JP2000214532A - 照明装置およびそれを含む映像投影装置 - Google Patents

照明装置およびそれを含む映像投影装置

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JP2000214532A JP11180562A JP18056299A JP2000214532A JP 2000214532 A JP2000214532 A JP 2000214532A JP 11180562 A JP11180562 A JP 11180562A JP 18056299 A JP18056299 A JP 18056299A JP 2000214532 A JP2000214532 A JP 2000214532A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない電力消費・発熱量、長い寿命の低パワ
ー発光素子を光源とする照明装置とそれを含むコンパク
トな映像投影装置を提供する。 【解決手段】 複数個の低パワー発光素子からなる光源
３００と、該光源３００からの光を均一化して光バルブ
３４０上に重ね合せる照明均一化手段と、前記光源３０
０からの光を前記光バルブ３４０に適した偏光形態の光
に変換して照明装置の効率を向上させる偏光変換器３２
０とから照明装置を構成するとともに、この照明装置を
利用して、それぞれ３原色光線を投影手段によりスクリ
ーン上に投影する小型化された映像投影装置を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、照明装置に関
し、特に、映像投影システムの照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の投影装置（projection apparatu
s）には、おおまかに分けて前方投影方式と後方投影方
式とがあり、必要とする光源としては、総輝度（lumina
nce）数が十分に高いもの、例えば、ハロゲンランプ、
アークランプ（arc lamp）、高圧水銀灯、金属ハロゲン
ランプ、キセノン（xenon）ランプなどを使用してい
た。これらの光源は、高輝度という利点を有するもの
の、高電力消費率で、寿命が短く、高熱を発生させると
いう欠点があったが、高輝度を必要とする条件において
は、このような光源を選択するしかなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１において、（ａ）
は、米国特許第５，４１８，５８３号に開示された投影
装置を示しており、第１レンズマトリックス２０と、第
２レンズマトリックス積分器３０とにより光源１０を均
一化してＬＣＤ光バルブ４０上に投射していた。（ｂ）
は、米国特許第４，６５６，５６２号ならびに第５，６
３４，７０４号に開示された投影装置を示しており、柱
状ガラス積分器（glass rod integrator）２５と、レン
ズ３５とにより光源１０を均一化してＬＣＤ光バルブ４
０上に投射していた。いずれの場合も、光源１０として
はハロゲンランプおよび各種のアークランプを使用して
いたので、いずれも高電力消費率で、寿命が短く、高熱
を発生させるという欠点があったとともに、サイズの小
さいディスプレイへの使用には適していなかった。
【０００４】卓上型ディスプレイは、そのスクリーンの
対角サイズが２０インチから３０インチの間であり、必
要とするスクリーン総輝度数も前方投影方式または後方
投影方式のような高輝度光源を必要とするものではなか
った。また、卓上型ディスプレイは、スクリーンが常時
点灯式、つまり光源から光線が常時提供されるものが多
いので、従来技術の光源のような高電力消費率で、寿命
が短く、高熱を発生させるという特性のものは採用する
ことができなかった。つまり、従来の照明装置は、高電
力消費率で、寿命が短く、高熱を発生させるとともに、
燃焼の可能性があり、コストが高いという欠点があっ
た。
【０００５】そこで、この発明の主要な目的は、光源と
して複数個の低パワーの発光デバイス（multiple light
emitted device）を採用する照明装置を提供すること
にある。このような発光デバイスは、低電力消費率であ
り、寿命が長く、発生する熱量が少ないという利点があ
り、しかも複数個の発光素子を使用して光バルブ上に重
ね合せるので、光源の寿命を飛躍的に延長することがで
きるとともに、光の均一性を向上させることができる。
従って、従来技術の課題を解決することができ、卓上型
ディスプレイのスクリーンに適用することができる。ま
た、発光素子の発熱量が少ないという利点を有するの
で、照明装置に使用する光学レンズなどをプラスチック
のような材質とすることができるので、製造コストを削
減することができる。
【０００６】この発明の別な目的は、均一化手段と偏光
変換手段とを備えて、より効率的に光源を使用するとと
もに、光源を均一化することで良好な投影効果を達成す
ることにある。
【０００７】この発明のもう１つ別な目的は、前記した
ような照明装置を採用することで、製造コストが低く、
効率の良い映像投影装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる照明装
置は、光源（light source）と、光源からの光を均一化
する手段（illumination uniformalizing means）と、
を備えるものである。均一化手段により光源から発射さ
れる不均一な光を均一化して、光バルブ（light valv
e）、例えば液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Displa
y = LCD）上に投射することで映像を得ることができ
る。また、多くの光バルブが１つの偏光形態の光だけを
受信できるようになっているので、偏光変換器（polari
zation converter）を備えて、使用できない偏光形態の
光を使用できる偏光形態の光に変換することにより、光
源から提供される光をより有効に利用して照明装置の効
率を向上させるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、この発明にかかる好適な実
施の形態を図面に基づいて説明する。 ＜第１実施形態＞図２において、この発明にかかる第１
実施形態は、照明を均一化する手段として楔（くさび）
形ガラス柱（rod）を利用しているが、光源２００が複
数個の発光モジュール２０２から構成されるマトリック
スとなっている。楔形ガラス柱マトリックス２１０が複
数個の楔形ガラス柱２１２から構成され、各楔形ガラス
柱２１２が第１端２１２ａおよび第２端２１２ｂを有す
るとともに、各第１端２１２ａが各発光モジュール２０
２に密接され、各発光モジュール２０２から発射される
大角度の光（図示せず）を収集して光源２００からの光
を小角度の光に変換して、各楔形ガラス柱２１２の第２
端２１２ｂから発射する。単一楔形ガラス柱２２０は、
第１端２２０ａおよび第２端２２０ｂを有するととも
に、その第１端２２０ａで楔形ガラス柱マトリックス２
１０からの均一化された光を受光してから光バルブ（li
ght valve）２３０上に均一に重ね合せる。
【００１０】図３において、発光モジュール２０２は、
単一な低パワーの発光素子２０２ａから構成することも
できるし、または図示のような複数個の低パワーの発光
素子２０２ａから構成されるマトリックスとすることも
できる。発光素子２０２としては、発光ダイオード（li
ght emitting diode = LED）、有機発光ダイオード（or
ganic light emitting diode = OLED）、レーザーダイ
オード（laser diode =LD）、電界発光デバイス（elect
ro-luminescence device = EL）、電界放射ディスプレ
イ（field emission display = FED）、冷陰極蛍光ラン
プ（cold cathode fluorescent lamp = CCFL）等とする
ことができる。光バルブ２３０は、液晶ディスプレイ
（liquid crystal display = LCD）とすることができ
る。
【００１１】各発光モジュール２０２が発射する光が楔
形ガラス柱マトリックス２１０の各楔形ガラス柱２１２
に進入した後は、楔形ガラス柱２１２の中空な内表面
（鏡面mirror）で全反射式に伝播されて楔形ガラス柱２
１２の第２端２１２ｂでは小角度の光となる。各楔形ガ
ラス柱２１２は、図示のように楔形となっているので、
発光素子２０２に近い第１端２１２ａ部分が小径であ
り、第２端２１２ｂ部分が大径となっている。
【００１２】各楔形ガラス柱２１２から発射される均一
化された小角度の光は、さらに、単一楔形ガラス柱２２
０を経て均一化された光を光バルブ２３０上に重ね合せ
る。単一楔形ガラス柱２２０の第１端２２０ａが楔形ガ
ラス柱マトリックス２１０全体をカバーし、第２端２２
０ｂと光バルブ２３０との面積がほぼ等しいものとなっ
ている。
【００１３】また、この発明にかかる発光素子２０２
は、低パワーであり、発熱量が少ないから、楔形ガラス
柱２１２，２２０をプラスチックにより光学素子として
作製して、コストを低減させることができる。
【００１４】＜第２実施形態＞図４において、この発明
にかかる第２実施形態は、照明を均一化する手段として
楔（くさび）形ガラス柱（rod）を利用するとともに、
偏光変換器により光源を光バルブが受信できる偏光形態
の光に変換し、より有効に光源からの光を利用して照明
装置の効率を向上させるものである。この第２実施形態
は、光源３００を複数個の発光モジュール３０２からな
るマトリックスとしている。楔形ガラス柱マトリックス
３１０は、複数個の楔形ガラス柱３１２から構成され、
各楔形ガラス柱３１２は第１端３１２ａおよび第２端３
１２ｂを有している。各楔形ガラス柱３１２の第１端３
１２ａが各発光モジュール３０２に密接され、各発光モ
ジュール３０２から発射される大角度の光を収集して光
源３００からの光を小角度の光に変換し、各楔形ガラス
柱３１２の第２端３１２ｂから発射する。偏光変換器３
２０は、第１偏光分光器３２２および第２偏光分光器３
２４を有して、第１偏光分光器３２２および第２偏光分
光器３２４を所定の角度、例えば４５度で平行に配列
し、楔形ガラス柱マトリックス３１０からの第１形態偏
光（例えばＰ型偏光）を通過させ、第２形態偏光（例え
ばＳ型偏光）を第２偏光分光器３２４へ反射させるとと
もに、半波板３２６を介してＳ型偏光をＰ型偏光に変換
する。単一楔形ガラス柱３３０は、第１端３３０ａおよ
び第２端３３０ｂを有して、その第１端３３０ａが偏光
変換器３２０からの光を受光し、第２端３３０ｂを介し
て面積をほぼ同じくしている光バルブ３４０上に重ね合
せる。なお、第２偏光分光器３２４は、Ｓ型偏光を半波
板３２６へ反射するだけであるから、第２偏光分光器３
２４を反射鏡に置き換えることも可能である。
【００１５】第１実施形態と同様に、発光モジュール３
０２は、単一な低パワーの発光素子３０２から構成する
こともできるし、または複数個の低パワーの発光素子か
ら構成されるマトリックスとすることもできる。発光素
子３０２としては、発光ダイオード（LED）、有機発光
ダイオード（OLED）、レーザーダイオード（LD）、電界
発光デバイス（EL）、電界放射ディスプレイ（FED）、
冷陰極蛍光ランプ（CCFL）等とすることができる。光バ
ルブ３４０は、液晶ディスプレイ（LCD）とすることが
できる。
【００１６】各発光モジュール３０２が発射する光が楔
形ガラス柱マトリックス３１０の各楔形ガラス柱３１２
に進入した後は、楔形ガラス柱３１２の中空な内表面
（鏡面）で全反射式に伝播されて楔形ガラス柱３１２の
第２端３１２ｂでは小角度の光となる。各楔形ガラス柱
３１２は、図示のように楔形となっているので、発光素
子３０２に近い第１端３１２ａ部分が小径であり、第２
端２１２ｂ部分が大径となっている。
【００１７】多くの光バルブがそうであるように、仮に
光バルブ３４０がＰ型偏光のみを受信することができる
とすれば、楔形ガラス柱マトリックス３１０の各楔形ガ
ラス柱３１２からの均一化された小角度の光のうちＰ型
偏光だけを偏光変換器３２０の第１偏光分光器３２２で
透過させ、Ｓ型偏光を隣設する第２偏光分光器３２４で
反射してから半波板３２６を介してＰ型偏光に変換し、
光バルブ３４０が受信可能なものとする。なお、第２偏
光分光器３２４はＳ型偏光を反射するだけのものである
から、反射鏡により置き換えることができる。従って、
偏光変換器３２０および半波板３２６の作用により、単
一楔形ガラス柱３３０へ入射される光を完全に光バルブ
３４０が受信可能なＰ型偏光に変換してから光バルブ３
４０上に重ね合せることができる。単一楔形ガラス柱３
３０は、楔形となっており、偏光変換器３２０に近い第
１端３３０ａ部分が大径であり、小径となった第２端３
３０ｂ部分が光バルブ３４０の面積とほぼ同一となって
いる。
【００１８】図５において、第２実施形態の別な構成を
示すと、光源を均一化する原理は上述の通りなので改め
て説明しないが、光源３００の数を２倍に増やしてお
り、各光源３００に対して、それぞれ楔形ガラス柱マト
リックス３１０と、偏光変換器３２０と、半波板３２６
とを配置した構成例となっている。なお、実際の必要に
応じて、光源、楔形ガラス柱マトリックス、偏光変換
器、半波板をさらに増やすことも可能である。
【００１９】＜第３実施形態＞図６において、この発明
にかかる第３実施形態を示すと、光源４００を複数個の
発光モジュール４０２からなるマトリックスとしてい
る。楔形ガラス柱マトリックス４１０は、複数個の楔形
ガラス柱４１２から構成され、各楔形ガラス柱４１２は
第１端４１２ａおよび第２端４１２ｂを有している。各
楔形ガラス柱４１２の第１端４１２ａが各発光モジュー
ル４０２に密接され、各発光モジュール４０２から発射
される大角度の光を収集して光源４００からの光を小角
度の光に変換し、各楔形ガラス柱４１２の第２端４１２
ｂから発射する。均一化手段４２０は、第１端４２０ａ
および第２端４２０ｂを有して、その第１端４２０ａが
各楔形ガラス柱４１２からの光を受光して均一化する。
偏光変換器４３０は、第１偏光分光器４３２および第２
偏光分光器４３４を有して、第１偏光分光器４３２およ
び第２偏光分光器４３４を所定の角度、例えば４５度で
平行に配列し、均一化手段４２０からの第１形態偏光
（例えばＰ型偏光）を通過させ、第２形態偏光（例えば
Ｓ型偏光）を第２偏光分光器４３４へ反射させるととも
に、半波板４３６を介してＳ型偏光をＰ型偏光に変換す
る。かくして、偏光変換器４３０から発射されるＰ型偏
光が光バルブ４４０上に重ね合わされる。なお、第２偏
光分光器４３４は、Ｓ型偏光を半波板４３６へ反射する
だけであるから、第２偏光分光器４３４を反射鏡に置き
換えることも可能である。
【００２０】発光モジュール４０２は、単一な低パワー
の発光素子４０２から構成することもできるし、または
複数個の低パワーの発光素子から構成されるマトリック
スとすることもできる。発光素子４０２としては、発光
ダイオード（LED）、有機発光ダイオード（OLED）、レ
ーザーダイオード（LD）、電界発光デバイス（EL）、電
界放射ディスプレイ（FED）、冷陰極蛍光ランプ（CCF
L）等とすることができる。光バルブ４４０は、液晶デ
ィスプレイ（LCD）とすることができる。
【００２１】各発光モジュール４０２が発射する光が楔
形ガラス柱マトリックス４１０の各楔形ガラス柱４１２
に進入した後は、楔形ガラス柱４１２の中空な内表面
（鏡面）で全反射式に伝播されて楔形ガラス柱４１２の
第２端４１２ｂでは小角度の光となる。各楔形ガラス柱
４１２は、図示のように楔形となっているので、発光素
子４０２に近い第１端４１２ａ部分が小径であり、第２
端４１２ｂ部分が大径となっている。なお、両端の面積
がほぼ等しい中空な円柱状または角柱状とすることも可
能である。
【００２２】多くの光バルブがそうであるように、仮に
光バルブ４４０がＰ型偏光のみを受信することができる
とすれば、均一化手段４２０からの均一化された小角度
の光のうちＰ型偏光だけを偏光変換器４３０の第１偏光
分光器４３２で透過させ、Ｓ型偏光を隣設する第２偏光
分光器４３４で反射してから半波板４３６を介してＰ型
偏光に変換し、光バルブ４４０が受信可能なものとす
る。なお、第２偏光分光器４３４はＳ型偏光を反射する
だけのものであるから、反射鏡により置き換えることが
できる。従って、偏光変換器４３０および半波板４３６
の作用により、均一化手段４３０からの光を完全に光バ
ルブ３４０が受信可能なＰ型偏光に変換してから光バル
ブ４４０上に重ね合せることができる。
【００２３】図７において、第３実施形態の別な構成を
示すと、光源を均一化する原理は上述の通りなので改め
て説明しないが、光源４００の数を２倍に増やしてお
り、各光源４００に対して、それぞれ楔形ガラス柱マト
リックス４１０と、均一化手段４２０と、偏光変換器４
３０と、半波板４３６とを配置した構成例となってい
る。なお、実際の必要に応じて、光源、楔形ガラス柱マ
トリックス、均一化手段、偏光変換器、半波板をさらに
増やすことも可能である。
【００２４】また、この発明にかかる発光素子４０２
は、低パワーであり、発熱量が少ないから、楔形ガラス
柱４１０、均一化手段４２０をプラスチックにより光学
素子として作製して、コストを低減させることができ
る。
【００２５】＜第４実施形態＞図８において、この発明
にかかる第４実施形態を示すと、光源５００を複数個の
発光モジュール５０２からなるマトリックスとしてい
る。楔形ガラス柱マトリックス５１０は、複数個の楔形
ガラス柱５１２から構成され、各楔形ガラス柱５１２は
第１端５１２ａおよび第２端５１２ｂを有している。各
楔形ガラス柱５１２の第１端５１２ａが各発光モジュー
ル５０２に密接され、各発光モジュール５０２から発射
される大角度の光を収集して光源５００からの光を小角
度の光に変換し、各楔形ガラス柱５１２の第２端５１２
ｂから発射する。偏光変換手段５２０は、第１偏光分光
器５２２および第２偏光分光器５２４を有して、第１偏
光分光器５２２および第２偏光分光器５２４を所定の角
度、例えば４５度で平行に配列し、楔形ガラス柱マトリ
ックス５１０からの均一化された光のうち第１形態偏光
（例えばＰ型偏光）を通過させ、第２形態偏光（例えば
Ｓ型偏光）を第２偏光分光器５２４へ反射させるととも
に、半波板５２６を介してＳ型偏光をＰ型偏光に変換す
る。単一楔形ガラス柱５３０は、偏光変換手段５２０か
らのＰ型偏光を光バルブ５４０上に重ね合わせる。な
お、第２偏光分光器５２４は、Ｓ型偏光を半波板５２６
へ反射するだけであるから、第２偏光分光器５２４を反
射鏡に置き換えることも可能である。
【００２６】発光モジュール５０２は、単一な低パワー
の発光素子５０２から構成することもできるし、または
複数個の低パワーの発光素子から構成されるマトリック
スとすることもできる。発光素子５０２としては、発光
ダイオード（LED）、有機発光ダイオード（OLED）、レ
ーザーダイオード（LD）、電界発光デバイス（EL）、電
界放射ディスプレイ（FED）、冷陰極蛍光ランプ（CCF
L）等とすることができる。光バルブ５４０は、液晶デ
ィスプレイ（LCD）とすることができる。
【００２７】各発光モジュール５０２が発射する光が楔
形ガラス柱マトリックス５１０の各楔形ガラス柱５１２
に進入した後は、楔形ガラス柱５１２の中空な内表面
（鏡面）で全反射式に伝播されて楔形ガラス柱５１２の
第２端５１２ｂでは小角度の光となる。各楔形ガラス柱
５１２は、図示のように楔形となっているので、発光素
子５０２に近い第１端５１２ａ部分が小径であり、第２
端５１２ｂ部分が大径となっている。なお、両端の面積
がほぼ等しい中空な円柱状または角柱状とすることも可
能である。
【００２８】各楔形ガラス柱５１２からの均一化された
光が、偏光変換手段５２０を介することにより、光源５
００からの光を光バルブ５４０が受信できる偏光形態、
例えばＰ型偏光にする。偏光変換手段５２０の作用は、
上述の通りなので繰り返さないが、偏光変換手段５２０
からのＰ型偏光が単一楔形ガラス柱５３０により光バル
ブ５４０上に重ね合わされる。
【００２９】また、この発明にかかる発光素子５０２
は、低パワーであり、発熱量が少ないから、楔形ガラス
柱５１２，５３０をプラスチックにより光学素子として
作製して、コストを低減させることができる。
【００３０】＜第５実施形態＞図９において、この発明
にかかる第５実施形態を示すと、光源６００を複数個の
発光モジュール６０２からなるマトリックスとしてい
る。楔形ガラス柱マトリックス６１０は、複数個の楔形
ガラス柱６１２から構成され、各楔形ガラス柱６１２は
第１端６１２ａおよび第２端６１２ｂを有している。各
楔形ガラス柱６１２の第１端６１２ａが各発光モジュー
ル６０２に密接され、各発光モジュール６０２から発射
される大角度の光を収集して光源６００からの光を小角
度の光に変換し、各楔形ガラス柱６１２の第２端６１２
ｂから発射する。傾斜屈折率レンズマトリックス６２０
は、複数個の傾斜屈折率レンズ６２２から構成され、楔
形ガラス柱マトリックス６１０の前に配置されて、楔形
ガラス柱マトリックス６１０からの光を受光する。次
に、集光手段６３０を介して傾斜屈折率レンズマトリッ
クス６２０からの光を光バルブ６４０上に重ね合せる。
【００３１】発光モジュール６０２は、単一な低パワー
の発光素子６０２から構成することもできるし、または
複数個の低パワーの発光素子から構成されるマトリック
スとすることもできる。発光素子６０２としては、発光
ダイオード（LED）、有機発光ダイオード（OLED）、レ
ーザーダイオード（LD）、電界発光デバイス（EL）、電
界放射ディスプレイ（FED）、冷陰極蛍光ランプ（CCF
L）等とすることができる。光バルブ６４０は、液晶デ
ィスプレイ（LCD）とすることができる。
【００３２】各発光モジュール６０２が発射する光が楔
形ガラス柱マトリックス６１０の各楔形ガラス柱６１２
に進入した後は、楔形ガラス柱６１２の中空な内表面
（鏡面）で全反射式に伝播されて楔形ガラス柱６１２の
第２端６１２ｂでは小角度の光となる。各楔形ガラス柱
６１２は、図示のように楔形となっているので、発光素
子６０２に近い第１端６１２ａ部分が小径であり、第２
端６１２ｂ部分が大径となっている。なお、両端の面積
がほぼ等しい中空な円柱状または角柱状とすることも可
能である。そして、各楔形ガラス柱６１２からの均一化
された小角度の光が、傾斜屈折率レンズマトリックス６
２０により集束され、集光手段６３０を介して光バルブ
６４０に重ね合わされる。
【００３３】図１０において、傾斜屈折率レンズ６２２
の作用を説明する。図１０（ａ）中、６２２ａが傾斜屈
折率レンズ６２２の光軸（ｘ軸方向）を示し、６２２ｂ
が傾斜屈折率レンズ６２２の両側を示し、光軸６２２ａ
に垂直なｙ軸方向へｙ値の絶対値が増大するに従って、
その屈折率が縮小している。従って、光が傾斜屈折率レ
ンズ６２２の図左端から進入した後、次第に図右端の光
軸６２２ａへ屈折していくので、一種の集光手段の役割
を果たすものとなる。図１０（ｂ）は、別なタイプの傾
斜屈折率レンズ６２２を示すもので、異なる屈折率を持
つ光学要素が光軸６２２ａと垂直に並べられている。左
端６２２ｃから右端６２２ｄへ各光学要素の屈折率が次
第に増大しているので、光が左端６２２ｃから進入した
後、次第に光軸６２２ａへ屈折していくことになる。
【００３４】また、この発明にかかる発光素子６０２
は、低パワーであり、発熱量が少ないから、図９に示し
た楔形ガラス柱６１２、傾斜屈折率レンズ６２２、集光
手段６３０をプラスチックで作製すれば、コストを低減
させることができる。
【００３５】＜第６実施形態＞図１１において、この発
明にかかる第６実施形態を示すと、光源７００を複数個
の発光モジュール７０２からなるマトリックスとしてい
る。楔形ガラス柱マトリックス７１０は、複数個の楔形
ガラス柱７１２から構成され、各楔形ガラス柱７１２は
第１端７１２ａおよび第２端７１２ｂを有している。各
楔形ガラス柱７１２の第１端７１２ａが各発光モジュー
ル７０２に密接され、各発光モジュール７０２から発射
される大角度の光を収集して光源７００からの光を小角
度の光に変換し、各楔形ガラス柱７１２の第２端７１２
ｂから発射する。傾斜屈折率レンズマトリックス７２０
は、複数個の傾斜屈折率レンズ７２２から構成され、楔
形ガラス柱マトリックス７１０の前に配置されて、楔形
ガラス柱マトリックス７１０からの光を受光する。次
に、偏光変換器７３０が傾斜屈折率レンズマトリックス
７２０の前に配置されて、傾斜屈折率レンズマトリック
ス７２０からの光をある偏光形態の偏光（例えばＰ型偏
光）に変換し、集光手段７４０により偏光変換器７３０
からのＰ型偏光を光バルブ７５０上に重ね合せる。
【００３６】発光モジュール７０２は、単一な低パワー
の発光素子７０２から構成することもできるし、または
複数個の低パワーの発光素子から構成されるマトリック
スとすることもできる。発光素子７０２としては、発光
ダイオード（LED）、有機発光ダイオード（OLED）、レ
ーザーダイオード（LD）、電界発光デバイス（EL）、電
界放射ディスプレイ（FED）、冷陰極蛍光ランプ（CCF
L）等とすることができる。光バルブ７５０は、液晶デ
ィスプレイ（LCD）とすることができる。
【００３７】各発光モジュール７０２が発射する光が楔
形ガラス柱マトリックス７１０の各楔形ガラス柱７１２
に進入した後は、楔形ガラス柱７１２の中空な内表面
（鏡面）で全反射式に伝播されて楔形ガラス柱７１２の
第２端７１２ｂでは小角度の光となる。各楔形ガラス柱
７１２は、図示のように楔形となっているので、発光素
子７０２に近い第１端７１２ａ部分が小径であり、第２
端７１２ｂ部分が大径となっている。なお、両端の面積
がほぼ等しい中空な円柱状または角柱状とすることも可
能である。
【００３８】各楔形ガラス柱７１２からの均一化された
小角度の光が傾斜屈折率レンズマトリックス７２０を介
して偏光変換器７３０へ集光されて、光バルブ７５０が
受信可能な形態の偏光、例えばＰ型偏光に変換される。
なお、傾斜屈折率レンズ７２２の作用は、第５実施形態
で説明したのと同一なので、改めて説明しない。また、
この偏光変換器７３０の作用は、例えば第２実施形態で
説明したものと同一なので、改めて説明しない。そし
て、偏光変換器７３０からのＰ型偏光が集光手段７４０
により光バルブ７５０上に重ね合わされる。
【００３９】また、この発明にかかる発光素子７０２
は、低パワーであり、発熱量が少ないから、図１１に示
した楔形ガラス柱７１２、傾斜屈折率レンズ７２２、集
光手段７４０をプラスチックで作製すれば、コストを低
減させることができる。
【００４０】＜第７実施形態＞図１２において、この発
明にかかる第７実施形態を示すと、光源８００を複数個
の発光モジュール８０２からなるマトリックスとしてい
る。楔形ガラス柱マトリックス８１０は、複数個の楔形
ガラス柱８１２から構成され、各楔形ガラス柱８１２は
第１端８１２ａおよび第２端８１２ｂを有している。各
楔形ガラス柱８１２の第１端８１２ａが各発光モジュー
ル８０２に密接され、各発光モジュール８０２から発射
される大角度の光を収集して光源８００からの光を小角
度の光に変換し、各楔形ガラス柱８１２の第２端８１２
ｂから発射する。偏光変換器８２０が楔形ガラス柱マト
リックス８１０の前に配置されて、楔形ガラス柱マトリ
ックス８１０からの光をある偏光形態の偏光（例えばＰ
型偏光）に変換する。次に、傾斜屈折率レンズマトリッ
クス８３０は、複数個の傾斜屈折率レンズ８３２から構
成され、偏光変換器８２０の前に配置されて、偏光変換
器８２０からの光を受光する。そして、集光手段８４０
により傾斜屈折率レンズマトリックス８３０からのＰ型
偏光を光バルブ８５０上に重ね合せる。
【００４１】発光モジュール８０２は、単一な低パワー
の発光素子８０２から構成することもできるし、または
複数個の低パワーの発光素子から構成されるマトリック
スとすることもできる。発光素子８０２としては、発光
ダイオード（LED）、有機発光ダイオード（OLED）、レ
ーザーダイオード（LD）、電界発光デバイス（EL）、電
界放射ディスプレイ（FED）、冷陰極蛍光ランプ（CCF
L）等とすることができる。光バルブ８５０は、液晶デ
ィスプレイ（LCD）とすることができる。
【００４２】各発光モジュール８０２が発射する光が楔
形ガラス柱マトリックス８１０の各楔形ガラス柱８１２
に進入した後は、楔形ガラス柱８１２の中空な内表面
（鏡面）で全反射式に伝播されて楔形ガラス柱８１２の
第２端８１２ｂでは小角度の光となる。各楔形ガラス柱
８１２は、図示のように楔形となっているので、発光素
子８０２に近い第１端８１２ａ部分が小径であり、第２
端８１２ｂ部分が大径となっている。なお、両端の面積
がほぼ等しい中空な円柱状または角柱状とすることも可
能である。
【００４３】各楔形ガラス柱８１２からの均一化された
小角度の光が偏光変換器８２０を介して光バルブ８５０
が受信可能な形態の偏光、例えばＰ型偏光に変換され
る。なお、偏光変換器８２０の作用は、例えば第２実施
形態で説明したものと同一なので、改めて説明しない。
また、傾斜屈折率レンズマトリックス８３０の作用は、
第５実施形態で説明したのと同一なので、改めて説明し
ない。そして、偏光変換器８２０からのＰ型偏光が傾斜
屈折率レンズマトリックス８３０を経て集光手段８４０
に集光され、さらに集光手段８４０により光バルブ８５
０上に重ね合わされる。
【００４４】また、この発明にかかる発光素子８０２
は、低パワーであり、発熱量が少ないから、図１２に示
した楔形ガラス柱８１２、傾斜屈折率レンズ８３２、集
光手段８４０をプラスチックで作製すれば、コストを低
減させることができる。
【００４５】＜第８実施形態＞図１３において、この発
明にかかる第８実施形態を示すと、光源９００を複数個
の発光モジュール９０２からなるマトリックスとしてい
る。楔形ガラス柱マトリックス９１０は、複数個の楔形
ガラス柱９１２から構成され、各楔形ガラス柱９１２は
第１端９１２ａおよび第２端９１２ｂを有している。各
楔形ガラス柱９１２の第１端９１２ａが各発光モジュー
ル９０２に密接され、各発光モジュール９０２から発射
される大角度の光を収集して光源９００からの光を小角
度の光に変換し、各楔形ガラス柱９１２の第２端９１２
ｂから発射する。第１レンズマトリックス９２０が、複
数個のレンズ９２２から構成され、楔形ガラス柱マトリ
ックス９１０の前に配置されて、各楔形ガラス柱９１２
の第２端９１２ｂからの均一化された光を受光する。第
２レンズマトリックス９３０が、複数個のレンズ９３２
から構成され、第１レンズマトリックス９２０の前に配
置されて、第１レンズマトリックス９２０からの光を受
光する。集光手段９４０は、第２レンズマトリックス９
３０の前に配置されて、第２レンズマトリックス９３０
からの光を光バルブ９５０上に重ね合せる。
【００４６】発光モジュール９０２は、単一な低パワー
の発光素子９０２から構成することもできるし、または
複数個の低パワーの発光素子２から構成されるマトリッ
クスとすることもできる。発光素子９０２としては、発
光ダイオード（LED）、有機発光ダイオード（OLED）、
レーザーダイオード（LD）、電界発光デバイス（EL）、
電界放射ディスプレイ（FED）、冷陰極蛍光ランプ（CCF
L）等とすることができる。光バルブ９５０は、液晶デ
ィスプレイ（LCD）とすることができる。
【００４７】各発光モジュール９０２が発射する光が楔
形ガラス柱マトリックス９１０の各楔形ガラス柱９１２
に進入した後は、楔形ガラス柱９１２の中空な内表面
（鏡面）で全反射式に伝播されて楔形ガラス柱９１２の
第２端９１２ｂでは小角度の光となる。各楔形ガラス柱
９１２は、図示のように楔形となっているので、発光素
子９０２に近い第１端９１２ａ部分が小径であり、第２
端９１２ｂ部分が大径となっている。なお、両端の面積
がほぼ等しい中空な円柱状または角柱状とすることも可
能である。
【００４８】各楔形ガラス柱９１２からの均一化された
小角度の光は、第１レンズマトリックス９２０および第
２レンズマトリックス９３０と集光手段９４０とを介し
て均一化された光を光バルブ９５０上に重ね合せる。楔
形ガラス柱９１２は、図示のような円錐形とすることが
できる。
【００４９】図１４において、この発明にかかる第８実
施形態の別な構成を示すと、光源９００を更に有効に利
用するために、第２レンズマトリックス９３０と集光手
段９５０と間に、偏光変換器９４０を配置して、光源９
００からの光を光バルブ９６０が使用することができる
偏光、例えばＰ型偏光に変換する。偏光変換器９４０の
作用は、第２実施形態で説明したので、改めて説明しな
い。
【００５０】また、この発明にかかる発光素子９０２
は、低パワーであり、発熱量が少ないから、図１３、図
１４に示した楔形ガラス柱９１２、レンズ９２２，９３
２、集光手段９４０，９５０をプラスチックで作製すれ
ば、コストを低減させることができる。
【００５１】＜第９実施形態例＞図１５において、この
発明にかかる第９実施形態は、映像投影装置（image pr
ojection apparatus）であり、その中で使用する照明装
置をこの発明にかかる第１〜第８実施形態の照明装置と
するものである。
【００５２】図示のように、この映像投影装置は、３つ
の異なる光源の照明装置を備えている。すなわち、緑色
光線を提供する緑色照明装置１０００ａであり、その光
源として緑色発光素子（図示せず）を使用し、緑色ＬＣ
Ｄ光バルブ１０１０ａを備えている。次に、藍色光線を
提供する藍色照明装置１０００ｂであり、その光源とし
て藍色発光素子（図示せず）を使用し、藍色ＬＣＤ光バ
ルブ１０１０ｂを備えている。そして、赤色光線を提供
する赤色照明装置１０００ｃであり、その光源として赤
色発光素子（図示せず）を使用し、赤色ＬＣＤ光バルブ
１０１０ｃを備えている。これら３種類の照明装置とし
て、上述した第１〜第８実施形態の照明装置を採用する
ことができる。
【００５３】緑色ＬＣＤ光バルブ１０１０ａと藍色ＬＣ
Ｄ光バルブ１０１０ｂと赤色ＬＣＤ光バルブ１０１０ｃ
とから発射される光は、それぞれ均一な緑色（green =
G）、藍色（blue = B）、赤色（red = R）であり、この
３原色がカラー合成手段（color synthesizing means）
１０２０を通過する構成となっている。ここでは、カラ
ー合成手段１０２０として、Ｘプリズム（X prism）、
つまりＸ形をなす１組の２色分光プリズム（dichroic p
rism）ユニットを採用している。
【００５４】Ｘプリズムよりなるカラー合成手段１０２
０において、Ａ−Ａ´の光学面が、緑色光線および藍色
光線を透過させ、赤色光線を反射するとともに、Ｂ−Ｂ
´の光学面が、緑色光線および赤色光線を透過させ、藍
色光線を反射することで、３原色Ｇ，Ｂ，Ｒの合成によ
り各種のカラーを出現させる。そして、合成されたカラ
ー光線を投射対物レンズ１０３０を介してスクリーン
（図示せず）上に投影することができる。
【００５５】以上のごとく、この発明を好適な実施の形
態により開示したが、当業者であれば容易に理解できる
ように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な
変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、そ
の特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと
均等な領域を基準として定めなければならない。
【００５６】
【発明の効果】前記構成により、この発明にかかる照明
装置およびそれを含む映像投影装置は、低パワーの発光
モジュール（発光素子）を照明装置の光源としているた
め、電力消費量が少なく、使用寿命が長く、発熱量が少
ないという利点を備えており、従来技術が採用していた
高輝度光源に存在していた課題を解決することができ、
かつ卓上型ディスプレイに適用することができる。ま
た、発熱量が少ないため、光学要素をプラスチックで作
製でき、製造コストを削減することができる。さらに、
照明均一化手段ならびに偏光変換器を備えることで、光
源を均一化するとともに、光源を有効に利用できるの
で、良好な投影効果を実現することができる。従って、
産業上の利用価値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は従来技術にかかる第１レンズマトリ
ックスと第２レンズマトリックス積分器を使用した照明
装置の概略的構成を示す斜視図、（ｂ）は従来技術にか
かる柱状ガラス積分器とレンズを使用した照明装置の概
略的構成を示す斜視図である。
【図２】 この発明にかかる第１実施形態の概略的構成
を示す側面図である。
【図３】 この発明にかかる発光モジュールの概略的構
造を示す正面図である。
【図４】 この発明にかかる第２実施形態の概略的構成
を示す側面図である。
【図５】 この発明にかかる第２実施形態の別な構成を
示す側面図である。
【図６】 この発明にかかる第３実施形態の概略的構成
を示す側面図である。
【図７】 この発明にかかる第３実施形態の別な構成を
示す側面図である。
【図８】 この発明にかかる第４実施形態の概略的構成
を示す側面図である。
【図９】 この発明にかかる第５実施形態の概略的構成
を示す側面図である。
【図１０】 第５実施形態の傾斜屈折率レンズを示す説
明側面図であって、（ａ）は光軸に垂直なｙ軸方向へｙ
値の絶対値が増大するに従って、その屈折率が減少する
レンズ、（ｂ）は異なる屈折率を持つ光学要素が光軸と
垂直に並べられているレンズである。
【図１１】 この発明にかかる第６実施形態の概略的構
成を示す側面図である。
【図１２】 この発明にかかる第７実施形態の概略的構
成を示す側面図である。
【図１３】 この発明にかかる第８実施形態の概略的構
成を示す側面図である。
【図１４】 この発明にかかる第８実施形態の別な構成
を示す側面図である。
【図１５】 この発明にかかる第１〜第８実施形態の照
明装置を使用した映像投影装置の構成を示す概略構成図
である。
【符号の説明】
２００ 光源 ２０２ 発光モジュール（発光素子） ２１０ 楔形ガラス柱マトリックス ２１２ 楔形ガラス柱 ２２０ 単一楔形ガラス柱 ２３０ 光バルブ ３００ 光源 ３０２ 発光モジュール（発光素子） ３１０ 楔形ガラス柱マトリックス ３１２ 楔形ガラス柱 ３２０ 偏光変換器 ３３０ 単一楔形ガラス柱 ３４０ 光バルブ ４００ 光源 ４０２ 発光モジュール（発光素子） ４１０ 楔形ガラス柱マトリックス ４１２ 楔形ガラス柱 ４２０ 均一化手段 ４３０ 偏光変換器 ４４０ 光バルブ ５００ 光源 ５０２ 発光モジュール（発光素子） ５１０ 楔形ガラス柱マトリックス ５１２ 楔形ガラス柱 ５２０ 偏光変換手段 ５３０ 単一楔形ガラス柱 ５４０ 光バルブ ６００ 光源 ６０２ 発光モジュール（発光素子） ６１０ 楔形ガラス柱マトリックス ６１２ 楔形ガラス柱 ６２０ 傾斜屈折率レンズマトリックス ６３０ 集光手段 ６４０ 光バルブ ７００ 光源 ７０２ 発光モジュール（発光素子） ７１０ 楔形ガラス柱マトリックス ７１２ 楔形ガラス柱 ７２０ 傾斜屈折率レンズマトリックス ７３０ 偏光変換器 ７４０ 集光手段 ７５０ 光バルブ ８００ 光源 ８０２ 発光モジュール（発光素子） ８１０ 楔形ガラス柱マトリックス ８１２ 楔形ガラス柱 ８２０ 偏光変換器 ８３０ 傾斜屈折率レンズマトリックス ８４０ 集光手段 ８５０ 光バルブ ９００ 光源 ９０２ 発光モジュール（発光素子） ９１０ 楔形ガラス柱マトリックス ９１２ 楔形ガラス柱 ９２０ 第１レンズマトリックス ９３０ 第２レンズマトリックス ９４０ 集光手段 ９５０ 光バルブ １０００ａ 緑色照明装置 １０００ｂ 藍色照明装置 １０００ｃ 赤色照明装置 １０１０ａ 緑色ＬＣＤ光バルブ １０１０ｂ 藍色ＬＣＤ光バルブ １０１０ｃ 赤色ＬＣＤ光バルブ １０２０ カラー合成手段 １０３０ 投射対物レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蕭 増科 台湾新竹縣▲キュウ▼林郷上山村141號３ 樓

Claims (36)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数個の発光モジュールでマトリックス
    を構成する光源と、 複数個の楔形ガラス柱から構成され、各楔形ガラス柱が
    第１端および第２端を有し、前記第１端が前記各発光モ
    ジュールに密接して各発光モジュールが発射する大角度
    の光を集光するとともに、前記光源が発射した光を小角
    度の光に変換して、前記第２端から均一化された光を発
    射する楔形ガラス柱マトリックスと、 第１端および第２端を有して、前記楔形ガラス柱マトリ
    ックスから入射される均一化された光を光バルブ上に重
    ね合せる単一楔形ガラス柱と、を具備する照明装置。
  2. 【請求項２】 複数個の発光モジュールでマトリックス
    を構成する光源と、 複数個の楔形ガラス柱から構成され、各楔形ガラス柱が
    第１端および第２端を有し、前記第１端が前記各発光モ
    ジュールに密接して各発光モジュールが発射する大角度
    の光を集光するとともに、前記光源が発射した光を小角
    度の光に変換して、前記第２端から発射する楔形ガラス
    柱マトリックスと、 互いに平行に配列される第１偏光分光器および第２偏光
    分光器を有して、前記第１偏光分光器が前記楔形ガラス
    柱マトリックスとの間に所定角度で固定されて、前記楔
    形ガラス柱マトリックスから発射される光のうち第１偏
    光形態の光を透過させ、かつ第２偏光形態の光を前記第
    ２偏光分光器へ反射させ、前記第２偏光分光器により反
    射された前記第２偏光形態の光を半波板を介して第１偏
    光形態の光に変換する偏光変換器と、 第１端および第２端を有して、前記偏光変換器から入射
    される光を光バルブ上に重ね合せる単一楔形ガラス柱
    と、を具備する照明装置。
  3. 【請求項３】 複数個の発光モジュールでマトリックス
    を構成する複数個の光源と、 複数個の楔形ガラス柱から構成され、各楔形ガラス柱が
    第１端および第２端を有し、前記第１端が前記各発光モ
    ジュールに密接して各発光モジュールが発射する大角度
    の光を集光するとともに、前記複数個の光源が発射した
    光を小角度の光に変換して、前記第２端から光を発射す
    る複数個の楔形ガラス柱マトリックスと、 互いに平行に配列される第１偏光分光器および第２偏光
    分光器を有して、前記第１偏光分光器が前記複数個の楔
    形ガラス柱マトリックスとの間に所定角度で固定され
    て、前記複数個の楔形ガラス柱マトリックスから発射さ
    れる光のうち第１偏光形態の光をそれぞれ透過させ、か
    つ第２偏光形態の光を前記第２偏光分光器へ反射させ
    て、前記第２偏光分光器により反射された前記第２偏光
    形態の光を半波板を介して第１偏光形態の光に変換する
    複数個の偏光変換器と、 第１端および第２端を有して、前記複数個の偏光変換器
    からそれぞれ入射される光を光バルブ上に重ね合せる単
    一楔形ガラス柱と、を具備する照明装置。
  4. 【請求項４】 前記単一楔形ガラス柱の前記第２端の面
    積が、前記光バルブの面積と同一である請求項１〜３い
    ずれか１項記載の照明装置。
  5. 【請求項５】 前記単一楔形ガラス柱の前記第２端の面
    積が、前記光バルブの面積より大きいものである請求項
    １〜３いずれか１項記載の照明装置。
  6. 【請求項６】 前記楔形ガラス柱および単一楔形ガラス
    柱が、内部が中空となった鏡面である請求項１〜３いず
    れか１項記載の照明装置。
  7. 【請求項７】 前記楔形ガラス柱および単一楔形ガラス
    柱が、プラスチックよりなるものである請求項１〜３い
    ずれか１項記載の照明装置。
  8. 【請求項８】 複数個の発光モジュールでマトリックス
    を構成する光源と、 複数個の楔形ガラス柱から構成され、各楔形ガラス柱が
    第１端および第２端を有し、前記第１端が前記各発光モ
    ジュールに密接して各発光モジュールが発射する大角度
    の光を集光するとともに、前記光源が発射した光を小角
    度の光に変換して、前記第２端から発射する楔形ガラス
    柱マトリックスと、 前記楔形ガラス柱マトリックスの前に配置され、第１端
    および第２端を有して、前記楔形ガラス柱マトリックス
    から入射される光を受光するとともに、その第２端から
    発射する均一化手段と、 互いに平行に配列される第１偏光分光器および第２偏光
    分光器を有して、前記第１偏光分光器が前記楔形ガラス
    柱マトリックスとの間に所定角度で固定されて、前記楔
    形ガラス柱マトリックスから発射される均一化された光
    のうち第１偏光形態の光を透過させ、かつ第２偏光形態
    の光を前記第２偏光分光器へ反射させ、前記第２偏光分
    光器により反射された前記第２偏光形態の光を半波板を
    介して第１偏光形態の光に変換する偏光変換器と、 前記偏光変換器から入射される前記第１偏光形態の光を
    ほぼ全域で受光する光バルブと、を具備する照明装置。
  9. 【請求項９】 複数個の発光モジュールでマトリックス
    を構成する複数個の光源と、 複数個の楔形ガラス柱から構成され、各楔形ガラス柱が
    第１端および第２端を有し、前記第１端が前記各発光モ
    ジュールに密接して各発光モジュールが発射する大角度
    の光を集光するとともに、前記複数個の光源が発射した
    光を小角度の光に変換して、前記第２端から発射する複
    数個の楔形ガラス柱マトリックスと、 前記楔形ガラス柱マトリックスの前に配置され、第１端
    および第２端を有して、前記楔形ガラス柱マトリックス
    から入射される光を受光するとともに、その第２端から
    発射する複数個の均一化手段と、 互いに平行に配列される第１偏光分光器および第２偏光
    分光器を有して、前記第１偏光分光器が前記楔形ガラス
    柱マトリックスとの間に所定角度で固定されて、前記楔
    形ガラス柱マトリックスから発射される均一化された光
    のうち第１偏光形態の光を透過させ、かつ第２偏光形態
    の光を前記第２偏光分光器へ反射させ、前記第２偏光分
    光器により反射された前記第２偏光形態の光を半波板を
    介して第１偏光形態の光に変換する複数個の偏光変換器
    と、 前記複数個の偏光変換器から入射される前記第１偏光形
    態の光をほぼ全域で受光する光バルブと、を具備する照
    明装置。
  10. 【請求項１０】 前記第２偏光分光器が、反射鏡に置き
    換えられるものである請求項２，３，８，９いずれか１
    項記載の照明装置。
  11. 【請求項１１】 前記均一化手段が、プラスチックより
    なるものである請求項８または９記載の照明装置。
  12. 【請求項１２】 複数個の発光モジュールでマトリック
    スを構成する光源と、 複数個の楔形ガラス柱から構成され、各楔形ガラス柱が
    第１端および第２端を有し、前記第１端が前記各発光モ
    ジュールに密接して各発光モジュールが発射する大角度
    の光を集光するとともに、前記光源が発射した光を小角
    度の光に変換して、前記第２端から均一化された光を発
    射する楔形ガラス柱マトリックスと、 前記楔形ガラス柱マトリックスの前に配置され、前記楔
    形ガラス柱マトリックスから入射される光を光バルブに
    使用できる偏光形態に変換する偏光変換手段と、 第１端および第２端を有して、前記偏光変換手段から入
    射される光を前記光バルブ上に重ね合せる単一楔形ガラ
    ス柱と、を具備する照明装置。
  13. 【請求項１３】 前記偏光変換手段が、さらに、所定の
    傾斜角度で平行に配列された複数個の偏光分光器と、２
    つの前記偏光分光器を仕切るように配列された複数個の
    １／２波長板とを有するものである請求項１２記載の照
    明装置。
  14. 【請求項１４】 複数個の発光モジュールでマトリック
    スを構成する光源と、 複数個の楔形ガラス柱から構成され、各楔形ガラス柱が
    第１端および第２端を有し、前記第１端が前記各発光モ
    ジュールに密接して各発光モジュールが発射する大角度
    の光を集光するとともに、前記光源が発射した光を小角
    度の光に変換して、前記第２端から均一化された光を発
    射する楔形ガラス柱マトリックスと、 複数個の傾斜屈折率レンズからなり、前記楔形ガラス柱
    マトリックスの前に配置されて、前記楔形ガラス柱マト
    リックスからの光を受光する傾斜屈折率レンズマトリッ
    クスと、 前記傾斜屈折率レンズマトリックスから入射される光を
    光バルブ上に重ね合せる集光手段と、を具備する照明装
    置。
  15. 【請求項１５】 複数個の発光モジュールでマトリック
    スを構成する光源と、 複数個の楔形ガラス柱から構成され、各楔形ガラス柱が
    第１端および第２端を有し、前記第１端が前記各発光モ
    ジュールに密接して各発光モジュールが発射する大角度
    の光を集光するとともに、前記光源が発射した光を小角
    度の光に変換して、前記第２端から均一化された光を発
    射する楔形ガラス柱マトリックスと、 複数個の傾斜屈折率レンズからなり、前記楔形ガラス柱
    マトリックスの前に配置されて、前記楔形ガラス柱マト
    リックスからの均一化された光を受光する第１レンズマ
    トリックスと、 複数個の傾斜屈折率レンズからなり、前記第１レンズマ
    トリックスの前に配置されて、前記第１レンズマトリッ
    クスからの光を受光する第２レンズマトリックスと、 前記第２レンズマトリックスから入射される光を光バル
    ブ上に重ね合せる集光手段と、を具備する照明装置。
  16. 【請求項１６】 前記複数個の発光モジュールが、単一
    の発光素子から構成されるものである請求項１，２，
    ３，８，９，１２，１４，１５いずれか１項記載の照明
    装置。
  17. 【請求項１７】 前記複数個の発光モジュールが、複数
    個の発光素子から構成されるものである請求項１，２，
    ３，８，９，１２，１４，１５いずれか１項記載の照明
    装置。
  18. 【請求項１８】 前記発光素子が、発光ダイオード、有
    機発光ダイオード、レーザーダイオード、電界発光素
    子、電界放射ディスプレイ、冷陰極蛍光ランプからなる
    グループから選択されるものである請求項１６または１
    ７記載の照明装置。
  19. 【請求項１９】 前記光バルブが、液晶ディスプレイで
    ある請求項１，２，３，８，９，１２，１４，１５いず
    れか１項記載の照明装置。
  20. 【請求項２０】 前記第１レンズマトリックスおよび第
    ２レンズマトリックス中のレンズの材質が、プラスチッ
    クである請求項１４記載の照明装置。
  21. 【請求項２１】 前記集光手段の材質が、プラスチック
    である請求項１４記載の照明装置。
  22. 【請求項２２】 前記楔形ガラス柱マトリックス中の楔
    形ガラス柱の材質が、プラスチックである請求項１，
    ２，３，８，９，１２，１３，１４いずれか１項記載の
    照明装置。
  23. 【請求項２３】 第１光バルブ、第２光バルブ、第３光
    バルブにそれぞれ１種類の均一な原色光、つまり合計３
    種類の均一な原色光を投射する第１照明装置、第２照明
    装置、第３照明装置と、前記第１光バルブ、第２光バル
    ブ、第３光バルブにそれぞれ投射された３種類の均一な
    原色光を１つの色彩光に合成するＸプリズムと、 前記色彩光をスクリーン上に投射する投影対物レンズ
    と、を具備する映像投影装置。
  24. 【請求項２４】 前記第１照明装置が、赤色光を提供
    し、前記第２照明装置が、緑色光を提供し、前記第３照
    明装置が、青色光を提供するものである請求項２３記載
    の映像投影装置。
  25. 【請求項２５】 前記第１照明装置、第２照明装置、第
    ３照明装置が、請求項１記載の照明装置を採用するもの
    である請求項２３記載の映像投影装置。
  26. 【請求項２６】 前記第１照明装置、第２照明装置、第
    ３照明装置が、請求項２記載の照明装置を採用するもの
    である請求項２３記載の映像投影装置。
  27. 【請求項２７】 前記第１照明装置、第２照明装置、第
    ３照明装置が、請求項３記載の照明装置を採用するもの
    である請求項２３記載の映像投影装置。
  28. 【請求項２８】 前記第１照明装置、第２照明装置、第
    ３照明装置が、請求項８記載の照明装置を採用するもの
    である請求項２３記載の映像投影装置。
  29. 【請求項２９】 前記第１照明装置、第２照明装置、第
    ３照明装置が、請求項９記載の照明装置を採用するもの
    である請求項２３記載の映像投影装置。
  30. 【請求項３０】 前記第１照明装置、第２照明装置、第
    ３照明装置が、請求項１２記載の照明装置を採用するも
    のである請求項２３記載の映像投影装置。
  31. 【請求項３１】 前記第１照明装置、第２照明装置、第
    ３照明装置が、請求項１４記載の照明装置を採用するも
    のである請求項２３記載の映像投影装置。
  32. 【請求項３２】 前記映像投影装置が、さらに、偏光変
    換器を有して、前記傾斜屈折率レンズマトリックスと前
    記集光手段との間に配置され、前記傾斜屈折率レンズマ
    トリックスから発射される光を前記光バルブに使用でき
    る偏光形態に変換するものである請求項１４または３１
    記載の映像投影装置。
  33. 【請求項３３】 前記映像投影装置が、さらに、偏光変
    換器を有して、前記楔形ガラス柱マトリックスと前記傾
    斜屈折率レンズマトリックスとの間に配置され、前記楔
    形ガラス柱マトリックスから発射される光を前記光バル
    ブに使用できる偏光形態に変換するものである請求項１
    ４または３１記載の映像投影装置。
  34. 【請求項３４】 前記第１照明装置、第２照明装置、第
    ３照明装置が、請求項１５記載の照明装置を採用するも
    のである請求項２３記載の映像投影装置。
  35. 【請求項３５】 前記映像投影装置が、さらに、偏光変
    換器を有して、前記第２レンズマトリックスと前記集光
    手段との間に配置されるものである請求項１５または３
    ４記載の映像投影装置。
  36. 【請求項３６】 前記偏光変換器が、さらに、所定の傾
    斜角度で平行に配列された複数個の偏光分光器と、２つ
    の前記偏光分光器を仕切るように配列された複数個の１
    ／２波長板とを有するものである請求項３２，３３，３
    ５いずれか１項記載の照明装置。
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