JP2007101732A - 照明装置及び投写型表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照明装置のサイズや、光の光束断面を増大させることなく、光源光量を増加させ、従来の光利用効率を維持する照明装置及び投写型表示装置を提供する。
【解決手段】
本発明に係る照明装置及び投写型表示装置は、複数の光源と、前記光源と同数のリフレクタ部材を含むリフレクタとを具備し、複数の光源からの光を一つの光軸方向に出射する照明装置であって、前記リフレクタ部材の反射面は、焦点を有する回転曲面に対して、前記回転曲面の回転軸に沿って分割された分割回転曲面の凹面であり、前記光源が光を出射する出射面は、前記リフレクタ部材の反射面の前記焦点に配置され、前記リフレクタ部材の反射面は、前記光源の光の出射面と対向して配置され、複数の前記リフレクタ部材は、前記光軸方向を中心とする円周上に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の光源と、光源と同数のリフレクタ部材を有するリフレクタとを具備する照明装置及び投写型表示装置に関する。

一般的に、投写型表示装置等における照明装置は、超高圧水銀ランプ等による光源と、光源からの光を反射させる反射面が、回転放物面形状又は回転楕円面形状であるリフレクタとで構成されている。

また、近年、半導体発光素子である発光ダイオードの高光度化が進み、発光ダイオードを光源として使用した照明装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１４に示す図は、従来の発光ダイオードを光源として使用した照明装置の一例を示している。図１４（ａ）の斜視図に示すように、かかる照明装置は、反射面が放物面形状であるリフレクタＪ１と、光源である発光ダイオードＪ２とを具備している。

また、発光ダイオードＪ２は、発光ダイオードＪ２の発光面の中心点がリフレクタＪ１の反射面の形状である放物面の焦点に一致するように配置されている。

図１４（ｂ）の断面図に示すように、従来の照明装置は、光源から発せられた光をリフレクタの反射面で反射させることで、平行光束を出射することができるので、光源からの光を効率よく使用することができる。

一方、投写型表示装置に使用される照明装置は、明るい投写映像を形成できるように、出射する光の光量が多いものが望ましい。

また、投写型表示装置は、容易に可搬できるように小型であることが望まれている。投写型表示装置を小型にするためには、当該投写型表示装置組み込まれる照明装置も小型であることが望ましい。
特開平１０−３３５７０６号公報

出射する光の光量を多くするためには、複数の光源と複数のリフレクタとで構成される照明装置が考えられる。

しかしながら、例えば、照明装置が、図１４に示すように、光源とリフレクタを単に２組並列に配置した構成である場合、照明装置のサイズが大きくなってしまうだけでなく、当該照明装置から出射されるの光の光束断面も広くなってしまう。

かかる場合、当該照明装置が組み込まれた投写型表示装置は、光源とリフレクタが１組の照明装置と比べて、装置自体を大きく設計する必要があり、また、光源全発光量に対するスクリーン光量比で計算される光利用効率が悪いという課題が生じた。

よって、従来の光源及びリフレクタを複数使用して、照明装置の光の光量を増やし、かつ、従来の光利用効率を維持したままで、投写型表示装置の小型化を図ることは困難であった。

そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、照明装置のサイズや、光の光束断面を増大させることなく、光源光量を増加させ、従来の光利用効率を維持する照明装置及び投写型表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の特徴は、複数の光源と、光源と同数のリフレクタ部材を含むリフレクタとを具備し、複数の光源からの光を一つの光軸方向に出射する照明装置であって、リフレクタ部材の反射面は、焦点を有する回転曲面に対して、回転曲面の回転軸に沿って分割された分割回転曲面の凹面であり、光源が光を出射する出射面は、リフレクタ部材の反射面の焦点に配置され、リフレクタ部材の反射面は、光源の光の出射面と対向して配置され、複数の前記リフレクタ部材は、光軸方向を中心とする円周上に配置されていることを要旨とするものである。

また、本発明の第１の特徴において、内部に空洞を有する固定板の表面に光源が固定された光源ユニットを具備し、固定板が、複数の管を介して外部から空洞に供給される冷却媒体によって冷却されていることが好ましい。

また、本発明第１の特徴において、全てのリフレクタ部材の反射面は、回転放物面に対して、回転放物面の回転軸に沿って分割された分割回転放物面であり、光源から出射さらた光を、同一方向へ平行光束として反射することが好ましい。

また、本発明第１の特徴において、各リフレクタ部材の反射面は、回転楕円面に対して、回転楕円面の回転軸に沿って分割された分割回転楕円面であり、対向する各光源から出射された光を、各焦点に集光する集光光束として反射することが好ましい。

また、本発明第１の特徴において、固定板の表面と背面とに光源が固定された光源ユニットを一つ又は複数具備し、各光源ユニットが光軸上に並置され、各光源の各出射面が光軸と平行に配置されていることが好ましい。

また、本発明第１の特徴において、光源の光の出射側に、リフレクタ部材の反射面内に光を出射する指向性制御手段が配置されていることが好ましい。

かかる発明によれば、リフレクタ部材の反射面が、回転曲面である回転放物面や回転楕円面を分割した面であるので、リフレクタ部材の大きさを小さくでき、かつ、当該リフレクタ部材が、光軸方向を中心とした円周上に配置されているので、照明装置のサイズや、光の光束断面を増大させることなく、光源光量を増加させることができる。

また、固定板が冷却媒体によって冷却されるので、光源から発せられる熱を固定板で冷却することができる。また、かかる発明による照明装置によれば、光を集光光束または平行光束で出射することができる。

本発明の第２の特徴は、投写型表示装置に、本発明第１の特徴を有する照明装置と、照明装置から出射された光の光強度分布を均一化するインテグレート手段と、インテグレート手段が均一化した光を変調する光変調装置とを具備することを要旨とするものである。

以上説明したように、本発明によれば、照明装置のサイズや、光の光束断面を増大させることなく、光源光量を増加させ、従来の光利用効率を維持する照明装置及び投写表示装置を提供することができる。

（本発明の第１実施形態に係る照明装置）
本発明の第１実施形態に係る照明装置及び投写型表示装置について、図１乃至図７を参照して説明する。

以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。また、以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。まず、本実施形態に係る照明装置１０について説明する。

本実施形態に係る照明装置１０は、複数の光源が固定された光源ユニットと、光源と同数のリフレクタ部材を含むリフレクタとを具備し、各光源から出射された光の光束を各リフレクタ部材の反射面に反射させて、一つの光軸方向に出射するように構成されている。

図１の斜視図に示すように、かかる照明装置１０は、光源＃１ａ及び光源＃１ｂが固定された光源ユニット＃１と、光源＃１ｃ及び光源＃１ｄが固定された光源ユニット＃２とを具備しており、光源＃１ａ乃至＃１ｄの４つの光源を具備している。

また、照明装置１０は、光源と同数の４つのリフレクタ部材を備えたリフレクタを具備している。

具体的に、照明装置１０のリフレクタは、光源＃１ａから出射される光の光束１０ａを反射するリフレクタ部材１０ａ１と、光源＃１ｂから出射される光の光束１０ｂを反射するリフレクタ部材１０ｂ１と、光源＃１ｃから出射される光の光束１０ｃを反射するリフレクタ部材１０ｃ１と、光源＃１ｄから出射される光の光束１０ｄを反射するリフレクタ部材１０ｄ１とを備えている。

そして、かかる照明装置１０は、上述した光源＃１ａ乃至＃１ｄとリフレクタ部材１０ａ１乃至１０ｄ１とによって、図１に示すように、光の光束１０ａ乃至１０ｄを光軸Ｌ１０方向に出射するように構成されている。

ここで、上述した光軸Ｌ１０は、図１に示すように、かかる照明装置１０から出射される光の光束１０ａ乃至１０ｄと平行な直線であり、光束１０ａ乃至１０ｄの出射方向が光軸Ｌ１０方向である。

具体的に、光源ユニット＃１乃至＃２について、図２（ａ）乃至（ｂ）を参照して説明する。

本実施形態に係る光源ユニット＃１には、図２（ａ）に示すように固定板Ｗ１の表面及び背面に、出射面を有する光源＃１ａ及び光源＃１ｂが固定されている。

また、かかる光源ユニット＃１には、光源＃１ａ及び光源＃１ｂの光の出射側に、光源＃１ａ及び光源＃１ｂから出射される光を屈折し、光束１０ａ及び光束１０ｂの拡がりを抑制させる曲面形状のレンズ＃１０ａ及びレンズ＃１０ｂが配置されている。

また、レンズ＃１０ａ及びレンズ＃１０ｂは、レンズ＃１０ａ及びレンズ＃１０ｂの曲面形状の中心が、光源＃１ａ及び光源＃１ｂの光の発光面の中心点である点Ｐａ及び点Ｐｂになるように配置されている。

ここで、発光面の中心点である点Ｐａと点Ｐｂとの間には、光源＃１ａと光源＃１ｂと固定板Ｗ１との厚みの総和である距離Ｄ１がある。

また、図１に示す光源ユニット＃２においても上述した光源ユニット＃１と同様に、固定板Ｗ１の表面及び背面に光源＃１ｃ及び光源＃１ｄが固定され、光源＃１ｃ及び光源＃１ｄの光の出射側に、光源＃１ｃ及び光源＃１ｄにおける光の発光面の中心点である点Ｐｃ及び点Ｐｄを中心とした曲面形状のレンズ＃１０ｃ及びレンズ＃１０ｄが配置され、光束１０ｃ及び光束１０ｄの拡がりを抑制させるように構成されている。

また、発光面の中心点である点Ｐｃと点Ｐｄとの間には、光源＃１ｃと光源＃１ｄと固定板Ｗ１との厚みの総和である距離Ｄ１がある。

上述したレンズ＃１０ａ乃至＃１０ｄによって、光源＃１ａ乃至＃１ｄから出射される光の光束１０ａ乃至１０ｄは、後述する反射面１０ａ２乃至１０ｄ２内に出射されるように構成されている。

また、図２（ｂ）に示すように上述した固定板Ｗ１の内部には、空洞が形成され、外部から管を通じて例えば水等の冷却媒体を供給することで、光源＃１ａ乃至＃１ｄが発する熱を固定板Ｗ１によって冷却するように構成されている。

なお、図２（ｃ）に示すように、上述したレンズ＃１０ａ乃至レンズ＃１０ｄの光の出射側に、光を反射する反射面＃１１を有する三日月形状のレンズ＃１１ａをさらに配置してもよい。

具体的に、レンズ＃１１ａは、図２（ｃ）に示すように、光源＃１ａ乃至光源＃１ｄから固定板Ｗ１の近傍に出射され、レンズ＃１０ａ乃至レンズ＃１０ｄでは屈折されない光も、反射面＃１０によって反射させて光の光束１１ａを出射するように構成されている。

また、上述した光源＃１ａ乃至＃１ｄは、半導体発光素子である発光ダイオードによって構成されていてもよいし、その他の面光源で構成されていてもよい。本実施形態における光源＃１ａ乃至＃１ｄは、発光ダイオードである場合を例に説明する。

さらに、上述した光源＃１ａ乃至＃１ｄは、同色の光を出射するように構成されていてもよいし、異なる色の光、例えば赤色（以下Ｒ色）や緑色（以下Ｇ色）や青色（以下Ｂ色）等の光を出射するように構成されていても良い。

ここで、実際上は、上述した光源ユニット＃１及び光源ユニット＃２は、支持部材として例えばパイプ等により外部から支持するように構成されている。そして、当該パイプの内側には、固定板Ｗ１へ冷却媒体を供給させる管や、光源＃１ａ乃至＃１ｄを電気的に接続する電線等が配置されている。

ただし、本実施形態では、当該パイプと、冷却媒体を供給させる管と、光源＃１ａ乃至＃１ｄを電気的に接続する電線等とに関しての記述を省略する。

次に、本実施形態に係る照明装置１０におけるリフレクタに備えられているリフレクタ部材１０ａ１乃至１０ｄ１について説明する。

図１に示すように、リフレクタ部材１０ａ１には、反射面１０ａ２が形成され、リフレクタ部材１０ｂ１には、反射面１０ｂ２が形成され、リフレクタ部材１０ｃ１には、反射面１０ｃ２が形成され、リフレクタ部材１０ｄ１には、反射面１０ｄ２が形成されている。

また、本実施形態に係る照明装置１０の反射面１０ａ２乃至１０ｄ２は、光源＃１ａ乃至＃１ｄから出射さらた光を反射し、光軸Ｌ１０方向へ、平行光束である光の光束１０ａ乃至光束１０ｄを出射するように形成されている。

また、上述した反射面１０ａ２乃至１０ｄ２は、アルミニウム等を蒸着し、その蒸着面に一酸化シリコン等の保護膜を施すことで形成される。

図１に示すように、かかる反射面１０ａ２は、光源＃１ａの発光面の中心点Ｐａを焦点とし、光軸Ｌ１０に平行な直線を回転軸とした回転放物面の凹面領域を、回転軸に沿って４等分に分割した分割回転放物面の一つの形状あり、光源＃１ａから出射された光の光束１０ａを平行光束として反射するように形成されている。

また、他の反射面１０ｂ２乃至１０ｄ２の形状も、反射面１０ａ２と同様に、各発光面の中心点Ｐｂ乃至Ｐｄを焦点とし、光軸Ｌ１０に平行な直線を回転軸とした回転放物面の凹面領域を、回転軸に沿って４等分に分割した分割回転放物面の一つの形状であり、光源＃１ｂ乃至＃１ｄから出射された光の光束１０ｂ乃至１０ｄを平行光束として反射するように形成されている。

次に、本実施形態に係る照明装置１０の光源ユニット＃１乃至＃２と、リフレクタ部材１０ａ１乃至１０ｄ１に形成される反射面１０ａ２乃至１０ｄ２との配置について図３（ａ）乃至（ｃ）を参照して説明する。

図３（ａ）は、図１の斜視図に示した本実施形態に係る照明装置１０の側面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）におけるリフレクタ部材１０ｂ１及び１０ｄ１を除いた矢印方向Ａの矢視図であり、図３（ｃ）は図３（ａ）における矢印方向Ｂの矢視図である。

図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る照明装置１０の光源ユニット＃１と光源ユニット＃２とは、光軸Ｌ１０の同軸上に並置されている。

具体的に、図３（ｂ）に示すように、光源ユニット＃２は、光源ユニット＃１に対して距離Ｌの間隔を開けて配置されている。

ここで、上述した距離Ｌの間隔は、図３（ｂ）に示すように、少なくとも光源ユニット＃２が、前方に配置されたリフレクタ部材１０ａ１及びリフレクタ部材１０ｂ１に接触しないだけの距離Ｌ１以上の間隔が設けられていればよい。

また、図３（ｃ）に示すように、光源ユニット＃１及び光源ユニット＃２において、光源＃１ａ乃至＃１ｄの光の出射面が、光軸Ｌ１０に対して平行になるように配置されている。

また、光源ユニット＃１と光源ユニット＃２とが、光源ユニット＃１の光源＃１ａの光の出射面の方向と、光源ユニット＃２の光源＃１ｃの光の出射面の方向とが、垂直になるように配置されている。

同様に、光源ユニット＃１の光源＃１ｂの光の出射面の方向と、光源ユニット＃２の光源＃１ｃの光の出射面の方向とが、垂直になるように配置されている。

また、かかる照明装置１０において、リフレクタ部材１０ａ１の反射面１０ａ２は、光源ユニット＃１における光源＃１ａの光の出射面に対向して配置され、リフレクタ部材１０ｂ１の反射面１０ｂ２は、光源ユニット＃１における光源＃１ｂの光の出射面に対向して配置されている。

同様に、リフレクタ部材１０ｃ１の反射面１０ｃ２は、光源ユニット＃２における光源＃１ｃの光の出射面に対向して配置され、リフレクタ部材１０ｄ１の反射面１０ｄ２は、光源ユニット＃２における光源＃１ｄの光の出射面に対向して配置されている。

よって、本実施形態に係る照明装置１０は、上述した反射面１０ａ２乃至１０ｄ２によって、光源＃１ａ乃至＃１ｄから出射された光の光束１０ａ乃至１０ｄは、反射面１０ａ２乃至１０ｄ２で反射され、光軸Ｌ１０方向へ光の光束１０ａ乃至１０ｄの全てが平行光束として出射するように構成されている。

そして、かかる照明装置１０から出射される光の光束断面は、略円形状になる。

具体的に、図３（ｃ）の断面図に示すように、かかる照明装置１０は、光の光束１０ａの光束断面が扇形の光束断面１２ａを形成し、光の光束１０ｂの光束断面が扇形の光束断面１２ｂを形成し、光の光束１０ｃの光束断面が扇形の光束断面１２ｃを形成し、光束１０ｄの光束断面が扇形の光束断面１２ｄを形成する。

よって、照明装置１０から出射される光によって、図３（ｃ）の断面図に示すような、略円形状の光束断面１０ａｂｃｄが形成される。

ここで、図３（ｃ）に示す略円形状の光の各光束断面１２ａ乃至１２ｄの間には、十字状に間隔Ｄ２が形成される。間隔Ｄ２は、図２（ａ）に示す光源＃１ａの発光面の中心点Ｐａと光源＃１ｂの発光面の中心点Ｐｂとの間に間隔Ｄ１と、光源＃１ｃの発光面の中心点Ｐｃと光源＃１ｄの発光面の中心点Ｐｄとの間の間隔Ｄ１とがあるために形成されるもので、当該間隔Ｄ１を小さくするほど光束断面１２ａ乃至１２ｄの間に形成される間隔Ｄ２は小さくなる。

なお、本実施形態に係る照明装置１０は、図４に示すように、照明装置２０であってもよい。かかる照明装置２０は、光源ユニット＃１と、リフレクタ部材２０ａ１乃至２０ｂ１を備えたリフレクタとを具備している。

また、照明装置２０のリフレクタにおいて、リフレクタ部材２０ａ１に反射面２０ａ２が形成され、リフレクタ部材２０ｂ１に反射面２０ｂ２が形成されている。

また、かかる反射面２０ａ２乃至２０ｂ２の形状は、図４に示すように、光源ユニット＃１の光源＃１ａの発光面の中心点Ｐａ乃至光源＃１ｂの発光面の中心点Ｐｂを焦点とし、光軸Ｌ２０に平行な直線を回転軸とした回転放物面凹面領域を、回転軸に沿って２等分に分割した分割回転放物面の一つの形状である。

かかる照明装置２０は、光源ユニット＃１から出射される光の光束２０ａ乃至２０ｂをリフレクタの反射面２０ａ２乃至２０ｂ２で反射させ、平行光束である光の光束２０ａ乃至２０ｂを出射するように構成されている。

さらに、本実施形態に係る照明装置１０は、図５に示すように、照明装置３０でもよい。かかる照明装置３０は、３つの光源ユニット＃０と、リフレクタ部材３０ａ１乃至３０ｃ１を備えたリフレクタとを具備している。

具体的に、光源ユニット＃０は、図６に示すように、固定板Ｗ１の表面に出射面を有する光源＃１ａが固定されている。

また、光源ユニット＃０には、光源＃１ａの光の出射側に、光源＃１ａから出射される光を屈折させ、光束１０ａの拡がりを抑制させるレンズ＃１０ａが配置されている。

図５に示すように、かかる照明装置３０の各光源ユニット＃０は、各光源ユニット＃０の光源＃１ａにおける光の出射面の方向が、光軸Ｌ３０を中心とした円周方向に回転角度が１２０度ずつ異なるように配置されている。

また、かかる照明装置３０におけるリフレクタは、リフレクタ部材３０ａ１に反射面３０ａ２を形成し、リフレクタ部材３０ｂ１に反射面３０ｂ２を形成し、リフレクタ部材３０ｃ１に反射面３０ｃ２を形成している。

具体的に、かかる反射面３０ａ２乃至３０ｃ２の形状は、図５に示すように、光源ユニット＃１の光源＃１ａの発光面の中心点Ｐａを焦点とし、光軸Ｌ３０に平行な直線を回転軸とした回転放物面の凹面領域を、回転軸に沿って３等分に分割した分割回転放物面の一つの形状ある。

また、上述した反射面３０ａ２乃至３０ｃ２は、それぞれの光源ユニット＃０の光源＃１ａの出射面に対向して配置されている。

かかる照明装置３０は、３つの光源ユニット＃０から出射される光の光束３０ａ乃至３０ｃを反射面３０ａ２乃至３０ｃ２で反射させ、平行光束である光の光束３０ａ乃至３０ｃを出射するように構成されている。

次に本実施形態に係る投写型表示装置の構成について図７を参照して説明する。

図７に示すように、かかる投写型表示装置は、三板型の投写型表示装置であり、光学装置１００Ｒと、光学装置１００Ｇと、光学装置１００Ｂと、ダイクロイッククロスプリズム１０６と、投写レンズ１０７とを具備する。

光学装置１００Ｒは、照明装置１０Ｒと、インテグレータレンズ１０１と、偏光ビームスプリッター１０２と、コンデンサーレンズ１０３と、偏光板１０４と、光変調装置１０５とを具備する。

照明装置１０Ｒは、上述した光源ユニット＃１乃至＃２から平行光束であるＲ色光の光束１０ａ乃至１０ｄを出射するように構成されている。

インテグレータレンズ１０１は、フライアイレンズが用いられ、照明装置１０Ｒから出射された光の光束１０ａ乃至１０ｄを入射し、入射された光の光強度分布を均一化して出射するように構成されている。

偏光ビームスプリッター１０２は、プリズムアレイ方式による偏光ビームスプリッターであり、インテグレータレンズ１０１で光強度分布が均一化された光を入射し、偏光方向の揃った光を出射するように構成されている。

コンデンサーレンズ１０３は、偏光ビームスプリッター１０２で偏光方向の揃った光を入射して、集光するように構成されている。

偏光板１０４は、光変調装置１０５に対する光の入射側及び出射側に配置され、コンデンサーレンズ１０３で集光された光と、後述する光変調装置１０５で変調された光とにおいて、偏光方向の揃った光のみを透過するように構成されている。

光変調装置１０５は、液晶パネルが用いられ、偏光板１０４で偏光方向の揃った光を変調し、変調光（映像光）として出射するように構成されている。

光学装置１００Ｇは、照明装置１０Ｇを除いて光学装置１００Ｒと類似する構成である。よって、照明装置１０Ｇの構成についてのみ説明する。

照明装置１０Ｇは、上述した光源ユニット＃１乃至＃２から平行光束であるＧ色光の光束１０ａ乃至１０ｄを出射するように構成されている。

光学装置１００Ｂは、照明装置１０Ｂを除いて光学装置１００Ｒと類似する構成である。よって、照明装置１０Ｂの構成についてのみ説明する。

照明装置１０Ｂは、上述した光源ユニット＃１乃至＃２から平行光束であるＢ色光の光束１０ａ乃至１０ｄを出射するように構成されている。

ダイクロイッククロスプリズム１０６は、上述した光学装置１００Ｒと光学装置１００Ｇと光学装置１００Ｂとから出射されるＲ色とＧ色とＢ色の各映像光を合成し、出射するように構成されている。

投写レンズ１０７は、ダイクロイッククロスプリズム１０６で合成された映像光を例えばスクリーン等の投写面に拡大投写するように構成されている。

（本実施形態に係る照明装置１０及び投写型表示装置の作用・効果）
本実施形態に係る照明装置１０によれば、４つの光源＃１ａ乃至＃１ｄから光の光束１０ａ乃至１０ｄを出射し、光の光量を増加させるとともに、光軸を中心とする円周上に配置されるリフレクタ部材１０ａ１乃至１０ｄ１の反射面１０ａ２乃至１０ｄ２で反射させ、光軸方向に出射する各光束の光束断面を扇形に形成することで、従来の照明装置を４つ使用した場合よりも、光束断面を小さくすることが可能である。

また、反射面１０ａ２乃至１０ｄ２は、回転曲面である回転放物面及び回転楕円面を、回転軸に沿って分割した分割放物面及び分割楕円面であるので、従来の照明装置を４つ使用した場合よりも、照明装置１０のサイズを小さくすることが可能である。

また、かかる照明装置１０は、光源ユニット＃１と光源ユニット＃２とを光軸上に並置することで、反射面１０ａ２乃至１０ｄ２を光軸方向に近づけて配置することができるので、出射する光の光束断面をより小さくすることが可能である。

よって、本実施形態に係る照明装置１０によれば、照明装置のサイズや光の光束断面を増大させることなく、光の光量を増加させることができる。

また、本実施形態に係る投写型表示装置によれば、組み込まれる照明装置１０のサイズや光の光路幅を増大させることなく、光源光量を増加させ、従来の光利用効率を維持した映像光を投写することができる。

（変更例１）
図８を参照しながら、変更例1に係る照明装置及び投写型表示装置について、第１実施形態に係る照明装置１０及び投写型表示装置との相違点に着目して説明する。

図８に示すように、本実施形態に係る投写型表示装置は、単板式の投写型表示装置であり、照明装置１０ＲＧＢと、インテグレータレンズ１０１と、偏光ビームスプリッター１０２と、コンデンサーレンズ１０３と、偏光板１０４と、光変調装置１０５と、ダイクロイッククロスプリズム１０６と、投写レンズ１０７とを具備する。

ここで、本実施形態に係る照明装置１０ＲＧＢ及び投写型表示装置は、照明装置１０ＲＧＢ及び光変調装置１０５を除いて、他の構成は第１実施形態と同様である。従って、主に、本実施形態にかかる照明装置１０ＲＧＢ及び光変調装置１０５について説明する。

照明装置１０ＲＧＢは、Ｒ色とＧ色とＢ色との各色の平行光束の光を重ならないように時分割で切替えながら出射するように構成されている。

具体的に、照明装置１０ＲＧＢは、光源ユニット＃１に備えている光源＃１ａがＲ色の光を出射するように構成されており、光源＃１ｂがＢ色の光を出射するように構成されており、光源ユニット＃２に備えている光源＃１ｃ及び＃１ｄがＧ色の光を出射するように構成されている。

なお、上述した光源＃１ａ乃至＃１ｄは、いずれかの光源からＲ色又はＧ色又はＢ色の色の異なる光を出射するように構成されていればよい。また、上述した光源＃１ａ乃至＃１ｄは、上述したＲ色及びＧ色及びＢ色の光の中で、Ｒ色の光が二つの光源（例えば光源＃１ａ乃至＃１ｂ）から出射するように構成されていてもよいし、Ｂ色の光が二つの光源から出射するように構成されていてもよい。

また、図８に示す光学変調装置１０５は、照明装置１０ＲＧＢ出射されるＲ色又はＧ色又はＢ色の各色光の切り替わるタイミングに対応して光を変調し、変調光（映像光）として出射するように構成されている。

本実施形態に係る照明装置１０ＲＧＢによれば、照明装置のサイズや光の光束断面を増大させることなく、光源光量を増加させることができる。

また、本実施形態に係る投写型表示装置によれば、光の光路幅を増大させることなく、光源光量を増加させ、従来の光利用効率を維持した映像光を投写することができる。

また、照明装置１０ＲＧＢが時分割でＲＧＢの各色光を出射することが可能なので、カラーフィルタを備える必要がなくなる。

（変更例２）
図９乃至図１０を参照しながら、変更例２に係る照明装置及び投写型表示装置について、第１実施形態に係る照明装置１０及び投写型表示装置との相違点に着目して説明する。

まず、本実施形態に係る照明装置４０について、図９を参照して説明する。図９に示すように、照明装置４０におけるリフレクタは、リフレクタ部材１０ａ１乃至１０ｄ１に反射面４０ａ２乃至４０ｄ２が形成されている点において、第１の実施形態に係る照明装置１０と異なる。よって、かかる反射面４０ａ２乃至４０ｄ２について説明する。

図９に示すように、かかる反射面４０ａ２乃至４０ｄ２の形状は、光源ユニット＃１の光源＃１ａ乃至＃１ｄの発光面の中心点Ｐａ乃至Ｐｄを焦点とし、光軸Ｌ４０に平行な直線を回転軸とした回転楕円面の凹面領域を、回転軸に沿って４等分に分割した分割回転楕円面の一部の形状である。

したがって、照明装置４０における反射面４０ａ２乃至４０ｄ２の形状は、照明装置１０における反射面１０ａ２乃至１０ｄ２の形状と異なる。

また、かかる照明装置４０は、光源ユニット＃１乃至＃２から出射される光の光束４０ａ乃至４０ｂを反射面４０ａ２乃至４０ｄ２で反射させ、図９に示すように、集点ａ乃至ｄへ集光光束である光の光束４０ａ乃至４０ｄを出射するように構成されている。

ここで、上述した集点ａ乃至ｄは、光軸Ｌ４０に対して垂直な同一の平面上に存在する。したがって、光源ユニット＃１における発光面の中心点Ｐａ（又はＰｂ）と焦点ａ（又はｂ）との間の距離と、光源ユニット＃２における発光面の中心点Ｐｃ（又はＰｄ）と焦点ｃ（又はｄ）との間の距離とは、異なる。

よって、反射面４０ａ２乃至４０ｂ２は、光源ユニット＃１の光源＃１ａ及び＃１ｂの発光面の中心点Ｐａ及びＰｂを第１の焦点とし、集点ａ乃至ｂを第２の集点とする回転楕円面＃１（図示せず）の一部の形状である。

また、反射面４０ｃ２乃至４０ｄ２は、光源ユニット＃２の光源＃１ｃ及び＃１ｄの発光面の中心点Ｐｃ及びＰｄを第１の焦点とし、集点ｃ乃至ｄを第２の集点とし、回転楕円面＃１とは第１の焦点から第２の焦点の距離が異なる回転楕円面＃２（図示せず）の一部の形状である。

次に、本実施形態に係る投写型表示装置について説明する。

図１０に示すように、本実施形態に係る投写型表示装置は、三板型の投写型表示装置であり、光学装置４００Ｒと、光学装置４００Ｇと、光学装置４００Ｂと、ダイクロイッククロスプリズム１０６と、投写レンズ１０７とを具備する。

光学装置４００Ｒは、照明装置４０Ｒと、インテグレータレンズ１０１と、偏光ビームスプリッター１０２と、コンデンサーレンズ１０３と、偏光板１０４と、光変調装置１０５と、コリメータレンズ１０８とを具備する。

ここで、本実施形態に係る照明装置４０及び投写型表示装置は、照明装置４０及びコリメータレンズ１０８を除いて、他の構成は第１実施形態と同様である。従って、主に、本実施形態にかかる照明装置４０Ｒ乃至４０Ｂとコリメータレンズ１０８とについて説明する。

図１０に示すように、照明装置４０Ｒは、上述した照明装置４０の光源ユニット＃１乃至＃２から集光光束であるＲ色光の光束１０ａ乃至１０ｄを出射するように構成されている。

光学装置４００Ｇは、照明装置４０Ｇを除いて光学装置４００Ｒと類似する構成である。よって、照明装置４０Ｇの構成についてのみ説明する。

照明装置４０Ｇは上述した照明装置４０の光源ユニット＃１乃至＃２から集光光束であるＧ色光の光束１０ａ乃至１０ｄを出射するように構成されている。

光学装置４００Ｂは、照明装置４０Ｂを除いて光学装置４００Ｒと類似する構成である。よって、照明装置４０Ｂの構成についてのみ説明する。

照明装置４０Ｂは上述した照明装置４０の光源ユニット＃１乃至＃２から集光光束であるＢ色光の光束１０ａ乃至１０ｄを出射するように構成されている。

コリメータレンズ１０８は、照明装置４０Ｒ乃至４０Ｂから出射された光を入射し、平行光束の光を出射するように構成されている。

本実施形態に係る照明装置４０及び投写型表示装置によれば、照明装置４０によって、光源＃１ａ乃至＃１ｄの４つの光源から集光光束の光を出射することが可能であり、照明装置のサイズや光の光束断面を増大させることなく、光の光量を増加させることができる。

また、本実施形態に係る照明装置４０によれば、集光光束の光を出射することが可能なので、インテグレータレンズ１０１、偏光ビームスプリッター１０２、コンデンサーレンズ１０３等の部品を小型にすることができ、また、当該部品を組み込んだ投写型表示装置も小型化することが可能になる。

また、本実施形態に係る投写型表示装置によれば、組み込まれる照明装置のサイズや光の光路幅を増大させることなく、光源光量を増加させ、従来の光利用効率を維持した映像光を投写することができる。

（変更例３）
図１１を参照しながら、変更例３に係る照明装置及び投写型表示装置について、変更例１に係る照明装置１０及び投写型表示装置との相違点に着目して説明する。

図１１に示すように、本実施形態に係る投写型表示装置は、変更例１に示す単板式の投写型表示装置の照明装置１０ＲＧＢを、照明装置４０ＲＧＢに変更し、コリメータレンズ１０８を具備した例である。

ここで、本実施形態に係る照明装置４０ＲＧＢ及び投写型表示装置は、照明装置４０ＲＧＢとコリメータレンズ１０８とを除いて、他の構成は変形例１と同様である。従って、主に、本実施形態にかかる照明装置４０ＲＧＢ及びコリメータレンズ１０８について説明する。

照明装置４０ＲＧＢは、ＲとＧとＢとの各色の集光光束の光を、重ならないように時分割で切替えながら出射するように構成されている。

具体的に、照明装置１０ＲＧＢは、光源ユニット＃１に備えている光源＃１ａがＲ色の光を出射するように構成されており、光源＃１ｂがＢ色の光を出射するように構成されており、光源ユニット＃２に備えている光源＃１ｃ及び＃１ｄがＧ色の光を出射するように構成されている。

なお、上述した光源＃１ａ乃至＃１ｄは、いずれかの光源からＲ色又はＧ色又はＢ色の色の異なる光を出射するように構成されていればよい。また、上述した光源＃１ａ乃至＃１ｄは、上述したＲ色及びＧ色及びＢ色の光の中で、Ｒ色の光が二つの光源（例えば光源＃１ａ乃至＃１ｂ）から出射するように構成されていてもよいし、Ｂ色の光束が二つの光源から出射するように構成されていてもよい。

また、図１１に示すコリメータレンズ１０８は、照明装置４０ＲＧＢから出射された光を入射し、平行光束の光を出射するように構成されている。

かかる照明装置４０ＲＧＢ及び投写型表示装置によれば、照明装置のサイズや光の光束断面を増大させることなく、集光光束の光の光量を増加させることができる。

また、本実施形態に係る投写型表示装置によれば、組み込まれる照明装置のサイズや光の光路幅を増大させることなく、光源光量を増加させ、従来の光利用効率を維持した映像光を投写することができる。

また、照明装置４０ＲＧＢが時分割でＲＧＢの各色の光を出射することが可能なので、カラーフィルタを備える必要がなくなる。

（変更例４）
図１２を参照しながら、変更例４に係る照明装置及び投写型表示装置について、変更例３に係る照明装置４０ＲＧＢ及び投写型表示装置との相違点に着目して説明する。

図１２に示すように、本実施形態に係る投写型表示装置は、照明装置４０ＲＧＢと、ロッドインテグレータ１０９と、コンデンサーレンズ３０１と、反射ミラー３０２及び３０３と、光変調装置３０４と、投写レンズ１０７とを具備する。照明装置４０ＲＧＢは、変更例３に係る照明装置４０ＲＧＢと同様であるため、説明を省略する。

ロッドインテグレータ１０９は、入射した光の照度を均一化して、出射するように構成されている。

コンデンサーレンズ３０１は、ロッドインテグレータ１０９で照度が均一化された光を入射し、集光して出射するように構成されている。

反射ミラー３０２及び３０３は、コンデンサーレンズ３０１で集光された光を反射して、後述する光変調装置へ出射するように構成されている。

光変調装置３０４は、デジタル・マイクロミラー・デバイス（以下、ＤＭＤ）が用いられている。

ここで、ＤＭＤは、可動性を有する超小型ミラーの集合体であり、入射光を個々の鏡の反射光に応じて、表示体に映像源を形成するように構成されている。具体的に、ＤＭＤは、画素相当数の超小型ミラーが敷き詰められており、傾きが映像信号に基づいて制御された各ミラーに光を当てて反射させることで、同映像信号に対応して、光を変調するように構成されている。

投写レンズ１０７は、変更例３に係る投写レンズ１０７と同様であるため、説明を省略する。

かかる照明装置４０ＲＧＢ及び投写型表示装置によれば、照明装置のサイズや光の光束断面を増大させることなく、集光光束の光の光量を増加させることができる。

また、本実施形態に係る投写型表示装置によれば、組み込まれる照明装置のサイズや光の光路幅を増大させることなく、光源光量を増加させ、従来の光利用効率を維持した映像光を投写することができる。

また、照明装置４０ＲＧＢが時分割でＲＧＢの各色の光を出射することが可能なので、カラーホイールを備える必要がなくなる。

（変更例５）
図１３を参照しながら、変更例４に係る照明装置及び投写型表示装置について、変更例４に係る照明装置４０ＲＧＢ及び投写型表示装置との相違点に着目して説明する。

図１３に示すように、本実施形態に係る投写型表示装置は、照明装置４０ＲＧＢと、ロッドインテグレータ１０９と、光学系４０１と、光路分離プリズム系４０２及び４０９と、色分離合成プリズム系４０３乃至４０５と、光変調装置４０６乃至４０８と、投写レンズ１０７とを具備する。

照明装置４０ＲＧＢは、ＲＧＢの各色の光を出射するが、時分割で出射しない点において、変更例４に係る照明装置４０ＲＧＢとは異なる。

ロッドインテグレータ１０９は、変更例４に係るロッドインテグレータ１０９と同様であるため説明を省略する。

光学系４０１は、デジタル・ライト・プロセッシング（ＤＬＰ（商標登録））向けの光学系が用いられており、ロッドインテグレータ１０９から出射された光を後述する光路分離プリズムへ出射するように構成されている。

光路分離プリズム系４０２及び４０９は、光学系４０１から出射された光を入射して、色分離合成プリズム系４０３乃至４０５へ反射するように構成されている。

色分離合成プリズム系４０３乃至４０５は、プリズム４０３と４０４との境界面にＢ色光のみを反射するダイクロイック層が形成され、プリズム４０４とプリズム４０５との境界面にＲ色光のみを反射するダイクロイック層が形成されている。

そして、色分離合成プリズム系４０３乃至４０５は、入射した光をＲとＧとＢとの各色光に分離して、それぞれをＲ用の光変調装置４０７と、Ｇ用の光変調装置４０６と、Ｂ用の光変調装置４０８とへ反射するように構成されている。

また、色分離合成プリズム系４０３乃至４０５は、光変調装置４０６乃至４０８で反射されたＲＧＢの各色光を反射によって合成し、投写レンズ１０７へ出射するように構成されている。

光変調装置４０６乃至４０８は、ＤＭＤが用いられており、Ｒ色光とＧ色光とＢ色光とを変調することで、変調光（映像光）を反射するように構成されている。

投写レンズ１０７は、色分離合成プリズム系４０３乃至４０５で合成された映像光を、例えばスクリーン等の投写面に拡大投写するように構成されている。

かかる照明装置４０ＲＧＢ及び投写型表示装置によれば、照明装置のサイズや光の光束断面を増大させることなく、集光光束の光の光量を増加させることができる。

また、本実施形態に係る投写型表示装置によれば、組み込まれる照明装置のサイズや光の光路幅を増大させることなく、光源光量を増加させ、従来の光利用効率を維持した映像光を投写することができる。

本実施形態に係る照明装置１０の斜視図である。 （ａ）本実施形態に係る照明装置１０の光源ユニットを示す図である。（ｂ）本実施形態に係る照明装置１０の光源ユニットを示す図である。（ｃ）本実施形態に係る照明装置１０の光源レンズの一例を示す図である。 （ａ）本実施形態に係る照明装置１０の側面図である。（ｂ）本実施形態に係る照明装置１０のＡ方向の矢視図である。（ｃ）本実施形態に係る照明装置１０のＢ方向の矢視図である。 本実施形態に係る照明装置２０の斜視図である。 本実施形態に係る照明装置３０の斜視図である。 本実施形態に係る照明装置１０における光源ユニットの一例を示す図である。 本実施形態に係る３板式の投写型表示装置を示す概念構成図である。 本実施形態の変更例１に係る単板式の投写型表示装置を示す概略構成図である。 本実施形態の変更例２に係る照明装置４０の斜視図である。 本実施形態の変更例２に係る３板式の投写型表示装置を示す概略構成図である。 本実施形態の変更例３に係る単板式の投写型表示装置を示す概略構成図である。 本実施形態の変更例４に係る単板式の投写型表示装置を示す概略構成図である。 本実施形態の変更例５に係る単板式の投写型表示装置を示す概略構成図である。 （ａ）従来技術における照明装置を示す概略構成図である。（ｂ）従来技術における照明装置を示す断面図である。

符号の説明

１０…照明装置、２０…照明装置、３０…照明装置、４０…照明装置、Ｌ１０〜Ｌ４０…光軸、＃１〜＃２…光源ユニット、＃１ａ〜＃１ｄ…光源、１０ａ〜１０ｄ…光束、２０ａ〜２０ｄ…光束、３０ａ〜３０ｄ…光束、４０ａ〜４０ｄ…光束、１１ａ…光束、１０ａ１〜１０ｄ１…リフレクタ部材、１０ａ２〜１０ｄ２…反射面、２０ａ１〜２０ｄ１…リフレクタ部材、２０ａ２〜２０ｄ２…反射面、３０ａ１〜３０ｄ１…リフレクタ部材、３０ａ２〜３０ｄ２…反射面、４０ａ２〜４０ｄ２…反射面、＃１１…反射面、Ａ…方向、Ｂ…方向、＃１０ａ〜＃１０ｄ…レンズ、＃１１ａ…レンズ、１２ａ〜１２ｄ…光束断面、１０ａｂｃｄ…光束断面、Ｐａ〜Ｐｄ…発光面の中心点、ａ〜ｄ…焦点、Ｄ１〜Ｄ２…距離、１００Ｒ…光学装置、１００Ｇ…光学装置、１００Ｂ…光学装置、１０Ｒ…照明装置、１０Ｇ…照明装置、１０Ｂ…照明装置、４０Ｒ…照明装置、４０Ｇ…照明装置、４０Ｂ…照明装置、４００Ｒ…光学装置、４００Ｇ…光学装置、４００Ｂ…光学装置、１０ＲＧＢ…照明装置、４０ＲＧＢ…照明装置、１０１…インテグレータレンズ、１０２…偏光ビームスプリッター、１０３…コンデンサーレンズ、１０４…偏光板、１０５…光変調装置（液晶パネル）、１０６…ダイクロイッククロスプリズム、１０７…投写レンズ、１０８…コリメータレンズ、１０８…ロッドインテグレータ、３０１…コリメータレンズ、３０２，３０３…反射ミラー、３０４…光変調装置、４０２，４０３，４０４，４０５，４０９…色分離合成プリズム系、４０２，４０９…光路分離プリズム系、４０４，４０６，４０７，４０８…光変調装置（ＤＭＤ）、Ｊ１…発光ダイオード、Ｊ２…リフレクタ

Claims (7)

1. 複数の光源と、前記光源と同数のリフレクタ部材を含むリフレクタとを具備し、複数の光源からの光を一つの光軸方向に出射する照明装置であって、
   前記リフレクタ部材の反射面は、焦点を有する回転曲面に対して、前記回転曲面の回転軸に沿って分割された分割回転曲面の凹面であり、
   前記光源が光を出射する出射面は、前記リフレクタ部材の反射面の前記焦点に配置され、
   前記リフレクタ部材の反射面は、前記光源の光の出射面と対向して配置され、
   複数の前記リフレクタ部材は、前記光軸方向を中心とする円周上に配置されていることを特徴とする照明装置。
2. 内部に空洞を有する固定板の表面に前記光源が固定された光源ユニットを具備し、
   前記固定板が、複数の管を介して外部から前記空洞に供給される冷却媒体によって冷却されることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 全ての前記リフレクタ部材の反射面は、回転放物面に対して、前記回転放物面の回転軸に沿って分割された分割回転放物面であり、前記光源から出射さらた光を、同一方向へ平行光束として反射することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
4. 各前記リフレクタ部材の反射面は、回転楕円面に対して、前記回転楕円面の回転軸に沿って分割された分割回転楕円面であり、対向する各前記光源から出射された光を、各焦点に集光する集光光束として反射することを特徴とする請求項１又は２に記載の照明装置。
5. 前記固定板の表面と背面とに前記光源が固定された光源ユニットを一つ又は複数具備し、
   各前記光源ユニットが前記光軸上に並置され、
   各前記光源の各前記出射面が前記光軸と平行に配置されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 前記光源の光の出射側に、前記リフレクタ部材の反射面内に光を出射する指向性制御手段が配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照明装置と、
   前記照明装置から出射された光の光強度分布を均一化するインテグレート手段と、
   前記インテグレート手段が均一化した光を変調する光変調装置と
   を具備することを特徴とする投写型表示装置。