(57)【要約】【課題】光源として複数の発光素子を用いた場合でも、光強度分布の均一性を高めることのできる照明装置、および該照明装置を備えた表示装置を提供すること。【解決手段】照明装置２は、第１方向Ｘに配列された複数の発光素子３に反射部材８が設けられている。反射部材８は、第１方向Ｘの両側に斜めに傾いた第１反射面４１および第２反射面４２を備えている。また、反射部材８は、第１方向Ｘで隣り合う２つの発光素子３の間に断面台形形状の凸部８５を有しており、凸部８５の第１方向Ｘの両側の側面は、斜めに傾いた第３反射面４３および第４反射面４４になっている。第３反射面４３および第４反射面４４は、発光素子３の発光部３０と光変調装置９の表示領域９０の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部とを結ぶ仮想線、および発光素子３の発光部３０と光変調装置９の表示領域９０の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部とを結ぶ仮想線と交差しない範囲に設けられている。【選択図】図１
2016072092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置光軸に沿う方向に出射光軸を向けて前記装置光軸に直交する第１方向に配列された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子のうち、前記第１方向の最も一方側に配置された発光素子に対して当該第１方向の一方側で隣り合う位置で前記出射光軸に対して斜めに傾いて前記発光素子からの光出射方向に向く第１反射面と、
前記複数の発光素子のうち、前記第１方向の最も他方側に配置された発光素子に対して当該第１方向の他方側で隣り合う位置で前記出射光軸に対して斜めに傾いて前記発光素子からの光出射方向に向く第２反射面と、
前記複数の発光素子において前記第１方向で隣り合う２つの発光素子の間で当該２つの発光素子の一方に隣り合う位置で前記出射光軸に対して斜めに傾いて前記発光素子からの光出射方向に向く第３反射面と、
前記２つの発光素子の間で当該２つの発光素子の他方に隣り合う位置で前記出射光軸に対して斜めに傾いて前記発光素子からの光出射方向に向く第４反射面と、
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第１反射面、前記第２反射面、前記第３反射面および前記第４反射面が形成された反射部材を備え、
当該反射部材は、前記発光素子が配置される発光素子配置部が前記第１方向に複数形成された底部と、前記複数の発光素子配置部において前記第１方向で隣り合う２つの発光素子配置部の間で前記底部から突出した凸部と、前記複数の発光素子配置部のうち、前記第１方向の最も一方側に設けられた発光素子配置部に対して当該第１方向の一方側で隣り合う位置で前記底部から突出した第１側壁と、前記複数の発光素子配置部のうち、前記第１方向の最も他方側に設けられた発光素子配置部に対して当該第１方向の他方側で隣り合う位置で前記底部から突出した第２側壁と、を備え、
前記第１側壁の内面、前記第２側壁の内面、前記凸部の前記第１方向の一方側の側面、および前記凸部の前記第１方向の他方側の側面はいずれも、前記出射光軸に対して斜めに傾いた傾斜面になっており、
前記第１反射面は、前記第１側壁の内面に形成され、
前記第２反射面は、前記第２側壁の内面に形成され、
前記第３反射面は、前記凸部の前記第１方向の一方側の側面に形成され、
前記第４反射面は、前記凸部の前記第１方向の他方側の側面に形成されてい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】
前記複数の発光素子の発光部は、前記出射光軸が延在している方向において、前記底部と同一の高さ位置、あるいは前記底部より高い位置にあることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記反射部材は、前記複数の発光素子に対して前記装置光軸および前記第１方向に直交する第２方向の一方側で前記底部から突出した第３側壁と、前記複数の発光素子に対する前記第２方向の他方側で前記底部から突出した第４側壁と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第３側壁の内面および前記第４側壁の内面はいずれも、前記出射光軸に対して斜めに傾いて前記発光素子からの光出射方向に向く傾斜面になっており、
前記第３側壁の内面は第５反射面になっており、
前記第４側壁の内面は第６反射面になってい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】
前記第１反射面、前記第２反射面、前記第３反射面および前記第４反射面が前記出射光軸と成す角度が４５°を超え、８０°未満の角度であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の照明装置と、該照明装置から出射された照明光を変調する光変調装置と、を有することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
前記第３反射面および前記第４反射面は、前記発光素子の発光部と前記光変調装置の表示領域の前記第１方向の一方側の端部とを結ぶ仮想線、および前記発光素子の発光部と前記光変調装置の表示領域の前記第１方向の他方側の端部とを結ぶ仮想線と交差しない範囲に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
【請求項９】
前記発光素子の発光部と、前記第３反射面と前記第４反射面との中間位置との前記第１方向における距離をａとし、
前記第３反射面と前記第４反射面との中間位置と、前記表示領域の端部との前記第１方向における距離をｂとし、
前記発光素子の発光部と、前記表示領域の前記出射光軸に沿う方向における距離をｈとし、
前記発光素子の発光部と、前記出射光軸の延在方向において前記第３反射面の前記発光素子とは反対側の端部および前記出射光軸の延在方向において前記第４反射面の前記発光素子とは反対側の端部との前記出射光軸に沿う方向における距離をｈｒとしたとき、
距離ａ、ｂ、ｈ、ｈｒは、下式
ｈｒ≦（（ａ−ｃ）×ｈ）／（ａ＋ｂ）
を満たすことを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として複数の発光素子を用いた照明装置、および該照明装置を備えた表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヘッドアップディスプレイ等に用いる照明装置として、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子を複数用いた構成が提案されている。その場合、複数の発光素子の各々に対して一対一の関係をもって、正のパワーを有する複数の第１レンズを設けるとともに、複数の第１レンズの各々から出射された光が入射する第２レンズを設ける（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９０２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、特許文献１に記載の技術と違って、レンズを用いずに、液晶装置等の光変調装置９の表示領域９０の全面を均一に照明できる照明装置を検討している。具体的には、図５（ａ）、（ｂ）に示す照明装置では、装置光軸Ｌに沿う方向に出射光軸Ｌ０を向けて複数の発光素子３、例えば、２つの発光素子３が、装置光軸Ｌに直交する第１方向Ｘに配列されている。また、第１方向Ｘの一方側Ｘ１に配置された発光素子３に対して第１方向Ｘの一方側Ｘ１で隣り合う位置には、出射光軸Ｌ０に対して斜めに傾いて発光素子３からの光出射方向に向く第１反射面４１が設けられ、第１方向Ｘの他方側Ｘ２に配置された発光素子３に対して第１方向Ｘの他方側Ｘ２で隣り合う位置には、出射光軸Ｌ０に対して斜めに傾いて発光素子３からの光出射方向に向く第２反射面４２が設けられている。かかる構成によれば、発光素子３から出射された光をプリズムシート等の光学素子５を介して光変調装置９に照射することができるとともに、発光素子３から出射された光を第１反射面４１および第２反射面４２で反射させた後、プリズムシート等の光学素子５を介して光変調装置９に照射することができる。
【０００５】
しかしながら、図５（ａ）、（ｂ）に示す照明装置では、発光素子３が離間して設けられていることから、図５（ｃ）に示すように、光変調装置９の表示領域９０に到達した照明光の光強度分布では、２つの発光素子３の正面に対応する２個所２ａ、２ｂで光強度が大になってしまうという問題点がある。なお、図５に示す構成は、本発明に対する参考例であって、従来例ではない。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、光源として複数の発光素子を用いた場合でも、光強度分布の均一性を高めることのできる照明装置、および該照明装置を備えた表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る照明装置は、装置光軸に沿う方向に出射光軸を向けて前記装置光軸に直交する第１方向に配列された複数の発光素子と、前記複数の発光素子のうち、前記第１方向の最も一方側に配置された発光素子に対して当該第１方向の一方側で隣り合う位置で前記出射光軸に対して斜めに傾いて前記発光素子からの光出射方向に向く第１反射面と、前記複数の発光素子のうち、前記第１方向の最も他方側に配置さ
れた発光素子に対して当該第１方向の他方側で隣り合う位置で前記出射光軸に対して斜めに傾いて前記発光素子からの光出射方向に向く第２反射面と、前記複数の発光素子において前記第１方向で隣り合う２つの発光素子の間で当該２つの発光素子の一方に隣り合う位置で前記出射光軸に対して斜めに傾いて前記発光素子からの光出射方向に向く第３反射面と、前記２つの発光素子の間で当該２つの発光素子の他方に隣り合う位置で前記出射光軸に対して斜めに傾いて前記発光素子からの光出射方向に向く第４反射面と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明では、発光素子から出射された光を照明光として出射するとともに、発光素子から出射された光のうち、第１方向の外側に向けて出射された光を第１反射面および第２反射面で反射して照明光として出射する。このため、第１方向の外側に向けて出射された光も照明光として利用するため、光の利用効率を高めることができる。また、発光素子から出射された光のうち、第１方向の内側に向けて出射された光を第３反射面および第４反射面で反射して照明光として出射するため、光の強度分布の均一性を高めることができる。
【０００９】
本発明において、前記第１反射面、前記第２反射面、前記第３反射面および前記第４反射面が形成された反射部材を備え、当該反射部材は、前記発光素子が配置される発光素子配置部が前記第１方向に複数形成された底部と、前記複数の発光素子配置部において前記第１方向で隣り合う２つの発光素子配置部の間で前記底部から突出した凸部と、前記複数の発光素子配置部のうち、前記第１方向の最も一方側に設けられた発光素子配置部に対して当該第１方向の一方側で隣り合う位置で前記底部から突出した第１側壁と、前記複数の発光素子配置部のうち、前記第１方向の最も他方側に設けられた発光素子配置部に対して当該第１方向の他方側で隣り合う位置で前記底部から突出した第２側壁と、を備え、前記第１側壁の内面、前記第２側壁の内面、前記凸部の前記第１方向の一方側の側面、および前記凸部の前記第１方向の他方側の側面はいずれも、前記出射光軸に対して斜めに傾いた傾斜面になっており、前記第１反射面は、前記第１側壁の内面に形成され、前記第２反射面は、前記第２側壁の内面に形成され、前記第３反射面は、前記凸部の前記第１方向の一方側の側面に形成され、前記第４反射面は、前記凸部の前記第１方向の他方側の側面に形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、照明装置の構成の簡素化を図ることができるとともに、発光素子に対して各反射面を適正な位置に配置するのが容易である。
【００１０】
本発明において、前記複数の発光素子の発光部は、前記出射光軸が延在している方向において、前記底部と同一の高さ位置、あるいは前記底部より高い位置にあることが好ましい。かかる構成によれば、発光素子から出射された光が反射部材の底部で遮られることを抑制することができる。
【００１１】
本発明において、前記反射部材は、前記複数の発光素子に対して前記装置光軸および前記第１方向に直交する第２方向の一方側で前記底部から突出した第３側壁と、前記複数の発光素子に対する前記第２方向の他方側で前記底部から突出した第４側壁と、を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、反射部材を発光素子に対するカバーとして利用することができる。
【００１２】
本発明において、前記第３側壁の内面および前記第４側壁の内面はいずれも、前記出射光軸に対して斜めに傾いて前記発光素子からの光出射方向に向く傾斜面になっており、前記第３側壁の内面は第５反射面になっており、前記第４側壁の内面は第６反射面になっていることが好ましい。かかる構成によれば、発光素子から出射された光のうち、第２方向の外側に向けて出射された光を第５反射面および第６反射面で反射して照明光として出射することができる。このため、第２方向の外側に向けて出射された光も照明光として利用するため、光の利用効率を高めることができるとともに、光の強度分布の均一性を高めることができる。
【００１３】
本発明において、前記第１反射面、前記第２反射面、前記第３反射面および前記第４反射面が前記出射光軸と成す角度が４５°を超え、８０°未満の角度であることが好ましい。かかる構成によれば、第１反射面、第２反射面、第３反射面および第４反射面で反射した光が集中して照射されることを抑制することができる。
【００１４】
本発明に係る照明装置は、表示装置に用いることができ、この場合、表示装置は、本発明に係る照明装置と、該照明装置から出射された照明光を変調する光変調装置とを有している。
【００１５】
この場合、前記第３反射面および前記第４反射面は、前記発光素子の発光部と前記光変調装置の表示領域の前記第１方向の一方側の端部とを結ぶ仮想線、および前記発光素子の発光部と前記光変調装置の表示領域の前記第１方向の他方側の端部とを結ぶ仮想線と交差しない範囲に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、光変調装置の表示領域の全体にわたって発光素子から出射された光を到達させることができる。
【００１６】
本発明において、前記発光素子の発光部と、前記第３反射面と前記第４反射面との中間位置との前記第１方向における距離をａとし、前記第３反射面と前記第４反射面との中間位置と、前記表示領域の端部との前記第１方向における距離をｂとし、前記発光素子の発光部と、前記表示領域の前記出射光軸に沿う方向における距離をｈとし、前記発光素子の発光部と、前記出射光軸の延在方向において前記第３反射面の前記発光素子とは反対側の端部および前記出射光軸の延在方向において前記第４反射面の前記発光素子とは反対側の端部との前記出射光軸に沿う方向における距離をｈｒとしたとき、
距離ａ、ｂ、ｈ、ｈｒは、下式
ｈｒ≦（（ａ−ｃ）×ｈ）／（ａ＋ｂ）
を満たすことが好ましい。かかる構成によれば、第３反射面および第４反射面が、発光素子の発光部と光変調装置の表示領域の端部とを結ぶ仮想線と交差しない条件を満たすことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、発光素子から出射された光を照明光として出射するとともに、発光素子から出射された光のうち、第１方向の外側に向けて出射された光を第１反射面および第２反射面で反射して照明光として出射する。このため、第１方向の外側に向けて出射された光も照明光として利用するため、光の利用効率を高めることができる。また、発光素子から出射された光のうち、第１方向の内側に向けて出射された光を第３反射面および第４反射面で反射して照明光として出射するため、光の強度分布の均一性をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る照明装置の説明図である。
【図２】本発明を適用した照明装置に用いた別の光学素子の説明図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る照明装置の説明図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る照明装置の斜視図である。
【図５】従来の照明装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図面を参照して、本発明を適用した照明装置および表示装置を説明する。なお、以下の説明では、装置光軸Ｌに沿う方向についてはＺ方向とし、装置光軸Ｌ（Ｚ方向）に直交する第１方向をＸ方向とし、装置光軸Ｌ（Ｚ方向）および第１方向（Ｘ方向）と直交する第２方向をＹ方向とする。また、本形態では、光変調装置によって横長の画像が表示される
ことし、第１方向Ｘは画像の横方向に対応し、第２方向Ｙは画像の縦方向に対応しているものとする。また、図面において、第１光学素子および第２光学素子の凹凸については、その形状等が分かりやすいように、凹凸の数を減らして拡大して示してある。また、以下の説明では、図５を参照して説明した構成との対応が分かりやすいように、対応する部材には同一の符号を付して説明する。
【００２０】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る照明装置の説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、照明装置の斜視図、表示装置のＸＺ断面図、および照明光の光強度分布のシミュレーション結果を示す説明図である。
【００２１】
図１（ａ）に示す照明装置２は、図１（ｂ）に示す表示装置１等に使用される。表示装置１は、照明装置２と、照明装置２から出射された照明光を変調して出射する光変調装置９とを有している。表示装置１は、ヘッドアップディスプレイ等の投射型表示装置、あるいは直視型の表示装置として用いられる。本形態において、光変調装置９は、透過型液晶装置であって、液晶パネルと、液晶パネルの両面に重ねて配置された偏光板等とを備えている。なお、カラー画像を表示する場合、光変調装置９に用いた液晶パネルでは、各画素毎に所定のカラーフィルタが設けられる。
【００２２】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、照明装置２は、第１方向Ｘに配列された複数の発光素子３を有しており、複数の発光素子３はいずれも、装置光軸Ｌに沿う方向（Ｚ方向）に出射光軸Ｌ０を向けている。本形態において、発光素子３は、第１方向Ｘに２つ配列されている。複数の発光素子３は、白色光を出射する発光ダイオードであり、例えば、共通の配線基板３９に実装されている。かかる発光素子３は、発散光を出射する。
【００２３】
かかる照明装置２を用いた表示装置１では、複数の発光素子３からの出射側に光学素子５が配置されており、複数の発光素子３から出射された光は、光学素子５を介して光変調装置９の表示領域９０に入射する。本形態において、光学素子５は、例えば、第１方向Ｘに延在する三角柱が第２方向Ｙに複数配列されたプリズムシートと、第２方向Ｙに延在する三角柱がＸ方向に複数配列されたプリズムシートと、拡散板とからなる。
【００２４】
照明装置２からの照明光の照射領域（光変調装置９の表示領域９０）は、第１方向Ｘ（横方向）が第２方向Ｙ（縦方向）より大の矩形形状になっている。このため、複数の発光素子３は、第１方向Ｘにおいて直線的に１列に配置されている。
【００２５】
（反射面の構成）
本形態の照明装置２では、発光素子３に対して、以下に説明する反射面が構成されている。まず、複数の発光素子３のうち、第１方向Ｘの最も一方側Ｘ１に配置された発光素子３に対して第１方向Ｘの一方側Ｘ１で隣り合う位置には、出射光軸Ｌ０に対して斜めに傾いて発光素子３からの光出射方向に向く第１反射面４１が設けられている。同様に、複数の発光素子３のうち、第１方向Ｘの最も他方側Ｘ２に配置された発光素子３に対して第１方向Ｘの他方側Ｘ２で隣り合う位置には、出射光軸Ｌ０に対して斜めに傾いて発光素子３からの光出射方向に向く第２反射面４２が設けられている。
【００２６】
また、複数の発光素子３において第１方向Ｘで隣り合う２つの発光素子３の間には、２つの発光素子３の一方に隣り合う位置で出射光軸Ｌ０に対して斜めに傾いて発光素子３からの光出射方向に向く第３反射面４３が設けられている。同様に、２つの発光素子３の間で２つの発光素子３の他方に隣り合う位置には、出射光軸Ｌ０に対して斜めに傾いて発光素子３からの光出射方向に向く第４反射面４４が設けられている。
【００２７】
（反射部材８の構成）
照明装置２において、第１反射面４１、第２反射面４２、第３反射面４３および第４反射面４４は反射部材８に構成されている。反射部材８は、発光素子３が１対１の関係をもって配置される発光素子配置部８１が第１方向Ｘに複数形成された底部８０を有している。本形態において、発光素子配置部８１は、底部８０に形成された開口部からなる。従って、底部８０に対して発光素子３からの光出射方向とは反対側（Ｚ方向の一方側Ｚ１）に配線基板３９を重ねると、発光素子配置部８１の内側に発光素子３が配置される。この状態で、複数の発光素子３の発光部３０は、出射光軸Ｌ０が延在している方向において、底部８０の発光素子３からの光出射方向の面（Ｚ方向の他方側Ｚの面）と同一の高さ位置、あるいは底部８０の発光素子３からの光出射方向の面（Ｚ方向の他方側Ｚの面）より高い位置にある。
【００２８】
また、反射部材８は、複数の発光素子配置部８１において第１方向Ｘで隣り合う２つの発光素子配置部８１の間で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した凸部８５を有している。本形態において、凸部８５は、断面台形である。
【００２９】
また、反射部材８は、第１方向Ｘの最も一方側Ｘ１に設けられた発光素子配置部８１に対して第１方向Ｘの一方側Ｘ１で隣り合う位置で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第１側壁８６と、第１方向Ｘの最も他方側Ｘ２に配置された発光素子配置部８１に対して第１方向Ｘの他方側Ｘ２で隣り合う位置で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第２側壁８７とを有している。
【００３０】
ここで、第１側壁８６の内面８６０、第２側壁８７の内面８７０、凸部８５の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の第１側面８５１、および凸部８５の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の第２側面８５２はいずれも、出射光軸Ｌ０に対して斜めに傾いた傾斜面になっている。従って、第１反射面４１は第１側壁８６の内面８６０に形成され、第２反射面４２は第２側壁８７の内面８７０に形成され、第３反射面４３は凸部８５の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の第１側面８５１に形成され、第４反射面４４は凸部８５の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の第２側面８５２に形成されている。本形態において、凸部８５は、断面台形であり、第１側面８５１と第２側面８５２との間には、発光素子３からの光出射方向に向く端面８５０を有している。
【００３１】
反射部材８は、さらに、複数の発光素子３に対する第２方向Ｙの一方側Ｙ１で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第３側壁８８と、複数の発光素子３に対する第２方向Ｙの他方側Ｙ２で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第４側壁８９とを備えている。第３側壁８８の内面８８０、および第４側壁８９の内面８９０はいずれも、出射光軸Ｌ０に対して斜めに傾いて発光素子３からの光出射方向に向く傾斜面になっており、第３側壁８８の内面８８０は第５反射面４５になっており、第４側壁８９の内面は第６反射面４６になっている。
【００３２】
本形態において、反射部材８に反射面（第１反射面４１、第２反射面４２、第３反射面４３、第４反射面４４、第５反射面４５および第６反射面４６）を形成するにあたっては、樹脂成形品等に対してアルミニウムやアルミニウム合金等の反射性金属材料を蒸着する。
【００３３】
本形態において、第１反射面４１、第２反射面４２、第３反射面４３、第４反射面４４、第５反射面４５および第６反射面４６が出射光軸Ｌ０と成す角度θは、４５°を超え、８０°未満の角度である。
【００３４】
また、第３反射面４３および第４反射面４４は、発光素子３の発光部３０と光変調装置９の表示領域９０の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部とを結ぶ仮想線、および発光素子３の発光部３０と光変調装置９の表示領域９０の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部とを結ぶ仮想線と交差しない範囲に設けられている。
【００３５】
かかる構成は、例えば、各部位の寸法を以下のように設定することにより実現することができる。具体的には、発光素子３の発光部３０と、第３反射面４３と第４反射面４４との中間位置との第１方向Ｘにおける距離をａとし、第３反射面４３と第４反射面４４との中間位置と、表示領域９０の端部との第１方向Ｘにおける距離をｂとし、発光素子３の発光部３０と、表示領域９０の出射光軸Ｌ０に沿う方向における距離をｈとし、発光素子３の発光部３０と、出射光軸Ｌ０の延在方向において第３反射面４３の発光素子３とは反対側の端部および出射光軸Ｌ０の延在方向において第４反射面４４の発光素子３とは反対側の端部との出射光軸Ｌ０に沿う方向における距離をｈｒとしたとき、
距離ａ、ｂ、ｈ、ｈｒは、下式
ｈｒ／（ａ−ｃ）≦ｈ／（ａ＋ｂ）
を満たしている必要がある。従って、距離ｈｒが、下式
ｈｒ≦（（ａ−ｃ）×ｈ）／（ａ＋ｂ）
を満たせば、第３反射面４３および第４反射面４４を、発光素子３の発光部３０と光変調装置９の表示領域９０の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部とを結ぶ仮想線、および発光素子３の発光部３０と光変調装置９の表示領域９０の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部とを結ぶ仮想線と交差しない範囲に設けることができる。
【００３６】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の照明装置２では、発光素子３から出射された光を照明光として出射するとともに、発光素子３から出射された光のうち、第１方向Ｘの外側に向けて出射された光を第１反射面４１および第２反射面４２で反射して照明光として出射する。また、発光素子３から出射された光のうち、第２方向Ｙの外側に向けて出射された光を第５反射面４５および第６反射面４６で反射して照明光として出射する。このため、第１方向Ｘの外側に向けて出射された光、および第２方向Ｙの外側に向けて出射された光も照明光として利用するため、光の利用効率を高めることができる。
【００３７】
また、発光素子３から出射された光のうち、第１方向Ｘの内側に向けて出射された光を第３反射面４３および第４反射面４４で反射して照明光として出射する。このため、光変調装置９の表示領域９０に到達した照明光の光強度分布を図１（ｃ）に示すように、発光素子３を離間した位置に設けた場合でも、光の強度分布の均一性を高めることができる。より具体的には、２つの発光素子３の正面に対応する２個所２ａ、２ｂを含む広い領域にわたって、で光強度が高い領域が存在し、部品毎の光強度の差が小さい。
【００３８】
また、第１反射面４１、第２反射面４２、第３反射面４３、第４反射面４４、および第５反射面４５および第６反射面４６はいずれも、反射部材８に形成されている。このため、照明装置２の構成の簡素化を図ることができるとともに、発光素子３に対して各反射面（第１反射面４１、第２反射面４２、第３反射面４３、第４反射面４４、および第５反射面４５および第６反射面４６）を適正な位置に配置するのが容易である。
【００３９】
また、反射部材８において、複数の発光素子３の発光部３０は、出射光軸Ｌ０が延在している方向において、底部８０と同一の高さ位置、あるいは底部８０より高い位置にある。このため、発光素子３から出射された光が反射部材８の底部８０で遮られることを抑制することができる。
【００４０】
また、第１反射面４１、第２反射面４２、第３反射面４３、第４反射面４４、および第
５反射面４５および第６反射面４６はいずれも、出射光軸Ｌ０と成す角度が４５°を超え、８０°未満の角度である。このため、第１反射面４１、第２反射面４２、第３反射面４３、第４反射面４４、および第５反射面４５および第６反射面４６で反射した光が、光変調装置９の表示領域９０の一部分に集中して照射されることを抑制することができる。また、反射部材８に蒸着を行って反射面（第１反射面４１、第２反射面４２、第３反射面４３、第４反射面４４、第５反射面４５および第６反射面４６）を形成する際、反射部材８によって陰になる部分が発生しにくいので、蒸着膜を適正に形成することができる。
【００４１】
また、第３反射面４３および第４反射面４４は、発光素子３の発光部３０と光変調装置９の表示領域９０の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の端部とを結ぶ仮想線、および発光素子３の発光部３０と光変調装置９の表示領域９０の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の端部とを結ぶ仮想線と交差しない範囲に設けられている。このため、光変調装置９の表示領域９０の全体にわたって発光素子３から出射された光を到達させることができる。すなわち、２つの発光素子３の間に第３反射面４３および第４反射面４４を備えた凸部８５を設けた場合でも、２つの発光素子３の一方から出射された光を光変調装置９の表示領域９０の全体にわたって到達させることができ、２つの発光素子３の他方から出射された光を光変調装置９の表示領域９０の全体にわたって到達させることができる。それ故、光変調装置９の表示領域９０に到達した照明光において、光の強度分布の均一性を高めることができる。
【００４２】
［実施の形態１の変形例］
図２は、本発明を適用した照明装置２に用いた別の光学素子５の説明図である。上記実施の形態では、光学素子５として、プリズムシートおよび拡散板を用いたが、図２を参照して以下に説明する第１光学素子６および第２光学素子７を光学素子５として用いてもよい。なお、図２では、第２光学素子７の第２凸曲面７１の頂部の位置や延在方方向が分かりやすいように、頂部に一点鎖線を付してある。
【００４３】
第１光学素子６では、第２方向Ｙにおいて連続して延在する第１凸曲面６１および第１凹曲面６２が第１方向Ｘにおいて一定の間隔で交互に連続して複数形成されている。従って、第１凸曲面６１および第１凹曲面６２によって構成される素子面は、プリズムシートと違って、尖った頂部や段部等の不連続部を有しない正弦波形状または略正弦波形状の断面を有している。ここで、第１光学素子６における第１凸曲面６１および第１凹曲面６２は、振幅ｓ６をもって周期ｔ６で形成されている。
【００４４】
これに対して、第２光学素子７では、第１方向Ｘにおいて連続して延在する第２凸曲面７１および第２凹曲面７２が第２方向Ｙにおいて一定の間隔で交互に連続して複数形成されている。従って、第２凸曲面７１および第２凹曲面７２によって構成される素子面は、プリズムシートと違って、尖った頂部や段部等の不連続部を有しない正弦波形状または略正弦波形状の断面を有している。ここで、第２光学素子７における第２凸曲面７１および第２凹曲面７２は、振幅ｓ７をもって周期ｔ７で形成されている。
【００４５】
このように構成した第１光学素子６では、入射光を第１方向Ｘに拡散させるパワーを有する一方、第２方向Ｙでは、かかるパワーを有しない。これに対して、第２光学素子７では、入射光を第２方向Ｙに拡散させるパワーを有する一方、第１方向Ｘでは、かかるパワーを有しない。このため、第１光学素子６および第２光学素子７を透過した光は、第１方向Ｘおよび第２方向Ｙに拡散するため、照明光において、光線の角度成分の均一性を高めることができる。
【００４６】
ここで、第１光学素子６は、平板状あるいはシート状の第１透光部材６０の一方面６０ａに形成され、第２光学素子７は、平板状あるいはシート状の第２透光部材７０の一方面７０ａに形成されている。また、第１透光部材６０および第２透光部材７０は、第１光学
素子６が形成されている一方面６０ａとは反対側の他方面６０ｂと、第２光学素子７が形成されている一方面７０ａとは反対側の他方面７０ｂとが対向するように配置されている。本形態において、第１透光部材６０の他方面６０ｂと第２透光部材７０の他方面７０ｂとが重なるように配置されている。このため、第１光学素子６と第２光学素子７とを接近して配置することができる。
【００４７】
なお、第１光学素子６および第２光学素子７への照明光の入射領域は、第１方向（Ｘ方向）の長さと第２方向（Ｙ方向）の長さとが相違している。従って、第１光学素子６における第１凸曲面６１および第１凹曲面６２の振幅ｓ６と、第２光学素子７における第２凸曲面７１および第２凹曲面７２の振幅ｓ７とが相違している。また、第１光学素子６における第１凸曲面６１および第１凹曲面６２の周期ｔ６と、第２光学素子７における第２凸曲面７１および第２凹曲面７２の周期ｔ７とが相違している。本形態では、第１光学素子６および第２光学素子７への照明光の入射領域は、第１方向Ｘ（横方向）が第２方向Ｙ（縦方向）より大の矩形形状になっている。このため、第１光学素子６における第１凸曲面６１および第１凹曲面６２の振幅ａ６は、第２光学素子７における第２凸曲面７１および第２凹曲面７２の振幅ａ７より大に設定されている。また、第１光学素子６における第１凸曲面６１および第１凹曲面６２の周期ｂ６は、第２光学素子７における第２凸曲面７１および第２凹曲面７２の周期ｂ７より長く設定されている。
【００４８】
このように構成した第１光学素子６および第２光学素子７において、第１光学素子６における第１凸曲面６１および第１凹曲面６２の振幅ｓ６、および第２光学素子７における第２凸曲面７１および第２凹曲面７２の振幅ｓ７はいずれも、１０μｍから５０μｍである。また、第１光学素子６における第１凸曲面６１および第１凹曲面６２の周期ｔ６、および第２光学素子７における第２凸曲面７１および第２凹曲面７２の周期ｔ７はいずれも、５０μｍから１００μｍである。
【００４９】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係る照明装置２の説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、照明装置の斜視図、および表示装置のＸＺ断面図である。
【００５０】
図３（ａ）、（ｂ）に示す照明装置２も、実施の形態１と同様、第１方向Ｘに配列された複数の発光素子３を有しており、複数の発光素子３はいずれも、装置光軸Ｌに沿う方向（Ｚ方向）に出射光軸Ｌ０を向けている。本形態では、発光素子３が第１方向Ｘに３つ配列されている。
【００５１】
このように構成した照明装置２でも、反射部材８は、発光素子３が配置される発光素子配置部８１が第１方向Ｘに複数形成された底部８０を有している。また、反射部材８は、複数の発光素子配置部８１において第１方向Ｘで隣り合う２つの発光素子配置部８１の間で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した断面台形形状の凸部８５を有している。本形態では、発光素子３および発光素子配置部８１が第１方向Ｘで３個所に設けられているため、凸部８５は、第１方向Ｘにおいて２個所に設けられている。
【００５２】
また、反射部材８は、第１方向Ｘの最も一方側Ｘ１に設けられた発光素子配置部８１に対して第１方向Ｘの一方側Ｘ１で隣り合う位置で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第１側壁８６と、第１方向Ｘの最も他方側Ｘ２に配置された発光素子配置部８１に対して第１方向Ｘの他方側Ｘ２で隣り合う位置で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第２側壁８７とを有している。また、反射部材８は、複数の発光素子３に対する第２方向Ｙの一方側Ｙ１で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第３側壁８８と、複数の発光素子３に対する第２方向Ｙの他方側Ｙ２で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第４側壁８９とを備えている。
【００５３】
ここで、第１側壁８６の内面８６０、第２側壁８７の内面８７０、第３側壁８８の内面８８０、第４側壁８９の内面８７０、凸部８５の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の第１側面８５１、および凸部８５の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の第２側面８５２はいずれも、出射光軸Ｌ０に対して斜めに傾いた傾斜面になっている。従って、第１反射面４１が第１側壁８６の内面８６０に形成され、第２反射面４２が第２側壁８７の内面８７０に形成され、第３反射面４３が凸部８５の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の第１側面８５１に形成され、第４反射面４４が凸部８５の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の第２側面８５２に形成され、第５反射面４５が第３側壁８８の内面８８０に形成され、第６反射面４６が第４側壁８９の内面８９０に形成されている。
【００５４】
その他の構成は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５５】
［実施の形態３］
図４は、本発明の実施の形態３に係る照明装置２の斜視図である。図４に示す照明装置２も、実施の形態１と同様、第１方向Ｘに配列された複数の発光素子３を有しており、複数の発光素子３はいずれも、装置光軸Ｌに沿う方向（Ｚ方向）に出射光軸Ｌ０を向けている。本形態において、発光素子３は、第１方向Ｘに２つ配列され、第２方向Ｙにも２つ配列されており、発光素子３の数は計４つである。
【００５６】
このように構成した照明装置２でも、反射部材８は、発光素子３が配置される発光素子配置部８１が第１方向Ｘに複数形成された底部８０を有している。また、反射部材８は、複数の発光素子配置部８１において第１方向Ｘで隣り合う２つの発光素子配置部８１の間で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した断面台形形状の凸部８５を有している。本形態では、発光素子３および発光素子配置部８１が第２方向Ｙでも２列所に設けられている。このため、凸部８５は、Ｙ方向に延在して、第２方向Ｙの一方側Ｙ１で第１方向Ｘで配列された２つの発光素子３の間から第２方向Ｙの他方側Ｙ２で第１方向Ｘで配列された２つの発光素子３の間まで到達している。
【００５７】
また、反射部材８は、第１方向Ｘの最も一方側Ｘ１に設けられた発光素子配置部８１に対して第１方向Ｘの一方側Ｘ１で隣り合う位置で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第１側壁８６と、第１方向Ｘの最も他方側Ｘ２に配置された発光素子配置部８１に対して第１方向Ｘの他方側Ｘ２で隣り合う位置で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第２側壁８７とを有している。また、反射部材８は、複数の発光素子３に対する第２方向Ｙの一方側Ｙ１で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第３側壁８８と、複数の発光素子３に対する第２方向Ｙの他方側Ｙ２で底部８０からＺ方向の他方側Ｚ２に突出した第４側壁８９とを備えている。
【００５８】
ここで、第１側壁８６の内面８６０、第２側壁８７の内面８７０、第３側壁８８の内面８８０、第４側壁８９の内面８７０、凸部８５の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の第１側面８５１、および凸部８５の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の第２側面８５２はいずれも、出射光軸Ｌ０に対して斜めに傾いた傾斜面になっている。従って、第１反射面４１が第１側壁８６の内面８６０に形成され、第２反射面４２が第２側壁８７の内面８７０に形成され、第３反射面４３が凸部８５の第１方向Ｘの一方側Ｘ１の第１側面８５１に形成され、第４反射面４４が凸部８５の第１方向Ｘの他方側Ｘ２の第２側面８５２に形成され、第５反射面４５が第３側壁８８の内面８８０に形成され、第６反射面４６が第４側壁８９の内面８９０に形成されている。
【００５９】
なお、本形態では、照明光の入射領域（光変調装置９の表示領域９０）は、第１方向Ｘ（横方向）が第２方向Ｙ（縦方向）より大の矩形形状になっている。このため、第１方向
Ｘで離間する２つの発光素子３の間には、第３反射面４３および第４反射面４４を備えた凸部８５が形成されているが、第２方向Ｙで離間する２つの発光素子３の間には、反射面を備えた凸部が形成されていない。なお、第２方向Ｙで離間する２つの発光素子３の間にも、凸部を設け、かかる凸部の側面によって、斜めに傾いた反射面を構成してもよい。その他の構成は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００６０】
［他の実施の形態］
上記実施の形態では、ヘッドアップディスプレイとして構成された表示装置１に用いる照明装置２を例示したが、直視型の表示装置等といった他の表示装置に用いる照明装置２に本発明を適用してもよい。また、上記実施の形態では、光変調装置９として透過型液晶装置を用いた場合を例示したが、反射型液晶相違等の他の光変調装置を用いた表示装置に用いる照明装置２に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１・・表示装置、２・・照明装置、３・・発光素子、５・・光学素子、６・・第１光学素子、７・・第２光学素子、８・・反射部材、９・・光変調装置、３０・・発光部、４１・・第１反射面、４２・・第２反射面、４３・・第３反射面、４４・・第４反射面、４５・・第５反射面、４６・・第６反射面、６１・・第１凸曲面、６２・・第１凹曲面、７１・・第２凸曲面、７２・・第２凹曲面、８０・・底部、８１・・発光素子配置部、８５・・凸部、８６・・第１側壁、８７・・第２側壁、８８・・第３側壁、８９・・第４側壁、９０・・表示領域、８５１・・第１側面、８５２・・第２側面、８６０・・第１側壁の内面、８７０・・第２側壁の内面、８８０・・第３側壁の内面、８９０・・第４側壁の内面、Ｌ・・装置光軸、Ｌ０・・出射光軸、Ｘ・・第１方向、Ｙ・・第２方向
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図５】
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