(57)【要約】【課題】小型で、照度が被照明部において均一化できる照明装置および投写型表示装置を提供する。【解決手段】照明装置１０は、光源２００と、光源２００から出射される光の光量分布の略ピークの位置２１０から放射状の反射層１１０が設けられたロッドインテグレータ１００とを備える。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、該光源から出射される光の光量分布の略ピークの位置から放射状の反射層が設けられたロッドインテグレータと、
を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記光源から出射される光の光量分布の略ピークの位置から放射状に分割され、分割された前記ロッドインテグレータが隣接する界面に前記反射層が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の照明装置において、
前記反射層が誘電体膜により形成されていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の照明装置において、
分割された前記ロッドインテグレータが隣接する界面の間に、前記ロッドインテグレータを構成する光学部材の屈折率よりも低い屈折率の低屈折率層が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項４に記載の照明装置において、
分割された前記ロッドインテグレータが隣接する界面の間に空気層か、または分割された前記ロッドインテグレータを貼り合わせる接着層の前記低屈折率層が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の照明装置において、
前記ロッドインテグレータの光出射側端面に、光軸方向に一方の端面が接続された無分割のロッド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７】
請求項６に記載の照明装置において、
光軸方向に沿った柱状の中空部を有する前記無分割のロッド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８】
請求項６または請求項７に記載の照明装置において、
周縁部が、前記ロッドインテグレータの外周側面に沿って延出されている延出部を有し、この延出部と前記ロッドインテグレータの外周側面とが接続されている前記無分割ロッドインテグレータが備えられていることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の照明装置と、
前記照明装置から出射される光に対向して備えられた光変調装置と、
前記光変調装置からの出射光を投写する投写光学系と、
を備えたことを特徴とする投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型で、照度を均一化できる照明装置および投写型表示装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、液晶プロジェクタ等の投写型表示装置では、表示部照度の向上と均一化が課題となっていた。表示部の照度を均一化するために、照明装置の照度均一化光学素子としてロッドインテグレータが使用されている。
光源に固体光源、例えば発光ダイオードを使用する場合、１本のロッドインテグレータの端面に１個の発光ダイオードが接合されたもの、１本のロッドインテグレータに複数の発光ダイオードが接合されたものや、これら発光ダイオード付きのロッドインテグレータが複数束ねられたものなどが知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６９８０２号公報（第７〜第８頁、図６〜図８）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ロッドインテグレータは、入射された光がロッドインテグレータの外側界面で反射を繰り返して出射されるまでに様々な波長の光が混ざり合い均一化されるというものである。
このような特許文献１では、ロッドインテグレータに入射された光は、１本のロッドインテグレータの端面に１個の発光ダイオードが接合された場合、より照度の均一化をはかるためには、光の反射回数を多くすることが必要とされ、この際、ロッドインテグレータの長さを長くしなければならなかった。
また、複数のロッドインテグレータを束ねた場合、１本１本のロッドインテグレータの長さを長くしなければならず、また、束ねられたそれぞれのロッドインテグレータ間の照度が不均一になるというような課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、小型で、照度が均一化できる照明装置および投写型表示装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の照明装置は、光源と、該光源から出射される光の光量分布の略ピークの位置から放射状の反射層が設けられたロッドインテグレータとを備えたことを特徴とする。
【０００７】
このような構造の照明装置は、ロッドインテグレータ内に入射された光は、ロッドインテグレータの被照射面の光量のピーク位置から放射状に設けられた反射面と外周面との間で反射を繰り返され混在されて均一化される。ロッドインテグレータ内に入射された光は、その入射角は様々であり、反射を繰り返すことで均一化がはかれるのである。
この際、放射状の反射面を備えることで、外周面にだけ反射面を有するロッドインテグレータに比べ、反射回数が多くなるので、照度のより均一化が向上するとともに、ロッドインテグレータの長さを短くすることができ、照明装置を小型化することができる。
ここで、光量のピークとは、ロッドインテグレータの被照射面の略中心部において、光量が最大値になるときと最小値になるときの両方を含み、最小値とは、ロッドインテグレータの端面周縁部が最大になり、中心部が最小になることを示し、それぞれの条件の際に、前述した作用と効果を得ることができる。
【０００８】
本発明の照明装置は、前記光源から出射される光の光量分布の略ピークの位置から放射状に分割され、分割された前記ロッドインテグレータが隣接する界面に前記反射層が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
このようなロッドインテグレータは、前述の光量分布のピーク位置からロッドインテグレータの周縁方向に放射状に分割された、例えば、三角柱や四角柱の集合体である。従って、この集合体のほぼ中央に入射される光の光量のピークがあるため、分割されたそれぞれのロッドインテグレータにほぼ同じ光量が入射され、小断面積の分割されたロッドインテグレータ内の反射層と外周側面の反射層との間における反射回数を増やすことができるので光をより均一化することができる。
【００１０】
また、これらの分割されたロッドインテグレータの隣接する面には、反射層が形成されているので、この反射層で光が効率よく全反射される。このことにより、例えばライトバルブなどの被照明部の照度を高めることもできる。
【００１１】
本発明の照明装置は、前記反射層が誘電体膜により形成されていることが好ましい。
【００１２】
分割されたロッドインテグレータの反射層は、光が吸収されにくい誘電体膜であることが好ましい。この際、誘電体膜は金属膜に比べ反射効率はわずかに劣るが、誘電体膜を透過した光は、隣接するロッドインテグレータで反射されるため全体として光の透過効率を高い水準で確保することができる。
ここで、誘電体膜としては、ＺｎＯ，ＴｉＯ２，ＳｉＯ２などを採用することができる。
また、金属膜の表面にこの誘電体膜を形成してもよい。
【００１３】
本発明の照明装置は、分割された前記ロッドインテグレータが隣接する界面の間に、前記ロッドインテグレータを構成する光学部材の屈折率よりも低い屈折率の低屈折率層が設けられていることが好ましい。
【００１４】
このように、ロッドインテグレータを構成する光学部材が、例えば光学ガラスである場合、光学ガラスよりも屈折率の低い低屈折率層が形成されていることで、入射された光はロッドインテグレータの界面で全反射される。このことから、小断面積の分割されたロッドインテグレータ内で光の反射回数が多くなり、光は多重化されより一層、照度の均一化が向上される。
【００１５】
また、本発明の照明装置は、分割された前記ロッドインテグレータが隣接する界面の間に空気層か、または分割された前記ロッドインテグレータを貼り合わせる接着層の前記低屈折率層が設けられていることが好ましい。
【００１６】
空気層は、ロッドインテグレータを構成する光学材料よりも低屈折率層であり、このことから、界面に反射膜を設けなくても、全反射するので反射膜を設けたときと同等の効果を得ることができる。
【００１７】
接着層もロッドインテグレータを構成する光学材料よりも低屈折率の材料が選択される。このことから、前述したようにロッドインテグレータから出射される光の照度は均一化することができる。
また、接着層の材料の屈折率を選択することで、ロッドインテグレータ内の光の全反射角度を調整することができるので、ロッドインテグレータを小型化することもできる。
【００１８】
本発明の照明装置は、前記ロッドインテグレータの光出射側端面に、光軸方向に一方の端面が接続された無分割のロッドインテグレータを備えたことを特徴とする。
【００１９】
この発明によれば、分割されたロッドインテグレータから出射された照度が均一化された光は、接続された無分割のロッドインテグレータ（以降、無分割ロッドインテグレータと称す）内で更に反射が繰り返されるので、被照明部の照度をより均一化ができる。
【００２０】
本発明の照明装置は、光軸方向に沿った柱状の中空部を有する前記無分割のロッドインテグレータを備えられていることが好ましい。
【００２１】
分割されたロッドインテグレータから出射される均一化された光は、接続された無分割ロッドインテグレータの中空部内壁で反射を繰り返すことによって、より均一化することができる。
また、このことにより、小型のロッドインテグレータと照明装置を提供することができる。
【００２２】
本発明の照明装置は、周縁部が、前記ロッドインテグレータの外周側面に沿って延出されている延出部を有し、この延出部と前記ロッドインテグレータの外周側面とが接続されている前記無分割ロッドインテグレータが備えられていることが望ましい。
【００２３】
本発明によれば、無分割ロッドインテグレータの延出部と分割されたロッドインテグレータの外周側面で、例えば接着等の手段で一体化される。従って、分割されたロッドインテグレータと無分割ロッドインテグレータとの一体化が容易にできる。
ここで、接着等で使用される接着材は、前述の分割されたロッドインテグレータの接着層で使用された材料を採用することができる。
【００２４】
本発明の投写型表示装置は、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の照明装置と、前記照明装置から出射される光に対向して備えられた光変調装置と、前記光変調装置からの出射光を投写する投写光学系とを備えたことを特徴とする。
【００２５】
この発明によれば、光源から出射された光は、ロッドインテグレータで均一化されて、光変調素子、例えばライトバルブに出射され、投写光学系を経てスクリーンなどに投写されるので、投写光を均一化することができ、また、ロッドインテグレータ内を効率よく導光されるため明るい表示をすることができる。
これらのことから、ロッドインテグレータ、照明装置、投写型表示装置を小型化することができる。
ここで、光源としては、発光ダイオードなどの固体光源、キセノンランプ、メタルハライドランプなどを採用することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の投写型表示装置、図２〜図１０は第１実施形態のロッドインテグレータが示されている。
図１は本実施形態の投写型表示装置１を示す模式図である。図１において、投写型表示装置１は、発光ダイオード２０１、２０２、２０３で構成された光源と、光源２００と対向した位置に配置されたレンズアレイ３００と、レンズアレイ３００を挟んで反対側光の進行方向に配置されたロッドインテグレータ１００とから構成される照明装置１０と、ロッドインテグレータ１００からの光の出射側に対向して配置された光変調素子であるライトバルブ４００と、ライトバルブ４００からの出射光を投写する投写光学系である投写レンズ６００から構成されている。
レンズアレイ１００、ロッドインテグレータ１００、ライトバルブ４００、投写レンズ６００は、光軸５０上に配置されている。
【００２７】
ロッドインテグレータ１００は、ある程度の長さをもつガラスロッドからなり、入射端面から入射された光の照度を均一化して出射端面から出射するものである。このロッドインテグレータ１００は、詳しくは後述するが、断面方向に放射状に分割されている。
【００２８】
この光源２００から出射された光は、レンズアレイ３００で集光されてロッドインテグレータ１００に入射される。このロッドインテグレータ１００内で、光は、後述するようにロッドインテグレータの反射面で反射を繰り返しながら混在されて照度が均一化され、光変調装置であるライトバルブ４００に入射される。ライトバルブ４００で画像データなどに変調された光は、投写レンズ６００で拡大されてスクリーン７００に投写表示される。
【００２９】
この際、光源としては、発光ダイオードなどの固体光源、キセノンランプ、メタルハライドランプなどを採用することができるが、本実施形態では、発光ダイオードを採用した例を説明する。また、発光ダイオードは本実施形態では３個（図１に示す）としたが、１個でも、もっと多くても構わない。また、発光ダイオード２０１を赤色、２０２を緑色、２０３を青色としてもよい。
また、ライトバルブとしては、ＬＣＤ（液晶表示装置）やＤＭＤ（デジタルマイクロミラー装置）を採用することができる。
【００３０】
図２〜図４は、本実施形態のロッドインテグレータ１００の斜視図を示す。
図２において、ロッドインテグレータ１００は、断面四角形をした柱状であり、光学ガラスから構成されている。
このロッドインテグレータ１００は、断面中心から放射状に８分割された８本の三角柱１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７、１０８の集合体とされ、分割された三角柱１０１と１０２を代表例として説明する。これら三角柱のそれぞれ隣接する接合面には、反射層１１０が形成されている。この反射層１１０は、光がほとんど吸収されない誘電体で構成されている。
三角柱１０１，１０２以外の三角柱のそれぞれ隣接する側面にも同様に誘電体の反射層１１０が形成されている。つまり、ロッドインテグレータ１００には、断面放射状の反射層１１０（図２では、８面の反射層）が形成されている。
【００３１】
この放射状の反射層１１０の中心は、ロッドインテグレータ１００の断面形状の中心であるが、光源２００からロッドインテグレータ１００の端面に投写された光の照度がピークになる位置２１０の範囲（図中、破線の円弧で示す）とされる。
この際、光の照度がピークになるとは、照度が最大の場合と最小の場合両方を含む。一般に、光源が単光源の場合は中心部に照度最大値があり、複数光源（発光ダイオードがたくさんある場合）の場合は、ロッドインテグレータ１００の端面周縁部にリング状の照度最大値があり、中心部は最小値があることが考えられるが、上述の両方を含むことである。
【００３２】
図３は、ロッドインテグレータ１００の別の分割形態の斜視図を示す。図３において、ロッドインテグレータ１００は、光源（図示しない）から投写された光の照度がピークになる位置２１０付近から、光源２００と対向する端面１２０において放射状に分割される。前述した分割よりもさらに細かく１２個の三角柱に分割されている。
【００３３】
この分割数は、前述した８分割や１２分割に限らずロッドインテグレータのサイズや光の均一化の状態から適宜選択することができるが、分割数は多いほうが照度の均一化が増し、ロッドインテグレータ１００を短くすることができる。
このロッドインテグレータ１００は、前述したように隣接した接合面に誘電体の反射層１１０が形成されている。
【００３４】
図４は、ロッドインテグレータ１００の他の断面形状の斜視図を示す。図４において、ロッドインテグレータ１００の断面形状は六角形に形成されている。光源（図示しない）から投写された光の照度がピークになる位置２１０付近から、光源と対向する端面１２０において放射状に６分割される。この分割面には、反射層１１０が形成されている。断面形状、分割形状以外は前述した構成と同じである。
これらのようなロッドインテグレータ１００の断面形状や分割方法は、図示された以外にも様々に選択できる。
【００３５】
次に、前述したように分割されたロッドインテグレータ１００を複数集束されたロッドインテグレータの集合体について説明する。図５は、分割されたロッドインテグレータ１００が２個集束された状態の斜視図、図６は、４個集束された状態の斜視図を示す。図５において、前述の分割されたロッドインテグレータ１００（図２参照）の側面が接合されてひとつのロッドインテグレータ１４０が形成される。２個のロッドインテグレータ１００は、それぞれ光源（図示しない）から投写された光の照度がピークになる位置２１０付近を中心にして、光源と対向する端面１２０において放射状に分割されている。反射層１１０の構成は前述と変わらない。
【００３６】
図６において、ロッドインテグレータ１００が４個、立方体状に集束されている。この構成は、前述したロッドインテグレータ１００が２個集束されたものと同じである。
この際、光源２００から出射された光の照度ピーク２１０は、それぞれ４個のロッドインテグレータ１００の放射状の分割中心付近とされる。
ロッドインテグレータ１００を何個集束するかは限定されるものではなく、光源２００の種類と数、ロッドインテグレータのサイズ、照度均一化の状態から選択される。
【００３７】
次に、図７を用いて、分割されたロッドインテグレータ１００の接合面の他の実施形態について説明する。図７は、図３の矢印方向から視認した側面図を示す。図７において、分割されたロッドインテグレータ１１１，１１２，１１３のそれぞれの接合面の両端付近には接着層２５０が形成され、これら接着層２５０の間に空気層２６０が設けられている。この空気層２６０の厚みは、入射される光の波長によって選択され、赤色光の場合は厚く、青色光の場合は薄く設定されるが、入射される光の波長よりも大きく設定され、可視光の場合、概ね１μｍ以上とされる。
これらの空気層２６０は、分割されたロッドインテグレータの隣接される接合面全てに設けられている。
また、この空気層２６０が形成される接着層２５０は、接着層以外に薄板状のスペーサーであってもよい。
【００３８】
図８は、分割されたロッドインテグレータの接合面の他の実施形態の側面図を示す。図８において、分割されたロッドインテグレータ１１１，１１２，１１３の接合面には接着層２７０が設けられ、分割されたロッドインテグレータ１１１，１１２，１１３のそれぞれが隣接する同士が接着固定される。
この際、接着層２７０は、ロッドインテグレータ１１１，１１２，１１３を形成する光学部材（光学ガラス等）よりも低屈折率の材料が使用されている。この接着層２７０の厚みは、先述したように入射光２２０の波長よりも大きく設定され、概ね１μｍ〜２μｍ程度に設定されている。
【００３９】
図９は、ロッドインテグレータ１００の接合面の他の実施形態の側面図を示す。図９（ａ）において、分割されたロッドインテグレータ１０６，１０７の相互に隣接する面１１６，１１７は、それぞれ凹レンズ状に形成されて、両端の接合部１１８で接合されている。この両端の接合部１１８の間には空気層２６０が形成される。この空気層２６０の平均厚みは、入射光２２０の波長以上とされ１μｍ程度に設定されている。
【００４０】
図９（ｂ）において、分割されたロッドインテグレータ１０６，１０７の相互に隣接する面１１６，１１７は、凸レンズ状に形成され、ほぼ中央の接合部１１９で接合されている。この接合部１１９の両側には空気層２６０が設けられている。この空気層２６０の平均厚みは、入射光２２０の波長以上とされ１μｍ程度に設定されている。
【００４１】
次に、入射された光２２０のロッドインテグレータ１００内部の挙動について図７、図８、図１０を用いて説明する。図１０において、光源（図示せず）からの光２２０は、ロッドインテグレータ１００の８分割された（図２参照）三角柱のうちの１０７に入射される。入射された光２１１は、ロッドインテグレータ１０７内を進行し、反射層１１０で反射され、その後、ロッドインテグレータ１０７の外周面で再反射されて出射される。
【００４２】
また、光が反射層１１０に到達した際、反射層１１０が誘電体で形成されているため、わずかであるが反射層１１０を貫通して、隣接する分割されたロッドインテグレータ１０６内を進行し、外周面で反射されて出射される（図中２１２で示す）。
このように、入射光２２０は、反射層１１０で反射された光２１１と、反射層１１０を貫通された光２１２とが、ロッドインテグレータ１００内で混在されて出射光の照度が均一化される。
他の分割されたロッドインテグレータも同様に、入射された光はロッドインテグレータ内で反射を繰り返して出射される。
【００４３】
次に、隣接する分割されたロッドインテグレータ１１１、１１２，１１３の接合面（図３参照）に空気層２６０または接着層２７０が設けられている場合のロッドインテグレータ１００内の光の挙動について図７、図８を用いて説明する。図７において、光源（図示せず）から入射された光２２０は、ロッドインテグレータ１１１，１１２，１１３内において、外周面および空気層２６０との界面で全反射を繰り返しながら出射される（図中、２１１）。
また、光は、接着層（またはスペーサー）２５０においてもその界面で全反射される。
【００４４】
図８において、光源（図示せず）から出射された光２２０は、ロッドインテグレータ１１１，１１２，１１３内において、外周面および接着層２７０との界面で全反射を繰り返しながら出射される（図中、２１１）。
空気層２６０と接着層２７０とは、ロッドインテグレータを構成する光学ガラスよりも屈折率が低いため、入射された光２１１は、分割されたロッドインテグレータの界面で全反射される（エバネッセント光と呼ばれる）
【００４５】
前述したように、入射光２２０は、分割されたロッドインテグレータ１０６，１０７または１１１，１１２，１１３内で反射を繰り返しながらロッドインテグレータ１００から照度が均一化されて出射されるのである。
【００４６】
従って、本発明の第１実施形態では、光源２００から出射された光２２０は、ロッドインテグレータ１００の被照射面である端面１２０の光量のピーク位置２１０から放射状に設けられた反射面１１０とロッドインテグレータ１００の外周面との間で反射を繰り返され混在されて均一化される。光源２００からロッドインテグレータ１００に出射された光の入射角は様々であり、反射を繰り返すことで均一化がはかれるのである。
この際、放射状の反射面１１０を備えることで、外周面にだけ反射面を有する従来のロッドインテグレータに比べ、反射回数が多くなるので、より均一化が向上するとともに、このことによりロッドインテグレータ１００の長さを短くすることができ、照明装置を小型化することができる。
【００４７】
このようなロッドインテグレータ１００は、前述の光量分布のピーク位置２１０からロッドインテグレータ１００の周縁方向に放射状に分割された、例えば、三角柱や四角柱の集合体である。従って、この集合体のほぼ中央に入射される光２２０の光量のピークがあるため、分割されたそれぞれのロッドインテグレータにほぼ同じ光量が入射され、小断面積のロッドインテグレータ内の反射層と外周側面との間における反射回数を増やすことができるので光をより均一化することができる。
【００４８】
また、これらの分割されたロッドインテグレータ１０１〜１０８のそれぞれ隣接する面には、反射層１１０が形成されているので、この反射層１１０で光が効率よく全反射される。このことにより、ライトバルブ４００などの被照明部の照度を高めることもできる。
【００４９】
ロッドインテグレータ１００の反射層１１０は、光が吸収されにくい誘電体膜で構成されている。誘電体膜は金属膜に比べ反射効率はわずかに劣るが、誘電体膜を透過した光は、隣接するロッドインテグレータで反射されるため全体として光の透過効率を高い水準で確保することができる。
【００５０】
本実施形態のロッドインテグレータ１００に設けられた反射層１１０は、光学ガラスよりも屈折率の低い低屈折率層が形成されていることで、入射された光はロッドインテグレータの界面で全反射される。このことから、分割された小断面積のロッドインテグレータ内で光の反射回数が多くなり、光は多重化され均一化が向上される。
【００５１】
また、本実施形態によれば、分割されたロッドインテグレータが隣接する界面の間に空気層２６０を設けるか、または分割されたロッドインテグレータを貼り合わせる接着層２７０が設けられている。
空気層２６０は、ロッドインテグレータ１００を構成する光学ガラスよりも低屈折率層であり、このことから、界面に反射膜を設けなくても全反射するので反射膜を設けたときと同等の効果を得ることができる。
【００５２】
接着層２７０もロッドインテグレータ１００を構成する光学ガラスよりも低屈折率の材料が選択される。このことから、前述したようにロッドインテグレータ１００から出射される光の照度は均一化することができる。
また、接着層２７０の材料の屈折率を選択することで、ロッドインテグレータ内の光の全反射角度を調整することができるので、ロッドインテグレータを小型化することもできる
【００５３】
（第２実施形態）
図１１は、本発明の第２実施形態の側面図、図１２、図１３は断面図を示す。図１１において、第１実施形態で説明した分割、集束されたロッドインテグレータ１００の出射側端面に無分割ロッドインテグレータ１５０の一方の端面が接合されている。前述のロッドインテグレータ１００と無分割のロッドインテグレータ１５０との対向した端面の形状は、ほぼ同じとされる。
【００５４】
このような構造では、入射された光２２０は、分割されたロッドインテグレータ１００内で外周面と反射層１１０との間で全反射を繰り返し（図中、２１１）、照度が均一化されて、無分割ロッドインテグレータ１５０に入射される。
入射された光２１３は無分割ロッドインテグレータ１５０内の外周面の間で反射が繰り返され出射される。
【００５５】
図１２において、分割されたロッドインテグレータ１００の出射側端面に無分割ロッドインテグレータ１６０の端面が接続されている。この無分割ロッドインテグレータ１６０は、光の進行方向に貫通した中空部１６１が設けられている。前述のロッドインテグレータ１００の端面形状とこの無分割ロッドインテグレータ１６０の中空部との対向したそれぞれの端面の形状は、ほぼ同じとされる。
【００５６】
光源２００（図示せず）から出射された光２２０は、前述の分割されたロッドインテグレータ１００内で外周面と反射層１１０で反射を繰り返し（図中、２１１）、照度が均一化され、無分割ロッドインテグレータ１６０に入射される。入射された光２１３は、無分割ロッドインテグレータ１６０の中空部内面で反射を繰り返しながらさらに照度が均一化されて出射される。
この際、中空部１６１の内面に反射層が形成されてもよい。
【００５７】
図１３において、無分割ロッドインテグレータ１６０の中空部１６１の周縁部に、分割されたロッドインテグレータ１００の外周面に沿って接続される端面から他方の端部まで延出された延出部１６２が形成されている。分割されたロッドインテグレータ１００の端面と無分割ロッドインテグレータ１６０の中空部端面形状は同じであるため、延出部１６２は、平面的に分割されたロッドインテグレータ１００の外周の一面と同じ形状とされる。従って、分割されたロッドインテグレータ１００が、無分割ロッドインテグレータ１６０の延出部１６２上に載置された状態で一体化されている。
【００５８】
この際、分割されたロッドインテグレータ１００と無分割ロッドインテグレータ１６０の延出部１６２との接合面に接着層設けることができる。この接着層は、ロッドインテグレータを構成する光学ガラスよりも屈折率が低い材料が使用されことが好ましい。
【００５９】
また、図示しないが、図１２にて示した中空部がない無分割ロッドインテグレータ１５０の外周面のひとつを延出させて分割されたロッドインテグレータ１００の外周平面を接合し一体化することもできる。
【００６０】
従って、本発明の第２実施形態によれば、分割されたロッドインテグレータ１００の光出射側端面に、光軸方向に端面が接続された無分割のロッドインテグレータ１５０が備えられているので、分割されたロッドインテグレータ１００から出射された照度が均一化された光は、接続された無分割ロッドインテグレータ１５０内で更に反射が繰り返されるので、より均一化ができる。
【００６１】
また、本実施形態によれば、無分割ロッドインテグレータ１６０が、光軸方向に沿った柱状の中空部１６１を有しているので、分割されたロッドインテグレータ１００から出射される均一化された光は、接続された無分割ロッドインテグレータ１６０の中空部１６１内壁で反射を繰り返すことによって、より均一化することができる。
また、このことにより、小型のロッドインテグレータと照明装置を提供することができる。
【００６２】
本実施形態によれば、無分割ロッドインテグレータ１５０，１６０の延出部１６２と分割されたロッドインテグレータ１００の外周側面とは接着等の手段で一体化される。従って、分割されたロッドインテグレータ１００と無分割ロッドインテグレータ１５０，１６０との一体化が容易にでき、より一層、照度が均一化された照明装置が製造しやすいという効果もある。
【００６３】
本発明によれば、光源２００から出射された光は、ロッドインテグレータ１００で均一化されて、光変調素子４００、例えばライトバルブに出射され、投写光学系６００を経てスクリーン７００などに投写されるので、投写光の照度を均一化することができ、また、ロッドインテグレータ内を効率よく導光されるため明るい表示をすることができる。
これらのことから、ロッドインテグレータ、照明装置、投写型表示装置を小型化することができる。
【００６４】
なお、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、ロッドインテグレータ１００は、８分割、１２分割としていたが、本発明では、４分割でも、１２分割以上の分割でもよく、照明装置１０のサイズや照度などの光学特性から選択してもよい。
また、前記実施形態では、分割されたロッドインテグレータ１００と無分割ロッドインテグレータ１５０，１６０とは、無分割ロッドインテグレータ１６０の延出部１６２で接合されていたが、分割されたロッドインテグレータ１００に延出部を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１本実施形態にかかる投写型表示装置を示す模式図。
【図２】第１実施形態にかかるロッドインテグレータを示す斜視図。
【図３】第１実施形態にかかるロッドインテグレータの分割例を示す斜視図。
【図４】第１実施形態にかかるロッドインテグレータの形状例を示す斜視図。
【図５】第１実施形態にかかるロッドインテグレータが集束された形態を示す斜視図。
【図６】第１実施形態にかかるロッドインテグレータの他の集束形態を示す斜視図。
【図７】第１実施形態の空気層を設けたロッドインテグレータを示す断面図。
【図８】第１実施形態の接着層を設けたロッドインテグレータを示す断面図。
【図９】第１実施形態にかかる空気層を設けたロッドインテグレータの変形例を示す断面図。
【図１０】第１実施形態のかかるロッドインテグレータの光の挙動を示す模式図。
【図１１】第２実施形態にかかるロッドインテグレータを示す側面図。
【図１２】第２実施形態にかかるロッドインテグレータの他の形態を示す断面図。
【図１３】第２実施形態にかかるロッドインテグレータの構成を示す断面図。
【符号の説明】
１…照明装置
１００…ロッドインテグレータ
１１０…反射層
２００…光源
【図１】
2005024963.tif 000003
【図２】
2005024963.tif 000004
【図３】
2005024963.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005024963.tif 000007
【図６】
2005024963.tif 000008
【図７】
2005024963.tif 000009
【図８】
2005024963.tif 000010
【図９】
2005024963.tif 000011
【図１０】
2005024963.tif 000012
【図１１】
2005024963.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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