JP2007199163A

JP2007199163A - 導光部材、光学ユニットおよびプロジェクタ

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Publication number: JP2007199163A
Application number: JP2006014987A
Authority: JP
Inventors: Yamato Goudo; 大和合渡
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2006-01-24
Filing date: 2006-01-24
Publication date: 2007-08-09
Also published as: US20070171384A1

Abstract

【課題】光軸に平行な光学面を有する光学部材に拡散光を導く場合に、全長を延長することなく射出面における照明ムラを効率よく均一化する。
【解決手段】光源４から射出された拡散光を、光軸に平行な光学面を有する光学部材９まで導く導光部材１であって、光源４側に配置される入射端７ａと、光学部材９側に配置される射出端８ａとの間に、入射端７ａおよび射出端８ａのほぼ中心を通る中心軸方向に沿って隣接配置された複数のテーパロッド部７，８を備え、各テーパロッド部７，８が、入射端７ａ側から射出端８ａ側に向かって、それぞれ一定のテーパ角度で漸次広がる形状を有するとともに、各テーパロッド部８のテーパ角度が、入射端７ａ側に隣接するテーパロッド部７のテーパ角度よりも小さく設定されている導光部材１を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は導光部材、光学ユニットおよびプロジェクタに関するものである。

従来、光軸方向に隣接配置される複数のテーパロッド部を有し、光源から発せられた拡散光を導く導光部材が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。特許文献１には、２つのテーパロッド部を有し、同一のテーパ角度、および逆方向のテーパ角度を備えたものが開示されている。また、これら特許文献１，２には、一のテーパロッド部の射出端側に、テーパ角度を有しない柱状の平行ロッド部を有する導光部材も開示されている。また、特許文献２には、光軸に平行な光学面を有する三角プリズムのような光学部材に接合された導光部材も開示されている。

また、光軸方向に隣接配置される複数の平行ロッド部を有するロッドインテグレータについては、特許文献３に開示されている。
特開２００５−７０４４３号公報特開２００４−１８４６９２号公報特開２００４−３２５５３３号公報

しかしながら、テーパロッド部と平行ロッド部とが隣接する場合、あるいは、テーパロッド部と光軸に平行な光学面を有する光学部材とが隣接する場合、テーパロッド部を介して導かれてきた拡散光は、平行ロッドまたは光学部材の光学面によって折り返される結果、照明領域のエッジ部が他の部分に比べて明るくなるという照明ムラが発生し易いという問題がある。

この問題点について、図１３を参照して詳述する。
図１３（ａ）は光源１０が射出した拡散照明光をテーパロッド２０で透過型ＬＣＤパネル４０まで導光している状況を示している。図１３（ｂ）はテーパロッド２０と透過型ＬＣＤパネル４０との間に平行ロッド３５を介した場合を示し、（ｃ）は（ｂ）のＰ部詳細を示している。
図１３（ａ）の場合、透過型ＬＣＤパネル４０まで導かれる照明光の照明ムラは問題にはならない。

しかし、図１３（ｂ）に示すような場合には、テーパロッド２０の射出端から射出される光が均一であっても、透過型ＬＣＤパネル４０のエッジ部に照明ムラが発生しやすい（図１３（ｃ））。
この照明ムラが発生する原因は、テーパロッド２０と透過型ＬＣＤパネル４０とが平行ロッド３５を介して近接すると、テーパロッド２０側面の傾斜角と、この側面から続く平行ロッド３５の側面の傾斜角との間に角度差が生ずることによって、角度差がない場合の光路（図１３（ｃ）に示される破線の三角形部分）が透過型ＬＣＤパネル４０のエッジ部（図１３（ｃ）のハッチングされた三角形部分）に重畳されてしまうからである。

特許文献３においては、ロッドインテグレータを延長することにより、射出面における輝度分布を均一化できることが開示されている。しかしながら、ロッドインテグレータやテーパロッドのような導光部材を延長することは装置を大型化させることになり、製品コストを上昇させてしまうので好ましくない。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、光軸に平行な光学面を有する光学部材に拡散光を導く場合に、全長を延長することなく射出面における照明ムラを効率よく均一化することが可能な導光部材および光学ユニットを提供することを目的としている。また、本発明は、射出面における照明ムラを効率よく均一化して、照明ムラのない映像を投影することができるプロジェクタを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、光源から射出された拡散光を、光軸に平行な光学面を有する光学部材まで導く導光部材であって、前記光源側に配置される入射端と、前記光学部材側に配置される射出端との間に、入射端および射出端のほぼ中心を通る中心軸方向に沿って隣接配置された複数のテーパロッド部を備え、各テーパロッド部が、入射端側から射出端側に向かって、それぞれ一定のテーパ角度で漸次広がる形状を有するとともに、各テーパロッド部のテーパ角度が、入射端側に隣接するテーパロッド部のテーパ角度よりも小さく設定されている導光部材を提供する。

本発明によれば、光源から発せられた拡散光を入射端から入射させ、光学部材に接続する射出端まで導く間に、拡散光が複数のテーパロッド部を通過させられる。拡散光は、各テーパロッド部のテーパ面によって反射されつつ導光されることにより、中心軸に沿う方向への指向性を高められるとともに、均一な輝度分布を有する光として光学部材に入射される。

この場合において、本発明によれば、拡散光は、導光部材を入射端側から射出端側に向かって導光される間に、次第に広がり角度が小さくなるテーパロッド部を通過させられる。一のテーパロッド部から射出された拡散光が入射する次のテーパロッド部も、次第に広がるテーパ角度を有しているので、拡散光は各テーパロッド部の境界において急激に折り返されることがなく、光強度ムラの増加が抑制される。

そして、入射端と射出端とを接続する単一のテーパ角度を有する同一長さの導光部材と比較すると、射出端に最も近いテーパロッド部におけるテーパ角度が十分に小さく設定されるので、射出端から発せられる拡散光に高い指向性を持たせることができる。したがって、光軸に平行な光学面を有する光学部材に入射された拡散光の光学面による急激な折り返しを少なくして、光強度ムラを低減することが可能となる。

上記発明においては、前記複数のテーパロッド部が相互に接合されていることとしてもよい。
このようにすることで、異なるテーパ角度を有する複数のテーパロッド部を単一部品として加工する場合と比較して、加工を容易にして製造コストを低減することができる。

また、上記発明においては、２つのテーパロッド部からなり、入射端側に配置される第１のテーパロッド部の中心軸に沿う長さ寸法が、射出端側に配置される第２のテーパロッド部の中心軸に沿う長さ寸法よりも短いことが好ましい。
このようにすることで、光強度ムラをより効率的に均一化することができる。

また、上記発明においては、各テーパロッド部を構成する各面が平面であることとしてもよい、
このようにすることで、各面の加工を容易にして製造コストを低減することができる。
また、複数のテーパロッド部間における光漏れや透過率低下を抑えることができる。
さらに、複数のテーパロッド部を単一部品とした方が固定も容易となる。

また、本発明は、光軸に平行な光学面を有する光学部材と、光源から射出された拡散光を、前記光学部材まで導く導光部材とを備え、該導光部材が、前記光源側に配置される入射端と、前記光学部材側に配置される射出端との間に、光軸に沿って隣接配置された複数のテーパロッド部を備え、各テーパロッド部が、入射端側から射出端側に向かって、それぞれ一定のテーパ角度で漸次広がる形状を有するとともに、各テーパロッド部のテーパ角度が、入射端側に隣接するテーパロッド部のテーパ角度よりも小さく設定されている光学ユニットを提供する。

本発明によれば、光源から発せられた拡散光は、導光部材を入射端側から射出端側に向かって導光される間に、次第に広がり角度が小さくなるテーパロッド部を通過させられる。一のテーパロッド部から射出された拡散光が入射する次のテーパロッド部も、次第に広がるテーパ角度を有しているので、拡散光は各テーパロッド部の境界において急激に折り返されることがなく、光強度ムラの増加が抑制される。

そして、入射端と射出端とを接続する単一のテーパ角度を有する同一長さの導光部材と比較すると、射出端に最も近いテーパロッド部におけるテーパ角度が十分に小さく設定されるので、射出端から発せられる拡散光に高い指向性を持たせることができる。さらに、光軸に平行な光学面を有する光学部材に入射された拡散光の光学面による急激な折り返しを少なくして、光強度ムラを低減することができ、光強度ムラの少ない光を射出することができる。

上記発明においては、前記複数のテーパロッド部および光学部材が相互に接合されていることとしてもよい。
このようにすることで、異なるテーパ角度を有する複数のテーパロッド部および光軸に平行な光学面を有する光学部材を単一部品として加工する場合と比較して、加工を容易にして製造コストを低減することができる。
また、上記発明においては、前記光学部材が、三角プリズム、偏光ビームスプリッタまたはダイクロイックプリズムのいずれかであることとしてもよい。

また、上記発明においては、前記導光部材が、２つのテーパロッド部からなり、入射端側に配置される第１のテーパロッド部の中心軸に沿う長さ寸法が、射出端側に配置される第２のテーパロッド部の中心軸に沿う長さ寸法よりも短いことが好ましい。
このようにすることで、光強度ムラをより効率的に均一化することができる。

また、上記発明においては、前記導光部材の射出端が、前記光学部材の入射端とほぼ同じ大きさおよび形状を有することとしてもよい。
このようにすることで、導光部材を導かれてきた拡散光を効率よく光学部材に入射させることができる。
また、前記導光部材の射出端が、前記光学部材の入射端より小さいこととしてもよい。このようにすることで、光強度ムラをより効率的に均一化することができる。

また、上記発明においては、前記導光部材を構成する各面が平面であることとしてもよい。
このようにすることで、各面の加工を容易にして製造コストを低減することができる。

また、本発明は、上記いずれかの光学ユニットと、照明光である拡散光を射出する光源と、該光源から前記光学ユニットに入射され、その光学部材から射出された照明光を変調する変調手段と、該変調手段により変調された照明光をスクリーンに対して投影する投影光学手段とを備えるプロジェクタを提供する。

本発明によれば、光源から射出された拡散光が、光学ユニットを通過する間に、光強度ムラが少なく高い指向性を有する照明光となって光学部材から射出される。光学部材から射出された照明光は変調手段により変調された後、投影光学手段によりスクリーンに対して投影される。したがって、照明ムラの少ない映像を得ることができる。

上記発明においては、前記各テーパロッド部のテーパ角度および中心軸に沿う長さ寸法の割合は、前記変調手段が照明光として許容する所定開口数以内の光線の合計光量である有効光量と、前記所定開口数以内の光線の光量の最小値を最大値で除算して得られた照明ムラとの積が最大値となるように設定されていることが好ましい。
このようにすることで、光源から射出された拡散光を効率よく利用し、かつ、照明ムラを抑えた映像を得ることができる。

本発明に係る導光部材および光学ユニットによれば、光軸に平行な光学面を有する光学部材に拡散光を導く場合に、全長を延長することなく射出面における照明ムラを効率よく均一化することできるという効果を奏する。また、本発明に係るプロジェクタによれば、光学ユニットの射出面における照明ムラを効率よく均一化して、照明ムラのない映像を投影することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る導光部材１、光学ユニット２およびプロジェクタ３について、図１〜図７を参照して説明する。
本実施形態に係るプロジェクタ３は、図１に示されるように、照明光である拡散光を射出する光源４と、該光源４からの光を導く光学ユニット２と、光源４から光学ユニット２を介して導かれた照明光を変調する透過型液晶表示パネル（変調手段）５と、該透過型液晶表示パネル５により変調された照明光をスクリーンＳに対して投影する投影レンズ（投影光学手段）６とを備えている。なお、説明の簡略のため、偏光板等は図示を省略している。

前記光源４は、例えば、ＬＥＤである。
前記光学ユニット２は、図２に示されるように、２つのテーパロッド部７，８を有する本実施形態に係る導光部材１と、三角プリズムからなる光学部材９とを備えている。
なお、本明細書においては、「テーパ角度」とは特許文献１，２と同様に、テーパロッドの反射面と、テーパロッドの入射面と射出面のほぼ中心を通る中心軸とのなす角度を示している。例えば、図１のテーパロッド部７のテーパ角度は角度θとなる。

導光部材１を構成する２つのテーパロッド部７，８は、図２（ｃ）に示されるように、例えば、長方形横断面を有する錐台形状を備え、その側面は全て平面で構成されている。これらテーパロッド部７，８は、それぞれ別部品として製造された後に光学用接着剤により接合されている。光学用接着剤により接合されることにより、光漏れや透過率低下による損失が少ない導光部材１が構成されている。

光源４側に配置される第１のテーパロッド部７および光学部材９側に配置される第２のテーパロッド部８は、いずれも、光源４側から光学部材９側に向かって、それぞれ一定のテーパ角度で広がる形状を備えている。第１のテーパロッド部７と第２のテーパロッド部８との接合部は、同一の形状および同一の面積を備え、その外形をぴったりと一致させるように接合されている。

第１のテーパロッド部７のテーパ角度は、第２のテーパロッド部８のテーパ角度よりも大きく設定されている。また、第１のテーパロッド部７の長手方向（中心軸に沿う方向）の長さ寸法は、第２のテーパロッド部８の長手方向の長さ寸法よりも短く設定されている。
これにより、両テーパロッド部７，８の接合部の面積は、第１のテーパロッド部７の光源４側の端面（入射端）７ａの面積と、第２のテーパロッド部８の光学部材９側の端面（射出端）８ａの面積との平均値より大きく、かつ、射出端８ａの面積より小さく設定されている。

また、導光部材１を構成する第２のテーパロッド部８と光学部材９とも光学用接着剤により接合されている。これらの接合部も同一の面積および同一の形状を備え、その外形をぴったりと一致させるように接合されている。また、光学部材９の射出端面９ａと透過型液晶表示パネル５もほぼ同一の形状および同一の面積を有している。

光学部材９は、その屈折率を導光部材１よりも高く設定されている。これにより、光学部材９の斜面で反射した光が導光部材１側に戻ることを抑制している。
また、光学部材９は、光軸に平行な光学面を備えている。ここで、光学部材９の光学面は、入射端面９ｃの両側の三角面９ａ，９ｂ、入射端面９ｃおよび射出端面９ａである。

このように構成された本実施形態に係る導光部材１、光学ユニット２およびプロジェクタ３の作用について以下に説明する。
光源４から発せられた拡散光は、導光部材１の入射端７ａに入射され、導光部材１内を第１のテーパロッド部７から第２のテーパロッド部８に向けて導かれる。その後、導光部材１の射出端８ａから光学部材９に入射され、光学部材９の反射面によって９０°偏向されて、射出端面９ａから射出される。そして、透過型液晶表示パネル５を透過させられることにより映像信号を重畳された後に、投影レンズ６によって拡大されてスクリーンＳに投影される。

この場合において、導光部材１に入射された拡散光は、第１のテーパロッド部７の側面により反射されるので、導光されながら指向性を高められる。次いで、第２のテーパロッド部８に入射された拡散光は、第１のテーパロッド部７よりも小さいテーパ角度の側面によって反射されることにより、さらに指向性を高められて光学部材９に入射される。

光学部材９には光軸に平行な光学面９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが備えられているので、入射された拡散光の一部は光学面９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄにより反射されることとなる。本実施形態によれば、テーパ角度が次第に小さくなる導光部材１によって拡散光の指向性が高められているので、光学部材９内において光学面９ｂ，９ｃにより反射される拡散光の部分が少なくなり、光学面９ｂ，９ｃによる急激な折り返しが発生しない。

したがって、光学部材９の射出端面９ａから射出される照明光は、光強度ムラの少ない均一な光となる。その結果、透過型液晶表示パネル５および投影レンズ６を介してスクリーンＳに投影される映像に発生する照明ムラを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、第１のテーパロッド部７、第２のテーパロッド部８および光学部材９が、全て別部品として加工された後に光学用接着剤により接合されているので、加工を容易にして製品コストを低減することができる。
また、本実施形態によれば、２つのテーパロッド部７，８の接合部および第２のテーパロッド部８と光学部材９との接合部をそれぞれ同一の面積および同一の形状に形成しているので、導光される光が接合部において失われることなく導光される。その結果、光源４からの拡散光の利用効率を向上して明るい映像を得ることができる。

ここで、図３に示される比較例としての導光部材１Ａを用いた場合と、本実施形態の導光部材１を用いた場合の透過型液晶表示パネル５における光強度の均一性の比較結果を図４に示す。図４は、図３の導光部材１Ａの図３（ａ）のＡ−Ａ断面における光強度分布および図２の導光部材の図２（ａ）のＢ−Ｂ断面における光強度分布をそれぞれ示している。

図３の導光部材１Ａは、入射端１ａから射出端１ｂまで単一のテーパ角度を有するという条件以外は、本実施形態の導光部材１と同一である。すなわち、図３の導光部材１Ａは、本実施形態の導光部材１の入射端７ａおよび射出端８ａと同一の面積および形状を備えるとともに、本実施形態の導光部材１と同一の長手方向の長さ寸法Ｌ_０を有している。各寸法は表１の通りである。

図４に示されるように、図３の導光部材１Ａを用いた光学ユニット２Ａによれば、透過型液晶表示パネル５の画素領域の中央部分において光強度が低く、周辺部分において光強度が高い照明光が得られている。これに対して、本実施形態に係る導光部材１を用いた光学ユニット２によれば、図４透過型液晶表示パネル５の画素領域の全域にわたって、狭い幅の光強度分布が達成されており、照明ムラが飛躍的に低減されていることがわかる。

次に、導光部材１の第１のテーパロッド部７と第２のテーパロッド部８との長手方向の長さ寸法の割合について、図５および図６を参照して説明する。
図５は、第１のテーパロッド部７と第２のテーパロッド部８との接合部における面積が異なるサンプルＳ１〜Ｓ３についての、第２のテーパロッド部８の長さＬと有効光量Ｑとの関係を示すグラフである。ここで、有効光量Ｑとは、透過型液晶表示パネル５が照明光として許容する所定の開口数（ＮＡ）以内の光線の光量合計という。所定開口数は、例えば、０．２５である。

サンプルＳ１は、表１に示される寸法を有する本実施形態の光学ユニット２であり、接合部の面積は、２８ｍｍ×２１．６ｍｍ＝６０４．８ｍｍ^２である。また、サンプルＳ２は、接合部の面積が２６ｍｍ×２０．４ｍｍ＝５３０．４ｍｍ^２であることを除き、サンプルＳ１と同じ寸法を有する光学ユニット２である。サンプルＳ３は、接合部の面積が２０ｍｍ×１６．８ｍｍ＝３３６ｍｍ^２であることを除き、サンプルＳ１と同じ寸法を有する光学ユニット２である。
図５によれば、サンプルＳ１〜Ｓ３において、有効光量Ｑが最大となる第２のテーパロッド部８の長さＬは異なるが、有効光量Ｑの最大値には大きな差は見られない。

図６は、同じサンプルＳ１〜Ｓ３についての、第２のテーパロッド部８の長さＬと照明ムラＩとの関係を示すグラフである。ここで、照明ムラＩは、第２のテーパロッド部８の射出端８ａから射出される光線の光量の最小値を最大値で除算した値をいう。
図６によれば、接合部の面積が大きく、第２のテーパロッド部８の長さＬが長いときに照明ムラＩが小さくなることがわかる。特に、第２のテーパロッド部８の長さＬが第１のテーパロッド部７の長さより長いときに、比較例の光学ユニット（プロットＸ）よりも照明ムラＩが低減されていることがわかる。

また、製品としては、有効光量Ｑが大きくかつ照明ムラＩが小さいことが要求されるため、図７に示されるように、Ｑ×Ｉが最大値となるように各寸法を設定することが望ましい。図７によれば、本実施形態の光学ユニット２の場合（プロットＹ）が最も高い効率で、しかも、照明ムラＩの小さい照明光を提供することができる。また、２つのテーパロッド部７，８の接合部の面積が大きい場合に、Ｑ×Ｉが大きな最大値となる場合があることがわかる（鎖線Ｚ）。

なお、本実施形態においては、第１のテーパロッド部７および第２のテーパロッド部８を別部品として構成し、光学用接着剤により接合したが、これに代えて、一体部品として製造してもよい。
また、本実施形態においては、第２のテーパロッド部８の射出端８ａと光学部材９との接合部を同一の形状および同一の面積を有するように構成したが、これに代えて、図８に示されるように、光学部材９の入射端９ｄの大きさを第２のテーパロッド部８の射出端８ａの大きさよりも大きく構成することとしてもよい。

このようにすることで、上記実施形態と比較して射出する光の指向性を高める効果は落ちるものの、照明ムラＩをさらに均一化することができる。図８（ａ）のＣ−Ｃ断面における光強度分布を図４に重ねて示す。これによれば、本実施形態と同様の光強度の幅で、透過型液晶表示パネル５の画素領域全体にわたって均一な光強度の分布を達成できる。さらに、この場合の光強度分布は、画素領域の中央において光強度が高く、周辺に向かって緩やかに低くなっているため、本実施形態の場合よりも照明ムラを目視で識別し難い。したがって、図８の光学ユニット２を用いて、より照明ムラＩの少ない映像を投影することができる。

また、本実施形態においては、導光部材１に接続する光学部材９として三角プリズムを例示したが、これに代えて、偏光ビームスプリッタあるいはダイクロイックプリズムを採用することとしてもよい。

図９は、光学部材９′として偏光ビームスプリッタを採用した光学ユニット２′を示している。また、変調手段として反射型液晶表示パネル５′を採用している。この場合においても、第１の実施形態の導光部材１を採用することにより、反射型液晶表示パネル５′の画素領域における照明の均一性を向上することができる。

また、図１０は、３個の導光部材１と、これらの導光部材１を介して導かれた拡散光を合成する色合成プリズム（光学部材：ダイクロイックプリズム）９″とを備える光学ユニット２″を有するプロジェクタ３′を示している。各導光部材１の入射端７ａにはそれぞれ光源４が配置されている。また、変調手段としては、ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）５″が用いられ、色合成プリズム９″とＤＭＤ５″との間には、色合成プリズム９″の射出端９ａ″を２次光源像としてＤＭＤ５″の画素領域に結像するレンズ１０が配置されている。

このようにすることで、各光源４から発せられた拡散光が、導光部材１を導かれる間に、光強度ムラのない均一かつ指向性の高い照明光に変換されて色合成プリズム９″に入射される。色合成プリズム９″においては３方向から入射された照明光が合成され、レンズ１０によってＤＭＤ５″の画素領域に結像されて、ＤＭＤ５″により反射されることにより、映像情報を重畳されて投影される。
この場合においても、上記実施形態と同様に、照明ムラＩの少ない映像を投影することができる。

また、本実施形態においては、導光部材１として２つのテーパロッド部７，８を有するものを例示したが、これに代えて、３以上のテーパロッド部を有するものを採用してもよい。
また、各テーパロッド部７，８の側面が平面により構成されている角錐台状のものについて説明したが、円錐台状のテーパロッド部を有する導光部材に適用してもよい。
また、光学部材９，９′，９″としては、偏光板、１／２波長板等の光軸に平行な光学面が短い板状のものであっても、光軸に平行な面を光学面として利用する場合には含まれる。

また、有効光量よりも均一照明が重視される場合には、有効光量Ｑの影響を小さくするために、係数αによって調整可能である。
例えば、有効光量Ｑ′＝Ｍａｘ−（Ｍａｘ−Ｑ）／αという式で調整できる。ここで、Ｍａｘは有効光量Ｑのピーク値である。この場合に、例えば、α＝２とするとＱ′は図１１の通りとなる。

この有効光量Ｑ′を用いてＱ′×Ｉを求めると、図１２に示される通りの関係となる。したがって、係数αによって均一照明を重視した場合の最適解Ｑ′×Ｉ（鎖線Ｚ′）を求めることができる。
係数αの値は、有効光量を重視した場合は、０＜α＜１とし、均一照明を重視した場合にはα＞１とする。係数αの値は自由に調整可能である。また、重み付けの方法は上述した方法に限定されるものではない。

本発明の一実施形態に係るプロジェクタを示す側面図である。図１のプロジェクタに使用される本実施形態に係る光学ユニットを示す図であって、（ａ）照明領域の正面図、（ｂ）側面図および（ｃ）斜視図である。図２の光学ユニットの比較例を示す図であって、（ａ）照明領域の正面図、（ｂ）側面図および（ｃ）斜視図である。図２の光学ユニットおよび図３の光学ユニットの照明領域における光強度分布の比較結果を示すグラフである。図１のプロジェクタに用いられる導光部材の第２のテーパロッド部の長さと有効光量との関係を示すグラフである。図１のプロジェクタに用いられる導光部材の第２のテーパロッド部の長さと照明ムラとの関係を示すグラフである。図１のプロジェクタに用いられる導光部材の第２のテーパロッド部の長さと、有効光量と照明ムラとの積との関係を示すグラフである。図２の光学ユニットの変形例を示す図であり、（ａ）照明領域の正面図、（ｂ）側面図である。図２の光学ユニットの他の変形例を示す側面図である。図１のプロジェクタの変形例を示す側面図である。図１のプロジェクタに用いられる導光部材の第２のテーパロッド部の長さと係数αにより重み付けした有効光量との関係を示すグラフである。図１のプロジェクタに用いられる導光部材の第２のテーパロッド部の長さと、係数αにより重み付けした有効光量と照明ムラとの積との関係を示すグラフである。テーパロッド部と平行ロッド部とが隣接する場合に発生する照明ムラについて説明する説明図であり、（ａ）は平行ロッド部を有しない場合、（ｂ）は平行ロッド部を有する場合、（ｃ）は（ｂ）のＰ部の詳細図である。

符号の説明

１導光部材
２，２′，２″ 光学ユニット
３，３′ プロジェクタ
４光源
５透過型液晶表示パネル（変調手段）
５′ 反射型液晶表示パネル（変調手段）
５″ ディジタルマイクロミラーデバイス（変調手段）
６投影レンズ（投影光学手段）
７，８テーパロッド部
７ａ入射端
８ａ射出端
９，９′，９″ 光学部材
９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ光学面
Ｉ照明ムラ
Ｑ有効光量
Ｓスクリーン

Claims

光源から射出された拡散光を、光軸に平行な光学面を有する光学部材まで導く導光部材であって、
前記光源側に配置される入射端と、前記光学部材側に配置される射出端との間に、入射端および射出端のほぼ中心を通る中心軸方向に沿って隣接配置された複数のテーパロッド部を備え、
各テーパロッド部が、入射端側から射出端側に向かって、それぞれ一定のテーパ角度で漸次広がる形状を有するとともに、
各テーパロッド部のテーパ角度が、入射端側に隣接するテーパロッド部のテーパ角度よりも小さく設定されている導光部材。
前記複数のテーパロッド部が相互に接合されている請求項１に記載の導光部材。
２つのテーパロッド部からなり、
入射端側に配置される第１のテーパロッド部の中心軸に沿う長さ寸法が、射出端側に配置される第２のテーパロッド部の中心軸に沿う長さ寸法よりも短い請求項１または請求項２に記載の導光部材。
各テーパロッド部を構成する各面が平面である請求項１から請求項３のいずれかに記載の導光部材。
光軸に平行な光学面を有する光学部材と、
光源から射出された拡散光を、前記光学部材まで導く導光部材とを備え、
該導光部材が、前記光源側に配置される入射端と、前記光学部材側に配置される射出端との間に、光軸に沿って隣接配置された複数のテーパロッド部を備え、
各テーパロッド部が、入射端側から射出端側に向かって、それぞれ一定のテーパ角度で漸次広がる形状を有するとともに、
各テーパロッド部のテーパ角度が、入射端側に隣接するテーパロッド部のテーパ角度よりも小さく設定されている光学ユニット。
前記複数のテーパロッド部および光学部材が相互に接合されている請求項５に記載の光学ユニット。
前記光学部材が、三角プリズム、偏光ビームスプリッタまたはダイクロイックプリズムのいずれかである請求項５または請求項６に記載の光学ユニット。
前記導光部材が、２つのテーパロッド部からなり、
入射端側に配置される第１のテーパロッド部の中心軸に沿う長さ寸法が、射出端側に配置される第２のテーパロッド部の中心軸に沿う長さ寸法よりも短い請求項５から請求項７のいずれかに記載の光学ユニット。
前記導光部材の射出端が、前記光学部材の入射端とほぼ同じ大きさおよび形状を有する請求項５から請求項８のいずれかに記載の光学ユニット。
前記導光部材の射出端が、前記光学部材の入射端より小さい請求項５から請求項８のいずれかに記載の光学ユニット。
前記導光部材を構成する各面が平面である請求項５から請求項８のいずれかに記載の光学ユニット。
請求項５から請求項１１のいずれかに記載の光学ユニットと、
照明光である拡散光を射出する光源と、
該光源から前記光学ユニットに入射され、その光学部材から射出された照明光を変調する変調手段と、
該変調手段により変調された照明光をスクリーンに対して投影する投影光学手段とを備えるプロジェクタ。
前記各テーパロッド部のテーパ角度および中心軸に沿う長さ寸法の割合は、前記変調手段が照明光として許容する所定開口数以内の光線の合計光量である有効光量と、前記所定開口数以内の光線の光量の最小値を最大値で除算して得られた照明ムラとの積が最大値となるように設定されている請求項１２に記載のプロジェクタ。