(57)【要約】【課題】配光異方性のある光源を用いた場合でも、ＮＡ変換効果を小さくすることなく、出射面から射出する出射光の配光異方性を緩和し、強度分布のバラツキを抑えた配光が実現できるようにすること。【解決手段】光源が発した光線を所定の照明領域に導く光学装置を、光源としてのＬＥＤ１０からの光線が入射する入射面１２Ａを持つ第１ロッド１２と、該第１ロッド１２の出射面１２Ｃを射出した光線が入射する入射面１４Ａを持つ第２ロッド１４とによって構成し、上記第１ロッド１２における入射面１２Ａと出射面１２Ｃとは面の形状が互いに異なり、且つ、上記第２ロッド１４における入射面１４Ａと出射面１４Ｃとは面の形状が互いに異なるよう構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源が発した光線を所定の照明領域に導く光学装置であって、
上記光源の発した光線が入射する第１の入射面と、
上記第１の入射面に入射した光線の一部が反射する少なくとも１つの面からなる第１の反射面と、
上記第１の反射面で反射した光線及び上記第１の入射面に入射した光線の一部が射出する第１の出射面と、
から構成される第１の導光手段と、
上記第１の導光手段の上記第１の出射面を射出した光線が入射する第２の入射面と、
上記第２の入射面に入射した光線の一部が反射する少なくとも１つの面からなる第２の反射面と、
上記第２の反射面で反射した光線及び上記第２の入射面に入射した光線の一部が射出する第２の出射面と、
から構成される第２の導光手段と、
を具備し、
上記第１の導光手段における上記第１の入射面と上記第１の出射面とは面の形状が互いに異なり、且つ、
上記第２の導光手段における上記第２の入射面と上記第２の出射面とは面の形状が互いに異なる、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
上記第１の導光手段は、上記第２の導光手段に対して相対的に回動し、
上記第１の導光手段における上記１の出射面形状の外接円の直径は、上記第２の導光手段における上記第２の入射面形状の内接円の直径以下であり、
上記第１の導光手段が上記第２の導光手段に対して相対的に回動する際の回動中心は、上記外接円及び上記内接円の中心と略同じである、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
上記第１の導光手段の上記第１の出射面と上記第２の導光手段の上記第２の入射面とは、間隙を介して対向しており、
上記第１の導光手段における上記第１の出射面形状の外接円の直径をＤ１、
上記間隙の長さをｄ、
上記第１の導光手段の上記第１の出射面における光線の最大出射角をθとしたとき、
上記第２の導光手段における上記第２の入射面形状の内接円の直径Ｄ２は、
Ｄ２＞Ｄ１＋２ｄ×ｔａｎθ
を満足する長さである、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
上記第１の導光手段または上記第２の導光手段のうち、何れか一方が中密のロッドで構成され、他方が内面に反射面を有する中空のパイプで構成されることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
上記中空のパイプで構成された導光手段の入射面と出射面との距離よりも、上記中密のロッドで構成された導光手段の入射面と出射面との距離の方が長いことを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
【請求項６】
上記第１の導光手段は、上記第１の入射面よりも上記第１の出射面が大きいテーパ形状を有し、且つ
上記第２の導光手段も、上記第２の入射面よりも上記第２の出射面が大きいテーパ形状を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項７】
上記第１の導光手段は、上記第１の入射面よりも上記第１の出射面が大きいテーパ形状を有し、且つ
上記第２の導光手段は、上記第２の入射面よりも上記第２の出射面が小さい逆テーパ形状を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項８】
上記第１の導光手段は、上記第１の入射面よりも上記第１の出射面が小さい逆テーパ形状を有し、且つ
上記第２の導光手段は、上記第２の入射面よりも上記第２の出射面が大きいテーパ形状を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項９】
間隙を介して、上記第１の導光手段の上記第１の出射面と上記第２の導光手段の上記第２の入射面とが対向していることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項１０】
上記第１の導光手段の上記第１の出射面における最大寸法をＤ１、
上記間隙の長さをｄ、
上記第１の導光手段の上記第１の出射面における光線の最大出射角をθとしたとき、
上記第２の導光手段の上記第２の入射面における最小寸法Ｄ２は、
Ｄ２＞Ｄ１＋２ｄ×ｔａｎθ
を満足する長さである、
ことを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
上記Ｄ１は、上記第１の導光手段における上記第１の出射面形状の外接円の直径であり、
上記Ｄ２は、上記第２の導光手段における上記第２の入射面形状の内接円の直径である、
ことを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
【請求項１２】
上記第１の導光手段における上記第１の入射面形状は、四角形であり、
上記第１の導光手段における上記第１の出射面形状は、円形もしくは５つ以上の角を持つ多角形である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項１３】
上記第２の導光手段における上記第２の出射面形状は、四角形であり、
上記第２の導光手段における上記第２の入射面形状は、円形もしくは５つ以上の角を持つ多角形である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項１４】
上記第１の導光手段における上記第１の入射面形状と上記第２の導光手段における上記第２の出射面形状とは、四角形であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項１５】
上記第１の導光手段における上記第１の出射面形状と上記第２の導光手段における上記第２の入射面形状とは、相似形であることを特徴とする請求項１２乃至１４の何れかに記載の光学装置。
【請求項１６】
所定の被照射面を照明する照明装置であって、
光源と、
請求項１乃至１５の何れかに記載の光学装置と、
上記光学装置における上記第２の導光手段の上記第２の出射面と上記所定の被照射面とを光学的に共役な位置関係とする照明光学手段と、
を具備する、
ことを特徴とする照明装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載の照明装置と、
上記被照射面に配置した表示デバイスと、
上記表示デバイスで形成される画像をスクリーンに対して投影する投影光学手段と、
を具備し、
上記光源は、発光面から光線を発するＬＥＤであり、
上記第１の導光手段における上記第１の入射面形状と上記ＬＥＤの発光面形状はともに四角形である、
ことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源が発した光線を所定の照明領域に導く光学装置、及びそのような光学装置を用いて所定の被照射面を照明する照明装置、並びに、そのような照明装置を用いて画像を投影するプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光源が発した光線を所定の照明領域に導く光学装置が各種提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、入射面に入射した光源からの光線をテーパ部で導光して出射面より射出する光学装置において、上記入射面に対し円形状の光分布で光線を発するようなランプを光源とし、長方形状の照明領域を照明するために、図１０に示すような入射面形状が円形若しくは八角形で、出射面形状を長方形に構成したものを開示している。
【０００４】
また、特許文献２にも、入射面形状が円形で、出射面形状を長方形に構成したテーパ状の光学装置が開示されている。
【特許文献１】特表２００２−５２９７６９号公報
【特許文献２】特開平１１−１４２７８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、次世代小型発光源として発光ダイオード（以下、ＬＥＤと記す）が昨今著しい注目を浴びている。これまでＬＥＤと言えば、小型、高耐性、長寿命などの長所はあるものの、その発光効率及び発光出力の制約から各種計器類用インジケータ照明や制御状態の確認ランプとしての用途が主であった。しかしながら近年発光効率が急速に改善されつつあり、従来最も高効率とされている放電タイプの高圧水銀ランプや蛍光燈ランプの発光効率を超えるのは時間の問題であると言われている。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１及び２に開示されているような入射面形状が円形で、出射面形状を長方形に構成したテーパ状の光学装置は、光源としてこのようなＬＥＤを使用するには不向きである。即ち、これは、ＬＥＤが射出する光線の角度強度分布が、光学装置の入射面における方向に対して異なっていることによる。即ち、ＬＥＤは、ある程度距離が離れれば円形状の光分布となるが、その近傍位置では、ある方向に広く、その方向と直交する方向には狭い楕円状の光分布で光線を発する、いわゆる配光異方性がある光源である。そのため、上記特許文献１及び２に開示されているような円形状のテーパ状の光学装置の入射面をＬＥＤ近傍位置に配した場合、その入射面形状が円形状であるので、ＬＥＤが発した光線を漏れなく取り込むことが難しい。従って、ＬＥＤのような配光異方性のある光源を用いた場合、出射面から射出する光もその配光異方性を持つものとなってしまう。
【０００７】
また、配光異方性のある光源からの光を漏れなく取り込むためには、その入射面の大きさを大きくすれば良いが、そうすると、入射面と出射面の面積比が小さくなってしまうので、出射面からの光線の最大出射角を小さくするというＮＡ変換効果が小さくなってしまう。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、配光異方性のある光源を用いた場合でも、ＮＡ変換効果を小さくすることなく、出射面から射出する出射光の配光異方性を緩和し、強度分布のバラツキを抑えた配光が実現できる光学装置、及びそのような光学装置を用いた照明装置、更には、そのような照明装置を用いたプロジェクタ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】
【０００９】
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光学装置は、
光源が発した光線を所定の照明領域に導く光学装置であって、
上記光源の発した光線が入射する第１の入射面と、
上記第１の入射面に入射した光線の一部が反射する少なくとも１つの面からなる第１の反射面と、
上記第１の反射面で反射した光線及び上記第１の入射面に入射した光線の一部が射出する第１の出射面と、
から構成される第１の導光手段と、
上記第１の導光手段の上記第１の出射面を射出した光線が入射する第２の入射面と、
上記第２の入射面に入射した光線の一部が反射する少なくとも１つの面からなる第２の反射面と、
上記第２の反射面で反射した光線及び上記第２の入射面に入射した光線の一部が射出する第２の出射面と、
から構成される第２の導光手段と、
を具備し、
上記第１の導光手段における上記第１の入射面と上記第１の出射面とは面の形状が互いに異なり、且つ、
上記第２の導光手段における上記第２の入射面と上記第２の出射面とは面の形状が互いに異なる、
ことを特徴とする。
【００１０】
この構成は、図１（Ａ）乃至（Ｅ）に対応するものである。  
即ち、請求項１に記載の発明の光学装置によれば、各導光手段の入射面と出射面との面の形状が異なることにより、光源の配光特性に異方性がある場合でも第２の導光手段での出射光の配光異方性は緩和され、強度分布のバラツキを抑えた配光が実現できる。  
ここで、配光異方性とは、光源が射出する光線の角度強度分布が、入射面における方向に対して異なることを意味する。即ち、例えば、光源が入射面に対しある方向に広く、その方向と直交する方向に狭い楕円状の光分布で光線を発するような場合、配光異方性があると称する。本発明では、このような配光異方性のある光源を用いた場合でも、出射面から射出する光の配光異方性を緩和することができる。  
なお、上記特許文献２にも、２つの導光手段を組み合わせることが開示されているが、各々入射面と出射面とが同一形状であるため、出射面から射出する光の配光異方性を緩和することはできない。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明による光学装置は、請求項１に記載の発明による光学装置において、
上記第１の導光手段は、上記第２の導光手段に対して相対的に回動し、
上記第１の導光手段における上記１の出射面形状の外接円の直径は、上記第２の導光手段における上記第２の入射面形状の内接円の直径以下であり、
上記第１の導光手段が上記第２の導光手段に対して相対的に回動する際の回動中心は、上記外接円及び上記内接円の中心と略同じである、
ことを特徴とする。
【００１２】
この構成は、図３（Ａ），図４（Ａ）及び（Ｂ）に対応するものである。  
即ち、請求項２に記載の発明の光学装置によれば、第１の導光手段から第２の導光手段へ光が入射する際の漏れ光を少なくし、更に、第２の導光手段の入射面を小さくできるので、ＮＡ変換効率を上げることもできる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明による光学装置は、請求項２に記載の発明による光学装置において、
上記第１の導光手段の上記第１の出射面と上記第２の導光手段の上記第２の入射面とは、間隙を介して対向しており、
上記第１の導光手段における上記第１の出射面形状の外接円の直径をＤ１、
上記間隙の長さをｄ、
上記第１の導光手段の上記第１の出射面における光線の最大出射角をθとしたとき、
上記第２の導光手段における上記第２の入射面形状の内接円の直径Ｄ２は、
Ｄ２＞Ｄ１＋２ｄ×ｔａｎθ
を満足する長さである、
ことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【００１４】
この構成は、図４（Ｃ）に対応するものである。  
即ち、請求項３に記載の発明の光学装置によれば、この条件を満たすことによって、第１の導光手段から第２の導光手段へ光が入射する際、ほぼ漏れ光をなくすことができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明による光学装置は、請求項１に記載の発明による光学装置において、
上記第１の導光手段または上記第２の導光手段のうち、何れか一方が中密のロッドで構成され、他方が内面に反射面を有する中空のパイプで構成されることを特徴とする。
【００１６】
この構成は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に対応するものである。  
即ち、請求項４に記載の発明の光学装置によれば、第２の導光手段の第２の出射面を被照射面近傍に配設したり、レンズで第２の出射面の像を被照射面にリレーしたりしたりする場合、上記第２の出射面上にあるごみが問題にならない。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明による光学装置は、請求項４に記載の発明による光学装置において、
上記中空のパイプで構成された導光手段の入射面と出射面との距離よりも、上記中密のロッドで構成された導光手段の入射面と出射面との距離の方が長いことを特徴とする。
【００１８】
この構成は、図６（Ａ）及び（Ｂ）に対応するものである。  
即ち、パイプよりも全反射により導光するロッドのほうが反射面での反射効率が良い。よって、請求項４に記載の発明の光学装置によれば、パイプよりもロッドを長くすることで、光伝達効率の良い光学装置を実現できる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明による光学装置は、請求項１に記載の発明による光学装置において、
上記第１の導光手段は、上記第１の入射面よりも上記第１の出射面が大きいテーパ形状を有し、且つ
上記第２の導光手段も、上記第２の入射面よりも上記第２の出射面が大きいテーパ形状を有する、
ことを特徴とする。
【００２０】
この構成は、図１（Ｂ）に対応するものである。  
即ち、請求項６に記載の発明の光学装置によれば、第２導光手段の出射面における光線の最大出射角が小さくできる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明による光学装置は、請求項１に記載の発明による光学装置において、
上記第１の導光手段は、上記第１の入射面よりも上記第１の出射面が大きいテーパ形状を有し、且つ
上記第２の導光手段は、上記第２の入射面よりも上記第２の出射面が小さい逆テーパ形状を有する、
ことを特徴とする。
【００２２】
この構成は、図１（Ｃ）に対応するものである。  
即ち、請求項７に記載の発明の光学装置によれば、第１の導光手段の出射面を大きくすることができるので、第１の導光手段のＮＡ変換効率を上げることができ、結果、第１の導光手段から第２の導光手段へ光が入射する際、漏れ光が少なくできる。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明による光学装置は、請求項１に記載の発明による光学装置において、
上記第１の導光手段は、上記第１の入射面よりも上記第１の出射面が小さい逆テーパ形状を有し、且つ
上記第２の導光手段は、上記第２の入射面よりも上記第２の出射面が大きいテーパ形状を有する、
ことを特徴とする。
【００２４】
この構成は、図１（Ｄ）に対応するものである。  
即ち、請求項８に記載の発明の光学装置によれば、第１の導光手段の入射面を大きくできるので、発光面の大きな光源にも対応できる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明による光学装置は、請求項１に記載の発明による光学装置において、
間隙を介して、上記第１の導光手段の上記第１の出射面と上記第２の導光手段の上記第２の入射面とが対向していることを特徴とする。
【００２６】
この構成は、図４（Ｃ）及び図６（Ａ）に対応するものである。  
即ち、請求項９に記載の発明の光学装置によれば、一方の導光手段を他方の導光手段に対して回動するなど相対的に動かすことが可能とできる。
【００２７】
また、請求項１０に記載の発明による光学装置は、請求項９に記載の発明による光学装置において、
上記第１の導光手段の上記第１の出射面における最大寸法をＤ１、
上記間隙の長さをｄ、
上記第１の導光手段の上記第１の出射面における光線の最大出射角をθとしたとき、
上記第２の導光手段の上記第２の入射面における最小寸法Ｄ２は、
Ｄ２＞Ｄ１＋２ｄ×ｔａｎθ
を満足する長さである、
ことを特徴とする。
【００２８】
この構成は、図４（Ｃ）に対応するものである。  
即ち、請求項１０に記載の発明の光学装置によれば、この条件を満たすことによって、第１の導光手段から第２の導光手段へ光が入射する際、ほぼ漏れ光をなくすことができる。
【００２９】
また、請求項１１に記載の発明による光学装置は、請求項９に記載の発明による光学装置において、
上記Ｄ１は、上記第１の導光手段における上記第１の出射面形状の外接円の直径であり、
上記Ｄ２は、上記第２の導光手段における上記第２の入射面形状の内接円の直径である、
ことを特徴とする。
【００３０】
この構成は、図４（Ｂ）に対応するものである。  
即ち、請求項１１に記載の発明の光学装置によれば、第１の導光手段から第２の導光手段へ光が入射する際の漏れ光を少なくし、更に、第２の導光手段の入射面を必要以上に大きくしないため、ＮＡ変換効率を損なわない。
【００３１】
また、請求項１２に記載の発明による光学装置は、請求項１に記載の発明による光学装置において、
上記第１の導光手段における上記第１の入射面形状は、四角形であり、
上記第１の導光手段における上記第１の出射面形状は、円形もしくは５つ以上の角を持つ多角形である、
ことを特徴とする。
【００３２】
この構成は、図４（Ａ）に対応するものである。  
即ち、請求項１２に記載の発明の光学装置によれば、回動した場合、光束跡と外形形状の面積差が少なくすることができるため、効率の良い光の導光が可能になる。
【００３３】
また、請求項１３に記載の発明による光学装置は、請求項１に記載の発明による光学装置において、
上記第２の導光手段における上記第２の出射面形状は、四角形であり、
上記第２の導光手段における上記第２の入射面形状は、円形もしくは５つ以上の角を持つ多角形である、
ことを特徴とする。
【００３４】
この構成は、図３（Ａ）乃至（Ｃ）、及び図６（Ｂ）に対応するものである。  
即ち、請求項１３に記載の発明の光学装置によれば、例えば請求項１２に記載の発明の光学装置におけるよう第１の導光手段を回動した場合にも、無駄なく光を取り込むことができ、さらにＮＡ変換効果の高いインテグレート効果が可能となる。
【００３５】
また、請求項１４に記載の発明による光学装置は、請求項１に記載の発明による光学装置において、
上記第１の導光手段における上記第１の入射面形状と上記第２の導光手段における上記第２の出射面形状とは、四角形であることを特徴とする。
【００３６】
この構成は、図１（Ａ）に対応するものである。  
即ち、請求項１４に記載の発明の光学装置によれば、矩形光源に対して、効率良く光を取り込め、さらに矩形形状の被照明物に対して効率良く光を導光することができる。
【００３７】
また、請求項１５に記載の発明による光学装置は、請求項１２乃至１４の何れかに記載の発明による光学装置において、
上記第１の導光手段における上記第１の出射面形状と上記第２の導光手段における上記第２の入射面形状とは、相似形であることを特徴とする。
【００３８】
この構成は、図１（Ａ）に対応するものである。  
即ち、請求項１５に記載の発明の光学装置によれば、第１の導光手段からの出射光を第２導光手段に入射させるときの損失を最小限にしながら、且つ第２の導光手段の出射面における光線の最大出射角を小さくすることができる。
【００３９】
また、請求項１６に記載の発明による照明装置は、
所定の被照射面を照明する照明装置であって、
光源と、
請求項１乃至１５の何れかに記載の光学装置と、
上記光学装置における上記第２の導光手段の上記第２の出射面と上記所定の被照射面とを光学的に共役な位置関係とする照明光学手段と、
を具備する、
ことを特徴とする。
【００４０】
この構成は、図６（Ａ）に対応するものである。  
即ち、請求項１６に記載の発明の照明装置によれば、照明ムラの少ない、且つ明るく、効率の良い照明装置を実現できる。
【００４１】
また、請求項１７に記載の発明によるプロジェクタは、
請求項１６に記載の照明装置と、
上記被照射面に配置した表示デバイスと、
上記表示デバイスで形成される画像をスクリーンに対して投影する投影光学手段と、
を具備し、
上記光源は、発光面から光線を発するＬＥＤであり、
上記第１の導光手段における上記第１の入射面形状と上記ＬＥＤの発光面形状はともに四角形である、
ことを特徴とする。
【００４２】
この構成は、図９に対応するものである。  
即ち、請求項１７に記載の発明のプロジェクタによれば、明るく効率の良いプロジェクタを提供できる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、配光異方性のある光源を用いた場合でも、ＮＡ変換効果を小さくすることなく、出射面から射出する出射光の配光異方性を緩和し、強度分布のバラツキを抑えた配光が実現できる光学装置、及びそのような光学装置を用いた照明装置、更には、そのような照明装置を用いたプロジェクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００４５】
［第１実施形態］  
図１（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る光学装置の構成を示す斜視図及び断面図である。
【００４６】
即ち、本第１実施形態に係る光学装置は、光源としてのＬＥＤ１０が発した光線を所定の照明領域に導く光学装置であり、第１の導光手段としての第１ロッド１２と、第２の導光手段としての第２ロッド１４とから構成されている。
【００４７】
ここで、上記第１ロッド１２は、ガラスなどによって中密に形成されたものであり、ＬＥＤ１０の発した光線が入射する第１の入射面としての入射面１２Ａと、この入射面１２Ａに入射した光線の一部が反射する少なくとも１つの面からなる第１の反射面としての側面１２Ｂと、この側面１２Ｂで反射した光線及び上記入射面１２Ａに入射した光線の一部が射出する第１の出射面としての出射面１２Ｃとから構成されている。なお、上記入射面１２Ａの形状はＬＥＤ１０の形状に対応する四角形であり、出射面１２Ｃの形状は正八角形に構成されている。
【００４８】
また、上記第２ロッド１４も、同様にガラスなどによって中密に形成されたものであり、上記第１ロッド１２の出射面１２Ｃから所定の間隙を有して配されている。この第２ロッド１４は、上記第１ロッド１２の出射面１２Ｃを射出した光線が入射する第２の入射面としての入射面１４Ａと、この入射面１４Ａに入射した光線の一部が反射する少なくとも１つの面からなる第２の反射面としての側面１４Ｂと、この側面１４Ｂで反射した光線及び上記入射面１４Ａに入射した光線の一部が射出する第２の出射面としての出射面１４Ｃとから構成されている。なお、上記入射面１４Ａの形状は上記第１ロッド１２の出射面１２Ｃの形状に対応する正八角形であり、出射面１４Ｃの形状は四角形に構成されている。
【００４９】
このような構成の光学装置によれば、第１ロッド１２の入射面１２Ａ及び第２ロッド１４の出射面１４Ｃの形状を四角形としているので、矩形光源であるＬＥＤ１０に対して効率良く光を取り込め、また、矩形形状の被照明物に対して効率良く光を導光することができる。さらに、第１ロッド１２と第２ロッド１４の入射面１２Ａ，１４Ａと出射面１２Ｃ，１４Ｃとの面の形状が異なることにより、配光特性に異方性があるＬＥＤ１０のような光源であっても、第２ロッド１４での出射光の配光異方性は緩和され、強度分布のバラツキを抑えた配光が実現できる。
【００５０】
また、第１ロッド１２の出射面１２Ｃと第２ロッド１４の入射面１４Ａとの間に間隙がある場合、出射面１２Ｃから射出する光が入射面１４Ａに入射せずに漏れ出てしまうおそれがある。図２（Ａ）及び（Ｂ）は何れも、出射面１２Ｃと同じ大きさの入射面１４Ａとしているが、図２（Ａ）では第１ロッドを、入射面より出射面を大きなものとしたテーパロッドとしていることで、ＮＡ変換効果により、その出射面における光線の最大出射角は小さなものとなり、第２ロッドの入射面外へ向かう光線は少ない。これに対し、図２（Ｂ）のような平行ロッドとして第１ロッドを構成した場合には、その出射面における光線の最大出射角は大きなものとなり、図２（Ａ）と同じ間隔（クリアランス）であっても、第２ロッドの入射面から外れる、即ち漏れる光線が図２（Ａ）の場合よりも多くなってしまう。
【００５１】
そこで、本第１実施形態に係る光学装置は、図１（Ｂ）に示すように、第１ロッド１４を、その入射面１２Ａよりも出射面１２Ｃの方が大きなテーパ状のロッドとして構成している。
【００５２】
さらにまた、第２ロッド１４も、その入射面１４Ａよりも出射面１４Ｃの方が大きなテーパ状のロッドとして構成している。従って、ＮＡ変換効果が２回持てるので、光線の最大出射角が小さい、即ち平行性の高い光線を第２テーパロッド１４の出射面１４Ｃから得ることができる。
【００５３】
勿論、本発明はこれに限定されるものではなく、図１（Ｃ）に示すように、第１ロッド１２を、その入射面１２Ａよりも出射面１２Ｃの方が大きなテーパ状のロッドとして構成し、且つ、第２ロッド１４は、逆に、その入射面１４Ａよりも出射面１４Ｃの方が小さい逆テーパ状のロッドとして構成しても構わない。このような構成とすれば、第１ロッド１２の出射面１２Ｃを大きくすることができるので、第１ロッド１２のＮＡ変換効率を上げることができ、結果、第１ロッド１２から第２ロッド１４へ光が入射する際、漏れ光が少なくできる。
【００５４】
あるいは、図１（Ｄ）に示すように、第１ロッド１２を、その入射面１２Ａよりも出射面１２Ｃの方が小さい逆テーパ状のロッドとして構成し、且つ、第２ロッド１４は、その入射面１４Ａよりも出射面１４Ｃの方が大きなテーパ状のロッドとして構成するようにしても良い。このような構成を採用すれば、第１ロッド１２の入射面１２Ａを大きくできるので、発光面の大きな光源にも対応できる。
【００５５】
また、第１ロッド１２の出射面１２Ｃ及び第２ロッド１４の入射面１４Ａを正八角形としたが、それに限定されるものではなく、図１の（Ｅ）に示すように、円形としても良い。即ち、第１ロッド１２の入射面１２Ａ及び第２ロッド１４の出射面１４Ｃとは面の形状が異なり、且つ、第１ロッド１２の出射面１２Ｃと第２ロッド１４の入射面１４Ａとで相似形の形状を持てば、円形もしくは５つ以上の角を持つ多角形であって構わない。
【００５６】
更には、第１及び第２の導光手段を中密のロッドとしたが、少なくとも一方を、内面に反射面を有する中空のパイプとして構成しても構わない。
【００５７】
なお、本明細書中において、テーパ状や逆テーパ状とはある一断面で見た場合の形状であり、入射面形状と出射面形状が異形となっているので、別の一断面で見た場合には、その逆や非テーパ状となっていることもあることに注意されたい。
【００５８】
［第２実施形態］  
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本第２実施形態は、第１の導光手段を第２の導光手段に対し相対的に回転可能に構成した光学装置に関する。
【００５９】
図３（Ａ）は、本第２実施形態に係る光学装置を用いた照明装置の構成を示す斜視図である。
【００６０】
即ち、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様、第１の導光手段としての第１ロッド１２の入射面１２Ａの形状は四角形、出射面１２Ｃの形状は正八角形に構成され、第２の導光手段としての第２ロッド１４の入射面１４Ａの形状は正八角形、出射面１４Ｃの形状は四角形（長方形）に構成されている。但し、本実施形態においては、第１ロッド１２を、角柱状の２本の入射ロッド１６と、斜面に反射コートを施した光路を折り曲げるための２個の折り曲げプリズム１８と、断面形状が矩形から正八角形に形状が徐々に変わり側面形状がテーパ状のテーパロッド２０との３種類の部材から構成されるＴ字型ロッドとして形成している。ここで、光源として、例えば図示しない円筒の内壁面にその発光面を円筒内に向けて配列された複数個のＬＥＤ１０を用い、上記第１ロッド１２の入射面１２Ａとなる各入射ロッド１６の入射面はそれら複数個のＬＥＤ１０の発光面に対向するように配置される。そして、第１ロッド１２は図示矢印方向に回転され、その回転に伴って移動する両入射ロッド１６の入射面位置にあたるＬＥＤ１０を順次点灯させていくことで、固定支持されている第２ロッド１４の出射面１４Ｃから光線が連続的に射出され、所定の照明領域に配された被照明物である透過型ＬＣＤ２２を連続的に照明するようになっている。
【００６１】
図３（Ｂ）は、その変形例として、第２ロッド１４を、その入射面１４Ａの形状は上記第１ロッド１２の正八角形の出射面形状をカバーする正方形、出射面１４Ｃの形状は四角形（長方形）に構成したものである。
【００６２】
このような第２ロッド１４の形状の違いによる効果の違いについて、以下に具体的な数値の例を挙げて説明する。
【００６３】
例えば、１ｍｍ角の発光面を有する複数のＬＥＤ１０が円周状に１．５ｍｍピッチで内側に発光面が向いた状態で配設されている場合を想定すると、第１ロッド１２であるＴ字型ロッドの入射ロッド１６は、長さ１２ｍｍ、入射面サイズは３ｍｍ×１．５ｍｍで円周方向が長辺となるよう、２本対向した状態で構成される。これら入射ロッド１６は折り曲げプリズム１８に接合されており、この入射ロッド１６と折り曲げプリズム１８が２組、テーパロッド２０に接合されている。折り曲げプリズム１８は、直交した面が入射ロッド１６の入射面と同じサイズであり、テーパロッド２０は折り曲げプリズム１８に接合された面が３ｍｍ角、出射面は外接円直径が５．９ｍｍの正八角形、長さ３７．５ｍｍである。なお、第１ロッド１２における入射ロッド１６及びテーパロッド２０は、屈折率１．５１、折り曲げプリズム１８は屈折率１．８の透明材料からなる。また、ＬＥＤ発光面と入射ロッド１６の入射面との間隔は０．２５ｍｍである。
【００６４】
このようなＴ字型ロッド構成の第１ロッド１２において、テーパロッド２０の長軸を回転軸として回動し、入射ロッド１６の各入射面位置に対応したＬＥＤ１０を２個ずつ計４個のＬＥＤ１０を大電流にてパルス発光させることにより、大光量の光を得る。入射ロッド１６の入射面から取り込まれた光は、その入射ロッド１６を導光して、折り曲げプリズム１８により光路をテーパロッド２０の方向に変換し、テーパロッド２０で光線角の平行性を高めて、該第１ロッド１２の出射面１２Ｃとなるテーパロッド２０の出射面から射出される。
【００６５】
図３（Ａ）に示す第２ロッド１４は、内接円の直径が５．９ｍｍの正八角形の入射面、７．９ｍｍ×５．９ｍｍの長方形の出射面、２０ｍｍの長さに構成されている。一方、図３（Ｂ）に示す第２ロッド１４は、５．９ｍｍ角の正方形の入射面を持ち、出射面及び長さは図３（Ａ）の場合と同じく、７．９ｍｍ×５．９ｍｍの長方形の出射面、長さ２０ｍｍである。そして、両図とも、第１ロッド１２の出射面１２Ｃと第２ロッド１４の入射面１４Ａとの間隔は０．３ｍｍである。
【００６６】
第２ロッド１４の出射面１４Ｃの近傍に透過型ＬＣＤ２２などを配設することにより、均一で光線角が制限された明るい照明系が実現できる。第２ロッド出射面から１ｍｍ離れた位置での出射面と同サイズの７．９ｍｍ×５．９ｍｍを評価面として、図３（Ａ）と図３（Ｂ）との比較を行う。ＬＥＤ１０は完全拡散の配光特性を有する場合、同時発光ＬＥＤ数４個分の光に対して、評価面に到達する光は、図３（Ａ）、図３（Ｂ）の何れも２．３個分、即ち５７．５％であるが、このうち光線傾角が２２．３°以内の光、即ち像側のＮＡ０．３８の光は、図３（Ａ）は１．５１個分（到達光量の６４％）、図３（Ｂ）は１．２７個分（到達光量の５６％）と両者で違いがある。
【００６７】
これは、第２ロッド１４の入射面が図３（Ｂ）の方が正方形である分、特に正方形のコーナから出射面の長方形のコーナを結ぶ稜線部において、第２ロッド１４のテーパ角が緩くなる分、ＮＡ変換効率が悪いためにもたらされた結果である。図３（Ｃ）は図３（Ａ）の場合、図３（Ｄ）は図３（Ｂ）の場合に第１ロッド１２の入射面１２Ａに同一角度で入射した光線の経路を模式的に示す図である。上述のように第２ロッド１４の出射面１４Ｃのサイズが同じであると、図３（Ｂ）のように第２ロッド１４の入射面１４Ａを正方形状とした場合には、第１ロッド１２の出射面１２Ｃの正八角形をカバーする必要があるため、その対角方向においては大きくなってしまい、結果的に、第２ロッドのテーパ角が図３（Ｄ）に示すように浅くなり、その反射面となる側面１４Ｂでの光線の反射角が大きなものとなってしまう。従って、同一角度で第２ロッド１４に光線が入射したとしても、最終的な第２ロッド１４を射出するときの光線角度は、図３（Ｃ）の方が浅い角度で、図３（Ｄ）の方が大きい角度となる。その結果、実際にＬＣＤ２２に照射される、ある所定の角度以下の平行性の高い光線は、図３（Ｄ）の方が少なくなってしまう。
【００６８】
従って、第２ロッド１４の入射面１４Ａは、光漏れが生じない範囲で、できるだけ面積が小さい方が光線角を変換するには好適である。
【００６９】
図４（Ａ）に示すように、Ｔ字型ロッドとして構成された第１ロッド１２を回転させた場合、出射面１２Ｃの形状は正八角形であっても、同図に破線で示すように、軌跡はその正八角形の頂点の外接円となる。
【００７０】
即ち、図４（Ｂ）に細実線で描かれたように第１ロッド出射面周縁２４が正八角形であっても、これを回転すると、同図に細破線で描くような第１ロッド出射面外接円２６となる。このような第１ロッド出射面外接円２６の領域から射出する光線を漏れなく、同図に太実線で描いた第２ロッド入射面周縁２８のような正八角形に構成された固定の第２ロッド１４の入射面１４Ａに入射させるためには、同図に太破線で描かれた第２ロッド入射面内接円３０として示すようなその正八角形の内接円が、上記第１ロッド出射面外接円２６よりも大きくなければならない。
【００７１】
これは、図４（Ｃ）に示すように、第１ロッド１２の出射面１２Ｃにおける最大寸法つまり上記第１ロッド出射面外接円２６の直径をＤ１、第１ロッド１２の出射面１２Ｃと第２ロッド１４の入射面１４Ａとの間隔の長さをｄ、第１ロッド１２の出射面１２Ｃにおける光線の最大出射角をθとしたとき、第２ロッド１４の入射面１４Ａにおける最小寸法つまり第２ロッド入射面内接円３０の直径Ｄ２は、
Ｄ２＞Ｄ１＋２ｄ×ｔａｎθ
を満足する長さであることが必要となる。この条件を満たすことによって、第１ロッド１２の出射面１２Ｃから第２ロッド１４の入射面１４Ａへ光が入射する際、ほぼ漏れ光をなくすことができる。
【００７２】
なお、このように第１ロッド１２を回動する実施形態２においても、その後段の第２の導光手段を、ロッドではなくて中空のパイプで構成しても良いことは勿論である。
【００７３】
さらにこの場合、図５に示すように、第１ロッド出射面外接円２６がパイプ３２の内壁に当たらないような径をパイプ３２が有していれば、回転軸方向にオーバーラップさせることができ、これにより、上記にある回転軸方向のクリアランスを持たせなくても光漏れは生じない。勿論、この場合には、回転の軸ずれや組み付け誤差、第１ロッド１２やパイプ３２の製作誤差などを鑑みてパイプ３２の径を決定しないと、パイプ内壁面の反射コートを傷つけてしまったりするので注意が必要である。
【００７４】
［第３実施形態］  
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本第３実施形態は、上記第２の実施の形態で説明した構成に、更に、上記第２の導光手段の出射面と所定の被照射面とを光学的に共役な位置関係とする照明光学手段を備えた照明装置に関するものである。
【００７５】
即ち、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、上記第２実施形態同様、その回転により複数のＬＥＤ１０から発せられた光を導光するＴ字型の第１ロッド１２の後段に、第２の導光手段として、入射面（仮想面）形状が正八角形で出射面（仮想面）が長方形のテーパ状のパイプ３２を固定支持している。そして、そのパイプ３２の出射面（仮想面）と所定の被照射面３４とを光学的に共役な位置関係とする照明光学手段として、照明リレーレンズ３６を備えている。なお、この照明リレーレンズ３６を、図６（Ａ）では２枚のレンズとして、また、斜視図である図６（Ｂ）では一つのレンズで代表させて描示しているが、所望の性能が得られ且つ上記共役関係が得られれば光学系の構成は問わない。
【００７６】
このような構成の照明装置によれば、パイプ３２の出射面（仮想面）の長方形の像を照明リレーレンズ３６でリレーして、被照射面３４の大きさに合わせるような構成にすることで、図６（Ｃ）に示すように、その被照射面３４に配された矩形の表示素子３８に対して倒立的な照射領域４０を与えることができる。なお、上記照明リレーレンズ３６としてアナモルフィク光学系を使用する場合は、そのアナモルフィクなパワーを考慮して、図６（Ｃ）のような照射領域４０が得られるようパイプ３２のアスペクトを決めれば良い。
【００７７】
図６（Ｄ）及び（Ｅ）は、図６（Ｂ）における表示素子３８が配設される被照射面３４における中心断面での空間的強度分布の一例を２次元的に示した図である。即ち、図６（Ｄ）は水平方向断面分布を、図６（Ｅ）は垂直方向断面分布をそれぞれ示している。また、これらの図において、横軸は図６（Ｂ）の表示素子３８の左下に原点を置いた際の水平／垂直の各方向における位置であり、縦軸は強度である。なお、表示素子３８の長辺方向が水平方向に該当する。
【００７８】
強度分布の均一さ、即ち照明ムラは、第１ロッド１２を構成する入射ロッド１６やテーパロッド２０、パイプ３２の長さと関連しており、長いほどロッド１６，２０やパイプ３２の側面での反射回数が多くなる分、均一化する効果は高くなる。従って、所望の照明ムラレベルが得られるように各光学素子の仕様決定を行う。この際、気をつけなければならないのが、図６（Ｂ）にあるように光源（ＬＥＤ１０）が間隔をおいて配設されていて、第１ロッド１２を回転して光を取り込む場合、ＬＥＤ１０と入射ロッド１６の入射面との相対位置が周期的に変化するが、この相対位置関係の時間変化により、被照射面３４での照明ムラも変化するので、それを考慮した仕様決定や評価が必要である。
【００７９】
ここで、第１ロッド１２の回転機構の実際の構成及び照明装置の電気的な構成について、図７及び図８を参照して簡単に説明しておく。
【００８０】
即ち、この照明装置は、回動可能な保持具であるロッドホルダ４２に取り付けられた第１ロッド１２を回転モータ４４によって回転し、ドラム状に形成した発光体基板４６の内周に配列した複数のＬＥＤ１０を、上記第１ロッド１２の回転に併せて順次点灯する。
【００８１】
なお、第１ロッド１２を構成する入射ロッド１６、折り曲げプリズム１８、テーパロッド２０の各部材の屈折率が同じ屈折率である必要はない。ここで、入射ロッド１６及びテーパロッド２０の屈折率よりも、折り曲げプリズム１８の屈折率が高い方が部材の側面から漏れる光が少なくなるので、より望ましい。これは、折り曲げプリズム１８を通った光線のうち、入射ロッド１６又はテーパロッド２０の側面で反射せず透過してしまうような角度の光線を、折り曲げプリズム１８の屈折率を高くすることで、入射ロッド１６と折り曲げプリズム１８との接合面、または、テーパロッド２０と折り曲げプリズム１８の接合面で折り曲げプリズム１８内に反射させることができ、結果、部材の側面から漏れる光を減らすことができるためである。
【００８２】
なおここで、上記ＬＥＤ１０は、赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、青（Ｂ）色の発光色を持つものがそれぞれ所定個数ずつを１セットとして２セットがドラム状の発光体基板４６の内周に配列されている。
【００８３】
そして、上記第１ロッド１２の出射面１２Ｃの後段に、パイプ３２、更には照明リレーレンズ３６が固定支持されるものであるが、図７では、簡略化のためそれらの図示は省略してある。
【００８４】
さらに、図７では図示していないが、上記第１ロッド１２の出射面付近に、導光板と複数の微小反射プリズムとを配し、上記第１ロッド１２からの出射光、つまり、上記導光板に入射した入射光のうち、上記微小反射プリズムに入射した光は、この微小反射プリズムによって一部が反射され、残りが出射光として上記パイプ３２に入射されるような構成としておく。そして、上記微小反射プリズムによる反射光は、上記導光板により光量モニタ４８に導光され、その光量モニタ４８で光量が検出される。
【００８５】
更に、上記ロッドホルダ４２の背面近傍位置に、該ロッドホルダ４２の回転位置を検出するための回転センサ５０が配されている。この回転センサ５０としては、例えばフォトリフレクタを用い、上記ロッドホルダ４２の背面に貼付された反射板で反射された光の検出により上記ロッドホルダ４２の１回転を検出するようなものが利用できる。
【００８６】
この回転センサ５０による回転位置検出信号は、モータ駆動制御回路５２及び発光タイミング制御回路５４に入力される。
【００８７】
ここで、上記モータ駆動制御回路５２は、上記回転モータ４４を制御するものであり、上記回転モータ４４と共に、上記第１ロッド１２を回転可能に駆動する可動手段を構成する。即ち、上記モータ駆動制御回路５２は、ユーザによるボタン操作等に従って動作命令部５６から動作開始信号が入力されると、上記回転モータ４４の回転を開始させ、上記回転センサ５０によるロッドホルダ４２の回転位置検出結果に従って上記回転モータ４４が一定速度で回転するよう駆動制御する。
【００８８】
また、上記発光タイミング制御回路５４は、上記光量モニタ４８、回転センサ５０、及び上記光量モニタ４８による光量検出結果が入力されるＬＥＤ駆動制御回路５８と共に、上記複数のＬＥＤ１０の発光タイミングを制御する点灯制御手段を構成するものである。なお、上記ＬＥＤ駆動制御回路５８は、駆動ＬＥＤ選択回路６０とＬＥＤ駆動電流制御回路６２とからなる。
【００８９】
即ち、上記発光タイミング制御回路５４は、上記回転センサ５０による上記ロッドホルダ４２の回転位置検出に基づいてタイミング信号を発生して、上記ＬＥＤ駆動制御回路５８の駆動ＬＥＤ選択回路６０に入力する。この駆動ＬＥＤ選択回路６０は、その入力されたタイミング信号に従って、上記発光体基板４６上に実装された各ＬＥＤ１０を駆動するための各ＬＥＤ駆動回路６４に選択的に駆動制御信号を与えることで、上記第１ロッド１２の入射面つまり入射ロッド１６の入射面位置となったＬＥＤ１０を順次点灯させるよう制御する。またこのときの上記ＬＥＤ駆動回路６４によるＬＥＤ１０の駆動電流は、上記ＬＥＤ駆動制御回路５８のＬＥＤ駆動電流制御回路６２によって、上記光量モニタ４８で光量検出した出射光の増減に応じて、ＬＥＤ１０の発光光量が最適となるように制御される。
【００９０】
なお、上記ドラム状の発光体基板４６の外周には放熱板６６が設けられており、ＬＥＤ１０の発光に伴って発生される熱を放熱することで、熱によるＬＥＤ１０の特性変化を防止し、該照明装置を連続運転しても安定した照明が得られるようになっている。そして更に、その放熱板６６に接する空気を排気するための放熱排気手段としての放熱ファン６８も備えている。ここで、上記放熱ファン６８は、上記第１ロッド１２即ちロッドホルダ４２を回転させるための上記回転モータ４４の回転軸７０に連結されたフィン取付部材７２の外周面上に、放熱排気の方向が上記回転モータ４４側となるような角度を持って、所定間隔で複数枚のフィン７４が取り付けられて構成されている。従って、上記回転モータ４４によって上記第１ロッド１２が回転すると同時に上記放熱ファン６８が回転し、放熱板６６に接する空気を排気することが可能となる。
【００９１】
このように、複数のＬＥＤ１０を順次切り替えパルス発光させ、放射光を取込む第１ロッド１２との相対位置関係をＬＥＤ１０の発光切り替えに併せて選択しながら変移させることによって、それぞれ第１ロッド１２が１回転する過程で赤（Ｒ）色、青（Ｂ）色、緑（Ｇ）色、赤（Ｒ）色、青（Ｂ）色、緑（Ｇ）色の順に、発光する光の色が切り替わり、実効的に高輝度の３色のＬＥＤが得られ、大光量の平行度の向上した３色の光が第１ロッド１２の出射面１２Ｃから得られることになる。なお、発光色の順序は上記に限定されるものではなく、適宜設定されれば良い。
【００９２】
なお、本第３実施の形態においても、第２の導光手段として、パイプ３２ではなく、中密の第２ロッド１４を用いても良いことは勿論である。
【００９３】
中密のロッドでは全反射により導光するので、パイプよりもロッドのほうが反射面での反射効率が良い。よって、パイプよりもロッドを長くすることで、光伝達効率の良い光学装置を実現できる。但し、本実施形態のように、出射面を被照射面３４と共役とするような照明法の場合、ロッドの出射面に付着したごみなどの像が拡大されて目立ちやすいといった問題も生じる。一方、パイプ３２では、ごみなどは問題となり難いが、内壁面に反射する毎に反射コートの反射率分、光量がロスしてしまう。従って、ロッドとパイプの何れを用いるかは、実際の装置の構成や用途により決定すれば良い。
【００９４】
また、パイプ３２の入射面（仮想）の形状は、円形もしくは円形に準ずる形状で８角形、１６角形など４の倍数の角数を持つ形状のほうが製作性が良いので望ましい。
【００９５】
［第４実施形態］  
次に、本発明の第４実施形態を説明する。本第４実施形態は、上記第３の実施の形態で説明した照明装置を使用したプロジェクタに関するものである。
【００９６】
即ち、図９に示すように、上記のような照明装置の第２の導光手段であるパイプの出射面（仮想面）から射出された光は、照明光学手段としての反射ミラー３６’により反射し、上記出射面と光学的に共役な位置関係にある所定の被照射面３４に配された反射型の表示素子３８であるＤＭＤ（商標）３８’に入射され変調された後、投影レンズ７６を介して投影光として出力する。なお、上記ＤＭＤ（商標）３８’は、２次元マイクロミラー偏向アレイであり、その詳細は、例えば、特開平１１−３２２７８号公報の段落［００２６］や国際公開第ＷＯ９８/２９７７３号公報の第５頁第２３行目乃至第６頁第６行目に開示されているので、説明は省略する。
【００９７】
この場合、照明装置からの出射光とＤＭＤ（商標）３８’受光面の入射光は結像関係をなすように設計された曲率形状をもった反射ミラー３６’によりクリティカル照明系を構成する。ＤＭＤ（商標）３８’受光面は矩形形状であり、その形状のアスペクト比に合わせてパイプ３２の射出（仮想面）の形状も四角形にされている。この構成によれば、照明光路を畳み込んでいるためコンパクトに納めることができる。なお、ＤＭＤ（商標）３８’の変調動作によりＤＭＤ（商標）３８’から投影レンズ７６に入射されないときの所謂オフ光が反射ミラー３６’及び照明装置のパイプ３２の出射面（仮想面）に入射されないように光路設計がなされている。
【００９８】
このような構成とすることにより、明るく効率の良いプロジェクタを提供できる。
【００９９】
以上実施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。
【０１００】
例えば、本発明の照明装置によるプロジェクタを、写真用露光装置、カラーコピー機、カラープリンタ、リライタブル電子ペーパー記録装置などにおける画像を投影する構成部分に応用すれば、カラー調整が容易であるが故に有効な画像形成手段となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第１実施形態に係る光学装置の構成を示す斜視図及び断面図であり、（Ｃ）乃至（Ｅ）はそれぞれ変形例の構成を示す断面図である。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ第１及び第２ロッドの形状と第２ロッドへ入射せずに漏れ出る光線との関係を説明するための図である。
【図３】（Ａ）は本第２実施形態に係る光学装置を用いた照明装置の構成を示す斜視図、（Ｂ）は変形例の構成を示す斜視図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）はそれぞれ（Ａ）及び（Ｂ）の構成において第１ロッドの入射面に同一角度で入射した光線の経路を模式的に示す図である。
【図４】（Ａ）は第１ロッドを回転させた場合の出射面描く軌跡を説明するための図、（Ｂ）は第１ロッド出射面周縁と第１ロッド出射面外接円と第２ロッド入射面周縁と第２ロッド入射面内接円との関係を示す図であり、（Ｃ）は第２ロッド入射面内接円の直径を決定するための式における文字の定義を説明するための図である。
【図５】第２ロッドに代えてパイプを用いた変形例を説明するための断面図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明の第３実施形態における照明装置の構成を示す断面図及び斜視図、（Ｃ）は表示素子と照射領域の関係を説明するための図であり、（Ｄ）及び（Ｅ）はそれぞれ被照射面における中心断面での空間的強度分布の一例を２次元的に示した図である。
【図７】第３実施形態における照明装置の第１ロッドの回転機構の実際の構成を示す図である。
【図８】第３実施形態における照明装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４実施形態におけるプロジェクタの構成を示す図である。
【図１０】従来の光学装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…ＬＥＤ、  １２…第１ロッド、  １２Ａ，１４Ａ…入射面、  １２Ｂ，１４Ｂ…側面、  １２Ｃ，１４Ｃ…出射面、  １４…第２ロッド、  １６…入射ロッド、  １８…折り曲げプリズム、  ２０…テーパロッド、  ２２…ＬＣＤ、  ２４…第１ロッド出射面周縁、  ２６…第１ロッド出射面外接円、  ２８…第２ロッド入射面周縁、  ３０…第２ロッド入射面内接円、  ３２…パイプ、  ３４…被照射面、  ３６…照明リレーレンズ、  ３６’…反射ミラー、  ３８…表示素子、  ３８’…ＤＭＤ、  ４０…照射領域、  ４２…ロッドホルダ、  ４４…回転モータ、  ４６…発光体基板、  ４８…光量モニタ、  ５０…回転センサ、  ５２…モータ駆動制御回路、  ５４…発光タイミング制御回路、  ５６…動作命令部、  ５８…ＬＥＤ駆動制御回路、  ６０…駆動ＬＥＤ選択回路、  ６２…ＬＥＤ駆動電流制御回路、  ６４…ＬＥＤ駆動回路、  ６６…放熱板、  ６８…放熱ファン、  ７０…回転軸、  ７２…フィン取付部材、  ７４…フィン、  ７６…投影レンズ。
【図１】
2005070443.tif 000003
【図２】
2005070443.tif 000004
【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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