができ、ムラの無い明るい表示画像が得られる。
【０１６０】
また一般に、焦点距離Ｌのレンズに入射する光線の画角θに対する焦点位置での像高Ｙは、Ｙ＝Ｌ×ｔａｎθで表わされるので、画像表示手段の対角寸法を２Ｗとしたとき、照明装置６０の出射端から放射する光線の最大角度θｍａｘとすると、ｔａｎ−１（Ｗ／Ｌ）≦θｍａｘの関係を満たすようにすることで、導光手段の出射端から放射される光を、画像表示手段の大きさに対して有効に照射することができる。なお、光の利用効率という観点からは、なるべくθｍａｘが関係式を満たす範囲で小さくするほうが良い。
【０１６１】
なお、本実施の形態では、画像表示手段としてＬＣＤ７４を用いているが、スライドフィルムやＤＭＤなどであっても良い。また、照明レンズ７０として透過型のレンズを用いているが、同じ効果を有する反射ミラーや、レンズとミラーの組み合わせで構成しても良い。さらに、投影レンズ７２を使用せずに画像表示手段を直視する構成にしても良いし、投影レンズ７２の代わりに網膜上に画像を結像するための接眼レンズを使用しても良い。
【０１６２】
［第１３の実施の形態］
次に、本発明の第１３の実施の形態を説明する。
【０１６３】
図８は、本発明の第１３の実施の形態として、上記第１乃至第１０の実施の形態に係る照明装置を用いた表示装置の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【０１６４】
即ち、本実施の形態においては、例えば図５の（Ａ）に示したような本発明の第１０の実施の形態に係る照明装置６０の出射端近傍に、画像表示手段としてのＬＣＤ７４を配置し、該ＬＣＤ７４の後側には投影光学手段としての２枚のレンズからなる投影レンズ７２を配置している。このとき、上記投影レンズ７２によって画像投影面７３に上記ＬＣＤ７４の画像が結像投影される。
【０１６５】
このような本実施の形態によれば、簡単な構成で画像を投影する光効率の高い表示装置が実現できる。
【０１６６】
なお、上記画像表示手段としてＬＣＤ７４を用いているが、スライドフィルムやＤＭＤなどの表示デバイスであっても良い。また、照明レンズ７０として透過型のレンズを用いているが、同じ効果を有する反射ミラーや、レンズとミラーの組み合わせで構成しても良い。さらに、投影レンズ７２についても、透過型のレンズを用いているが、同じ効果を有する反射ミラーや、レンズとミラーの組み合わせで構成しても良い。
【０１６７】
以上実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１６８】
例えば、テーパロッド３０、中空ロッド４０、ガラスロッド５０のテーパ部５０Ａの断面形状は、矩形であっても良いし、円形または楕円形であっても良い。また、テーパロッド３０の材質は、ガラスであっても良いし、透明な樹脂であっても良い。
【０１６９】
また、テーパロッド３０の入射端３０Ａと出射端３０Ｂとは平行に限られるものではない。また、入射端３０Ａと出射端３０Ｂの各々は、テーパロッド３０の中心軸に対して直角の面に限定するものではなく、一定の角度を有した形状であっても良い。
【０１７０】
さらに、表示装置においては、上記押圧ガラス１３等の代わりに上記照明レンズ７０や上記ＬＣＤ７４等を用いて、照明装置６０の導光手段の出射端側を押圧するよう構成しても良い。
【０１７１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、光効率が高く、且つ、光量変動の少ない、照明装置及び表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の照明装置の第１の実施の形態の構成を示す断面図、（Ｂ）は本発明の照明装置の第２の実施の形態の構成を示す断面図であり、（Ｃ）は本発明の照明装置の第３の実施の形態の構成を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は第３の実施の形態の変形例を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の変形例における保持部とテーパロッドとの関係を説明するための図、（Ｃ）は第３の実施の形態の別の変形例を示す断面図であり、（Ｄ）は本発明の照明装置の第４の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の照明装置の第５の実施の形態の構成を示す断面図、（Ｂ）は第５の実施の形態の変形例を示す断面図、（Ｃ）は本発明の照明装置の第６の実施の形態の構成を示す断面図であり、（Ｄ）は本発明の照明装置の第７の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の照明装置の第８の実施の形態の構成を示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）中に円で囲って示す部部の拡大図であり、（Ｃ）は本発明の照明装置の第９の実施の形態の構成を示す断面図である。
【図５】（Ａ）は本発明の照明装置の第１０の実施の形態の構成を示す断面図であり、（Ｂ）はそのテーパロッドの保持部分の拡大図である。
【図６】（Ａ）は第１０の実施の形態の変形例を説明するためのテーパロッドの保持部分の拡大図であり、（Ｂ）は、本第１０の実施の形態の別の変形例を説明するためのテーパロッドの保持部分の拡大図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第１１の実施の形態として第１乃至第１０の実施の形態に係る照明装置を用いた表示装置の第１の実施の形態の構成を示す図であり、（Ｂ）は本発明の第１２の実施の形態として第１乃至第１０の実施の形態に係る照明装置を用いた表示装置の第２の実施の形態の構成を示す図である。
【図８】本発明の第１３の実施の形態として第１乃至第１０の実施の形態に係る照明装置を用いた表示装置の第３の実施の形態の構成を示す図である。
【図９】（Ａ）は拡散光を出射するＬＥＤとテーパロッドとを備えた従来の照明装置の構成を示す図であり、（Ｂ）はロッド形状をした光学部品の従来の保持方法を示す図である。
【符号の説明】
１０　　　ホルダ
１０Ａ　　　ＬＥＤホルダ
１０Ａ１　　　放熱フィン
１０Ｂ　　　ロッドホルダ
１０Ｂ１　　　通気口
１０Ｃ　　　カラー
１０Ｄ　　　スペーサ
１０Ｅ　　　ビス
１１　　　保持ガラス
１２　　　保持部
１２Ａ　　　突起部
１３　　　押圧ガラス
１４　　　バネ
１５　　　ロッド支持用突起
１６　　　接着剤
１７　　　低屈折率接着剤
１８　　　金属膜
１９　　　低屈折率誘電体膜
２０　　　ＬＥＤチップ
３０　　　テーパロッド
３０Ａ，４０Ａ　　　入射端
３０Ｂ，４０Ｂ　　　出射端
３０Ｃ，４０Ｃ，５０Ａ　　　テーパ部
３１　　　円形テーパロッド
３２　　　矩形テーパロッド
３３，４０Ｄ，４０Ｅ，５０Ｂ　　　支持部
３４　　　平行部分
３５　　　傾斜のゆるい部分
３６　　　段差部分
４０　　　中空ロッド
４１，５１　　　金属反射膜
５０　　　ガラスロッド
６０　　　照明装置
７０　　　照明レンズ
７１　　　スライドフィルム
７２　　　投影レンズ
７３　　　画像投影面
７４　　　ＬＣＤ
【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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【手続補正書】
【提出日】平成14年11月14日(2002.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１００】
［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態を説明する。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
即ち、本第７の実施の形態においては、導光手段として、断面積が変化するテーパ部５０Ａとプリズム状の支持部５０Ｂとからなるガラスロッド５０を用いている。ここで、テーパ部５０Ａの屈折率をｎ１、支持部５０Ｂの屈折率をｎ２とすると、ｎ１＜ｎ２となっている。また、上記支持部５０Ｂの１面には、金属反射膜５１が設けられている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
上記平行部分３４は、テーパロッド３０の断面の対向面において平行となる例で説明したが、このような平行に限定するものではなく、有効な光が全反射する条件を満たすように対向する平行部分３４が相互に角度を有するものであれば良い。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
上記テーパロッド３０の入射端から入射した光のうち、テーパ面で全反射した光は、角度を小さく変換されて出射端に向かい、また、上記傾斜のゆるい部分３５で全反射した光は、角度変換が他のテーパ部よりも小さい割合で変換されて出射端に向かう。なお、上記テーパロッド３０とホルダ１０とが接触する段差部分３６の面は、テーパロッド３０の出射端に平行であり、上記バネ１４による押圧により安定して保持することができ、更に、入射端から入った光が到達しないので、ホルダ１０との接触により全反射できなくても光量損失にならない。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５２】
また一般に、焦点距離Ｌのレンズに入射する光線の画角θに対する焦点位置での像高Ｙは、Ｙ＝Ｌ×ｔａｎθで表わされるので、画像表示手段の対角寸法を２Ｗとしたとき、照明装置６０の出射端から放射する光線の最大角度θｍａｘとすると、ｔａｎ−１（Ｗ／Ｌ）≦θｍａｘの関係を満たすようにすることで、導光手段の出射端から放射される光を、画像表示手段の大きさに対して有効に照射することができる。なお、光の利用効率という観点からは、なるべくθｍａｘを関係式を満たす範囲で小さくするほうが良い。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６０】
また一般に、焦点距離Ｌのレンズに入射する光線の画角θに対する焦点位置での像高Ｙは、Ｙ＝Ｌ×ｔａｎθで表わされるので、画像表示手段の対角寸法を２Ｗとしたとき、照明装置６０の出射端から放射する光線の最大角度θｍａｘとすると、ｔａｎ−１（Ｗ／Ｌ）≦θｍａｘの関係を満たすようにすることで、導光手段の出射端から放射される光を、画像表示手段の大きさに対して有効に照射することができる。なお、光の利用効率という観点からは、なるべくθｍａｘを関係式を満たす範囲で小さくするほうが良い。