JP2002277813A

JP2002277813A - 照明装置

Info

Publication number: JP2002277813A
Application number: JP2001073342A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Kato; 幾雄加藤; Kazuya Miyagaki; 一也宮垣; Keishin Aisaka; 敬信逢坂; Yasuyuki Takiguchi; 康之滝口; Kenji Kameyama; 健司亀山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】照明光を、ロッドレンズを用いて均一化した
照明光とする場合でも、小型の照明装置を提供する。【解決手段】複数または単一の光源１ｒ，１ｇ，１ｂ
から放出される照明光を入射させ合成させる合成プリズ
ム２を設け、該合成プリズムから出射される照明光を端
面結合させるロッドレンズ３を設ける。あるいは、ロッ
ドレンズ３から出射される照明光を端面結合させる偏光
分離プリズムを設ける。あるいは、ロッドレンズ３から
出射される照明光を端面結合させる偏光分離プリズムを
設け、該偏光分離プリズムから出射される照明光を端面
結合させる分離／合成プリズムを設ける。あるいは、ロ
ッドレンズ３の出射面と他の光学部材との間に偏光板を
設ける。あるいは、ロッドレンズ３の入射面または出射
面と他の光学部材との間に偏光変換素子を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、照明光学手段を用
いて、照明光を面形状の被照明物体に照明する照明装置
に関し、特に、面形状に配列された複数の光源から放出
されてなる照明光を、照明光学手段を用いて、面形状の
被照明物体に照明する照明装置に関する。さらに、本発
明に係る照明装置は、室内照明装置、建築物照明装置、
フォトリソグラフィー装置等、また、拡大観察装置、拡
大投影装置等の映像装置に適用することができる。

【０００２】

【従来の技術】面状に配列された同一種類の複数の光源
から放出されてなる照明光を、照明光学手段を用いて、
面形状の被照明物体に照明する従来の照明装置に関して
は、特開平１０−３３３５９９号公報「プロジェクタ装
置」に開示されているごとく、複数の発光素子アレイか
らの出力光を単一の空間光変調手段に照明する照明光学
手段からなる照明装置を利用した映像装置がある。本開
示例における従来の照明装置の一部を、図１４に示す。

【０００３】すなわち、図１４において、発光素子アレ
イとなるＬＥＤアレイ１ｒまたは１ｇまたは１ｂは、サ
イズ３ｍｍφのＬＥＤ１を、基板２２上に配列ピッチ４
ｍｍで２次元に配列してなり、マスク２１は、各ＬＥＤ
１の出力光の周辺部分をカットし、レンズアレイ２５は
複数の微小レンズ（ｍｉｃｒｏ−ｌｅｎｓ）２５ａを２
次元に配列してなり、この微小なレンズ２５ａを透過し
た照明光を凸レンズ２６と凹レンズ２７とからなる縮小
光学器２８によって縮小した後、該縮小された照明光
を、縮小光学器２８の右側に配置してある空間光変調手
段（図示はしていない）となる２次元マイクロ偏向ミラ
ーアレイへ出射している。

【０００４】また、特開平１０−２６９８０２号公報
「照明装置および映像表示装置」にて開示されているよ
うに、３色の発光ダイオードＬＥＤより出射される照明
光に対して、ロッドレンズの端面に発光ダイオードのベ
アチップを接合して、照度を均一化する照明装置があ
る。本開示例における従来の照明装置の一部を、図１５
に示す。３色の発光ダイオードＬＥＤ１′ｒ，１′ｇ，
１′ｂより出射される赤、緑、青の各照明光は、それぞ
れ、ロッドレンズ３ｒ，３ｇ，３ｂによって一様化さ
れ、リレーレンズ２３ｒ，２３ｇ，２３ｂおよびフィー
ルドレンズ２４ｒ，２４ｇ，２４ｂを経て、各色毎の映
像表示ライトバルブ５ｒ，５ｇ，５ｂに照射され、空間
的に強度変調され、ダイクロイック合成プリズム２′に
よって合成され、投射レンズ６によってスクリーン７に
拡大撮影される。また、特開平１０−２６９８０２号公
報には、ロッドレンズ３ｒ，３ｇ，３ｂの代わりに、ハ
エの目レンズを用いて均一化することも記述されてい
る。

【０００５】しかしながら、図１４に示す照明装置にお
いては、マスク２１で各ＬＥＤアレイ１ｒ，１ｇ，１ｂ
の出力光の周辺部分をカットしているため、マスク２１
を通過した後の出力光の光強度分布は、比較的平滑な部
分を利用することになるが、光利用効率の低下を考慮す
ると、マスク２１の孔の面積を小さくして、出力光の出
射角度を２〜３度以内と小さく抑えることは難しく、実
際には、５〜６０度程度の出射角度の光を利用すること
になるため、かなり角度方向に光強度分布があり、これ
に対応して、微小なレンズ２５ａからなるレンズアレイ
２５面上で、面方向に、かなりの光強度分布が生じる。
このため、ＬＥＤアレイ１ｒ，１ｇ，１ｂにおける各Ｌ
ＥＤ１の配列数に対応した出力光の光強度分布が照明光
に大きく残存し、空間光変調手段（図示していない）に
照明される照明光の光強度分布も、ＬＥＤ１の配列数に
対応してピッチで不均一な分布が生じてしまう。

【０００６】また、図１５の照明装置においては、単
に、公知の照明光の均一化手段であるロッドレンズ３
ｒ，３ｇ，３ｂを、それぞれ複数光源の発光ダイオード
１′ｒ，１′ｇ，１′ｂに対して用いているだけであ
り、ロッドレンズ３ｒ，３ｇ，３ｂの長さに応じて、照
明光が均一になるだけで、要求される均一性の仕様と光
源の特性に対応して決定されるロッドレンズ３ｒ，３
ｇ，３ｂの長さが必要となり、照明装置が大型化してし
まう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の従来
の問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の第１の
課題は、複数の光源からの照明光を、ロッドレンズを用
いて均一化した照明光とする場合に、ロッドレンズの大
きさを小さくすることにより、小型の照明装置を提供す
ることにある。

【０００８】また、本発明の第２の課題は、光源からの
照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、単一の偏
光依存性がある反射型被照明物体を照明する場合に、ロ
ッドレンズの大きさをより小さくすることにより、小型
の照明装置を提供することにある。

【０００９】また、本発明の第３の課題は、光源からの
照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、複数の偏
光依存性がある反射型被照明物体を照明する場合に、ロ
ッドレンズの大きさをより小さくすることにより、小型
の照明装置を提供することにある。

【００１０】また、本発明の第４の課題は、複数の光源
からの照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、単
一の偏光依存性がある反射型被照明物体を照明する場合
に、ロッドレンズの大きさをより小さくすることによ
り、小型の照明装置を提供することにある。

【００１１】また、本発明の第５の課題は、複数の光源
からの照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、複
数の偏光依存性がある反射型被照明物体を照明する場合
に、ロッドレンズの大きさをより小さくすることによ
り、小型の照明装置を提供することにある。

【００１２】また、本発明の第６の課題は、光源からの
照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、斜入射で
複数の反射型被照明物体を照明する場合に、ロッドレン
ズの大きさをより小さくすることにより、小型の照明装
置を提供することにある。

【００１３】また、本発明の第７の課題は、複数の光源
からの照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、斜
入射で複数の反射型被照明物体を照明する場合に、ロッ
ドレンズの大きさをより小さくすることにより、小型の
照明装置を提供することにある。

【００１４】また、本発明の第８の課題は、光源からの
照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、偏光依存
性がある反射型被照明物体を照明する場合に、小型の照
明装置を提供すると同時に、被照明物体のコントラスト
を大きくする照明装置を提供することにある。

【００１５】また、本発明の第９の課題は、光源からの
照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、偏光依存
性がある反射型被照明物体を照明する場合に、小型の照
明装置を提供すると同時に、被照明被照明物体の明るさ
を大きくする照明装置を提供することにある。

【００１６】また、本発明の第１０の課題は、複数の光
源からの照明光により、複数の偏光依存性がある反射型
被照明物体を照明する場合に、ロッドレンズを使用しな
い小型の安価な照明装置を提供することにある。

【００１７】また、本発明の第１１の課題は、複数の光
源からの照明光により、複数の偏光依存性がある反射型
被照明物体を照明する場合に、ロッドレンズを使用しな
い小型の安価な照明装置を提供すると同時に、被照明物
体のコントラストを大きくする照明装置を提供すること
にある。

【００１８】また、本発明の第１２の課題は、複数の光
源からの照明光により、複数の偏光依存性がある反射型
被照明物体を照明する場合に、ロッドレンズを使用しな
い小型の安価な照明装置を提供すると同時に、被照明物
体の明るさを大きくする照明装置を提供することにあ
る。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
の結果、単一または複数の光源からの照明光と、単一ま
たは複数の偏光依存性がある反射型照明物体を含む被照
明物体とに対して、ロッドレンズおよび／またはダイク
ロイック合成プリズムおよび／または偏光分離プリズム
を、それらから出射された照明光が次に入射させる光学
部品に対して端面結合される光学部品として設けること
により、上記課題を達成し得ることを見い出した。

【００２０】より詳細には、以下の本発明に係る照明装
置により、前述した本発明における課題を解決させるこ
とができる。すなわち、請求項１に記載の発明は、２つ
以上の光源から放出される照明光を入射させ合成させる
合成プリズムを設け、該合成プリズムから出射される照
明光が端面結合させるロッドレンズを設けた照明装置と
することを特徴とするものである。而して、本発明の前
記第１の課題が解決される。

【００２１】請求項２に記載の発明は、ロッドレンズか
ら出射される照明光を端面結合させる偏光分離プリズム
を設けた照明装置とすることを特徴とするものである。
而して、本発明の前記第２の課題は解決される。

【００２２】請求項３に記載の発明は、ロッドレンズか
ら出射される照明光を端面結合させる偏光分離プリズム
を設け、該偏光分離プリズムから出射される照明光を端
面結合させる分離／合成プリズムを設けた照明装置とす
ることを特徴とするものである。而して、本発明の前記
第３の課題は解決達成される。

【００２３】請求項４に記載の発明は、２つ以上の光源
から放出される照明光を入射させ合成させる合成プリズ
ムを設け、該合成プリズムから出射される照明光を端面
結合させるロッドレンズを設け、該ロッドレンズから出
射される照明光を端面結合させる偏光分離プリズムを設
けた照明装置とすることを特徴とするものである。而し
て、本発明の前記第４の課題は解決される。

【００２４】請求項５に記載の発明は、２つ以上の光源
から放出される照明光を入射させ合成させる合成プリズ
ムを設け、該合成プリズムから出射される照明光を端面
結合させるロッドレンズを設け、該ロッドレンズから出
射される照明光を端面結合させる偏光分離プリズムを設
け、該偏光分離プリズムから出射される照明光を端面結
合させる分離／合成プリズムを設けた照明装置とするこ
とを特徴とするものである。而して、本発明の前記第５
の課題は解決される。

【００２５】請求項６に記載の発明は、ロッドレンズか
ら出射される照明光を端面結合させる分離／合成プリズ
ムを設け、該分離／合成プリズムからの出射光が前記ロ
ッドレンズ以外の部分に出射する照明装置とすることを
特徴とするものである。而して、本発明の前記第６の課
題は解決される。

【００２６】請求項７に記載の発明は、２つ以上の光源
から放出される照明光を入射させ合成させる合成プリズ
ムを設け、該合成プリズムから出射される照明光を端面
結合させるロッドレンズを設け、該ロッドレンズから出
射される照明光を端面結合させる分離／合成プリズムを
設け、該分離／合成プリズムからの出射光が前記ロッド
レンズ以外の部分に出射する照明装置とすることを特徴
とするものである。而して、本発明の前記第７の課題は
解決される。

【００２７】請求項８に記載の発明は、前記ロッドレン
ズの出射面と他の光学部材との間に偏光板を設けた請求
項１乃至７のいずれかに記載の照明装置とすることを特
徴とするものである。而して、本発明の前記第８の課題
は解決される。

【００２８】請求項９に記載の発明は、前記ロッドレン
ズの入射面または出射面と他の光学部材との間に偏光変
換素子を設けた請求項１乃至８のいずれかに記載の照明
装置とすることを特徴とするものである。而して、本発
明の前記第９の課題は解決される。

【００２９】請求項１０に記載の発明は、２つ以上の光
源から放出される照明光を入射させ合成させる合成プリ
ズムを設け、該合成プリズムから出射される照明光を端
面結合させる偏光分離プリズムを設け、該偏光分離プリ
ズムから出射される照明光を端面結合させる分離／合成
プリズムを設けた照明装置とすることを特徴とするもの
である。而して、本発明の前記第１０の課題は解決され
る。

【００３０】請求項１１に記載の発明は、前記合成プリ
ズムの出射面と他の光学部材との間に偏光板を設けた請
求項１乃至７または請求項１０のいずれかに記載の照明
装置とすることを特徴とするものである。而して、本発
明の前記第１１の課題は解決される。

【００３１】請求項１２に記載の発明は、前記合成プリ
ズムの出射面と他の光学部材との間に偏光変換素子を設
けた請求項１乃至８または請求項１０または１１のいず
れかに記載の照明装置とすることを特徴とするものであ
る。而して、本発明の前記第１２の課題は解決される。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る照明装置に
関する実施形態について、図面を参照しながら、詳細に
説明する。図１は、本発明の第１の発明に係わる照明装
置およびこの照明装置を用いた映像装置の構成の一例を
示す概念図である。図１において、１ｒ，１ｇ，１ｂは
それぞれＲ，Ｇ，Ｂの複数のＬＥＤからなる面状光源
（ＬＥＤアレイ）であり、２はダイクロイック合成プリ
ズムであり、３はロッドレンズであり、４はコンデンサ
レンズであり、５は二次元反射鏡アレイ（即ち、空間光
変調素子）であり、６は投射レンズであり、７はスクリ
ーンであり、８ａ，８ｂは光軸である。

【００３３】図１において、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類の面状
光源１ｒ，１ｇ，１ｂから放出された照明光は、ダイク
ロイック合成プリズム２に入射し、各色に対応した反射
面で反射することにより、進行方向を紙面右側としてダ
イクロイック合成プリズム２から出射される。この照明
光の出射光は、ダイクロイック合成プリズム２と密着さ
せたガラスよりなるロッドレンズ３に入射される際に、
ロッドレンズ３に端面結合により入射される。入射され
た照明光は、ロッドレンズ３内にその入射角と入射位置
に対応して決定される回数分の全反射を繰り返した後、
ロッドレンズ３の紙面右端から出射される。而して、ロ
ッドレンズ３により照明の均一化が実現される。均一化
された該照明光は、コンデンサレンズ４により、空間光
変調素子である二次元反射鏡アレイ５を照明する。かく
のごとく、面状光源１ｒ，１ｇ，１ｂからコンデンサレ
ンズ４までの構成において、本発明に係わる照明装置が
実現される。

【００３４】さらに、二次元反射鏡アレイ５により、光
軸８ａから８ｂの状態へ空間光変調された照明光は、投
射レンズ６を介して結像関係によりスクリーン７に照射
されて、映像をスクリーン７に投射することができる。
かくのごとく、面状光源１ｒ，１ｇ，１ｂからスクリー
ン７までの構成において、本発明に係わる照明装置が適
用された映像装置が実現される。

【００３５】このとき、従来は、ダイクロイック合成プ
リズム２から出射された角度分布と面内分布を有する照
明光を、レンズを用いて、一度空間的に発散させて、更
に発散された照明光を、レンズを用いて集光してロッド
レンズ３に結合させるレンズ結合が用られていたのに対
して、本発明に係わる照明装置においては、ダイクロイ
ック合成プリズム２から出射された角度分布と面内分布
を有する照明光を、レンズにより実質的に空間的に発散
させずに、即ち、レンズを用いずに、直接にロッドレン
ズ３に結合させる端面結合を用いている。而して、ロッ
ドレンズ３の実効長を大きくすることができ、照明光を
従来よりも均一化できると同時に、レンズ挿入による照
明光の空間光変調素子５までの到達効率の低下を防止
し、かつ、照明光の発散角の増加を減少し（これらによ
り照明光の照明部分の光利用効率が、主に決定され
る）、レンズおよびこれに伴う構成部材数を低減し、製
造時の組み付け調整を容易にすることができる。このた
め、より均一性に優れた映像を実現できると同時に、よ
り明るい映像を実現でき、さらに、より安価な照明装置
を実現できる。

【００３６】なお、本発明に係わる照明装置に用いる光
源は、前記のごとき３色の複数のＬＥＤからなる面状光
源（ＬＥＤアレイ）１ｒ，１ｇ，１ｂに限定されるもの
ではない。単色のＬＥＤからなる２ないし３個の面状光
源や、３色のレーザ光源や、異なる方向からの放電ラン
プにより色分離された光源を用いる場合においても、同
様に効果的である。

【００３７】また、ロッドレンズ３は、前記のごときガ
ラスロッドレンズに限定されるものではない。空気ロッ
ドレンズの方が、端面に対する入射角を大きくできるの
で、より効果的である。

【００３８】図１３は、本発明の第１の発明に係わる照
明装置の構成の別の例を示す概念図である。図１３
（Ａ）において、１７は、空気ギャップ層であり、図１
３（Ｂ）に示す１８は、ガラススペーサ層である。ま
た、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、ダイクロイッ
ク合成プリズム２とロッドレンズ３とは密着している必
要はない。即ち、空気ギャップ層１７の場合には、面状
光源１ｒ，１ｇ，１ｂの大きさと発散角およびダイクロ
イック合成プリズム２とロッドレンズ３の大きさにもよ
るが、０．１から２０ｍｍ程度の空気ギャップ層１７に
より、空間的に離れて配置されていても同様に効果的で
ある。ガラススペーサ層１８は、ロッドレンズ３と同じ
断面形状、同じ屈折率であれば、ロッドレンズ３の一部
として動作するために、長さに対しての制約はない。ガ
ラススペーサ層１８がロッドレンズ３と異なる断面形状
または異なる屈折率の場合には、その長さを最適化する
必要がある。ロッドレンズ３はロッドレンズアレイやハ
エの目レンズとの複合の場合も効果的である。

【００３９】コンデンサレンズ４および投射レンズ６
は、図１に示される単レンズに限定されるものではな
い。複数枚使用する方が、照明光の均一化と明るさの向
上の点で、より効果的である。また、コンデンサレンズ
４および投射レンズ６における光学的な横倍率は、図１
に示されるような等倍付近に限定されるものではい。コ
ンデンサレンズ４の横倍率は、面状光源１ｒ，１ｇ，１
ｂとその発散角およびロッドレンズ３の大きさおよび出
射した照明光の発散角と空間光変調素子５の大きさと入
射させる照明光の発散角等により最適値に設計される。
また、投射レンズ６の横倍率は、空間光変調素子５の大
きさと出射する照明光の発散角およびスクリーン７の大
きさと入射させる角度等により、最適値に設計される。

【００４０】空間光変調素子５は、前記の二次元反射鏡
アレイに限定されるものではなく、反射型液晶表示素
子、透過型液晶表示素子等においても、同様に効果的で
ある。二次元反射鏡アレイ５としては、より具体的に
は、テキサスインスツルメンツ社製の振動微小反射鏡を
設けたＤＭＤ素子や、全反射を利用した微小反射鏡素子
等がある。また、反射型液晶表示素子としては、シリコ
ン上に液晶素子を形成したＬＣＯＳやガラス基板上にポ
リシリコンまたはアモルファスシリコンと液晶素子を形
成した液晶表示素子がある。透過型液晶表示素子として
は、ガラス基板上にポリシリコンまたはアモルファスシ
リコンと液晶素子を形成した液晶表示素子がある。ただ
し、偏光依存性のあるＴＮ（ツイストネマチック）の捩
じれ構成やＦＬＣ（強誘電性液晶）の表面配向構成を用
いた液晶素子の場合には、偏光依存性の反射物体または
透過物体であるため、光源にＬＥＤのようなランダム偏
光光源を用いた場合には、照明光の光利用効率が大きく
低下する。

【００４１】図１に示す本発明の第１の発明は、面状光
源１ｒ，１ｇ，１ｂのごとく、複数の光源に適用される
ものであるが、本発明に係わる照明装置は、複数の光源
に限定されるものではなく、それぞれ請求項の項番の発
明に対応する第２，３，６，８，９，１１，１２の発明
においても、即ち、単数または単方向のみの光源を用い
た場合、偏光依存性の反射型空間光変調素子を使用し、
偏光分離プリズムを用いた場合、反射型空間光変調素子
を使用し、反射時の分離プリズムを用いない場合、反射
型空間光変調素子を複数個用いた場合、およびこれら組
み合わせの場合のそれぞれに対しても、前記第１の発明
と同様な動作により、より均一性に優れた映像を実現で
きると同時に、より明るい映像を実現でき、さらに、よ
り安価な照明装置を実現できる。

【００４２】図８は、本発明の第８の発明に係わる照明
装置およびこの照明装置を用いた映像装置の構成の一例
を示す概念図である。図８において、１ｒ，１ｇ，１ｂ
は、それぞれ複数のＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤからなる面状光
源であり、２はダイクロイック合成プリズムであり、３
はロッドレンズであり、１５は偏光板であり、１０は偏
光分離プリズムであり、１１は偏光性反射型空間光変調
素子である。図示はしていないが、偏光分離プリズム１
０の紙面下側に、投射レンズ６とスクリーン７とが配置
されて、映像装置が実現されている。

【００４３】図８において、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類の面状
光源１ｒ，１ｇ，１ｂから放出された照明光は、ダイク
ロイック合成プリズム２に入射し、各色に対応した反射
面で反射することにより、進行方向が紙面右側とされ
て、ダイクロイック合成プリズム２から出射される。出
射された照明光は、ダイクロイック合成プリズム２と密
着させたガラスよりなるロッドレンズ３に入射される際
に、ロッドレンズ３に端面結合により入射される。入射
された照明光は、ロッドレンズ３内にその入射角と入射
位置に対応して決定される回数分の全反射を繰り返した
後、ロッドレンズ３の紙面右側から出射される。而し
て、ロッドレンズ３により、照明光の均一化が実現され
る。

【００４４】均一化された該照明光は、偏光板１５と偏
光分離プリズム１０とを透過した後に、偏光性反射型空
間光変調素子１１に入射され、偏光方向が回転されて、
反射され、反射・光変調された該照明光は、偏光分離プ
リズム１０で、紙面の下側に反射されて、投射レンズ６
によりスクリーン７に照明される。このとき、偏光分離
プリズム１０は、請求項の項番に対応する第２および第
４の発明の場合と同様に、ロッドレンズ３で均一化され
た照明光をさらに複合して均一化することができる。

【００４５】図８において、面状光源１ｒ，１ｇ，１ｂ
から出射され、かつ、発散角の大きい照明光は、ロッド
レンズ３の４つの各側面に対して斜めに入射されて、ロ
ッドレンズ３の各側面にて複数回全反射されて出射され
てくる照明光は、偏光方向が回転されている。このた
め、ロッドレンズ３の入射面に偏光板を設けたり、ＬＤ
（レーザダイオード）のような偏光性光源を設けたりし
ても、ロッドレンズ３で全反射されてしまうことによ
り、偏光度が低下する。しかし、ロッドレンズ３の出射
面直後に偏光板１５を設けることにより、照明光の偏光
度を増大することができ、全反射したことによる偏光度
の低下をカバーして、偏光性反射型空間光変調素子１１
によるコントラストを増加することができる。

【００４６】この偏光板１５の位置としては、ロッドレ
ンズ３と偏光分離プリズム１０との間に設けることが好
ましい。また、偏光板１５は、断面形状と屈折率にもよ
るが、最適化にすることにより、ロッドレンズ３の一部
とすることができ、また、部材として厚い方が照明光の
均一化という点からは、より好ましく、薄型の偏光版１
５を使用する必要はなく、また、ロッドレンズ３と偏光
分離プリズム１０とが複合化して、照明光を均一化する
ことを妨げるものではない。

【００４７】このロッドレンズ３の出射面直後に設ける
偏光板１５は、図８で示した本発明の第８の発明への適
用に限定されるものではなく、請求項の項番に対応する
第１乃至７の各発明においても、同様に効果的である。
また、後述する、ロッドレンズを使用してはいないが、
ロッドレンズと同様の効果を実現する第１０の発明の構
成（即ち、図１０に示す構成）に対して、第１１の発明
として、図１１に示すごとく、ダイクロイック合成プリ
ズムの出射面直後に設けた偏光板も、同様に全反射した
ことによる偏光度の低下を低減し、空間光変調素子によ
るコントラストを増加することに効果的である。

【００４８】図９は、本発明の第９の発明に係わる照明
装置およびこの照明装置を用いた映像装置の構成の一例
を示す概念図である。図９において、１ｒ，１ｇ，１ｂ
はそれぞれ複数のＲ，Ｇ，ＢのＬＥＤからなる面状光源
であり、２はダイクロイック合成プリズムであり、３は
ロッドレンズであり、１６は偏光変換素子であり、１５
は偏光板であり、１０は偏光分離プリズムであり、１１
は偏光性反射型空間光変調素子である。図示はしていな
いが、偏光分離プリズム１０の紙面下側には、投射レン
ズ６とスクリーン７とが配置されて、映像装置が実現さ
れている。

【００４９】図９において、Ｒ，Ｇ，Ｂの３種類の面状
光源１ｒ，１ｇ，１ｂから放出された照明光は、ダイク
ロイック合成プリズム２に入射され、各色に対応した反
射面で反射されることにより、進行方向が紙面右側とさ
れて、ダイクロイック合成プリズム２から出射される。
出射された照明光は、ダイクロイック合成プリズム２と
密着させたガラスよりなるロッドレンズ３に入射される
際に、ロッドレンズ３に端面結合により入射される。入
射された照明光は、ロッドレンズ３内にその入射角と入
射位置に対応して決定される回数分の全反射を繰り返し
た後、ロッドレンズ３の紙面右側から出射される。而し
て、ロッドレンズ３により、照明光の均一化が実現され
る。

【００５０】均一化された該照明光は、偏光変換素子１
６と偏光板１５と偏光分離プリズム１０とを透過された
後に、偏光性反射型空間光変調素子１１に入射され、偏
光方向を回転され、更に反射されて、反射・光変調され
た照明光は、偏光分離プリズム１０で、紙面下方向に反
射され、投射レンズ６によりスクリーン７に照明され
る。このとき、偏光分離プリズム１０は、請求項の項番
に対応する第２，第４および第８の発明の場合と同様
に、ロッドレンズ３で均一化された照明光を、さらに複
合して均一化することができる。

【００５１】図９において、偏光変換素子１６は偏光度
の小さい均一な照明光の一部を変換させることにより、
偏光度を増加させ、この後、偏光板１５において、ほぼ
完全な直線偏光とすることができ、偏光性反射型空間光
変調素子１１によるコントラストや明るさを増加させる
ことができる。この偏光分離素子１６の位置としては、
ロッドレンズ３の出射面方向では、ロッドレンズ３と偏
光板１５または偏光分離プリズム１０との間に設けるこ
とが好ましい。また、ロッドレンズ３の入射面方向で
は、ロッドレンズ３とダイクロイック合成プリズム２ま
たは面状光源１ｒ，１ｇ，１ｂとの間に設けることが好
ましい。ランダム偏光の光源に対しては、明るさを向上
することを主な効果として、ロッドレンズ３の入射面側
に偏光分離素子１６を設けることがより好ましい。偏光
変換素子１６は、その微細構造と断面形状と屈折率にも
よるが、最適化にすることにより、ロッドレンズ３の一
部とすることができ、ロッドレンズ３と偏光分離プリズ
ム１０またはロッドレンズ３とダイクロイック合成プリ
ズム２とが複合化して照明光を均一化することを大きく
妨げるものではない。

【００５２】偏光変換素子１６としては、蒲鉾型レンズ
またはハエの目レンズと偏光分離膜とを組み合わせる方
式を用いることができる。２重の蒲鉾型レンズまたはハ
エの目レンズを使用したとしても、このような微細構造
は、照明光の均一性を微細なピッチで不均一にするの
で、この微細な不均一の量と偏光度の向上による明るさ
の向上とを最適にすることが必要である。

【００５３】このロッドレンズ３の入射面または出射面
前後に設ける偏光変換素子１６は、図９で示した本発明
の第９の発明への適用に限定されるものではなく、請求
項の項番に対応する第１乃至第８の各発明においても、
同様に効果的である。また、後述する、ロッドレンズを
使用してはいないが、ロッドレンズと同様の効果を実現
する第１０，１１の発明の構成（即ち、図１０，図１１
に示す構成）に対して、第１２の発明として、図１２に
示すごとく、ダイクロイック合成プリズムの入射面以前
または出射面以後に設ける偏光板と偏光変換素子も、同
様に空間光変調素子による明るさやコントラストを増加
することに効果的である。

【００５４】次に、本発明に係わる照明装置の実施結果
の評価について説明する。（実施例１）本発明の第１の発明に係わる照明装置の第
一の例である。即ち、図１で示した構成の照明装置を製
作した。ここに、光源の大きさを１６×１２ｍｍ^２と
し、赤色ＬＥＤ１ｒ、緑色ＬＥＤ１ｇ、青色ＬＥＤ１ｂ
を、それぞれ０．５乃至２ｍｍ（標準１ｍｍ）のピッチ
で、２種の共通電極を有するシリコン基板上に実装し
た。赤色ＬＥＤ１ｒのみ裏面から１種の共通電極をコン
タクトした。このシリコン基板上に、各ＬＥＤ１ｒ，１
ｇ，１ｂと２ｍｍの間隔をおいて、矩形状のマスキング
処理をし、吸収面も有するマイクロレンズ付石英硝子基
板を配置し、矩形状マスキング処理の円形の大きさとさ
らにマイクロレンズ付石英硝子基板上に設けた電着金属
のリフトオフ形成隔板により、各ＬＥＤ１ｒ，１ｇ，１
ｂからの発散角を制御した（半値角７度、最大発散角１
０度）。

【００５５】ダイクロイック合成プリズム２は、光軸方
向で３０ｍｍとして、ロッドレンズ３は光軸方向で６０
ｍｍとした。どちらも光軸と直交する縦横の長さは、１
８×１４ｍｍとした。ＬＥＤ光源１ｒ，１ｇ，１ｂとダ
イクロイック合成プリズム２とは、ＬＥＤ光源１ｒ，１
ｇ，１ｂの発光面とダイクロイック合成プリズム２の入
射面との距離が３ｍｍになるようにして固定した。ダイ
クロイック合成プリズム２とロッドレンズ３はアクリル
系光硬化接着剤で屈折率を調整して密着させた。ガラス
硝材にはすべてＢＫ７を用いた。ダイクロイック合成プ
リズム２のコーティング膜は多層蒸着膜により作製し、
利用発散角を１０度程度として設計したため、反射率が
９０％であった。

【００５６】コンデンサレンズ４と投射レンズ６には、
カメラ用等倍マクロレンズ（ニコン製、ｆ＝５５ｍｍ）
を用いて、等倍に配置した。二次元反射鏡アレイ５とし
ては、テキサスインスツルメンツ社製のＤＭＤ素子を市
販プロジェクタから分解したものを用いて配置した。ス
クリーン７としては、ゲイン１程度の拡散タイプのもの
を用いた。評価は、目視評価および輝度計ＢＭ５（トプ
コン社）を用いて行なった。

【００５７】評価結果を表１に示す。また、ロッドレン
ズ出射面での計算結果を図１６に示す。計算は照明用光
線追跡ソフトで行ない、すべての計算において、比較の
ため、赤ＬＥＤ１ｒに関してのみ計算し、１次元断面表
示で、外側が長手、内側が短手の光源方向と対応してい
る。光利用効率は、市販の高輝度小型３ｍｍφモジュー
ル（半値角７度）の光学特性を基準に、正規化して比較
した。

【００５８】（比較例１）実施例１において、ダイクロ
イック合成プリズム２とロッドレンズ３を密着させずに
距離を離して、この間に、カメラ用等倍マクロレンズ
（ニコン製、ｆ＝５５ｍｍ）を等倍に配置した。評価結
果を表１に示す。また、ロッドレンズ出射面での計算結
果を図１９に示す。図１６と比較して、照明光の均一性
が劣る。

【００５９】（比較例２）実施例１において、ロッドレ
ンズ３を用いずに、ダイクロイック合成プリズム２の出
射面からの照明光が直接にコンデンサレンズ４を介して
二次元反射鏡アレイ５であるＤＭＤ素子を照明するよう
に配置した。評価結果を表１に示す。また、ロッドレン
ズ出射面での計算結果を図１８に示す。図１９と比較し
て、均一性が更に劣る。

【００６０】（実施例２）本発明の第２の発明に係わる
照明装置の一例である。即ち、図２で示した構成の照明
装置を製作した。赤色ＬＥＤからなる面状光源９の大き
さを１６×１２ｍｍ^２とし、赤色ＬＥＤを０．５乃至２
ｍｍ（標準１ｍｍ）のピッチで２種の共通電極を有する
シリコン基板上に実装した。裏面から１種の共通電極を
コンタクトした。このシリコン基板上にこれと２ｍｍの
間隔をおいて、矩形状のマスキング処理をし、吸収面も
有するマイクロレンズ付石英硝子基板を配置し、矩形状
マスキング処理の円形の大きさと、さらにマイクロレン
ズ付石英硝子基板上に設けた電着金属のリフトオフ形成
隔板により、ＬＥＤからの発散角を制御した（半値角７
度、最大発散角１０度）。

【００６１】ロッドレンズ３は、光軸方向で６０ｍｍと
し、偏光分離プリズム１０は光軸方向で３０ｍｍとし
た。どちらも、光軸と直交する縦横の長さは、１８×１
４ｍｍとした。ＬＥＤ光源９とロッドレンズ３とは、Ｌ
ＥＤ光源９の発光面とロッドレンズ３の入射面との距離
が３ｍｍになるように固定した。偏光分離プリズム１０
とロッドレンズ３はアクリル系光硬化接着剤で屈折率を
調整して密着させた。ガラス硝材にはすべてＢＫ７を用
いた。偏光分離プリズム１０のコーティング膜は多層蒸
着膜により作製し、利用発散角を１０度程度として設計
したため、反射率が９５％であった。

【００６２】投射レンズ６には、カメラ用等倍マクロレ
ンズ（ニコン製、ｆ＝５５ｍｍ）を用いて、等倍に配置
した。偏光性反射型空間光変調素子１１としては、ＴＮ
型反射液晶素子を、シリコン上に形成したもの（ＬＣＯ
Ｓ）を用い、大きさを１６×１２ｍｍ^２とした。図２に
おいて、１２ａ，１２ｂは、偏光性反射型空間光変調素
子１１からの反射後の反射光の光軸を示す。スクリーン
７としては、ゲイン１程度の拡散タイプのものを用い
た。

【００６３】評価は、目視評価および輝度計ＢＭ５（ト
プコン社）を用いて行なった。評価結果を表１に示す。
また、偏光分離プリズム１０の１次出射面（最初に出射
する場合を１次とする、２回目は２次とする）での計算
結果は、図１６とほぼ同様であった。

【００６４】（実施例３）本発明の第３の発明に係わる
照明装置の一例である。即ち、図３で示した構成の照明
装置を製作した。前述の実施例２の図２と異なり、偏光
分離プリズム１０の紙面右側にダイクロイック合成／分
離プリズム１３を付加し、該ダイクロイック合成／分離
プリズム１３の３方向に赤色ＬＥＤ，緑色ＬＥＤ，青色
ＬＥＤの３つに対応した偏光性反射型空間光変調素子１
４ｒ，１４ｇ，１４ｂを設けた。評価結果を表１に示
す。また、ダイクロイック合成／分離プリズム１３の１
次出射面での計算結果を図２０に示す。図１６よりも、
照明光の均一性が向上している。

【００６５】（実施例４）本発明の第４の発明に係わる
照明装置の一例である。即ち、図４で示した構成の照明
装置を製作した。前述の実施例２の図２と異なり、ロッ
ドレンズ３の紙面左側に、赤色ＬＥＤ光源９の代わり
に、実施例１の図１に示すＬＥＤ面状光源１ｒ，１ｇ，
１ｂおよびその周辺部品とダイクロイック合成プリズム
２とを配置した。評価結果を表１に示す。また、偏光分
離プリズム１０の１次出射面での計算結果は、実施例３
の場合である図２０とほぼ同様であった。

【００６６】（実施例５）本発明の第５の発明に係わる
照明装置の一例である。即ち、図５で示した構成の照明
装置を製作した。前述の実施例４の図４と異なり、偏光
分離プリズム１０の紙面右側には、偏光性反射型空間光
変調素子１１の代わりに、ダイクロイック合成／分離プ
リズム１３を付加し、このダイクロイック合成／分離プ
リズム１３の３方向に赤色ＬＥＤ，緑色ＬＥＤ，青色Ｌ
ＥＤの３つに対応した偏光性反射型空間光変調素子１４
ｒ，１４ｇ，１４ｂを設けた。評価結果を表１に示す。
また、ダイクロイック合成／分離プリズム１３の１次出
射面での計算結果を図２１に示す。実施例３の図２０よ
りも均一性が向上している。

【００６７】（実施例６）本発明の第６の発明に係わる
照明装置の一例である。即ち、図６で示した構成の照明
装置を製作した。ここに、図６（Ａ）が平面図であり、
図６（Ｂ）が正面図である。前述の実施例５の図５と異
なり、偏光分離プリズム１０を除去し、ダイクロイック
合成／分離プリズム１３をクロス面と垂直方向に大きく
し、偏光性反射型空間光変調素子１４ｒ，１４ｇ，１４
ｂに対して、斜入射、斜出射の光軸１５ａ，１５ｂで示
される照明とし、投射レンズ１９を用いて、図示はして
いないスクリーンに投射される。また、ロッドレンズ３
の紙面左側に、ＬＥＤ面状光源１ｒ，１ｇ，１ｂおよび
その周辺部品とダイクロイック合成プリズム２の代わり
に、実施例２に示す赤色ＬＥＤ光源９を配置した。ダイ
クロイック合成／分離プリズム１３と偏光性反射型空間
光変調素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃとの間には、図示は
していないが、偏光板が挿入されている。２０はロッド
レンズ３とダイクロイック分離／合成プリズム１３との
間に設けたスペーサ部材である。また、偏光性反射型空
間光変調素子１４ｒ，１４ｇ，１４ｂは、反射Ａｌ電極
の平滑性を若干悪くすることにより、広発散角反射特性
とした。評価結果を表１に示す。また、ダイクロイック
分離／合成プリズム１３の１次出射面での計算結果は、
図１６とほぼ同様であった。

【００６８】（実施例７）本発明の第７の発明に係わる
照明装置の一例である。即ち、図７で示した構成の照明
装置を製作した。前述の実施例６の図６と異なり、ロッ
ドレンズ３の紙面左側に、赤色ＬＥＤ光源９の代わり
に、実施例１に示すＬＥＤ面状光源１ｒ，１ｇ，１ｂお
よびその周辺部品とダイクロイック合成プリズム２を配
置した。評価結果を表１に示す。また、ダイクロイック
分離／合成プリズムの１次出射面での計算結果は、図２
０とほぼ同様であった。

【００６９】（実施例８）本発明の第８の発明に係わる
照明装置の一例である。即ち、図８で示した構成の照明
装置を製作した。前述の実施例４の図４と異なり、ロッ
ドレンズ３と偏光分離プリズム１０の間に偏光度３００
以上の偏光板１５を密着配置した。評価結果を表１に示
す。また、偏光分離プリズム１０の１次出射面での計算
結果は、図２０とほぼ同様であったが、偏光板の吸収分
により照度が低減した。

【００７０】（実施例９）本発明の第９の発明に係わる
照明装置の一例である。即ち、図９で示した構成の照明
装置を製作した。前述の実施例８の図８と異なり、ロッ
ドレンズ３と偏光板１５との間に蒲鉾型レンズ構成の偏
光変換素子１６を密着配置した。評価結果を表１に示
す。また、偏光分離プリズム１０の１次出射面での計算
結果は、図２０と比較すると、偏光変換素子１６の蒲鉾
型レンズのピッチに相関したムラが目立ったが、照度が
増加した。

【００７１】（実施例１０）本発明の第１０の発明に係
わる照明装置の一例である。即ち、図１０で示した構成
の照明装置を製作した。前述の実施例５の図５と異な
り、ロッドレンズ３を除去した。評価結果を表１に示
す。また、ダイクロイック分離／合成プリズム１３の１
次出射面での計算結果は、図１６とほぼ同様であり、ロ
ッドレンズを用いていないにも関わらず、照明の均一化
が認められた。

【００７２】（実施例１１）本発明の第１１の発明に係
わる照明装置の一例である。即ち、図１１で示した構成
の照明装置を製作した。前述の実施例１０の図１０と異
なり、ダイクロイック合成プリズム２と偏光分離プリズ
ム１０の間に偏光度３００以上の偏光板１５を密着配置
した。評価結果を表１に示す。また、ダイクロイック分
離／合成プリズム１３の１次出射面での計算結果は、図
１６とほぼ同様であったが、偏光板１５の吸収分により
照度が低減した。

【００７３】（実施例１２）本発明の第１２の発明に係
わる照明装置の一例である。即ち、図１２で示した構成
の照明装置を製作した。前述の実施例１１の図１１と異
なり、ダイクロイック合成プリズム２と偏光板１５との
間に、蒲鉾型レンズ構成の偏光変換素子１６を密着配置
した。評価結果を表１に示す。また、ダイクロイック分
離／合成プリズム１３の１次出射面での計算結果は、図
１６と比較すると、偏光変換素子１６の蒲鉾型レンズの
ピッチに相関したムラが目立ったが、照度が増加した。

【００７４】（実施例１３）本発明の第１の発明に係わ
る照明装置の別の構成例である。即ち、空気ギャップ層
を用いる場合の図１３（Ａ）で示した構成の照明装置を
製作した。前述の実施例１の図１と異なり、ダイクロイ
ック合成プリズム２とロッドレンズ３との間に、１ｍ
ｍ、５ｍｍ、１０ｍｍの空気ギャップ層１７を設けた。
空気ギャップ層の厚さを１ｍｍとした場合の評価結果を
表１に示す。また、ダイクロイック分離／合成プリズム
１３の１次出射面での計算結果は、空気ギャップ層１７
が１ｍｍの場合に関しては、図１７に示すごとく、図１
６とほぼ同様であったが、照度が、１ｍｍ、５ｍｍ、１
０ｍｍの空気ギャップ層１７それぞれに対応して、約１
％、約５％、約１０％とほぼ距離に比例して低減した。

【００７５】

【表１】

【００７６】ただし、表１においては、照度均一性は５
段階水準であり、５は図２１レベル、４は図２０レベ
ル、３は図１６レベル、２は図１８レベル、１は図１９
レベルであり、全体と比較して中程度の不均一性を評価
し、微細なピッチムラは評価外とした。照度は５段階水
準であり、比較例１を基準の３とし、１０〜２０％の増
加を４、それ以上を５、−２０〜−１０の低下を２、そ
れ以下を１とした。照度は、比較のため、市販の高輝度
小型３ｍｍφモジュール（半値角７度）の光学特性を基
準に、光利用効率として正規化して比較した。コントラ
ストは、比較例１を基準の３とし、１０〜２０％の増加
を４，それ以上を５、−２０〜−１０の低下を２、それ
以下を１とした。

【００７７】

【発明の効果】以上の詳細かつ具体的説明から明らかな
ように、（請求項１）本発明の第１の発明においては、２つ以上
の光源から放出される照明光を入射させ合成させる合成
プリズムを設け、該合成プリズムから出射される照明光
を端面結合させるロッドレンズを設けているので、複数
の光源からの照明光を、ロッドレンズを用いて均一化し
た照明光とする場合でも、ロッドレンズの大きさを小さ
くすることにより、小型の照明装置を提供することがで
きる。

【００７８】（請求項２）また、本発明の第２の発明に
おいては、ロッドレンズから出射される照明光を端面結
合させる偏光分離プリズムを設けているので、光源から
の照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、単一の
偏光依存性反射型被照明物体を照明する場合にも、ロッ
ドレンズの大きさをより小さくすることにより、小型の
照明装置を提供することができる。

【００７９】（請求項３）また、本発明の第３の発明に
おいては、ロッドレンズから出射される照明光を端面結
合させる偏光分離プリズムを設け、該偏光分離プリズム
から出射される照明光を端面結合させる分離／合成プリ
ズムを設けているので、光源からの照明光を、ロッドレ
ンズを用いて均一化して、複数の偏光依存性反射型被照
明物体を照明する場合にも、ロッドレンズの大きさをよ
り小さくすることにより、小型の照明装置を提供するこ
とができる。

【００８０】（請求項４）また、本発明の第４の発明に
おいては、２つ以上の光源から放出される照明光を入射
させ合成させる合成プリズムを設け、該合成プリズムか
ら出射される照明光を端面結合させるロッドレンズを設
け、該ロッドレンズから出射される照明光を端面結合さ
せる偏光分離プリズムを設けているので、複数の光源か
らの照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、単一
の偏光依存性反射型被照明物体を照明する場合にも、ロ
ッドレンズの大きさをより小さくすることにより、小型
の照明装置を提供することができる。

【００８１】（請求項５）また、本発明の第５の発明に
おいては、２つ以上の光源から放出される照明光を入射
させ合成させる合成プリズムを設け、該合成プリズムか
ら出射される照明光を端面結合させるロッドレンズを設
け、該ロッドレンズから出射される照明光を端面結合さ
せる偏光分離プリズムを設け、該偏光分離プリズムから
出射される照明光を端面結合させる分離／合成プリズム
設けているので、複数の光源からの照明光を、ロッドレ
ンズを用いて均一化して、複数の偏光依存性反射型被照
明物体を照明する場合にも、ロッドレンズの大きさをよ
り小さくすることにより、小型の照明装置を提供するこ
とができる。

【００８２】（請求項６）また、本発明の第６の発明に
おいては、ロッドレンズから出射される照明光を端面結
合させる分離／合成プリズムを設け、該分離／合成プリ
ズムからの出射光が前記ロッドレンズ以外の部分に出射
しているので、光源からの照明光を、ロッドレンズを用
いて均一化して、斜入射で複数の反射型被照明物体を照
明する場合にも、ロッドレンズの大きさをより小さくす
ることにより、小型の照明装置を提供することができ
る。

【００８３】（請求項７）また、本発明の第７の発明に
おいては、２つ以上の光源から放出される照明光を入射
させ合成させる合成プリズムを設け、該合成プリズムか
ら出射される照明光を端面結合させるロッドレンズを設
け、該ロッドレンズから出射される照明光を端面結合さ
せる分離／合成プリズムを設け、該分離／合成プリズム
からの出射光が前記ロッドレンズ以外の部分に出射して
いるので、複数の光源からの照明光を、ロッドレンズを
用いて均一化して、斜入射で複数の反射型被照明物体を
照明する場合にも、ロッドレンズの大きさをより小さく
することにより、小型の照明装置を提供することができ
る。

【００８４】（請求項８）また、本発明の第８の発明に
おいては、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明にお
いて、前記ロッドレンズの出射面と他の光学部材との間
に偏光板を設けているので、光源からの照明光により、
ロッドレンズを用いて均一化して、偏光依存性反射型被
照明物体を照明する場合にも、小型の照明装置を提供す
ると同時に、被照明物体のコントラストを大きくする照
明装置を提供することができる。

【００８５】（請求項９）また、本発明の第９の発明に
おいては、請求項１乃至８のいずれかに記載の発明にお
いて、前記ロッドレンズの入射面または出射面と他の光
学部材との間に偏光変換素子を設けているので、光源か
らの照明光を、ロッドレンズを用いて均一化して、偏光
依存性反射型被照明物体を照明する場合にも、小型の照
明装置を提供すると同時に、被照明被照明物体の明るさ
を大きくする照明装置を提供することができる。

【００８６】（請求項１０）また、本発明の第１０の発
明においては、２つ以上の光源から放出される照明光を
入射させ合成する合成プリズムを設け、該合成プリズム
から出射される照明光を端面結合させる偏光分離プリズ
ムを設け、該偏光分離プリズムから出射される照明光を
端面結合させる分離／合成プリズムを設けているので、
複数の光源からの照明光により、複数の偏光依存性反射
型被照明物体を照明する場合にも、ロッドレンズを使用
しない小型の安価な照明装置を提供することができる。

【００８７】（請求項１１）また、本発明の第１１の発
明においては、請求項１乃至７または請求項１０のいず
れかに記載の発明において、前記合成プリズムの出射面
と他の光学部材との間に偏光板を設けているので、複数
の光源からの照明光により、複数の偏光依存性反射型被
照明物体を照明する場合にも、ロッドレンズを使用しな
い小型の安価な照明装置を提供すると同時に、被照明物
体のコントラストを大きくする照明装置を提供すること
ができる。

【００８８】（請求項１２）また、本発明の第１１の発
明においては、請求項１乃至７または請求項１０または
１１のいずれかに記載の発明において、前記合成プリズ
ムの出射面と他の光学部材との間に偏光変換素子をを設
けているので、複数の光源からの照明光により、複数の
偏光依存性反射型被照明物体を照明する場合にも、ロッ
ドレンズを使用しない小型の安価な照明装置を提供する
と同時に、被照明物体の明るさを大きくする照明装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の発明に係わる照明装置および
この照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す概念
図である。

【図２】本発明の第２の発明に係わる照明装置および
この照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す概念
図である。

【図３】本発明の第３の発明に係わる照明装置および
この照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す概念
図である。

【図４】本発明の第４の発明に係わる照明装置および
この照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す概念
図である。

【図５】本発明の第５の発明に係わる照明装置および
この照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す概念
図である。

【図６】本発明の第６の発明に係わる照明装置および
この照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す概念
図である。

【図７】本発明の第７の発明に係わる照明装置および
この照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す概念
図である。

【図８】本発明の第８の発明に係わる照明装置および
この照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す概念
図である。

【図９】本発明の第９の発明に係わる照明装置および
この照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す概念
図である。

【図１０】本発明の第１０の発明に係わる照明装置お
よびこの照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す
概念図である。

【図１１】本発明の第１１の発明に係わる照明装置お
よびこの照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す
概念図である。

【図１２】本発明の第１２の発明に係わる照明装置お
よびこの照明装置を用いた映像装置の構成の一例を示す
概念図である。

【図１３】本発明の第１の発明に係わる照明装置の構
成の別の例を示す概念図である。

【図１４】従来の照明装置の一例を示す構成図であ
る。

【図１５】従来の照明装置の別な一例を示す構成図で
ある。

【図１６】実施例１の第一の例におけるロッドレンズ
出射面での計算結果を示す図である。

【図１７】実施例１の別の例におけるロッドレンズ出
射面での計算結果を示す図である。

【図１８】比較例２におけるロッドレンズ出射面での
計算結果を示す図である。

【図１９】比較例１におけるロッドレンズ出射面での
計算結果を示す図である。

【図２０】実施例３におけるダイクロイック合成／分
離プリズムの１次出射面での計算結果を示す図である。

【図２１】実施例５におけるダイクロイック合成／分
離プリズムの１次出射面での計算結果を示す図である。

【符号の説明】

１，１′ｒ，１′ｇ，１′ｂ…ＬＥＤ、１ｒ，１ｇ，１
ｂ…面状光源（ＬＥＤアレイ）、２，２′…ダイクロイ
ック合成プリズム、３，３ｒ，３ｇ，３ｂ…ロッドレン
ズ、４…コンデンサレンズ、５…二次元反射鏡アレイ
（空間光変調素子）、５ｒ，５ｇ，５ｂ…映像表示ライ
トバルブ、６…投射レンズ、７…スクリーン、８ａ，８
ｂ光軸、９…面状光源（赤色ＬＥＤ）、１０…偏光分離
プリズム、１１…偏光性反射型空間光変調素子、１２
ａ，１２ｂ…反射光光軸、１３…ダイクロイック合成／
分離プリズム、１４ｒ，１４ｇ，１４ｂ…偏光性反射型
空間光変調素子、１５…偏光板、１５ａ，１５ｂ…斜入
射、斜出射の光軸、１６…偏光変換素子、１７…空気ギ
ャップ層、１８…ガラススペーサ層、１９…投射レン
ズ、２０…スペーサ部材、２１…マスク、２２…基板、
２３ｒ，２３ｇ，２３ｂ…リレーレンズ、２４ｒ，２４
ｇ，２４ｂ…フィールドレンズ、２５…レンズアレイ、
２５ａ…微小レンズ、２６…凸レンズ、２７…凹レン
ズ、２８…縮小光学器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０２Ｂ 27/00 Ｖ 21/14 Ｆ２１Ｍ 1/00 Ｑ 33/12 Ｆ２１Ｓ 1/02 ＧＨ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｄ 33/00 (72)発明者逢坂敬信東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者滝口康之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者亀山健司東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2H052 BA02 BA03 BA09 BA12 BA14 3K042 AA01 BC03 BC09 5F041 AA14 DA20 EE11 EE25 FF11 5F046 CB10 CB12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つ以上の光源から放出される照明光を
入射させ合成させる合成プリズムを設け、該合成プリズ
ムから出射される照明光を端面結合させるロッドレンズ
を設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】ロッドレンズから出射される照明光を端
面結合させる偏光分離プリズムを設けたことを特徴とす
る照明装置。
【請求項３】ロッドレンズから出射される照明光を端
面結合させる偏光分離プリズムを設け、該偏光分離プリ
ズムから出射される照明光を端面結合させる分離／合成
プリズムを設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項４】２つ以上の光源から放出される照明光を
入射させ合成させる合成プリズムを設け、該合成プリズ
ムから出射される照明光を端面結合させるロッドレンズ
を設け、該ロッドレンズから出射される照明光を端面結
合させる偏光分離プリズムを設けたことを特徴とする照
明装置。
【請求項５】２つ以上の光源から放出される照明光を
入射させ合成させる合成プリズムを設け、該合成プリズ
ムから出射される照明光を端面結合させるロッドレンズ
を設け、該ロッドレンズから出射される照明光を端面結
合させる偏光分離プリズムを設け、該偏光分離プリズム
から出射される照明光を端面結合させる分離／合成プリ
ズムを設けたことを特徴とする照明装置。
【請求項６】ロッドレンズから出射される照明光を端
面結合させる分離／合成プリズムを設け、該分離／合成
プリズムからの出射光が前記ロッドレンズ以外の部分に
出射することを特徴とする照明装置。
【請求項７】２つ以上の光源から放出される照明光を
入射させ合成させる合成プリズムを設け、該合成プリズ
ムから出射される照明光を端面結合させるロッドレンズ
を設け、該ロッドレンズから出射される照明光を端面結
合させる分離／合成プリズムを設け、該分離／合成プリ
ズムからの出射光が前記ロッドレンズ以外の部分に出射
することを特徴とする照明装置。
【請求項８】前記ロッドレンズの出射面と他の光学部
材との間に偏光板を設けたことを特徴とする請求項１乃
至７のいずれかに記載の照明装置。
【請求項９】前記ロッドレンズの入射面または出射面
と他の光学部材との間に偏光変換素子を設けたことを特
徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１０】２つ以上の光源から放出される照明光
を入射させ合成させる合成プリズムを設け、該合成プリ
ズムから出射される照明光を端面結合させる偏光分離プ
リズムを設け、該偏光分離プリズムから出射される照明
光を端面結合させる分離／合成プリズムを設けたことを
特徴とする照明装置。
【請求項１１】前記合成プリズムの出射面と他の光学
部材との間に偏光板を設けたことを特徴とする請求項１
乃至７または請求項１０のいずれかに記載の照明装置。
【請求項１２】前記合成プリズムの出射面と他の光学
部材との間に偏光変換素子を設けたことを特徴とする請
求項１乃至８または請求項１０または１１のいずれかに
記載の照明装置。