JP6115681B2 - 画像投射装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像投射装置に関する。

光を照射する装置（照明光形成装置）には、複数の光を合成した合成光を照射するものがある。

特許文献１では、複数の光源が平面状に配列された光源群と、光源群から射出された光線束を反射する第一反射ミラー群等とを有する光源ユニット（照明光形成装置）に関する技術を開示している。

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、複数の光源を行及び列をなす平面状に配置しているため、照明光形成装置が大型化する場合があった。また、特許文献１に開示されている技術では、第一反射ミラー群の複数の反射ミラーが階段状に配置されること、又は、光源群の光源の行数と同数の短冊状の反射ミラーが光源群の行方向に対して平行に配置されることによって、装置が大型化する場合があった。

本発明は、第１の光源部と第２の光源部とがそれぞれ発した光を合成して出射する画像投射装置を提供することを課題とする。

本発明の一の態様によれば、複数の光源を備える第１の光源部と、前記第１の光源部の各光源が光を発する方向とは反対の方向に光を発するように配置された複数の光源を備える第２の光源部と、前記第１の光源部の各光源が発した光を反射する第１の反射部と、前記第２の光源部の各光源が発した光を反射する第２の反射部と、前記第１の光源部と前記第１の反射部との間の光路上に配置され、前記第１の光源部の各光源が発した光を集光する第１の集光部と、前記第２の光源部と前記第２の反射部との間の光路上に配置され、前記第２の光源部の各光源が発した光を集光する第２の集光部と、前記第１の反射部で反射された前記第１の光源部の各光源が発した光と前記第２の反射部で反射された前記第２の光源部の各光源が発した光とを反射し、合成光にする第３の反射部と、前記合成光を用いて画像を投射する投射レンズ部とを備え、前記第１の反射部は、前記第２の反射部よりも前記第２の光源部側に配置されており、前記第２の反射部は、前記第１の反射部が前記第１の光源部の各光源が発した光を反射する方向とは反対の方向に前記第２の光源部の各光源が発した光を反射することを特徴とする画像投射装置が提供される。

本発明の画像投射装置によれば、第１の光源部と第２の光源部とがそれぞれ発した光を合成して出射することができる。

本発明の実施形態に係る照明光形成装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明光形成装置の一例を説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明光形成装置の一例を説明する概略断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明光形成装置のその他の例を説明する概略断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明光形成装置の温調手段の一例を説明する説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る照明光形成装置の光源手段の出射（射出）方向の一例を説明する説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る照明光形成装置の一例を説明する説明図である。 本発明の第３の実施形態に係る照明光形成装置の一例を説明する説明図である。 本発明の実施例１に係る画像投射装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施例１に係る画像投射装置の一例を説明する概略システム図である。 本発明の実施例２に係る照明装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施例３に係る表示装置の一例を示す概略構成図である。

添付の図面を参照しながら、複数の光を合成した光を照射する照明光形成装置を用いて、本発明の限定的でない例示の実施形態を説明する。以後の説明において、照明光形成装置とは、光源から発せられた光を照射（出射、射出、出力など）する装置である。

本発明は、以下に説明する照明光形成装置以外でも、照明装置、表示装置、光源装置、光走査装置、光書込ユニット、画像形成装置、画像記録装置、画像投影（投射）装置、被写機、複合機、プリンタ、スキャナ、ファックス、バーコードスキャナ、車載用レーザレーダ、波長可変レーザ及びメディカル用レーザ、並びに、その他複数の光を合成するもの（部品、装置、機器、ユニットなど）であれば、いずれのものにも用いることができる。

なお、以後の説明において、添付の全図面の記載の同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る照明光形成装置１１０を用いて、本発明を説明する。

（照明光形成装置の構成）
図１〜図５を用いて、本実施形態に係る照明光形成装置１１０の構成を説明する。

図１に示すように、照明光形成装置１１０は、照明光形成装置１１０の動作を制御する制御手段１０と、複数の光を発する複数の光源を備える光源手段２０と、複数の光を合成して出射（又は射出）する出射手段３０と、を有する。また、照明光形成装置１１０は、本実施形態では、光源手段２０（光源など）の温度を調整する温調手段４０と、光源手段２０等を保持する保持手段５０と、を更に有する。

照明光形成装置１１０は、光源手段２０を用いて、複数の光を生成する（発する、発光する）。また、照明光形成装置１１０は、光源手段２０及び出射手段３０を用いて、複数の光を合成し、合成した光（以下、「合成光」という。）を出射（射出）する。更に、照明光形成装置１１０は、温調手段４０を用いて、照明光形成装置１１０（光源など）の温度を調整する。

制御手段１０は、照明光形成装置１１０の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する手段である。制御手段１０は、光源手段２０の動作を制御することによって、光源手段２０（光源）から発する複数の光の点灯タイミング、光度（輝度）及び光量などを制御する。また、制御手段１０は、光源手段２０の動作を制御することによって、照明光形成装置１１０が出射する合成光（出射光）の出射タイミング、光度（輝度）及び光量などを制御する。更に、制御手段１０は、温調手段４０の動作を制御することによって、照明光形成装置１１０（光源など）の温度を制御（調整）する。なお、制御手段１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリ等を含む演算処理装置で構成してもよい。

光源手段２０は、光を発する手段である。光源手段２０は、本実施形態では、複数の光（又は光線）を発する複数の光源を夫々備える第１の光源群２１Ａ及び第２の光源群２１Ｂと、第１の光源群２１Ａ等の複数の光源から発した複数の光を夫々集光する複数のレンズを備えるレンズ群２２と、を有する。ここで、光源手段２０は、光源として、例えば発光ダイオードであるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、半導体レーザであるＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）若しくは有機ＥＬ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、又は、その他発光部材若しくは発光素子を用いることができる。

なお、光源として半導体レーザを用いた場合には、本発明に係る光源手段２０（照明光形成装置１１０）は、半導体レーザが小型で高出力であるため、小型で高出力な手段（装置）とすることができる。また、光源手段２０（照明光形成装置１１０）は、半導体レーザを高密度で集積すること（例えば後述する図３又は図４）によって、更に小型で高出力な手段（装置）とすることができる。

第１の光源群２１Ａ及び第２の光源群２１Ｂは、複数の光源を用いて、複数の光を発するものである。第１の光源群２１Ａと第２の光源群２１Ｂとは、互いに対向した位置に配置される。また、第１の光源群２１Ａの光源と第２の光源群２１Ｂの光源とは、本実施形態では、図２に示すように、保持手段５０（後述）を用いて、互いに対向した位置で保持される。

具体的には、光源手段２０は、例えば図３（ａ）に示すように、第１の光源群２１Ａの複数の光源２１Ａａ〜２１Ａｐを略円形状に配置することができる。また、光源手段２０は、例えば図３（ｂ）に示すように、第２の光源群２１Ｂの複数の光源２１Ｂａ〜２１Ｂｐを略円形状に配置することができる。なお、第１の光源群２１Ａの複数の光源２１Ａａ等は、例えば図４（ａ）に示すように、略四角形状に配置されてもよい。また、第２の光源群２１Ｂの複数の光源２１Ｂａ等は、例えば図４（ｂ）に示すように、略四角形状に配置されてもよい。更に、第１の光源群２１Ａ及び第２の光源群２１Ｂの複数の光源２１Ａａ等及び２１Ｂａ等は、その他の円形（例えば楕円形）若しくは多角形形状（例えば長方形）、又は、多角形形状を有さない任意の位置に夫々配置されてもよい。

なお、図３（ａ）は、本実施形態に係る照明光形成装置１１０の図２の切断線Ａ−Ａに関する概略断面図の一例を示す。図３（ｂ）は、図２の切断線Ｂ−Ｂに関する概略断面図の一例を示す。また、図４（ａ）は、本実施形態に係る照明光形成装置１１０の図２の切断線Ａ−Ａに関する概略断面図のその他の例を示す。図４（ｂ）は、図２の切断線Ｂ−Ｂに関する概略断面図のその他の例を示す。

レンズ群２２は、第１の光源群２１Ａ等の複数の光源２１Ａａ等から発した複数の光を夫々集光するものである。レンズ群２２は、本実施形態では、第１の光源群２１Ａに対応する第１のレンズ群２２Ａと、第２の光源群２１Ｂに対応する第２のレンズ群２２Ｂと、を有する。レンズ群２２は、複数のレンズ（例えばコリメータレンズ、集光レンズ、カップリングレンズ、凸レンズなど）を用いることができる。本実施形態に係るレンズ群２２は、複数のレンズとして、複数のコリメータレンズ（例えば図３（ａ）の２２Ａａ〜２２Ａｐ、図３（ｂ）の２２Ｂａ〜２２Ｂｐ）を用いる。これにより、レンズ群２２は、集光レンズを用いることなく、複数の光源が発した光を一箇所に集光することができるので、部品の数を低減することができる。

第１のレンズ群２２Ａ（複数のコリメータレンズ２２Ａａ等）は、図２及び図３（ａ）に示すように、第１の光源群２１Ａの複数の光源２１Ａａ等が発した複数の光の光路に夫々配置される。また、第２のレンズ群２２Ｂ（複数のコリメータレンズ２２Ｂａ等）は、図２及び図３（ｂ）に示すように、第２の光源群２１Ｂの複数の光源２１Ｂａ等が発した複数の光の光路に夫々配置される。これにより、レンズ群２２（複数のコリメータレンズ２２Ａａ等、２２Ｂａ等）は、第１の光源群２１Ａ及び第２の光源群２１Ｂ（複数の光源２１Ａａ等、２１Ｂａ等）が発した複数の光を夫々集光して、複数の平行光又は集束光を夫々生成することができる。

出射手段３０は、合成光を出射（射出、出力、照射など）する手段である。出射手段３０は、第１の光源群２１Ａが発した光を反射する反射部３１Ａと、第２の光源群２１Ｂが発した光を反射する第２の反射部３１Ｂと、を有する。また、出射手段３０は、反射部３１Ａが反射した光及び第２の光源群２１Ｂが発した光を反射する出射部３２を有する。

反射部３１Ａ、第２の反射部３１Ｂ及び出射部３２は、本実施形態では、光を反射する反射部材として、ガラス基板若しくはシリコン基板の表面に金属（アルミニウムなど）の薄膜を蒸着したミラーを用いることができる。また、反射部３１Ａ等は、ミラー以外の光を反射することができる部材を用いてもよい。

なお、以後の説明において、出射手段３０として第２の反射部３１Ｂを有する構成を説明するが、本発明を用いることができる出射手段３０は、第２の反射部３１Ｂを有さない構成としてもよい。すなわち、本発明を用いることができる照明光形成装置１１０は、第２の光源群２１Ｂが発した光が（直接）出射部３２に入射される構成としてもよい。

反射部３１Ａは、光源手段２０が発した光を反射するものである。反射部３１Ａは、本実施形態では、図２に示すように、第１の光源群２１Ａと対向した位置に配置される。これにより、反射部３１Ａは、レンズ群２２を透過した光（以下、「透過光」という。）を反射することができる。また、反射部３１Ａは、第１の光源群２１Ａが発した複数の光及び第２の光源群２１Ｂが発した複数の光（第２の反射部３１Ｂが反射した複数の光）を夫々反射することができる。更に、反射部３１Ａは、複数の光を反射することによって、反射した光（以下、「反射光」という。）を出射部３２に入射することができる。

本実施形態に係る反射部３１Ａは、第１の光源群２１Ａが略円形状に配置される場合に（図３（ａ））、例えば図３（ｂ）に示すように、略円形状の反射部材３１Ａｍを備えることができる。また、反射部３１Ａは、第１の光源群２１Ａが略四角形状に配置される場合に（図４（ａ））、例えば図４（ｂ）に示すように、略四角形状の反射部材３１Ａｍを備えることができる。なお、反射部３１Ａの反射部材３１Ａｍは、上記略円形状又は略四角形状に限定されるものではない。すなわち、反射部３１Ａの反射部材３１Ａｍは、第１の光源群２１Ａの複数の光源２１Ａａ等の配置に対応した形状とすることができる。

第２の反射部３１Ｂは、光源手段２０が発した光を反射するものである。第２の反射部３１Ｂは、本実施形態では、図２に示すように、第２の光源群２１Ｂと対向した位置に配置される。これにより、第２の反射部３１Ｂは、レンズ群２２を透過した透過光を反射することができる。また、第２の反射部３１Ｂは、第２の光源群２１Ｂが発した複数の光を反射することができる。更に、第２の反射部３１Ｂは、複数の光を反射することによって、反射光を出射部３２に入射することができる。

本実施形態に係る第２の反射部３１Ｂは、第２の光源群２１Ｂが略円形状に配置される場合に（図３（ｂ））、例えば図３（ａ）に示すように、略円環形状の反射部材３１Ｂｍを備えることができる。また、第２の反射部３１Ｂは、第２の光源群２１Ｂが略四角形状に配置される場合に（図４（ｂ））、例えば図４（ａ）に示すように、略四角形状の反射部材３１Ｂｍを備えることができる。なお、第２の反射部３１Ｂの反射部材３１Ｂｍは、上記略円形状又は略四角形状に限定されるものではない。すなわち、第２の反射部３１Ｂの反射部材３１Ｂｍは、第２の光源群２１Ｂの複数の光源２１Ｂａ等の配置に対応した形状とすることができる。

出射部３２は、光源手段２０が発した光を出射（射出）するものである。出射部３２は、本実施形態では、図２に示すように、反射部３１Ａと対向した位置に配置される。これにより、出射部３２は、反射部３１Ａが反射した反射光を出射方向Ｐｘに反射（出射）することができる。また、出射部３２は、第１の光源群２１Ａが発した複数の光及び第２の光源群２１Ｂが発した複数の光を出射方向Ｐｘに反射することによって、複数の光（又は反射光）を出射方向Ｐｘに収束させ、複数の光を重畳（合成）して合成光を生成することができる。更に、出射部３２は、生成した合成光を出射方向Ｐｘに出射することができる。

また、本実施形態に係る出射部３２は、第１の光源群２１Ａ及び第２の光源群２１Ｂが略円形状に配置される場合に（図３（ａ）及び図３（ｂ））、例えば図３（ａ）に示すように、略円形状（又は略楕円形状）の反射部材３２ｍを用いることができる。また、出射部３２は、第１の光源群２１Ａ及び第２の光源群２１Ｂが略四角形状に配置される場合に（図４（ａ）及び図４（ｂ））、例えば図４（ａ）に示すように、略四角形状（又は長方形形状）の反射部材３２ｍを備えることができる。なお、出射部３２の反射部材３２ｍは、上記略円形状又は略四角形状に限定されるものではない。すなわち、出射部３２の反射部材３２ｍは、入射される光（光線束）に対応した形状とすることができる。

更に、本実施形態に係る出射部３２は、照明光形成装置１１０外部に光を出射する出射方向、並びに、出射部３２に入射する光の入射角に対応する位置に反射部材３２ｍを配置する。すなわち、出射部３２は、図２に示すように、出射方向Ｐｘ、並びに、出射部３２に入射する第１の光源群２１Ａが発した複数の光の入射角及び第２の光源群２１Ｂが発した複数の光の入射角に対応する位置に反射部材３２ｍを配置することができる。これにより、出射部３２は、第１の光源群２１Ａ及び第２の光源群２１Ｂが発した複数の光の合成光を所望の出射方向（Ｐｘ）に出射することができる。

温調手段４０は、光源手段２０（照明光形成装置１１０）の温度を調整する手段である。温調手段４０は、本実施形態では、照明光形成装置１１０（光源など）の熱を伝達される放熱部材４１と、放熱部材４１を空冷する冷却部材４２とを有する。

放熱部材４１は、複数の光源との間で熱を伝達することによって、照明光形成装置１１０（光源等）を冷却（放熱）することができる。放熱部材４１は、本実施形態では、図２に示すように、第１の光源群２１Ａ及び第２の光源群２１Ｂの光を発する方向と反対側の保持手段５０（５０Ａ、５０Ｂ）の側面に夫々配置される。

冷却部材４２は、放熱部材４１を冷却するものである。冷却部材４２は、本実施形態では、図２に示すように、保持手段５０（５０Ａ、５０Ｂ）と接する側と反対側の放熱部材４１の側面に夫々配置される。また、冷却部材４２は、本実施形態では、図５に示すように、内蔵する冷却用ファン４２ｆを回転することによって、冷却風４２ｆａを生成し、生成した冷却風４２ｆａを放熱部材４１に送風する。これにより、冷却部材４２は、冷却風４２ｆａを用いて、照明光形成装置１１０（放熱部材４１等）を冷却することができる。

本実施形態に係る照明光形成装置１１０によれば、温調手段４０の冷却部材４２の冷却用ファン４２ｆを用いて、略円環形状の断面（又は旋回流）の冷却風を送風することができる。これにより、照明光形成装置１１０によれば、温調手段４０を用いて、略円形状（図３）又は略多角形状（図４）に配置された複数の光源（２１Ａａ等）の配置された形状に対応して加熱される放熱部材４１を、略円環形状の断面の冷却風４２ｆａで冷却することができる。

すなわち、照明光形成装置１１０によれば、温調手段４０を用いて略円環形状の断面の冷却風４２ｆａで冷却することができるので、光源手段２０（照明光形成装置１１０）の冷却効率を向上することができる。また、照明光形成装置１１０は、複数の光源から発生する熱を保持手段５０に伝導することができるので、保持手段５０に熱を均一に拡散することができ、複数の光源の温度分布を略均一にすることができる。このため、照明光形成装置１１０によれば、保持手段５０を用いて、一部の光源だけが温度上昇すること及び複数の光源の温度上昇を抑制することができ、複数の光源の冷却性能を向上することができる。

保持手段５０は、光源手段２０、出射手段３０及び温調手段４０などを保持する手段である。保持手段５０は、本実施形態では、第１の光源群２１Ａ等を保持する第１の保持部材５０Ａと、第２の光源群２１Ｂ等を保持する第２の保持部材５０Ｂと、を有する。

本実施形態に係る保持手段５０（５０Ａ、５０Ｂ）は、図２に示すように、第１の光源群２１Ａと第２の光源群２１Ｂとを互いに対向した位置で保持する。また、保持手段５０（５０Ａ等）は、第１の光源群２１Ａに対応する第１のレンズ群２２Ａと第２の光源群２１Ｂに対応する第２のレンズ群２２Ｂとを第１の光源群２１Ａ等の光路で保持（支持）する。更に、保持手段５０（５０Ａ等）は、温調手段４０の放熱部材４１を第１の光源群２１Ａ及び第２の光源群２１Ｂの光を発する方向に対して反対側の側面で保持する。

また、本実施形態に係る保持手段５０は、図２に示すように、第１の光源群２１Ａと第２の光源群２１Ｂとを所定の距離を離間して保持することができる。また、保持手段５０は、反射部３１Ａと第２の反射部３１Ｂ及び出射部３２とを所定の距離を離間して保持することができる。ここで、所定の距離は、光源手段２０（光源２１Ａａ等）から発した光を反射する方法（又は偏向する方向）に対応する距離とすることができる。また、所定の距離は、光源手段２０（光源２１Ａａ等）と出射手段３０（反射部３１Ａ等）との離間距離、出射手段３０（反射部３１Ａ等）の反射方向及び合成光の出射方向Ｐｘに対応した距離とすることができる。更に、所定の距離は、実験又は数値計算等で予め定められる値とすることができる。

なお、上記の照明光形成装置１１０の各構成は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）製造プロセス又は半導体製造プロセスなどを用いて、光源手段２０、出射手段３０及び保持手段５０等を一体で加工（モールド成形など）してもよい。照明光形成装置１１０は、例えば光源手段２０（レンズ群２２）と保持手段５０とを一体形成（成形）することによって、光源手段２０の取り付け精度を向上することができる。

（光を照射する動作）
図２及び図６を用いて、本発明の第１の実施形態に係る照明光形成装置１１０が光を照射する動作を説明する。

なお、以下の説明では、照明光形成装置１１０の一の方向（図２のＰｘ）に合成光を出射する実施形態を説明する。しかしながら、本発明に係る照明光形成装置１１０の光を出射する方向は、上記方向に限定されるものではない。すなわち、本発明を用いることができる照明光形成装置１１０は、光源手段２０及び出射手段３０の相対的な位置関係を変更することによって、他の方向に光（合成光）を出射することができる。

先ず、光源が発した光を合成して照射するために、照明光形成装置１１０は、図２に示すように、第１の光源群２１Ａの複数の光源及び第２の光源群２１Ｂの複数の光源（図３又は図４の２１Ａａ等及び２１Ｂａ等）から夫々光（光線）を発（出射、発光）する。このとき、照明光形成装置１１０は、光源手段２０から発せられた光を複数のコリメータレンズ２２Ａ、２２Ｂ（図３又は図４の２２Ａａ等及び２２Ｂａ等）に入射する。また、照明光形成装置１１０は、光源手段２０から発せられた光を複数のコリメータレンズ２２Ａ、２２Ｂに入射することによって、レンズ群２２（２２Ａ、２２Ｂ）を透過した透過光を生成する。更に、照明光形成装置１１０は、生成した透過光を出射手段３０（反射部３１Ａ、第２の反射部３１Ｂ又は出射部３２）に入射する。

なお、本発明に用いることができる照明光形成装置１１０は、光源が発した光をレンズ群２２（２２Ａ、２２Ｂ）に透過させて、平行光（透過光）を生成してもよい。また、本発明に用いることができる照明光形成装置１１０は、平行光以外の透過光を生成してもよい。

ここで、本実施形態に係る照明光形成装置１１０は、光源手段２０から発せられた光の光線束の中心軸とコリメータレンズの光軸とを離反することで、出射手段３０の方向に透過光の進行方向を変更（以下、「偏向」という。）してもよい。また、照明光形成装置１１０は、光源手段２０から発せられた光の進行方向が出射手段３０の出射部３２の方向になるように、光源手段２０を取り付けしてもよい。

具体的には、本実施形態に係る光源手段２０（照明光形成装置１１０）は、図６（ａ）に示すように、光源２１Ａ、２１Ｂが発した透過する前の光ＯＳの光線束の中心軸Ｏｘとレンズ群２２（コリメータレンズ）の光軸Ｌｘとを所定距離ＤＥで離反する。これにより、光源手段２０は、レンズ群２２を透過した透過光ＬＳを、所定距離ＤＥで離反している方向に偏向することができる。すなわち、本実施形態に係る照明光形成装置１１０は、光源手段２０を用いて、複数の光を出射手段３０（反射部３１Ａ、第２の反射部３１Ｂ又は出射部３２）に入射することができる。また、本実施形態に係る照明光形成装置１１０は、集光レンズ又はミラー等を用いて光を偏向する必要がないため、部品の数を低減することができる。

一方、本実施形態に係る光源手段２０は、光ＯＳの光線束の中心軸Ｏｘを所定の角度に傾けて、光源手段２０を配置してもよい。すなわち、光源手段２０は、図６（ｂ）に示すように、光ＯＳの光線束の中心軸Ｏｘを出射手段３０（反射部３１Ａ、第２の反射部３１Ｂ又は出射部３２）の方向に対応する所定の角度（図中のθｅ）に傾けて、光源（第１の光源群２１Ａ等）を配置してもよい。これにより、本実施形態に係る照明光形成装置１１０は、光源手段２０を用いて、複数の光を出射手段３０（反射部３１Ａ、第２の反射部３１Ｂ又は出射部３２）に所定の入射角で入射することができる。

次に、照明光形成装置１１０は、レンズ群２２（コリメータレンズ）を透過した透過光を反射部３１Ａ又は第２の反射部３１Ｂで反射する。また、照明光形成装置１１０は、出射部３２を用いて、反射部３１Ａ又は第２の反射部３１Ｂが反射した反射光を出射方向に収束させて、合成光を生成する。

具体的には、照明光形成装置１１０は、図２に示すように、第１の光源群２１Ａが発した複数の光を反射部３１Ａで反射し、出射部３２に入射する。また、照明光形成装置１１０は、第２の光源群２１Ｂが発した複数の光を第２の反射部３１Ｂで反射し、更に第１の反射部３１Ａで反射した後に、出射部３２に入射する。次いで、照明光形成装置１１０は、出射部３２を用いて、反射部３１Ａ及び第２の反射部３１Ｂから入射した反射光を出射方向Ｐｘに収束する。これにより、照明光形成装置１１０は、複数の反射光を重畳して、合成光を生成することができる。なお、照明光形成装置１１０は、反射部３１Ａと第２の反射部３１Ｂとの間隙で光（透過光）を複数回反射させた後に、出射部３２に反射光を入射してもよい。

その後、照明光形成装置１１０は、生成した合成光を出射方向Ｐｘに出射（射出）し、光を照射する動作を終了する。

以上により、本発明の第１の実施形態に係る照明光形成装置１１０によれば、対向して配置された第１の光源群２１Ａと第２の光源群２１Ｂとを用いて、第１の光源群２１Ａ及び第２の光源群２１Ｂが発した複数の光を合成して、出射方向（Ｐｘ）に出射することができる。また、照明光形成装置１１０によれば、複数の光源を含む複数の光源群（２１Ａ、２１Ｂ）を対向して配置することができるので、照明光形成装置１１０を小型化することができる。

また、本実施形態に係る照明光形成装置１１０によれば、複数の光源を含む複数の光源群が発した複数の光を合成して合成光を生成することができるので、照射する照射光（合成光）の輝度（光度、照度など）を高めることができ、高出力の光を照射することができる。また、照明光形成装置１１０によれば、複数の光源を含む光源群を用いて高出力の光を照射することができるので、２つの光源群を用いて夫々照射した光をその後合成する場合と比較して、照明光形成装置１１０を小型化することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る照明光形成装置１２０を用いて、本発明を説明する。

（照明光形成装置の構成）及び（光を照射する動作）
図１及び図３〜図７を用いて、本実施形態に係る照明光形成装置１２０の構成等を説明する。なお、本実施形態に係る照明光形成装置１２０の構成等は、第１の実施形態に係る照明光形成装置１１０の構成等と同様の部分があるため、異なる部分を主に説明する。

図７に示すように、本実施形態に係る照明光形成装置１２０は、出射手段３０の出射部３２として、曲面形状を有する反射部材３２ｍｂを備える。ここで、照明光形成装置１２０は、反射部材３２ｍｂとして、例えば凹面鏡を用いることができる。

反射部材３２ｍｂは、本実施形態では、反射部３１Ａが反射した反射光を出射方向Ｐｘに反射（出射）する。このとき、反射部材３２ｍｂは、曲面形状の表面を用いて、反射光を収束させながら反射する。すなわち、反射部材３２ｍｂは、曲面形状の表面を用いて、反射光（の光線束）の拡散角を減少することができる。

以上により、本実施形態に係る照明光形成装置１２０は、曲面形状の反射部材３２ｍｂを用いて反射光を収束させることができるので、反射部３１Ａと第２の反射部３１Ｂとの間隙で光（透過光、反射光）を反射させる回数を減少することができる。また、本実施形態に係る照明光形成装置１２０は、反射部３１Ａと第２の反射部３１Ｂとの間隙で光を反射させる回数を減少することができるので、光源の光路を短縮することができ、照明光形成装置を更に小型化することができる。更に、本実施形態に係る照明光形成装置１２０は、反射部３１Ａと第２の反射部３１Ｂとの間隙で光を反射させる回数を減少することができるので、反射で生じる光量の損失を低減することができる。

また、本実施形態に係る照明光形成装置１２０によれば、第１の実施形態に係る照明光形成装置１１０と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る照明光形成装置１３０を用いて、本発明を説明する。

（照明光形成装置の構成）及び（光を照射する動作）
図１、図３〜図６及び図８を用いて、本実施形態に係る照明光形成装置１３０の構成等を説明する。なお、本実施形態に係る照明光形成装置１３０の構成等は、第１の実施形態に係る照明光形成装置１１０の構成等と同様の部分があるため、異なる部分を主に説明する。

図８に示すように、本実施形態に係る照明光形成装置１３０は、出射手段３０の出射部３２として、集光レンズ３２ｍｃを更に有する。ここで、照明光形成装置１３０は、集光レンズ３２ｍｃとして、例えば凸レンズを用いることができる。

集光レンズ３２ｍｃは、本実施形態では、出射部３２の反射部材３２ｍが反射した反射光（照射光）を集光することができる。すなわち、集光レンズ３２ｍｃは、複数の光源が発した複数の光を集光し、集光した光の焦点距離を短縮することができる。

以上により、本実施形態に係る照明光形成装置１３０は、集光レンズ３２ｍｃを用いて、反射部材３２ｍが反射した反射光を集光することができるので、反射部３１Ａと第２の反射部３１Ｂとの間隙で光（透過光、反射光）を反射させる回数を減少することができる。また、本実施形態に係る照明光形成装置１３０は、反射部３１Ａと第２の反射部３１Ｂとの間隙で光を反射させる回数を減少することができるので、光源の光路の長さを短縮することができ、照明光形成装置を更に小型化することができる。更に、本実施形態に係る照明光形成装置１３０は、反射部３１Ａと第２の反射部３１Ｂとの間隙で光を反射させる回数を減少することができるので、反射で生じる光量の損失を低減することができる。

また、本実施形態に係る照明光形成装置１３０によれば、第１の実施形態に係る照明光形成装置１１０と同様の効果を得ることができる。

（実施例１）
実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を含む画像投射装置２００の実施例を用いて、本発明を説明する。ここで、画像投射装置とは、本実施例では、投射対象物（投影対象物）に画像（映像を含む）を投射（投影）する装置である。なお、本発明の実施例１に係る画像投射装置は、投影装置、投射装置、プロジェクタ、及び、その他複数の光を合成した合成光を用いて画像を対象物に投射（拡大投射、投影など）するものであれば、いずれのものにも用いることができる。

（画像投射装置の構成）
図９を用いて、実施例１に係る画像投射装置２００の構成を説明する。なお、本実施例に係る画像投射装置２００の構成は実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）の構成を含むため、異なる部分を主に説明する。

図９に示すように、本実施例に係る画像投射装置２００は、実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を備える。また、画像投射装置２００は、照明光形成装置が合成した合成光（照射光）を用いて画像を投射する投射光学系６０と、投射する画像を形成する画像形成手段７０とを有する。更に、画像投射装置２００は、画像投射装置２００の各構成の動作を制御する制御手段２１０と、画像投射装置２００の動作状態及び動作条件等を記憶する記憶手段８０と、画像投射装置２００外部と情報の入出力を行うＩ／Ｆ手段９０とを更に有する。

本実施例に係る制御手段２１０は、画像投射装置２００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する手段である。制御手段２１０は、光源手段２０の動作を制御することによって、光源手段２０（例えば図３の複数の光源２１Ａａ等）から発する複数の光の点灯タイミング、光度（輝度）及び光量などを制御する。また、制御手段２１０は、光源手段２０の動作を制御することによって、照明光形成装置が出射する出射光の出射タイミング、光度（輝度）、光量及び明度などを制御することができる。更に、制御手段２１０は、投射光学系６０及び画像形成手段７０の動作を制御することによって、投射する画像に関する動作を制御することができる。

なお、制御手段２１０は、（例えば記憶手段８０に）予め記憶されているプログラム（制御プログラム、アプリケーション等）を用いて、投射光学系６０及び画像形成手段７０等の動作を制御してもよい。また、制御手段１０は、Ｉ／Ｆ手段９０（入力部など）から入力された情報等に基づいて、照明光形成装置、投射光学系６０及び画像形成手段７０等の動作を制御してもよい。

投射光学系６０は、照明光形成装置が合成した合成光を用いて画像を投射対象物上に投射する手段である。投射光学系６０は、本実施例では、合成光の光線束の光量（照度、明度など）を均一にする光量均一化部６１と、光量均一化部６１で均一にされた光を画像形成手段７０が形成した画像に照射する集光レンズ部６２と、形成した画像を透過した光を投射する投射レンズ部６３とを備える。

光量均一化部６１は、合成光の光線束の色合成、光量、輝度、明度、照度などを均一にするものである。光量均一化部６１は、例えばロッドインテグレータ（四角柱レンズなど）を用いることができる。ここで、ロッドインテグレータとは、ガラスなどの角柱の一端に入射した光を角柱内部で全反射させることによって、角柱の他端から出射する光の輝度分布（光度分布など）を均一にするものである。

集光レンズ部６２は、光量均一化部６１から出射した光を画像形成手段７０が形成した画像に照射するものである。集光レンズ部６２は、本実施例では、光量均一化部６１で均一にされた光を画像形成手段７０が形成した画像（例えば画像パネル）に照射する。集光レンズ部６２は、例えばリレーレンズを用いることができる。

投射レンズ部６３は、画像を透過した光を投射するものである。投射レンズ部６３は、本実施例では、画像形成手段７０が形成した画像を透過した光を投射対象物の表面に結像する。投射レンズ部６３は、複数のレンズを用いて、拡大（又は縮小）して画像を投射してもよい。

画像形成手段７０は、投射する画像を形成する手段である。画像形成手段７０は、本実施例では、投射する画像を生成する生成部７１と、生成した画像を処理する処理部７２とを備える。

生成部７１は、記憶手段８０に記憶されている情報（例えば画像データ）及び／又はＩ／Ｆ手段９０によって入力された情報に基づいて、投射する画像を生成する。生成部７１は、本実施例では、変調信号に応じて画像形成される透過型タイプの画像パネルに生成した画像を表示する。なお、生成部７１は、画像パネル以外でも、反射型タイプのパネル又はマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）タイプのパネルに生成した画像を表示してもよい。

処理部７２は、投射する状態（投射対象物までの距離及び相対的な位置関係など）に基づいて、生成した画像を処理（編集、変形、調整、台形補正など）する。

記憶手段８０は、画像投射装置２００に関する情報（例えば「動作に関する情報」、「状態に関する情報」又は「処理に関する情報」）などを記憶する手段である。記憶手段８０は、公知の技術（ハードディスク、ＤＶＤ、メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭなど）を用いることができる。

Ｉ／Ｆ手段９０は、画像投射装置２００と画像投射装置２００外部とで情報（例えば電気信号）の入出力を行う手段である。Ｉ／Ｆ手段９０は、投射する画像に関する情報などを外部装置（ＰＣなど）から入力することができる。また、Ｉ／Ｆ手段９０は、画像投射装置２００に関する情報などを外部装置（ＰＣなど）に出力することができる。Ｉ／Ｆ手段９０は、ユーザーによって、画像投射装置２００外部から情報を入力される入力部（例えば操作パネルなどのユーザーインターフェース）を含むことができる。また、Ｉ／Ｆ手段９０は、画像投射装置２００外部に情報を出力（表示）する出力部（例えばタッチパネルなどの表示部）を含むことができる。

（画像を投射する動作）
図１０を用いて、実施例１に係る画像投射装置２００が画像を投射する動作を説明する。

先ず、画像投射装置２００は、図１０に示すように、照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を用いて、複数の光源（例えば図３の２１Ａａ等）が発した光を合成して合成光を生成する。このとき、生成された合成光（照射光）は、投射光学系６０の光量均一化部６１に入射される。

本実施例に係る画像投射装置２００は、照明光形成装置を用いて複数の光源の複数の光を合成することができるので、光線束の断面積が小さい合成光を生成することができる。すなわち、画像投射装置２００は、照明光形成装置を用いて、高密度（高輝度）の合成光を生成することができる。

これにより、本実施例に係る画像投射装置２００によれば、投射光学系６０（光量均一化部６１）に入射される合成光の入射角を小さくすることができる。また、画像投射装置２００によれば、投射光学系６０（光量均一化部６１）に入射される合成光の入射角を小さくすることができるので、画像形成手段７０（画像パネル）に照射する光の拡散を低減することができる。更に、画像投射装置２００によれば、画像形成手段７０（画像パネル）に照射する光の拡散を低減することができるので、ＮＡ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ）の小さい（又は、Ｆ値の大きい）投射レンズを用いることができる。すなわち、画像投射装置２００によれば、投射レンズ部６３のレンズの設計及び製作を容易化することができ、画像性能も容易に確保できる。

次に、画像投射装置２００は、光量均一化部６１を用いて、光量均一化部６１に入射された合成光の色合成などを均一にする。その後、画像投射装置２００は、均一にされた光を集光レンズ部６２に出射する。

次いで、画像投射装置２００は、集光レンズ部６２で均一にされた光を透過し、画像形成手段７０（画像パネル）に透過光を照射する。ここで、画像形成手段７０（画像パネル）に照射された透過光は、画像パネル（画像形成手段７０）を更に透過して、生成部７１が生成した画像に対応する光（投射光）を生成する。その後、画像投射装置２００は、投射光を投射レンズ部６３に出射する。

その後、画像投射装置２００は、投射レンズ部６３を用いて、投射光を投射対象物に投射する。これにより、画像投射装置２００は、投射対象物の表面に、画像形成手段７０（生成部７１）が生成した画像に対応する画像を投射することができる。

以上より、本発明の実施例１に係る画像投射装置２００によれば、実施形態に係る照明光形成装置（１１０等）と同様の効果を得ることができる。

また、本実施例に係る画像投射装置２００によれば、投射光学系６０（ロッドインテクレータなど）に入射する合成光の入射角を小さくすることができるので、ＮＡの小さい（Ｆ値の大きい）投射レンズ等を用いることができる。すなわち、本実施例に係る画像投射装置２００は、投射光学系の設計及び製作を容易化しつつ、冷却効率を向上し、且つ、光の利用効率を向上することができる。また、本実施例に係る画像投射装置２００は、光の利用効率を向上することができるので、低消費電力化を図ることができ、小型、軽量、高輝度な装置を実現することができる。

（実施例２）
実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を含む照明装置３００の実施例を用いて、本発明を説明する。ここで、照明装置とは、本実施例では、照明される対象物（以下、「被照明物」という）に光（出射光）を照射（出射）する装置である。

（照明装置の構成）
図１１を用いて、実施例２に係る照明装置３００の構成を説明する。なお、本実施例に係る照明装置３００の構成は実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を含むため、以下の説明では、異なる部分を主に説明する。

図１１に示すように、本実施例に係る照明装置３００は、実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を備える。また、照明装置３００は、照明光形成装置から発せられた光の光量を均一にする光量均一化部３０１と、光量均一化部３０１で光量を均一化された出射光（合成光）を被照明物に照射する照射光学系３０２とを有する。更に、照明装置３００は、照明装置３００の動作を制御する制御手段３１０を有する。なお、照明装置３００は、照明装置３００の動作状態及び動作条件等を記憶する記憶手段３０３と、照明装置３００外部と情報の入出力を行うＩ／Ｆ手段３０４とを更に有してもよい。

制御手段３１０は、照明装置３００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する手段である。制御手段３１０は、本実施例では、照明光形成装置の動作を制御することによって、光源手段２０（例えば図３の２１Ａａ等）から発する複数の光の点灯タイミング、光度（輝度）及び光量などを制御する。また、制御手段３１０は、照明光形成装置の動作を制御することによって、照明光形成装置が出射する出射光の出射タイミング、光度（輝度）及び光量などを制御することができる。更に、制御手段３１０は、照射光学系３０２の動作を制御することによって、被照明物に照射する動作（例えば照度、輝度など）を制御することができる。

なお、制御手段３１０は、（例えば記憶手段３０３に）予め記憶されているプログラム（制御プログラム、アプリケーション等）を用いて、照明装置３００の各構成の動作を制御してもよい。また、制御手段３１０は、Ｉ／Ｆ手段３０４（入力部など）から入力された情報等に基づいて、照明装置３００の各構成の動作を制御してもよい。

光量均一化部３０１は、合成光の光線束の色合成、光量、輝度、明度などを均一にするものである。また、光量均一化部３０１は、本実施例では、照射光学系３０２に均一にした光を入射する。光量均一化部３０１は、例えばライトトンネル（ロッドミラー、カレイドスコープ、ライトパイプなどの光を透過する部材）を用いることができる。

照射光学系３０２は、光量均一化部３０１で光量を均一化された出射光（合成光）を被照明物に照射するものである。例えばリレーレンズ、照射レンズなどを用いることができる。

記憶手段３０３は、照明装置３００に関する情報（例えば「動作に関する情報」、「状態に関する情報」又は「処理に関する情報」）などを記憶する手段である。記憶手段３０３は、公知技術（ハードディスク、メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭなど）を用いることができる。

Ｉ／Ｆ手段３０４は、照明装置３００と照明装置３００外部とで情報（例えば電気信号）の入出力を行う手段である。Ｉ／Ｆ手段３０４は、照射する光（出射光）に関する情報などを外部装置（ＰＣなど）から入力することができる。また、Ｉ／Ｆ手段３０４は、照明装置３００に関する情報などを外部装置（ＰＣなど）に出力することができる。Ｉ／Ｆ手段３０４は、ユーザーによって、照明装置３００外部から情報を入力される入力部（例えば操作パネルなどのユーザーインターフェース）を含むことができる。また、Ｉ／Ｆ手段３０４は、照明装置３００外部に情報を出力（表示）する出力部（例えばタッチパネルなどの表示部）を含むことができる。

（出射光を照射する動作）
本実施例に係る照明装置３００が出射光を被照明物に照射する動作を説明する。

先ず、照明装置３００は、照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を用いて、複数の光源（例えば図３の２１Ａａ等）が発した光を合成して合成光を生成する。このとき、生成された合成光（出射光）は、光量均一化部３０１に入射される。

ここで、照明装置３００は、本実施例では、照明光形成装置を用いて複数の光を合成することができるので、光線束の断面積が小さい合成光を生成することができる。すなわち、照明装置３００は、照明光形成装置を用いて、高照度（高輝度）の合成光を生成することができる。

これにより、本実施例に係る照明装置３００によれば、光量均一化部３０１に入射される合成光の入射角を小さくすることができる。また、照明装置３００によれば、光量均一化部３０１に入射される合成光の入射角を小さくすることができるので、出射光（合成光）の拡散を低減することができる。更に、照明装置３００によれば、出射光の拡散を低減することができるので、出射光を照射された被照明物の照度を向上することができる。

次に、照明装置３００は、光量均一化部３０１を用いて、光量均一化部３０１に入射された合成光の色合成などを均一にする。その後、照明装置３００は、照射光学系３０２を経由して、均一にされた合成光（出射光）を被照明物に照射する。

以上より、本発明の実施例２に係る照明装置３００によれば、実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施例に係る照明装置３００は、光の利用効率を向上することができるので、低消費電力化を図ることができ、小型、軽量、高輝度な照明装置を実現することができる。

（実施例３）
実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を含む表示装置４００の実施例を用いて、本発明を説明する。ここで、表示装置とは、本実施例では、画像（又は、映像など）を表示する装置である。

（表示装置の構成）
図１２を用いて、実施例３に係る表示装置４００の構成を説明する。なお、本実施例に係る表示装置４００の構成は実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を含むため、以下の説明では、異なる部分を主に説明する。

図１２に示すように、本実施例に係る表示装置４００は、実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を備える。また、表示装置４００は、照明光形成装置から発せられた光の光量を均一にする光量均一化部４０１と、照明光形成装置からの光を用いて画像を形成する画像形成手段４０２と、光量均一化部４０１で光量を均一化された出射光（合成光）を画像形成手段４０２に伝達する伝達光学系４０３とを有する。更に、表示装置４００は、表示装置４００の各構成の動作を制御する制御手段４１０を有する。なお、表示装置４００は、表示装置４００の動作状態及び動作条件等を記憶する記憶手段４０４と、表示装置４００外部と情報の入出力を行うＩ／Ｆ手段４０５とを更に有してもよい。

制御手段４１０は、表示装置４００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する手段である。制御手段４１０は、本実施例では、照明光形成装置の動作を制御することによって、光源手段２０（例えば図３の２１Ａａ等）から発する複数の光の点灯タイミング、光度（輝度）及び光量などを制御する。また、制御手段４１０は、照明光形成装置の動作を制御することによって、照明光形成装置が出射する出射光の出射タイミング、光度（輝度）及び光量などを制御することができる。更に、制御手段４１０は、画像形成手段４０２及び伝達光学系４０３の動作を制御することによって、表示する画像に関する動作（例えば画像の明度、サイズ）を制御することができる。

なお、制御手段４１０は、（例えば記憶手段４０４に）予め記憶されているプログラム（制御プログラム、アプリケーション等）を用いて、表示装置４００の各構成の動作を制御してもよい。また、制御手段４１０は、Ｉ／Ｆ手段４０５（入力部など）から入力された情報等に基づいて、表示装置４００の各構成の動作を制御してもよい。

光量均一化部４０１は、合成光の光線束の色合成、光量、輝度、明度などを均一にするものである。また、光量均一化部４０１は、本実施例では、伝達光学系４０３に均一にした光を入射する。光量均一化部４０１は、例えばライトトンネル（ロッドミラー、カレイドスコープ、ライトパイプなどの光を透過する部材）を用いることができる。

画像形成手段４０２は、表示する画像を形成する手段である。画像形成手段４０２は、本実施例では、記憶手段４０４に記憶されている情報及び／又はＩ／Ｆ手段４０５によって入力された情報に基づいて、表示する画像を生成する。画像形成手段４０２は、例えば格子状に並べられた画像形成素子（画像パネル）を用いて、フルカラーの画像を表示する構成であってもよい。

伝達光学系４０３は、光量均一化部４０１で光量を均一化された出射光を画像形成手段４０２に伝達するものである。伝達光学系４０３は、例えば光量を均一化された出射光をバックライトとして画像形成手段４０２（の画像パネル）に照射する構成であってもよい。伝達光学系４０３は、例えばリレーレンズを用いることができる。

記憶手段４０４は、表示装置４００に関する情報（例えば「動作に関する情報」、「状態に関する情報」又は「処理に関する情報」）などを記憶する手段である。記憶手段４０４は、公知技術（ハードディスク、メモリ、ＲＯＭ、ＲＡＭなど）を用いることができる。

Ｉ／Ｆ手段４０５は、表示装置４００と表示装置４００外部とで情報（例えば電気信号）の入出力を行う手段である。Ｉ／Ｆ手段４０５は、投射する画像に関する情報などを外部装置（ＰＣなど）から入力することができる。また、Ｉ／Ｆ手段４０５は、表示装置４００に関する情報などを外部装置（ＰＣなど）に出力することができる。Ｉ／Ｆ手段４０５は、ユーザーによって、表示装置４００外部から情報を入力される入力部（例えば操作パネルなどのユーザーインターフェース）を含むことができる。また、Ｉ／Ｆ手段４０５は、表示装置４００外部に情報を出力（表示）する出力部（例えばタッチパネルなどの表示部）を含むことができる。

（画像を表示する動作）
本実施例に係る表示装置４００が画像を表示する動作を説明する。

先ず、表示装置４００は、照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）を用いて、複数の光源（例えば図３の２１Ａａ等）が発した光を合成して合成光を生成する。このとき、生成された合成光（照射光）は、光量均一化部４０１に入射される。

ここで、表示装置４００は、本実施例では、照明光形成装置を用いて複数の光を合成することができるので、光線束の断面積が小さい合成光を生成することができる。すなわち、表示装置４００は、照明光形成装置を用いて、高密度（高輝度）の合成光を生成することができる。

これにより、本実施例に係る表示装置４００によれば、光量均一化部４０１に入射される合成光の入射角を小さくすることができる。また、表示装置４００によれば、光量均一化部４０１に入射される合成光の入射角を小さくすることができるので、画像形成手段４０２（画像パネル）に照射する光の拡散を低減することができる。更に、表示装置４００によれば、画像形成手段４０２（画像パネル）に照射する光の拡散を低減することができるので、表示される画像の画質などを向上することができる。

次に、表示装置４００は、光量均一化部４０１を用いて、光量均一化部４０１に入射された合成光の色合成などを均一にする。その後、表示装置４００は、伝達光学系４０３を介して、均一にされた光を画像形成手段４０２（画像パネル）に入射する。これにより、表示装置４００は、画像形成手段４０２に入射された照射光（合成光）を用いて、画像形成手段４０２（画像パネル）に画像を表示することができる。

以上より、本発明の実施例３に係る表示装置４００によれば、実施形態に係る照明光形成装置（１１０、１２０又は１３０）と同様の効果を得ることができる。すなわち、本実施例に係る表示装置４００は、光の利用効率を向上することができるので、低消費電力化を図ることができ、小型、軽量、高輝度な表示装置を実現することができる。

以上により、本発明の好ましい照明光形成装置に係る実施形態、並びに、画像投射装置、照明装置及び表示装置に係る実施例について説明したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。

２０ ： 光源手段
２１Ａ： 第１の光源群
２１Ｂ： 第２の光源群
２２ ： レンズ群（複数のコリメータレンズ）
３０ ： 出射手段
３１Ａ： 反射部
３１Ｂ： 第２の反射部
３２ ： 出射部
３２ｍ： 反射部材
４０ ： 温調手段
５０ ： 保持手段
６０ ： 投射光学系
７０ ： 画像形成手段
１１０，１２０，１３０ ： 照明光形成装置
２００ ： 画像投射装置
３００ ： 照明装置
３０１ ： 光量均一化部
３０２ ： 照射光学系
４００ ： 表示装置
４０１ ： 光量均一化部
４０２ ： 画像形成手段
４０３ ： 伝達光学系
Ｐｘ ： 出射方向（合成光の光線束の中心軸）

特開２０１１−０１３３１７

Claims (10)

1. 複数の光源を備える第１の光源部と、
   前記第１の光源部の各光源が光を発する方向とは反対の方向に光を発するように配置された複数の光源を備える第２の光源部と、
   前記第１の光源部の各光源が発した光を反射する第１の反射部と、
   前記第２の光源部の各光源が発した光を反射する第２の反射部と、
   前記第１の光源部と前記第１の反射部との間の光路上に配置され、前記第１の光源部の各光源が発した光を集光する第１の集光部と、
   前記第２の光源部と前記第２の反射部との間の光路上に配置され、前記第２の光源部の各光源が発した光を集光する第２の集光部と、
   前記第１の反射部で反射された前記第１の光源部の各光源が発した光と前記第２の反射部で反射された前記第２の光源部の各光源が発した光とを反射し、合成光にする第３の反射部と、
   前記合成光を用いて画像を投射する投射レンズ部と
   を備え、
   前記第１の反射部は、前記第２の反射部よりも前記第２の光源部側に配置されており、
   前記第２の反射部は、前記第１の反射部が前記第１の光源部の各光源が発した光を反射する方向とは反対の方向に前記第２の光源部の各光源が発した光を反射する
   ことを特徴とする画像投射装置。
2. 前記第１の反射部と、前記第２の反射部とは、対向配置である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像投射装置。
3. 前記第１の光源部が備える複数の光源は、半導体光源であり、長方形状に配置され、
   前記第２の光源部が備える複数の光源は、半導体光源であり、長方形状に配置されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像投射装置。
4. 複数の光源を備える第１の光源部と、
   前記第１の光源部の各光源が光を発する方向とは反対の方向に光を発するように配置された複数の光源を備える第２の光源部と、
   前記第１の光源部の各光源が発した光を反射する第１の反射部と、
   前記第２の光源部の各光源が発した光を反射する第２の反射部と、
   前記第１の光源部と前記第１の反射部との間の光路上に配置され、前記第１の光源部の各光源が発した光を集光する第１の集光部と、
   前記第２の光源部と前記第２の反射部との間の光路上に配置され、前記第２の光源部の各光源が発した光を集光する第２の集光部と、
   前記第１の反射部で反射された前記第１の光源部の各光源が発した光と前記第２の反射部で反射された前記第２の光源部の各光源が発した光とを反射し、合成光にする第３の反射部と、
   前記合成光を用いて画像を投射する投射レンズ部と
   を備え、
   前記第１の反射部は、前記第２の反射部よりも前記第２の光源部側に配置されており、
   前記第１の反射部と、前記第２の反射部とは、対向配置である
   ことを特徴とする画像投射装置。
5. 前記第１の光源部が備える複数の光源は、半導体光源であり、長方形状に配置され、
   前記第２の光源部が備える複数の光源は、半導体光源であり、長方形状に配置されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像投射装置。
6. 前記第３の反射部は、前記第１の光源部の外形よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像投射装置。
7. 前記投射レンズ部が備える複数のレンズを通る直線の延長は、前記第１の光源部が備える光源同士の間を通らないように、および、前記第２の光源部が備える光源同士の間を通らないように、前記第１の光源部と前記第２の光源部との間を通り、
   前記第３の反射部は、前記合成光を前記投射レンズ部が備える複数のレンズを通る前記直線の延長上に出射する
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像投射装置。
8. 複数の光源を備える第１の光源部と、
   前記第１の光源部の各光源が光を発する方向とは反対の方向に光を発するように配置された複数の光源を備える第２の光源部と、
   前記第１の光源部の各光源が発した光を反射する第１の反射部と、
   前記第２の光源部の各光源が発した光を反射する第２の反射部と、
   前記第１の光源部の各光源が発した光を集光し、前記第１の光源部の各光源が発した光を前記第１の反射部に入射させる第１の集光部と、
   前記第２の光源部の各光源が発した光を集光し、前記第２の光源部の各光源が発した光を前記第２の反射部に入射させる第２の集光部と、
   前記第１の反射部で反射された前記第１の光源部の各光源が発した光と前記第２の反射部で反射された前記第２の光源部の各光源が発した光とを反射し、合成光にする第３の反射部と、
   前記合成光を用いて画像を投射する投射レンズ部と
   を備え、
   前記第１の反射部は、前記第２の反射部よりも前記第２の光源部側に配置されており、
   前記第２の反射部は、前記第１の反射部が前記第１の光源部の各光源が発した光を反射する方向とは反対の方向に前記第２の光源部の各光源が発した光を反射する
   ことを特徴とする画像投射装置。
9. 複数の光源を備える第１の光源部と、
   前記第１の光源部の各光源が光を発する方向とは反対の方向に光を発するように配置された複数の光源を備える第２の光源部と、
   前記第１の光源部の各光源が発した光を反射する第１の反射部と、
   前記第２の光源部の各光源が発した光を反射する第２の反射部と、
   前記第１の光源部と前記第１の反射部との間の光路上に配置され、前記第１の光源部の各光源が発した光を互いに近づける第１の集光部と、
   前記第２の光源部と前記第２の反射部との間に配置され、前記第２の光源部の各光源が発した光を互いに近づける第２の集光部と、
   前記第１の反射部で反射された前記第１の光源部の各光源が発した光と前記第２の反射部で反射された前記第２の光源部の各光源が発した光とを反射し、合成光にする第３の反射部と、
   前記合成光を用いて画像を投射する投射レンズ部と
   を備え、
   前記第１の反射部は、前記第２の反射部よりも前記第２の光源部側に配置されており、
   前記第２の反射部は、前記第１の反射部が前記第１の光源部の各光源が発した光を反射する方向とは反対の方向に前記第２の光源部の各光源が発した光を反射する
   ことを特徴とする画像投射装置。
10. 前記投射レンズ部が備える複数のレンズを通る直線の延長は、前記第１の光源部が備える光源同士の間を通らないように、および、前記第２の光源部が備える光源同士の間を通らないように、前記第１の光源部と前記第２の光源部との間を通り、
    前記第３の反射部は、前記合成光を前記投射レンズ部が備える複数のレンズを通る前記直線の延長上に出射する
    ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の画像投射装置。

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