(57)【要約】【目的】  小型な開口を持つ光学系において、光源からの出射光を高効率に有効に光学系に導き、照明光として用いる。【構成】  照明装置１２１は、光源２１と、光源２１からの出射光の中央側出射光を入射して照明対象物へ導く導光手段（ロッドインテグレータ４０）と、前記導光手段の入射側開口の周辺側に設けられ、前記光源からの周辺側出射光を反射する第１反射手段５１と、前記光源の周辺部、及び／又は、前記光源の光出射側又は反対側に設けられ、前記第１反射手段での反射光を前記導光手段の方向に反射する第２反射手段（６０）と、によって構成される。【選択図】  図１
2007065425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの出射光の中央側出射光を入射して照明対象物へ導く導光手段と、
前記導光手段の入射側開口の周辺側に設けられ、前記光源からの周辺側出射光を反射する第１反射手段と、
前記光源の周辺部、及び／又は、前記光源の光出射側又は反対側に設けられ、前記第１反射手段での反射光を前記導光手段の方向に反射する第２反射手段と、を備える照明装置。
【請求項２】
前記光源と、前記導光手段との間に、前記光源からの出射光の出射角を制御して所定の方向に導く集光光学手段を備えた、請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
出射方向、及び発光色がそれぞれ異なる複数の光源と、
前記複数の光源からの出射光を合成し、同一又は略同一方向に導く色合成手段と、
前記色合成手段の入射側周辺部に設けられ、前記光源からの周辺側出射光を反射する第１反射手段と、
前記光源の周辺部、及び／又は、前記光源の光出射側又は反対側に設けられ、前記第１反射手段での反射光を前記色合成手段の方向に反射する第２反射手段と、を備える照明装置。
【請求項４】
前記色合成手段により合成された光を入射して照明対象物へ導く導光手段を備えた、請求項３記載の照明装置。
【請求項５】
出射方向、及び、発光色がそれぞれ異なる複数の光源と、
前記複数の光源からの出射光を合成して、同一又は略同一方向に導く色合成手段と、
前記色合成手段により合成された光を入射して照明対象物へ導く導光手段と、
前記導光手段の入射側開口の周辺側に設けられ、前記色合成手段からの周辺側出射光を反射する第１反射手段と、
前記光源の周辺部、及び／又は、前記光源の光出射側又は反対側に設けられ、前記第１反射手段での反射光を前記導光手段の方向に反射する第２反射手段と、を備える照明装置。
【請求項６】
前記光源と、前記色合成手段との間に、前記光源からの出射光の出射角を制御して、所定の方向に導く集光光学手段を備えた、請求項３乃至請求項５の何れかに記載の照明装置。
【請求項７】
前記集光光学手段は、
前記光源からの出射光が入射する光入射領域と、
前記入射光が出射する、少なくとも１つの光出射領域とからなり、
前記光源からの出射光の進行角度を、屈折、及び／又は反射により制御して、所定の出射角に導く集光光学素子である、請求項２又は請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
前記集光光学素子は、
前記光源からの出射光が入射する光入射領域と、
前記光源からの出射光のうち、中央側出射光を直接受けて前記所定の方向に出射する第１光出射領域と、
前記光源からの出射光のうち、周辺側出射光を受けて反射する反射領域と、
前記第１光出射領域よりも周辺側に形成され、前記光源からの出射光を直接受ける他に、前記反射領域にて反射された光を受けて前記所定の方向に出射する第２光出射領域と、を備えており、
前記各領域は互いに異なる面からなることを特徴とする、請求項７に記載の照明装置。
【請求項９】
前記集光光学素子の前記各領域のうち、少なくとも一面は球面又は非球面である、請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記集光光学手段は、
前記光源からの出射光を側面反射によって低分散角化する、テーパー形状のロッドである、請求項７に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記第１反射手段は、
前記集光光学素子の周辺側出射光領域からの出射光を反射して、再び集光光学素子に入射させる、請求項９又は請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記第１反射手段で反射され前記集光光学素子に再入射した光は、前記光入射領域から第２反射手段に向けて出射する、請求項１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記導光手段の出射側に設けられ、特定方向の直線偏光を透過する一方で他の方向の偏光光を反射して前記導光手段の入射側に戻す反射型偏光板と、
前記導光手段の入射側に設けられた波長板と、を備え、
前記反射型偏光板で反射した前記他の方向の偏光光は、前記波長板を透過して、前記第２反射手段で反射され、再び前記波長板を透過することにより、前記反射型偏光板が透過する方向の偏光光に変換される、請求項１乃至請求項１２の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記第２反射手段は、
前記第１反射手段で反射された光が、前記導光手段に導かれる形状である、請求項１乃至請求項１３何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記導光手段は、光インテグレータである、請求項１乃至請求項１４の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記光インテグレータは、ロッド形状である、請求項１５記載の照明装置。
【請求項１７】
前記光インテグレータは、フライアイ形状である、請求項１５記載の照明装置。
【請求項１８】
前記光源は、固体光源素子である、請求項１乃至請求項１７の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１８の何れかに記載の照明装置と、
前記照明装置の出射光を変調する光変調手段と、
前記変調手段によって変調された映像光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１８の何れかに記載の照明装置と、前記照明装置の出射光を変調して変調光を生成する光変調手段と、を複数備えた投写型映像表示装置であって、
出射方向がそれぞれ異なる複数の前記光変調手段からの変調光を合成して映像光を生成する色合成手段と、
色合成手段によって生成された映像光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、照明装置及び、投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタなどに用いられる照明装置としては、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ランプと、その照射光を平行光化するパラボラリフレクタから成るものが一般的である。更に、近年においては、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いることも試みられている（特許文献１参照）。
【０００３】
発光ダイオードから成る光源を用いた照明装置の構成例を図１０に示す。この照明装置は、光源１０３と、ロッドインテグレータ１０４とからなる。光源１０３は角度制御レンズ１０３ａ及びＬＥＤ１０３ｂを備えて成る（このような光源１０３はLumileds Lighting 社により提供されている）。角度制御レンズ１０３ａは、回転対称な形状を有する透明部材から成り、中央部の凸状曲面領域（光出射領域）Ａと、周辺側曲面領域（光出射領域）Ｂと、周辺側曲面反射領域Ｃと、中央の凹状曲面領域（光入射領域）Ｄとから成る。凹状曲面領域Ｄには半球レンズカバーを有するＬＥＤ１０３ｂが設けられている。ＬＥＤ１０３ｂから出射された光のうち、前記周辺側曲面反射領域Ｃにて反射された光は、周辺側曲面領域Ｂから前方向（光の出射角度制御において予定している方向）に出射される。また、ＬＥＤ１０３ｂから出射された光のうち、中央部の凸状曲面領域Ａに進む光も、前方向（光の出射角度制御において予定している方向）に出射される。
【特許文献１】特開２００２−１８９２６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光源１０３からの光を受ける光学部材（例えば、ロッドインテグレータ）１０４の光入射面の大きさが光源１０３の光出射面よりも小さいと、光源１０３から出射される周囲光が前記光学部材１０４に入射せず、利用光量は例えば７０％程度となる。図１１に示しているように、利用光量に占める中心側（図の白円領域）の光量をａとし、周辺側（図のドーナツ状領域）の光量をｂとすると、ｂはａよりも数段大きくなり（例えば、ｂはａの２倍以上となり）、高輝度を実現するためには、周辺の光を有効に利用する必要がある。
【０００５】
また光源１０３の光出射面を光学部材１０４の光入射面サイズに合わせて小さくした場合、ＬＥＤ１０３ｂの出射光の出射角を制御する角度制御レンズ１０３aによる低分散角化の効果が薄れ、光利用効率が大幅に低下してしまう。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑み、光の利用効率を向上できる照明装置、及びこの照明装置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】
【０００７】
本発明の照明装置は、光源と、光源からの出射光のうち中央側出射光を入射して照明対象物へ導く導光手段と、前記導光手段の入射側開口の周辺側に設けられ、前記光源からの周辺側出射光を反射する第１反射手段とで構成されることを特徴とする。
【０００８】
好ましくは、前記光源は発光部と、その周辺部、及び／又は、前記光源の光出射側、又は、反対側に、前記第１反射手段からの反射光を前記導光手段の方向に反射する、第２反射手段とで構成される。
【０００９】
光源は例えば、図２に示すように、発光体６０aの周囲６０b、又は／及び、発光体の光出射側６０c、又は、その反対側に６０d備えられた、第２反射手段によって構成される（以後これらをまとめて、第２反射手段６０とする）。
【００１０】
かかる構成によって、光源を出射した光のうち導光手段に導かれない周辺側出射光は、導光手段入射開口周辺側に備えられた第１反射手段によって光源方向に反射される。前記第１反射手段によって光源方向に戻された光は、光源に備えられた第２反射手段により再反射され、導光手段に導かれる。
【００１１】
好ましくは、上記照明装置において、前記光源と前記導光手段との間に、前記光源の出射光の出射角度を制御して、所定の方向へ、所定の分散角で導く、集光光学手段を備えるのがよい。これにより、光源の出射光を、より効率的に、低分散角に制御して導光手段に導くことが可能となる。
【００１２】
一例として図１に示すよな、出射開口の小型な照明系の構成であれば、光源１１とロッドインテグレータ４０で構成される照明装置において、ロッドインテグレータ４０の入射開口に導かれない、光源１１の周辺側出射光を、第１反射手段５１で反射して光源１１方向に戻し、図２に示す光源１１の第２反射手段６０での再反射により、ロッドインテグレータ４０の入射開口に導くことで、ロッドインテグレータ４０の光取り込み量を増加し、光学系全体の光利用効率を向上することができる。
【００１３】
出射方向、及び、発光色がそれぞれ異なる複数の光源と、前記複数の光源からの出射光を合成し、同一又は略同一方向に導く色合成手段とで構成される照明装置において、前記色合成手段の各入射側周辺部に設けられ、前記各光源からの周辺側出射光を反射する第１反射手段と、前記光源の周辺部、及び／又は、前記光源の光出射側、又は、反対側に設けられ、前記第１反射手段による反射光を、前記色合成手段の入射開口方向に反射する第２反射手段とをそなえた照明装置。
【００１４】
好ましくは、前記照明装置は、前記色合成手段により合成され、出射された光を入射して、照明対象物へ、その強度分布が均一になるように導く、導光手段を備えている。
【００１５】
好ましくは、上記照明装置において、前記光源と前記導光手段との間に、前記光源の出射光の出射角度を制御して、所定の方向へ、所定の分散角で導く、集光光学手段を備えるのがよい。これにより、光源の出射光を、より効率的に、低分散角となるように制御して導光手段に導くことが可能となる。
【００１６】
出射方向、及び、発光色がそれぞれ異なる複数の光源と、前記複数の光源からの出射光を合成して、同一又は略同一方向に導く色合成手段と、前記色合成手段により合成された光を入射して、照明対対象上へ導く導光手段とを備え、前記導光手段の入射側開口の周辺側に設けられ、前記色合成手段からの周辺側出射光を反射する第１反射手段と、前記光源の周辺部、及び／又は、前記光源の光出射側、又は、反対側に設けられ、前記第１反射手段による反射光を、前記色合成手段の入射開口方向に反射する第２反射手段とをそなえた照明装置。
【００１７】
好ましくは、上記照明装置において、前記光源と前記導光手段との間に、前記光源の出射光の出射角度を制御して、所定の方向へ、所定の分散角で導く、集光光学手段を備えるのがよい。これにより、光源の出射光を、より効率的に、低分散角となるように制御して導光手段に導くことが可能となる。
【００１８】
前記集光光学手段は、前記光源からの出射光が入射する光入射領域と、前記入射光が出射する、少なくとも１つの光出射領域とから構成され、前記光源からの出射光の進行角度を、屈折、及び／又は、反射により制御して、所定の出射角に導く集光光学素子である。
【００１９】
前記集光光学素子は、前記光源からの出射光が入射する光入射領域と、前記光源からの出射光のうち、中央側出射光を直接受けて、前記所定の出射角に出射する第１光出射領域と、前記光源からの出射光のうち、周辺側出射光を受けて反射する光反射領域と、前記第１光出射領域よりも周辺側に形成され、前記光源からの出射光を直接受けるほかに、前記光反射領域にて反射された光を受けて、前記所定の出射角に出射する第２光出射領域を備え、前記各領域は互いに異なる面から形成されていることを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、前記集光光学素子の前記各領域のうち、少なくとも一面は球面又は非球面である。
【００２１】
また、前記集光光学手段は、前記光源からの出射光を、側面反射によって低分散角化する、テーパー形状のロッドでもよい。
【００２２】
好ましくは、前記第１反射手段は、前記集光光学素子の周辺側出射光を反射して、再び集光光学素子に入射させるように最適化された形状である。
【００２３】
好ましくは、前記集光光学素子は、前記第１反射手段によって反射され、前記集光光学素子に再び入射した光を、前記光入射領域から第２反射手段に向けて出射するように、最適化された形状である。
【００２４】
これら照明装置において、前記導光手段の出射側に、特定方向の直線偏光を透過する一方、他の方向の偏光光を反射して、前記導光手段の入射側に戻す、反射型偏光板と、前記導光手段の入射側に、1/4λ波長板とを備えることで、前記反射型偏光板により反射した、前記他の方向の偏光光は、前記1/4λ波長板を透過後、前記第２反射手段によって反射され、再び前記1/4λ波長板を透過することで、前記反射型偏光板を透過できる直線偏光光に偏光変換され、照明装置の出射光の偏光方向を一方向に揃えることが可能となる。
【００２５】
好ましくは、前記第２反射手段は、前記第１反射手段で反射された光が、反射され、前記導光手段に導かれる形状である。
【００２６】
好ましくは、前記導光手段は、ロッド形状やフライアイ形状の光インテグレータである。
【００２７】
好ましくは、前記光源は固体光源である。
【００２８】
また、本発明の投写型映像表示装置は、白色光を常時出射し、上記照明装置の出射側に設けられた、フルカラーライトバルブと、前記フルカラーライトバルブを経て変調された映像光を投写する投写手段と、を備える。
【００２９】
また、本発明の投写型映像表示装置は、上記照明装置において、例えば照明中は赤色光と、緑色光と、青色光とを時分割に出射されるように構成され、本発明の投写型映像表示装置は、このような照明装置の出射側に設けられた、１つのライトバルブと、色光の出射タイミングに同期して前記ライトバルブに各色用の映像信号を供給する手段と、前記ライトバルブを経て変調された映像光を投写する投写手段と、を備える。
【００３０】
また、複数の上記照明装置と、全体として白色を出射できる、前記複数の照明装置に配置された複数の色光源と、上記複数の色を出射する照明装置の出射光を、同一又は略同一方向に導く色合成手段とを備え、各色光源は常時点灯し、合成された光の出射側に設置された、フルカラーライトバルブと、前記フルカラーライトバルブを経て変調された映像光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置。
【００３１】
また、複数の上記照明装置と、全体として白色を出射できる、前記複数の照明装置に配置された複数の色光源と、上記複数の色を出射する照明装置の出射光を、同一又は略同一方向に導く色合成手段とを備え、各色光源は時分割点灯し、合成された光の出射側に設置された、ライトバルブと、色光の出射タイミングに同期して前記ライトバルブに各色用の映像光を供給する手段と、前記ライトバルブを経て変調された映像光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置。
【００３２】
また、複数の上記照明装置と、全体として白色を出射できる、前記複数の照明装置に配置された複数の色光源と、上記複数の各色を出射する照明装置の出射側に設けられた各色用ライトバルブと、上記各色ライトバルブによる変調光を同一又は略同一方向に導く色合成手段とを備え、各色光源は常時点灯し、合成された映像光を投写する投写手段と、を備えた投写型映像表示装置。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の照明装置によれば、光出射開口よりも光入射開口の小さな構成を含む照明光学系を構成する場合にも、光源の出射光を、高効率に照明光学系にて用いることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本願発明の照明装置、及びこの照明装置を利用した投写型映像表示装置の実施形態を説明する。
【００３５】
（照明装置の実施形態：その１）
図１に本発明の照明装置の一実施形態を示す。照明装置１２１は、光源２１（本例では、一例としてモールドレンズ付きのLEDを示す。）、光インテグレート手段であるロッドインテグレータ４０、光源２１の出射光を所定の出射角に導く集光光学素子３１、及びロッドインテグレータ４０に入射しない光を光源方向に導く、第一反射手段５１とによって、構成される。
【００３６】
図２を参照して、光源２１は、光反射体（第２反射手段６０）の上に発光体を備えた構成である。光源２１からは、略放射状の拡散光である出射光が出射される。
【００３７】
集光光学素子３１は、透明部材から成り、光源２１の光出射側に設けられる。図３を参照して、この集光光学素子３１は、中央部分の凸状曲面領域（中央側光出射領域）Ａと、周辺側曲面領域（周辺側光出射領域）Ｂと、周辺側曲面反射領域Ｃと、中央部分の凹状光入射領域Ｄと、を有してなる。これら曲面は互いに異なる曲率（球面及び非球面）を有し、かつ互いに異なる位置に形成される。
【００３８】
光源２１からの略拡散光である出射光のうち、凸状曲面領域Ａに入射する光（低分散角成分光）は、当該凸状曲面領域Ａで透過・屈折し、前方に出射される。また周辺側曲面反射領域Ｃに入射する光（高分散角成分光）は、当該反射領域Ｃにて反射され、周辺側曲面領域Ｂから前方に出射される。すなわち、このような光出射角度制御の行えるような形状に、集光光学素子３１の屈折率及び曲率は設定されている。
【００３９】
集光光学素子３１を出射した光は、ロッドインテグレータ４０に入射するが、集光光学素子３１の出射部分の面積が、ロッドインテグレータ４０の入射開口よりも大きいため、集光光学素子３１の出射光のうち、ロッドインテグレータ４０の入射開口に入射できない出射光成分は、ロッドインテグレータ４０の入射開口周辺側に備えられた第１反射手段５１によって集光光学素子３１方向に反射される。
【００４０】
第１反射手段５１によって反射された光は、再び集光光学素子３１を透過し、光源２１に入射する。光源２１に入射した戻り光は、光源２１の第２反射手段６０によって反射され、集光光学素子３１に再度入射し、集光光学素子３１の出射部分から出射する。集光光学素子３１の再出射光は、ロッドインテグレータ４０の入射開口に入射する成分と、再びその周囲の反射手段５１に入射する成分とに別れる。
【００４１】
かかる手法により、ロッドインテグレータ４０の入射開口部分に光源２１からの出射光を導くことで、光源出射光の再利用が可能となり、小型な開口で構成される光学系においても、光源２１の出射光を高効率に利用することが可能となる。
【００４２】
また、集光光学素子３１の形状を、ロッドインテグレータ４０の周辺に備える反射手段によって反射され、光源２１部分で再び反射された光が、ロッドインテグレータ４０の入射開口に入射するような形状とすることで、効率を上げることができる。
【００４３】
集光光学手段は、図１２に示すテーパー形状のロッドインテグレータ３４を用いることも可能である。この場合、テーパー角度を持ったロッドの、反射面にて反射又は全反射を繰り返すことによって、光源２２の出射光の低分散角化がなされる。
【００４４】
（照明装置の実施形態：その２）
図４は本発明の照明装置の他の実施形態（照明装置１２０）を示したものである。この照明装置１２０は、集光光学素子を用いない場合のものである。光源２１を出射する出射光中、ロッドインテグレータ４０の入射開口に導かれない光は、その周囲に設けられた第１反射手段５０で反射され、光源２１の第２反射手段入射する。第２反射手段により再び反射された光は、ロッドインテグレータ４０の入射開口に導かれ、光源の出射光を有効に利用することができる。
【００４５】
図４の第１反射手段５０に示すように、光学系開口に導かれない光を反射する反射手段は、平面でなくてもよく、第１反射手段に入射する光を効率よく第２反射手段に戻すことのできる構成であればよい。
【００４６】
（照明装置の実施形態：その３）
図５は本発明の照明装置の他の実施形態を示したものである。図５の照明装置１３１は、偏光方向の揃った出射光を出射することを特徴とする。この照明装置１３１は、光源２１、光インテグレート手段であるロッドインテグレータ４０、光源２１の出射光を所定の領域に導く集光光学素子３１、及びロッドインテグレータ４０に入射しない光を光源方向に導く第１反射手段５２と、ロッドインテグレータ４０の入射開口部分に設けられた1/4λ波長板７０と、ロッドインテグレータ４０の出射開口部分に設けられた反射型偏光板７１と、によって構成される。
【００４７】
集光光学素子３１を出射した光のうち、ロッドインテグレータ４０の入射開口に導かれた光は、1/4λ波長板７０を透過後、ロッドインテグレータ４０内において反射を繰り返し、反射型偏光板７１に入射する。反射型偏光板７１は、入射光に対して、ある一方の偏光成分の光は反射し、他方の偏光成分の光は透過する、光学素子であり、例えばWire Grid偏光板や、フォトニック結晶などを用いて構成することができる。また1/4λ波長板７０は、透過する光の位相を位相差板の軸に対して４分の１波長ずらすことのできる光学素子であり、直線偏光から円偏光、またはその逆の変換に使用する。ある直線偏光は、1/4λ波長板を二度通過することで、その直線偏光方向を90度回転させる。
【００４８】
反射型偏光板７１に入射した光は、一方の偏光成分、例えばP偏光成分は透過し、他方の偏光成分、例えばS偏光成分が反射される。反射されたS偏光光は、再びロッドインテグレータ４０内を反射し、入射開口部分の1/4λ波長板７０を透過することで、円偏光に変換され、集光光学素子３１に再度入射する。光源２１の第２反射手段で反射された反射光は、再びロッドインテグレータ４０の入射開口に到達し、1/4λ波長板を透過することで、その偏光方向をもとの偏光方向に対して90度回転させ、反射型偏光板７１を透過可能な偏光成分となり、偏光方向の揃った照明装置が実現される。
【００４９】
係る構成であれば、小型な開口を持つ光学系であっても、光源からの出射光を高効率に利用することが可能となり、偏光変換を行った、偏光方向の揃った照明装置が実現できる。
【００５０】
また、集光光学素子３１の形状を、ロッドインテグレータ４０の周辺に備える第１反射手段５２によって反射され、光源部の第２反射手段６０で再度反射された光が、ロッドインテグレータ４０の入射開口に入射するような形状、かつ高効率に偏光変換をできる形状に決定することで、光の利用効率と偏光変換効率を向上することが可能となる。
【００５１】
（投写型映像表示装置の実施形態）
図６は、上記説明した照明装置を用いた投写型映像表示装置の一実施形態（投写型映像表示装置１４１）を示したものである。ロッドインテグレータ４０を出射した光は、光変調装置として液晶パネル８０、投写レンズ９０などからなる、投写光学系を経て、スクリーンに投写される。液晶表示パネル８０を透過することで変調された光は、投写レンズ９０によって拡大投写され、図示しないスクリーン上に投影表示される。
【００５２】
液晶表示パネル８０は、RGBカラーフィルタを備えた構造、或いはRGBカラーフィルタを備えない構造を有する。
【００５３】
前記RGBカラーフィルタを備える構造の液晶表示パネルを用いる場合、光源部２１は、RGB各色の発光体を有する、又は、白色の発光体を備えており、光源部２１が常時点灯で白色光を液晶表示パネルに導く。
【００５４】
前記RGBカラーフィルタを備えない構造の液晶表示パネルを用いる場合には、光源部２１はRGB各色の発光体を有し、図示しない点灯制御回路によって、時分割に点灯され、図示しない液晶表示パネルドライバは、上記各色の時分割点灯のタイミングに同期して、液晶表示パネルに、時分割に各色の映像信号を供給する。
【００５５】
また、上記例では、直方体型のロッドインテグレータ４０で説明したが、これに変えて入射開口と出射開口の大きさが異なるテーパー付きロッドインテグレータ、好ましくは入射開口に対して出射開口の面積の大きいテーパー付きロッドインテグレータを用いてもよい。
【００５６】
尚、上記光源は固体光源、好ましくは発光ダイオード(LED)である。
【００５７】
（照明装置の実施形態：その４）
図７乃至図９は、本発明の照明装置の実施形態を示したものである。これらの照明装置は、色合成手段を用いて、ロッドインテグレータに複数の光源からの出射光を導く場合の例である。
【００５８】
図７の照明装置１５１は、３色の光源出射光を、色合成手段であるダイクロイックキューブによって、同一又は略同一方向に導き、合成する照明装置１５１の一例である。ダイクロイックキューブ６１の後段には、照明対象物上で強度分布を均一化するためのロッドインテグレータ４０を備える。
【００５９】
集光光学素子３１を出射した光は、入射開口の小さなダイクロイックキューブ６１に入射する。ダイクロイックキューブ６１の各色光源側入射口周辺には、第１反射手段５３が備えられ、各色光のダイクロイックキューブ６１への光取り込み効率を向上する。ダイクロイックキューブ６１により、ロッドインテグレータ４０内に、同一又は略同一に導かれた光は、反射を繰り返し、照明対象物上でその強度分布を均一化させる。
【００６０】
また、ロッドインテグレータ４０の出射開口部分に、図示しない液晶パネルと投写光学系を備えることで、投写型映像表示装置が構成される。
【００６１】
図８の照明装置１６１は、３つの光源の出射光を、ダイクロイックキューブによって、同一又は略同一方向に導き、合成する他の例の照明装置１６１である。集光光学素子３１に対して、入射開口サイズが同程度のダイクロイックキューブ６２を用い、各光源の光を同一又は略同一方向に導いた後、ダイクロイックキューブ６２より入射開口面積の小さいロッドインテグレータ４０に光を導く。この場合、ダイクロイックキューブ６２の出射光に対して、ロッドインテグレータ４０の入射開口周辺に第１反射手段５４を設け、各光源出射光のロッドインテグレータ４０への光取り込み効率を向上させる。また、ロッドインテグレータ４０の出射部分に、図示しない液晶パネルと投写光学系を備えることで、投写型映像表示装置が構成される。
【００６２】
図９の照明装置１７１は、３つの光源の出射光を、ダイクロイックキューブによって、同一又は略同一方向に導き、合成する他の例の投写型映像表示装置１７１である。光源２１と集光光学素子３１、ロッドインテグレータ４２、ロッドインテグレータ４２の入射開口部分に設けた第１反射手段５５、及び出射開口部分に設けた各色用液晶パネル８１によって構成され、各色映像光をダイクロイックキューブで合成することで、投写型映像表示装置が構成される。
【００６３】
上記照明装置１５１、１６１、１７１において、各光源は、RGBの各色、或いは白色である。
【００６４】
また、上記照明装置１５１、１６１、１７１において、色合成手段は、ダイクロイックキューブ以外に、時分割に透過と反射を切り替える素子でもよい。
【００６５】
また、上記照明装置１５１、１６１、１７１を用いた投写型映像表示装置においては、RGBカラーフィルタを備えた構造、或いはRGBカラーフィルタを備えない構造の液晶表示パネルが用いられる。
【００６６】
このとき、各光源は、RGBの常時点灯、或いはRGBの時分割点灯、或いは白色の常時点灯、或いは白色の時分割点灯である。
【００６７】
また、上記照明装置１５１、１６１、１７１に、反射型偏光板と1/4λ波長板を備え、偏光変換を行うことで、出射光の偏光成分の方向が揃った照明装置を構成できる。
【００６８】
（変形例）
本発明の光インテグレータとしては、ロッドインテグレータを一例として挙げたが、光インテグレータとしては、フライアイレンズでもよい。
【００６９】
本発明の光源としては、LED光源を一例として挙げたが、他の固体光源、或いは他の小型な光源であってもよい。
【００７０】
本発明の投写型映像表示装置において、透過型の液晶パネルを一例として挙げたが、反射型の液晶パネル(LCoS)や、微小なミラーのアレイによって構成された光変調素子、DMDなどでもよい。
【００７１】
今回開示された実施の形態、及び実験例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の照明装置の一実施形態（照明装置１２１）を示す図。
【図２】光源２１の構成を示す図。
【図３】集光光学素子３１の構成を示す図。
【図４】本発明の照明装置の他の実施形態（照明装置１２０）を示す図。
【図５】本発明の照明装置の他の実施形態（照明装置１３１）を示す図。
【図６】本発明の照明装置を用いた投写型映像表示装置の一実施形態（投写型映像表示装置１４１）を示す図。
【図７】本発明の照明装置の他の実施形態（照明装置１５１）を示す図。
【図８】本発明の照明装置の他の実施形態（照明装置１６１）を示す図。
【図９】本発明の照明装置の他の実施形態（照明装置１７１）を示す図。
【図１０】従来の照明装置を示す図。
【図１１】集光光学素子を備えたLEDの出射光線図と領域毎の光量比を示す図。
【図１２】本発明の集光光学素子の他の例。
【符号の説明】
【００７３】
１１、１１a、１１b、１１c、１２、１３、１４  光源装置
２０、２１、２２  光源LED
３１、３１a、３１b、３１c、３２、３３、３４  集光光学素子
４０、４１、４２a、４２b、４２c  ロッドインテグレータ
５０、５１、５２、５３a、５３b、５３c、５３d、５４、５５a、５５b、５５c  第１反射手段
６０b、６０c、６０d  第２反射手段
７０  λ/4波長板
７１  反射型偏光板
８０、８１a、８１b、８１c  透過型液晶パネル
９０  投写レンズ
１２０、１２１、１３１、１４１、１５１、１６１  照明装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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