JP7149482B2 - ロッドレンズアレイ、それを用いた照明光学系および装置 - Google Patents

Description

本発明は、ロッドレンズアレイ、それを用いた照明光学系および装置に関するものである。

特許文献１には、複数の光導体と、複数の発光源と、中間像面とを含む画像形成用光源モジュールが開示されている。複数の光導体の各々は、入口面と、出口面と、少なくとも１つの側壁とを有し、光導体のすべてが、共通の基準点と交差する、対応する配光軸に沿って光を供給することが可能である。複数の発光源の各々は、複数の光導体のうちの単一の光導体にのみ光を供給する。中間像面は、複数のピクセルを備え、各ピクセルは、複数の光導体のうちの対応する単一の光導体の出口面から光を受容する。

特表２０１２－５００４１１号公報

複数の発光源からの光を導く複数の光導体を、例えば、ヘッドアップディスプレイ（以下、「ＨＵＤ」という）用の照明装置などに、組み込みが容易な形態で提供することが求められている。

本開示は、光導体を照明装置などに組み込み容易な形態で提供できるロッドレンズアレイについてである。

本発明の一態様は、第１の導光部材からなる複数のロッドレンズ要素が２次元に配列されたロッドレンズ部と、第１の導光部材からなる複数の曲面要素が複数のロッドレンズ要素のそれぞれの出射側に対応するように２次元に配列された出射部と、第１の導光部材からなる接続要素が、複数の曲面要素と複数のロッドレンズ要素とを一体に接続するように２次元に広がった接続部と、を有するロッドレンズアレイである。

本開示は、光導体を照明装置などに組み込み容易な形態で提供できるロッドレンズアレイについてである。

ロッドレンズアレイを用いた投射装置の例を示す図であり、図１（ａ）は実像を投射する装置の概略構成を示し、図１（ｂ）は虚像を観察する直視型の装置の概略構成を示す。 ＨＵＤの概略構成を示す図。 画像出力システムの概略構成を示す図。 ロッドレンズアレイの概要を示す斜視図。 ロッドレンズアレイを裏面（入射側）から示す図。 ロッドレンズアレイの行方向Ｘの断面（図５のＶＩ－ＶＩ）図。 ロッドレンズアレイの列方向Ｙの断面（図５のＶＩＩ－ＶＩＩ）図。 ロッドレンズアレイの行方向Ｘの出射側の拡大図。 ロッドレンズアレイの列方向Ｙの出射側の拡大図。 ロッドレンズアレイの出射側の境界部分の拡大図。 輝線および暗線の発生を観察するシミュレーションの結果を示す図であり、図１１（ａ）および（ｂ）は、輝線および暗線を抑制する対策を施していないロッドレンズアレイを用いて投影された中間像を観察した結果であり、図１１（ａ）は中間像を正面から見た様子を示し、図１１（ｂ）は斜めから中間像を観察した様子を示し、図１１（ｃ）および（ｄ）は、暗線を抑制する対策を施したロッドレンズアレイを用いて投影された中間像を観察した結果であり、図１１（ｃ）は中間像を正面から見た様子を示し、図１１（ｄ）は斜めから中間像を観察した様子を示し、図１１（ｅ）および（ｆ）は、暗線および輝線を抑制する対策を施したロッドレンズアレイを用いて投影された中間像を観察した結果であり、図１１（ｅ）は中間像を正面から見た様子を示し、図１１（ｆ）は斜めから中間像を観察した様子を示す。 暗線が発生する様子を示す図であり、図１２（ａ）は対策前、図１２（ｂ）は対策後の様子を示す。 異なるロッドレンズアレイの概要を示す図。 輝線が発生する様子を示す図であり、図１４（ａ）は対策前、図１４（ｂ）は対策後の様子を示す。 異なるロッドレンズアレイの概要を示す図。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの長さや比率が異なって表される場合もある。本願明細書において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

アクリル、ポリカーボネート、ガラス、または任意の他の好適な有機材料、無機材料、若しくは複合材料などで構成され、実質的に透明な光学材料から形成されたロッドレンズは、側面の全反射を用いて光を伝播する素子であり、ロッドレンズを採用したバックライト（照明装置）は投射装置などに採用されている。

図１に、テーパー付きロッドレンズアレイを用いた投射装置の例を示している。図１（ａ）は実像を投射する装置の概略構成を示し、図１（ｂ）は虚像を観察する直視型の装置の概略構成を示す。これらの投射装置においては、各セルの光を均一化させ、かつ投射光学系のＮＡ（開口数）と照明光学系のＮＡのマッチングを図ることにより投射画像の明るさと均一性とを向上できる。図１（ａ）は、投射型の装置１ａであり、光源アレイ６２およびロッドレンズアレイ５０を含む照明光学系６０からの光により照明されたＬＣＤなどの画像デバイス７の中間像が投射光学系７０によりスクリーン９や路面に投影される装置である。例えば、Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｂｅａｍ（ＡＤＢ）などが含まれる。図１（ｂ）は、直視型の装置１ｂであり、照明光学系６０からの光により照明された画像デバイス７の中間像が投射光学系７０を介して瞳８により虚像として直視される装置である。例えば、ＨＵＤなどが含まれる。

ロッドレンズアレイ５０は、上述した実質的に透明な光学材料（第１の導光部材）１９からなる複数のロッドレンズ要素１１が２次元に配列されたロッドレンズ部１０と、第１の導光部材１９からなる複数の曲面要素２１が複数のロッドレンズ要素１１のそれぞれの出射側に対応するように２次元に配列された出射部２０と、第１の導光部材１９からなる接続要素３１が、複数の曲面要素２１と複数のロッドレンズ要素１１とを一体に接続するように２次元に広がった接続部３０と、を有する。本例のロッドレンズアレイ５０は、複数のロッドレンズ要素１１のそれぞれが、入射側に対して出射側が広がったテーパー状である。照明光学系６０は、複数のロッドレンズ要素１１の各要素の入射側に対応するように、複数の光源要素、例えばＬＥＤ６１が２次元に配列された光源アレイ６２を含む。

図２に、ＨＵＤ２の一例の概略構成を示している。照明光学系６０を含む画像出力システム６５から出力された投影光６９は、自由曲面ミラー７１、凹面ミラー７２およびフロントガラス（平面）７３を含む投射光学系７０を介して瞳（ＥＹＥ ＢＯＸ）８に到達する。このＨＵＤ２においては、画像出力システム６５の画像デバイス７により生成された画像が、虚像として瞳８から数メートル先に数１０ｃｍ程度のサイズで観察できる。

図３に、画像出力システム６５の一例の概略構成を示している。画像出力システム６５は、光源となる光源アレイ６２と、光源アレイ６２からの照明光を投影系７０のＮＡにマッチングするように成形するロッドレンズアレイ５０と、拡散シート６と、照明光を変調する画像デバイス、例えば透過型のＬＣＤ７とを含む。ロッドレンズアレイ５０は、光源アレイ６２を構成するＬＥＤ６１に接する入射側（入力側）５１に対して出射側（出力側）５２が広がったテーパー状、本例においては、四角錐または四角錐台状の複数のロッドレンズ要素１１と、複数のロッドレンズ要素１１の出力側５２にそれぞれ配置された曲面要素２１となる複数のレンズアレイ２２と、ロッドレンズ要素１１と曲面要素２１との接続部分（境界）あるいはその近傍（コバ部）５３の一部を接続するように２次元に広がった接続要素３１とを含む。

また、ロッドレンズアレイ５０は、全体として、入射側５１に対して出射側５２が広がったテーパー状に組み立てられており、出射側５２の面積に対して、ＬＥＤ６１を配置する入射側５１の面積を小さくできる。入射側５１の面積をさらに小さくできるように、各々のテーパー状のロッドレンズ要素１１の形状が異なっていてもよく、例えば、多段に配置された行方向Ｘの両端に配置されたロッドレンズ要素１１は、中央に配置されたロッドレンズ要素１１に対して、入射側５１が出射側５２に対して行方向Ｘの中央に向かって偏心したテーパー状であってもよい。列方向Ｙに配置されたロッドレンズ要素１１においても同様である。

図４ないし図７に、ロッドレンズアレイ５０を抜き出して示している。図４は、ロッドレンズアレイ５０を前方（出射側）５２から見た斜視図であり、図５は、ロッドレンズアレイ５０を裏面（入力側）５１から見た図であり、図６はロッドレンズアレイの行方向（Ｘ軸に沿った方向）の断面図（図５のＶＩ－ＶＩ）であり、図７はロッドレンズアレイの列方向（Ｙ軸に沿った方向）の断面図（図５のＶＩＩ－ＶＩＩ）である。

本例のロッドレンズアレイ５０は列方向Ｙに４つ、行方向Ｘに７つのロッドレンズ要素１１が２次元に配置された４×７のロッドレンズアレイであり、列方向の長さが、例えば４４ｍｍ、行方向の長さが、例えば７０ｍｍ、全長（レンズアレイ２２の最も先端からロッドレンズ要素の入力端までの長さ）が、例えば４１．５ｍｍ程度のコンパクトな光学素子である。

ロッドレンズアレイ５０は、ロッドレンズ要素１１が２次元に配置されたロッドレンズ部１０と、出射側５２に曲面要素２１となるレンズアレイ２２が２次元に配置された出射部２０と、２次元に配置された複数のロッドレンズ要素１１と２次元に配置された複数の曲面要素２１とを一体になるように接続する接続要素３１を含む接続部３０とを含み、これらロッドレンズ部１０、出射部２０および接続部３０が同一の透明な光学材料（第１の導光部材）により一体的に形成されている。したがって、テーパー状の複数のロッドレンズ要素１１が出射側５２の広がった部分でレンズアレイ２２と接続要素３１により一体化された光学部品（光学要素）を一体成形して供給できる。

ロッドレンズアレイ５０においては、接続要素３１より入力側５１は、それぞれのロッドレンズ要素１１が空気間隔を空けた状態で接続部３０により支持されている。したがって、それぞれのロッドレンズ要素１１においては、側面１３が全反射面となり、入力側５１から入射された光を効率よく出射側５２に伝達できる。ロッドレンズ要素が棒状でテーパー状ではない場合も、接続要素３１により最小限の空気間隔を空けて複数のロッドレンズ要素を支持してもよい。

さらに、接続部３０は、接続要素３１に延長としてロッドレンズ部１０および出射部２０の周囲に板状または平面状に広がったフランジ部３５を備えていてもよい。接続部３０を用いて照明光学系６０、画像出力システム６５あるいは投射装置１ａ、直視型の装置１ｂおよびＨＵＤ２などに、アレイ状に配置された複数のロッドレンズ要素１１を一体で、簡易に組み込むことができる。フランジ部３５には、組み込み用の孔３６を予め設けておいてもよい。

図８に、ロッドレンズアレイ５０の行方向Ｘの出射側５２の構造を拡大して示している。図９に、ロッドレンズアレイ５０の列方向Ｙの出射側５２の構造を拡大して示している。図８および９に示すように、接続要素３１の行方向（第１の配列方向）Ｘの厚みｔ１と、列方向（第２の配列方向）Ｙの厚みｔ２とが異なる。行方向Ｘの接続要素３１の厚みｔ１は、接続要素３１の残肉厚を示し、具体的には、行方向Ｘに並んだ複数のロッドレンズ要素１１の間（境界）の最小厚みを示す。列方向Ｙの接続要素３１の厚みｔ２は、接続要素３１の残肉厚を示し、具体的には、列方向Ｙに並んだ複数のロッドレンズ要素１１の間（境界）の最小厚みを示す。

接続要素３１の行方向Ｘの厚みｔ１と、列方向Ｙの厚みｔ２とが、行方向Ｘまたは列方向Ｙに表れる暗線に影響を与えることを本願の発明者らが見出した。接続要素３１の厚みｔ１およびｔ２を小さくすると暗線の解消に効果が見られる。一方、接続要素３１を薄くすると、複数のロッドレンズ要素１１を接続するための強度が不足し、ロッドレンズアレイ５０を一体の部品として取り扱いにくくなる。本例のロッドレンズアレイ５０においては、ロッドレンズアレイ５０を用いたＨＵＤ２において虚像の行方向Ｘを両目で観察するために視差が生じやすく光線間のギャップを暗線として認識しやすいことを本願の発明者らがさらに見出した。このため、行方向Ｘを第１の配列方向とし、その厚みｔ１を、第２の配列方向となる列方向Ｙの厚みｔ２より小さくしている。したがって、ロッドレンズアレイ５０を適用するアプリケーションあるいはデバイスによっては、列方向Ｙを、厚みｔ１が設定される第１の配列方向とし、行方向Ｘを、厚みｔ２が設定される第２の配列方向としてもよい。

第１の配列方向（本例では行方向Ｘ）および第２の配列方向（本例では列方向Ｙ）の接続要素の厚みｔ１およびｔ２は暗線の発生を抑制するとともに、ロッドレンズアレイ５０の光学部品としての強度を維持するために以下の条件（１）を満足することが望ましい。
ｔ１＜ｔ２ ・・・（１）

また、第１の配列方向の厚みｔ１と、ロッドレンズ要素１１の出射側５２の第１の配列方向の長さＳ１とが以下の条件（２）を満たしてもよい。
０．０１≦ｔ１／Ｓ１≦０．２ ・・・（２）
条件（２）の下限を下回ると、接続要素３１としての強度の維持が難しくなる。一方、上限を上回ると暗線の発生の抑止効果が低下する。

第２の配列方向の厚みｔ２と、ロッドレンズ要素１１の出射側５２の第２の配列方向の長さＳ２とが以下の条件（３）を満たしてもよい。
０．１≦ｔ２／Ｓ２≦０．５ ・・・（３）
条件（３）の下限を下回ると、ロッドレンズアレイ５０の強度が低下して光学部品として一体的に取り扱うことが難しくなる。上限を超えると、隣接するロッドレンズ要素１１に光が漏れて異常光が発生しやすくなり、輝線が発生しやすくなる。

接続要素３１の第２の配列方向（本例ではＹ方向）に隣接するロッドレンズ要素１１の間の距離ｇ２と、ロッドレンズ要素１１の出射側５２の第２の配列方向の長さＳ２とが以下の条件（４）を満たしてもよい。
０．０１≦ｇ２／Ｓ２≦０．２ ・・・（４）
条件（４）の下限を下回ると、ロッドレンズ要素１１の終端と出射側５２の曲面要素２１であるレンズアレイ２２との距離が長くなり、ロッドレンズ要素１１の終端から漏れ出る異常光が増えて輝線が発生しやすくなる。上限を超えると、光線間のギャップが大きくなり第２の配列方向でも暗線が観察されやすくなる。

図１０に、ロッドレンズアレイ５０の出射部２０の複数の曲面要素２１の境界２５を含む部分を拡大して断面で示している。複数の曲面要素２１のそれぞれは、隣接する曲面要素２１との境界２５に、曲面要素２１の光軸２９または中心の曲率２６に対して異なる曲率２７の部分２８を含む。さらに具体的には、複数の曲面要素２１は、中心において出射側５２に向かって凸の面２３であり、境界２５は出射側５２に向かって凹の面２４を含む。複数の曲面要素２１のそれぞれは、隣接する曲面要素との境界に曲率が第１の配列方向（例えば行方向Ｘ）と第２の配列方向（例えば列方向Ｙ）とで異なる部分を含んでもよい。

凸面状の曲面要素２１の境界２５においては、隣接する曲面要素２１からの出射光が交差し、光強度が強く観察されることにより輝線が発生することがある。輝線を抑制するためには、曲面要素２１の境界２５の近傍の曲率を変えて、変曲点を設け、出射光の集中を緩和することが有効である。さらに、境界２５の近傍の曲面を、凸面から凹面に替えて出射光の集中を発散する方向に変更することにより、さらに、曲面要素２１の境界２５における輝線の発生を抑制できる。

境界２５に設ける出射側５２に向かって凹の面２４の曲率２７の行方向Ｘの曲率Ｒｘと、列方向Ｙの曲率Ｒｙとはロッドレンズ要素１１の出射側５２の行方向Ｘの長さＳ１および列方向Ｙの長さＳ２に対して以下の条件（５）および（６）を満たしてもよい。
０．０００３＜Ｒｘ／Ｓ１＜０．０３ ・・・（５）
０．０００３＜Ｒｙ／Ｓ２＜０．０３ ・・・（６）
行方向Ｘの曲率ＲｘおよびＹ列方向の曲率Ｒｙとは、列毎あるいは行毎に、輝線の輝度等に応じて変化させてもよい。

図１１に、輝線および暗線の発生を観察するシミュレーションの結果を示している。図１１（ａ）および（ｂ）は、輝線および暗線を抑制する対策を施していないロッドレンズアレイ５０を用いて投影された中間像を観察した結果であり、図１１（ａ）は中間像を正面から見た様子を示し、図１１（ｂ）は斜めから中間像を観察した結果を示している。輝線および暗線を抑制する対策を施していないロッドレンズアレイ５０とは、行方向Ｘおよび列方向Ｙの接続要素３１の厚みｔ１およびｔ２を同一としたものであり、さらに具体的には、行方向Ｘの接続要素３１の厚みｔ１、ロッドレンズ要素１１の出射側５２の行方向Ｘの長さＳ１、列方向Ｙの接続要素３１の厚みｔ２、ロッドレンズ要素１１の出射側５２の列方向Ｙの長さＳ２、および列方向Ｙに隣接するロッドレンズ要素１１の間の距離ｇ２を以下のように設定して中間像を確認した。
厚みｔ１： ２．３５ｍｍ
長さＳ１： １０ｍｍ
厚みｔ２： ２．３５ｍｍ
長さＳ２： １１ｍｍ
距離ｇ２： ０．２７ｍｍ
図１１（ａ）および（ｂ）には、列方向Ｙに沿って、行方向Ｘに断続的に表れる暗線９１と、行方向Ｘに沿って、列方向Ｙに断続的に表れる輝線９２とが観察される。

図１１（ｃ）および（ｄ）は、暗線を抑制する対策を施したロッドレンズアレイ５０を用いて投影された中間像を観察した結果であり、図１１（ｃ）は中間像を正面から見た様子を示し、図１１（ｄ）は斜めから中間像を観察した結果を示している。暗線を抑制する対策を施したロッドレンズアレイ５０とは、上述した条件（１）～（４）を満足するように行方向Ｘの接続要素３１の厚みｔ１、ロッドレンズ要素１１の出射側５２の行方向Ｘの長さＳ１、列方向Ｙの接続要素３１の厚みｔ２、ロッドレンズ要素１１の出射側５２の列方向Ｙの長さＳ２、および列方向Ｙに隣接するロッドレンズ要素１１の間の距離ｇ２を制御したものであり、具体的には、これらの値を以下のように設定して中間像を確認した。
厚みｔ１： ０．７９ｍｍ
長さＳ１： １０ｍｍ
厚みｔ２： ２．３５ｍｍ
長さＳ２： １１ｍｍ
距離ｇ２： ０．２７ｍｍ
図１１（ｃ）および（ｄ）でわかるように、列方向Ｙに沿った暗線はほぼ観察されない状態となっている。

図１２は、暗線が発生する様子を示す図であり、図１２（ａ）は対策前、図１２（ｂ）は対策後の様子を示す。図１２に、ロッドレンズアレイ５０から出力される光線を模式的に示している。図１２（ａ）に示すように、接続要素３１の厚みｔが大きいと、隣接するロッドレンズ要素１１の間にギャップｇが発生する。したがって、ロッドレンズアレイ５０から出力される光線８１の間にギャップ８２が発生し、暗線が観察される要因になると考えられる。特に、虚像を両目で見る方向は、視差が生じやすく、光線間のギャップ８２を認識しやすく、暗線が観察される要因となる。

図１２（ｂ）に示すように、接続要素３１の厚みｔが小さいと、テーパー状のロッドレンズ要素１１の終端部１５あるいはその近傍まで接続要素３１を薄くすることができ、ロッドレンズ要素１１の間にギャップｇが発生することを抑制できる。したがって、ロッドレンズアレイ５０から出力される光線８１の間にギャップが発生しにくく、暗線は観察されにくくなると考えられる。したがって、ロッドレンズアレイ５０においては、ロッドレンズ要素１１と曲面要素２１であるレンズアレイ２２とは接続部分５３において、他の光学的な要素となる距離が設けられないように、ロッドレンズ要素１１の終端部１５またはその近傍に、レンズアレイ２２として機能する曲面要素２１の領域が設けられていてもよく、接続要素３１は、ロッドレンズ要素１１および／またはレンズアレイ２２として機能する領域の一部を接続していてもよい。

図１３に、ロッドレンズアレイの異なる例を示している。このロッドレンズアレイ５９は、光源アレイ６２を構成するＬＥＤ６１に接する入力側５１に対して出射側（出力側）５２が広がったテーパー状の複数のロッドレンズ要素１１を備えたロッドレンズ部１０と、複数のロッドレンズ要素１１の出力側５２にそれぞれ配置された曲面要素２１となる複数のレンズアレイ２２を備えた出射部２０と、ロッドレンズ要素１１と曲面要素２１とを接続するように２次元に広がった接続要素３１を備えた接続部３０とを含む。このロッドレンズアレイ５９においては、ロッドレンズ要素１１の終端部１５と、曲面要素２１との間に、接続要素３１が光学的な距離を確保するように設けられている。したがって、隣接するロッドレンズ要素１１の出射側５２にギャップは形成されず、出力される光線８１の間にギャップが発生しにくい。このため、暗線の発生を抑制できる。一方、接続要素３１が導光部として機能するので、ロッドレンズ要素１１の出射側５２から、隣接し、ロッドレンズ要素１１に対応していない曲面要素２１を介して出力される光線８３が発生し得る。この光線８３は、斜めから中間像をみたときに輝線として観察される要因となり得る。視野角のついた観察の際に限定して表れる輝線を抑制するためには、接続要素３１を導光部として機能しにくくすることが有用であり、図１２（ｂ）に示すように、接続要素３１の厚みｔを薄くして、ロッドレンズ要素１１の終端部１５と、曲面要素２１とが接続する構造を採用することが有効である。

図１１に戻って、図１１（ｅ）および（ｆ）は、暗線を抑制する対策に加えて輝線を抑制する対策を施したロッドレンズアレイ５０を用いて投影された中間像を観察した結果であり、図１１（ｅ）は中間像を正面から見た様子を示し、図１１（ｆ）は斜めから中間像を観察した結果を示している。暗線を抑制する対策を施したロッドレンズアレイ５０とは、上述した条件（１）～（４）に加え、条件（５）および（６）を満足するように曲面要素２１の境界２５の近傍の曲率ＲｘおよびＲｙを変えて、境界２５における出射光の集中を緩和させたものである。具体的には、列方向Ｙにおいては、４段に配置されたロッドレンズ要素１１に対応する曲面要素２１の間の境界２５の下側から曲率Ｒｘ１を１％、曲率Ｒｘ２を１．５％、曲率Ｒｘ３を０．０５％にセットしている。図１１（ｃ）および（ｄ）では、行方向Ｘに沿って輝線９２が見られるが、図１１（ｅ）および（ｆ）では、緩和されている。

図１４は、輝線が発生する様子を示す図であり、図１４（ａ）は対策前、図１４（ｂ）は対策後の様子を示す。図１４に、ロッドレンズアレイ５０から出力される光線を模式的に示している。図１４（ａ）は、出射側５２に凸の曲面要素２１がそのまま隣接したロッドレンズアレイ５０から出力される光線８５を模式的に示している。図１４（ｂ）は、曲面要素２１の境界２５を出射側５２に対し凹の面２４に置き換えたときに出力される光線８６を模式的に示している。図１４（ａ）に示すように、凸面と凸面とが接触した境界２５においては、光線８６が交わり輝線が観測されやすい。これに対し、図１４（ｂ）に示すように、境界２５に曲率半径を変えた部分２８を設けて、出射側５２に凹の面２４を配置することにより、ロッドレンズ要素１１の境界２５から出力される光線８５を平行化することができ、輝線の発生を抑制する対策を施したロッドレンズアレイ５０を提供できる。

図１５に、ロッドレンズアレイの異なる例を示している。このロッドレンズアレイ５０ａは、第１の導光部材１９により形成されたロッドレンズ部１０、出射部２０および接続部３０を含み、材料条件（１）～（４）を満足するように、行方向Ｘの接続要素３１の厚みｔ１、ロッドレンズ要素１１の出射側５２の行方向Ｘの長さＳ１、列方向Ｙの接続要素３１の厚みｔ２、ロッドレンズ要素１１の出射側５２の列方向Ｙの長さＳ２、および列方向Ｙに隣接するロッドレンズ要素１１の間の距離ｇ２が設定されている。ロッドレンズアレイ５０ａは、さらに、第１の導光部材１９と異なる第２の部材３９により、行方向Ｘの接続要素３１の厚みｔ１を、列方向Ｙの接続要素の厚みｔ２に対して補償する部分（補強要素）３８を含む。第２の部材３９は光を反射する部材であってもよく、第１の導光部材１９の屈折率に対して十分に低い屈折率の部材であって、第１の導光部材１９との境界面において光を全反射するような部材であってもよい。行方向Ｘの接続要素３１の導光性の部分の厚みｔ１を小さくして暗線が生じることを抑制できるとともに、接続要素３１としては、第２の部材３９により形成された部分３８も含めて列方向Ｙと同じ厚みを確保することができ、より高い強度を備えたロッドレンズアレイ５０ａを提供できる。ロッドレンズアレイ５０ａは二色成形などの方法により製造することができ、行方向Ｘの接続要素３１の第２の部材３９による部分３８を含めた厚みは、列方向Ｙの接続要素３１の厚みより大きくなってもよい。

１０ ロッドレンズ部、 ２０ 出射部、 ３０ 接続部、 ５０ ロッドレンズアレイ

Claims (14)

1. 第１の導光部材からなる複数のロッドレンズ要素が２次元に配列されたロッドレンズ部と、
   前記第１の導光部材からなる複数の曲面要素が前記複数のロッドレンズ要素のそれぞれの出射側に対応するように２次元に配列された出射部と、
   前記第１の導光部材からなる接続要素が、前記複数の曲面要素と前記複数のロッドレンズ要素とを一体に接続するように２次元に広がった接続部と、を有し、
   前記接続要素は前記ロッドレンズ要素から前記曲面要素に光を伝達する導光部として機能し、第１の配列方向と第２の配列方向とで厚みが異なるロッドレンズアレイ。
2. 第１の導光部材からなる複数のロッドレンズ要素が２次元に配列されたロッドレンズ部と、
   前記第１の導光部材からなる複数の曲面要素が前記複数のロッドレンズ要素のそれぞれの出射側に対応するように２次元に配列された出射部と、
   前記第１の導光部材からなる接続要素が、前記複数の曲面要素と前記複数のロッドレンズ要素とを一体に接続するように２次元に広がった接続部と、を有し、
   前記接続要素は、第１の配列方向と第２の配列方向とで厚みが異なる、ロッドレンズアレイ。
3. 請求項１または２において、
   前記接続要素は、前記第１の配列方向の厚みが前記第２の配列方向の厚みより小さい、ロッドレンズアレイ。
4. 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
   前記接続要素の前記第１の配列方向の厚みｔ１と、前記複数のロッドレンズ要素のそれぞれのロッドレンズ要素の前記出射側の前記第１の配列方向の長さＳ１と、が以下の条件を満たす、ロッドレンズアレイ。
   ０．０１≦ｔ１／Ｓ１≦０．２
5. 請求項１ないし４のいずれか一項において、
   前記接続要素の前記第２の配列方向に隣接する前記ロッドレンズ要素の間の距離ｇ２と、前記ロッドレンズ要素の前記出射側の前記第２の配列方向の長さＳ２と、が以下の条件を満たす、ロッドレンズアレイ。
   ０．０１≦ｇ２／Ｓ２≦０．２
6. 請求項１ないし５のいずれか一項において、
   前記接続要素の前記第２の配列方向の厚みｔ２と、前記ロッドレンズ要素の前記出射側の前記第２の配列方向の長さＳ２と、が以下の条件を満たす、ロッドレンズアレイ。
   ０．１≦ｔ２／Ｓ２≦０．５
7. 請求項１ないし６のいずれか一項において、
   前記接続部は、前記第１の配列方向と前記第２の配列方向との厚みの差を第２の部材により補償する補強要素を含む、ロッドレンズアレイ。
8. 請求項１ないし７のいずれか一項において、
   前記複数の曲面要素のそれぞれの曲面要素は、隣接する曲面要素との境界に曲率が異なる部分を含む、ロッドレンズアレイ。
9. 請求項１ないし８のいずれか一項において、
   前記複数の曲面要素のそれぞれの曲面要素は、隣接する曲面要素との境界に曲率が前記第１の配列方向と前記第２の配列方向で異なる部分を含む、ロッドレンズアレイ。
10. 請求項１ないし９のいずれか一項において、
    複数のロッドレンズ要素のそれぞれは、入射側に対して前記出射側が広がったテーパー状である、ロッドレンズアレイ。
11. 請求項１０において、
    前記接続要素は、前記複数のロッドレンズ要素の一部を接続するように設けられている、ロッドレンズアレイ。
12. 請求項１０または１１において、
    前記ロッドレンズ部は、前記入射側に対して前記出射側が広がったテーパー状である、ロッドレンズアレイ。
13. 請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のロッドレンズアレイと、
    複数の光源要素が、前記複数のロッドレンズ要素の各要素の入射側に対応するように、２次元に配列された光源アレイと、を有する照明光学系。
14. 請求項１３に記載の照明光学系と、
    前記照明光学系から出力された光が画像デバイスにより変調された投影光を投射する投射光学系と、を有する装置。

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