TW201704814A - 照明裝置、照明方法、及使用其之影像投射裝置 - Google Patents

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鵜飼竜志
高岩寿行
黑田敏裕
酒井大地
川上裕
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Abstract

本發明之目的在於提供一種高效率之照明裝置、照明方法、及使用其之影像投射裝置。 本發明之照明裝置係包含光源、及將來自光源之光聚光並出射之聚光體者，其構成為聚光體包含光源側之入射面、出射光之出射面、及位於入射面與出射面之間之側面，且側面係自入射面朝向出射面，距自光源中心與其發光面正交之方向之光軸之距離變大之彎曲面，且具有彎曲面之形狀不同之複數個彎曲面形狀。又，本發明之照明裝置係包含如下構件者：光源；藉由內反射使來自光源之光均質化之光學積分器；將自光學積分器出射之光轉換為大致平行之光之透鏡；及配置於透鏡之外側且將來自光學積分器之光轉換為大致平行之光之反射拋物面；設為將透鏡之光學積分器側之面較位於反射拋物面之與光學積分器相反側之透鏡光軸方向之端配置於更靠光學積分器側之構成。

Description

照明裝置、照明方法、及使用其之影像投射裝置
本發明係關於一種將光照射於特定區域之照明裝置、照明方法、及使用其之影像投射裝置者。
於使用面發光(LED：Light Emitting Diode(發光二極體)、OLED：Organic Light Emitting Diode(有機發光二極體))之光源之照明器具或投影機、頭戴式顯示器等影像投射裝置中，需要將來自光源之光效率良好地傳輸至所需區域之照明裝置。又，就消耗電力之觀點而言，照明裝置中光之傳輸效率成為重要之因素。
作為本技術領域之先前技術，關於照明裝置，於日本專利特開2011-165351號公報(專利文獻1)、或日本專利特開2012-145904號公報(專利文獻2)中，記載有一種為了將來自LED之光出射至外部，而使用對於相對於光軸中心內側之光具有透鏡功能且對於外側之光具有反射器功能之聚光體(透鏡)之照明器具用之照明裝置。
又，關於影像投射裝置，於日本專利特開2004-258666號公報(專利文獻3)中，作為投影機用途之照明裝置，揭示有以反射器對來自燈之光聚光，且使用用於提升均質性之柱形透鏡，將自柱形透鏡出射之光以透鏡照射於產生影像之顯示裝置之例。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-165351號公報
[專利文獻2]日本專利特開2012-145904號公報
[專利文獻3]日本專利特開2004-258666號公報
近年來，以頭戴式顯示器(以下記為HMD)或平視顯示器(以下記為HUD)為代表之投射虛像之影像投射裝置之開發正發展。虛像係利用人眼之透鏡功能使影像於眼底成像之影像。投射虛像之光學系統係藉由人之眼睛與影像投射裝置之出射面之開口，而限制光之擷取角度。因若出射面之開口設為較大則導致該影像投射裝置大型化，故通常於投射虛像之影像投射裝置中，為了設為小型化而使光之擷取角度較小。
然而，先前之照明裝置因光之擷取角度較大，而裝置大型化，故不適於作為投射虛像之影像投射裝置用。即，因照明器具照射房間之較廣範圍，故光之擷取角度較大。因此，專利文獻1或專利文獻2之照明裝置不適於作為投射虛像之HMD或HUD等影像投射裝置，無法提高光之傳輸效率。
又，即使於將實像作為影像觀看之投影機中，為了使人視認照射於屏幕之影像，亦期望光之擷取角度較大。因此，藉由增大光之擷取角度，而逐漸提高亮度。
如專利文獻3之反射器之構成不適於LED等面發光之光源，無法提高效率。又，即使組合如柱形透鏡之出口之複數個透鏡，外側之光被浪費，亦無法提高效率。又，使用複數個透鏡於成本方面亦不理想。
又，即使組合專利文獻1或專利文獻2、與專利文獻3，作為光之擷取角度受限之投射虛像之影像投射裝置亦無法實現效率較高之照明裝置。
本發明之目的在於提供一種光之利用效率高之照明裝置、照明方法、及使用其之影像投射裝置。
為了解決上述問題，本發明係若舉其一例，則為一種照明裝置，該照明裝置係包含光源、及以透明之材質形成且用以將來自上述光源之光聚光並出射之聚光體者，且構成為聚光體包含光源側之入射面、出射光之出射面、及位於入射面與出射面之間之側面，且側面係自入射面朝向出射面，距自光源中心與其發光面正交之方向之光軸之距離變大之彎曲面，且具有彎曲面之形狀不同之複數個彎曲面形狀。
又，本發明為一種照明裝置，其係包含如下構件者：光源；藉由內反射使自該光源出射之光均質化且以透明之材質填滿之光學積分器；將自光學積分器出射之光轉換為大致平行之光之透鏡；及相對於透鏡之光軸中心配置於透鏡之外側且將自光學積分器出射之光轉換為大致平行之光之反射拋物面；且設為於光學積分器之內部含有使光散射之散射元件，且將透鏡之光學積分器側之面較位於反射拋物面之與光學積分器相反側之透鏡光軸方向之端配置於更靠光學積分器側之構成。
根據本發明，可提供一種省電、且提升亮度之小型之照明裝置、照明方法、及使用其之影像投射裝置。
1‧‧‧聚光體
2‧‧‧光源
3‧‧‧照明區域
4‧‧‧光源基板
5‧‧‧入射面
6‧‧‧入射面
7~11‧‧‧出射面
12~15‧‧‧側面
16‧‧‧凸緣
17‧‧‧橢圓體
18‧‧‧橢圓體
19‧‧‧軸
20‧‧‧軸
21‧‧‧軸
22‧‧‧照明裝置
23‧‧‧區域
25‧‧‧軸
26‧‧‧亮度
27‧‧‧亮度分佈
28‧‧‧亮度分佈
29‧‧‧亮度分佈
31‧‧‧聚光體
32‧‧‧邊界
33‧‧‧面
34‧‧‧面
35‧‧‧入射面
36‧‧‧入射面
37~41‧‧‧出射面
42~45‧‧‧側面
46‧‧‧凸緣
47‧‧‧拋物線
49‧‧‧軸
50‧‧‧軸
52‧‧‧照明裝置
61‧‧‧聚光體
62‧‧‧區域
65‧‧‧入射面
66‧‧‧入射面
67~71‧‧‧出射面
72~75‧‧‧側面
76‧‧‧凸緣
82‧‧‧照明裝置
83‧‧‧照明區域
85‧‧‧端
87‧‧‧端
90‧‧‧面
91‧‧‧複數波長光源
92‧‧‧光源基板
93‧‧‧光學積分器
94‧‧‧穿隧機構
95‧‧‧光軸
96‧‧‧第1波長光源
97‧‧‧第2波長光源
98‧‧‧第3波長光源
99‧‧‧軸
100‧‧‧軸
101‧‧‧散射元件
102~107‧‧‧面
115‧‧‧端
116‧‧‧端
117‧‧‧端
118‧‧‧端
122‧‧‧複數波長光源
123‧‧‧光學積分器
150‧‧‧影像投射裝置
151‧‧‧偏光元件
152‧‧‧顯示裝置
153‧‧‧顯示區域
154‧‧‧偏光元件
155‧‧‧投射體
156‧‧‧光路
160‧‧‧影像投射裝置
161‧‧‧偏光分支元件
162‧‧‧顯示裝置
163‧‧‧顯示區域
165‧‧‧投射體
166‧‧‧光路
170‧‧‧影像投射裝置
171‧‧‧反射體
172‧‧‧顯示裝置
173‧‧‧顯示區域
174‧‧‧出射窗
175‧‧‧光檢測器
176‧‧‧偏光元件
177‧‧‧偏光元件
178‧‧‧投射體
200‧‧‧使用者
201‧‧‧影像投射裝置
202‧‧‧HMD
203‧‧‧虛像
204‧‧‧影像投射裝置
205‧‧‧小型投影機
206‧‧‧影像
207‧‧‧屏幕
208‧‧‧影像投射裝置
209‧‧‧HUD
210‧‧‧虛像產生元件
211‧‧‧虛像
212‧‧‧影像投射裝置
221‧‧‧偏光分支元件
222‧‧‧顯示裝置
223‧‧‧出射窗
224‧‧‧光路
225‧‧‧全息圖
226‧‧‧投射體
251‧‧‧智慧型電話
252‧‧‧顯示兼操作裝置
254‧‧‧操作按鈕
255‧‧‧攝像裝置
256‧‧‧箭頭符號
257‧‧‧箭頭符號
258‧‧‧機構
259‧‧‧指針
261‧‧‧影像
269‧‧‧資料表
271‧‧‧影像電路
272‧‧‧控制器
273‧‧‧通訊裝置
274‧‧‧外界光感測器
275‧‧‧感測裝置
276‧‧‧電力供給電路
279‧‧‧控制電路
280‧‧‧外部伺服器
290~295‧‧‧步驟
297~298‧‧‧步驟
300~302‧‧‧步驟
311~323‧‧‧步驟
499‧‧‧虛線
501‧‧‧照明裝置
502‧‧‧透鏡
503‧‧‧反射體外殼
504‧‧‧反射體外殼
506‧‧‧可撓性光源基板
507‧‧‧光學積分器
508‧‧‧複數波長光源
510‧‧‧端緣
511‧‧‧端緣
512~515‧‧‧支持機構
516‧‧‧反射拋物面
517‧‧‧反射拋物面
519‧‧‧支持機構
525‧‧‧光學積分器
531‧‧‧透鏡面
532‧‧‧平面
535‧‧‧支持機構
536‧‧‧面
537‧‧‧支持機構
538‧‧‧支持機構
541‧‧‧線
542‧‧‧線
543‧‧‧照明區域
551‧‧‧區域
552‧‧‧區域
561‧‧‧邊界
570‧‧‧面
A-A‧‧‧線
H‧‧‧高度
HLED‧‧‧高度
L‧‧‧長度
W‧‧‧長度
WLED‧‧‧寬度
圖1係實施例1之照明裝置之剖視圖。
圖2係實施例1之聚光體之立體圖。
圖3(A)~(C)係說明實施例1之照明區域之亮度分佈之圖。
圖4係實施例2之照明裝置之剖視圖。
圖5係實施例3之聚光體之立體圖。
圖6係實施例4之照明裝置之剖視圖。
圖7係說明實施例4之複數波長光源9之圖。
圖8係實施例4之光學積分器之立體圖。
圖9係說明實施例5之複數波長光源之圖。
圖10係實施例5之光學積分器之立體圖。
圖11係實施例6之影像投射裝置之剖視圖。
圖12係實施例7之影像投射裝置之剖視圖。
圖13係實施例8之影像投射裝置之剖視圖。
圖14(A)~(C)係說明實施例9之影像投射裝置之應用例之圖。
圖15(A)、(B)係說明實施例10之HMD之圖。
圖16(A)、(B)係說明實施例11之智慧型電話之圖。
圖17係說明實施例11之智慧型電話之使用情景之圖。
圖18係說明實施例11之智慧型電話之系統之圖。
圖19係說明實施例11之智慧型電話之動作流程之圖。
圖20(A)、(B)係實施例11之影像投射裝置170之顏色調整之動作流程圖。
圖21係實施例12之照明裝置之立體圖。
圖22(A)、(B)、(C1)、(C2)係實施例12之照明裝置之展開圖。
圖23係實施例12之照明區域之剖視圖。
圖24係實施例12之透鏡之展開圖。
圖25係實施例12之反射體外殼之立體圖。
圖26係說明自實施例12之光學積分器出射之光之角度分佈之圖。
以下，使用圖式說明本發明之實施例。另，本發明並非藉此限定者。
[實施例1]
本實施例係對照明裝置進行說明。圖1係本實施例之照明裝置22之剖視圖，圖2係自圖1之照明區域3之斜上方向觀看聚光體1之立體圖。
於圖1中，照明裝置22構成為具有聚光體1與光源2。將自光源2出射之光以聚光體1聚光，而照射於照明區域3。照明區域3係四邊形之區域，且圖2之區域23係表示將該照明區域3投影於聚光體1之區域。照明區域3之端85相當於區域23之端115，端87相當於區域23之端117。
如圖2所示，聚光體1係以透明之材質成型之光學零件，且以光源2側之入射面5、6、出射光之5個出射面7至11、及4個側面12至15(側面14因於背面側無法看到故未圖示)形成。作為聚光體1之材質較佳為例如於可視光區域吸收較少之聚碳酸酯或環烯烴聚合物等透明之材質。當然，亦可根據使用之光源之波段改變材質。
又，入射面5、6、出射面7至11係就防止光之表面反射而提升效率之目的而言，較佳為於介電質多層膜形成防反射膜。
於圖1中，光源2係面發光型之光源，例如、LED或OLED等較合適。於此處，假設為於晶片表面塗佈有將藍色之光轉換為白色之螢光體之白色之LED。又，光源2可搭載於光源基板4，經由光源基板4自外部供給電源。
通常，自面發光型之光源出射之光向前方之全方位前進。自光源2出射之光亦朝向前方前進。光源2之光軸係自光源中心與其發光面正交之方向之軸(圖中軸19)，自光源2出射之光係光軸中心之光最強，且隨著自光軸中心離開而變弱，並於與光源2之發光面相同方向變為最弱。
自光源2出射之光於聚光體1入射於包含軸19之入射面5、及配置 於自軸19離開之方向之入射面5之外側之入射面6，而被分割為內側與外側之光。
於入射面5分割之內側之光係於出射面7轉換為大致平行之光而照射於照明區域3。即，入射面5與出射面7具有於以光源2為作為點狀之物體之物點時，將出射之光變為平行之透鏡功能。
如此，出射之大致平行之光越多，越可提高作為投射光之擷取角度受限之虛像之影像投射裝置用之照明裝置之效率。
於圖1中，入射面5、出射面7雖均係凸透鏡，但當然只要具有於以光源2為物點時，將出射之光變為平行之透鏡功能，亦可將入射面5設為凹透鏡。
另一方面，於入射面6分割之外側之光係於側面12反射，而經由出射面8照射於照明區域3，或於側面13反射，而經由出射面9照射於照明區域3。另，雖於圖1中未記載，但於入射面6分割之外側之光同樣於側面14、15反射，而分別經由出射面10、11照射於照明區域3。
根據斯涅爾定律，已知具有大於臨界角之入射角之光線無法自折射率較高之介質向折射率較低之介質前進，而進行內反射(Total Internal Reflection：全內反射，以下記為TIR)。因此，入射於側面12、13之光線藉由TIR而反射。當然亦可對側面12至15以鋁或銀合金等設置反射塗層。於該情形時，可於反射塗層面藉由接著劑等與其他零件接合。
其次，針對來自入射面6之光經由4個側面12至15、與4個出射面8至11之光路進行說明。
首先，對入射面6、側面12、出射面8之光路進行說明。於圖1中，入射面6係以光源2之中心為原點之球之形狀之一部分。因此，由於入射於入射面6之自光源2之中心出射之光相對於入射面6為直角，故不受角度彎曲之影響等，以自光源2出射之角度直接前進至側面 12。
側面12係自入射面朝向出射面側距軸19之距離變大之彎曲面。於本實施例中，側面12係以軸20為旋轉軸之橢圓體17之一部分。通常，橢圓體具有2個焦點，且具有自1個焦點出射之光線於另一個焦點成像之特性。若將光源2之中心、與照明區域3之端85設定為該2個焦點，則可使自光源2出射之光成像於照明區域3之端85。因此，於側面12反射之光線朝向端85前進。
出射面8係以端85為原點之球之一部分之形狀。入射於出射面8之光線因係以端85為焦點之光，故相對於出射面8呈直角。因此，光不受因出射面8而角度彎曲之影響等，以該角度直接前進至端85。
即，可使自與光源2出射之平面相同角度(於圖1中與軸19呈直角之方向之出射光)、至於入射面5、6之邊界分割之角度之範圍之光作為特定之角度範圍(光之擷取角度限制所形成之角度範圍，換言之，因光之擷取角度與F數值之倒數成正比，故亦可認為是F數值之限制所形成之角度範圍)之光照射於端85。
藉由如此將自光源2出射之外側之光照射於照明區域3之端，聚光體1可將光源2之外側之光作為限制於特定角度範圍之光照射於照明區域3。
其次，對入射面6、側面13、出射面9之光路進行說明。側面13係與側面12同樣為以軸21為旋轉軸之橢圓體18之一部分。橢圓體18將光源2之中心、與照明區域3之端87設定為其2個焦點。又，出射面9係與出射面8同樣為以端87為原點之球之一部分之形狀。因此，自光源2出射之光成像於端87。
即，可藉由使軸20、21於光源2相交，而使自光源2出射之光成像於照明區域之兩端。
同樣，入射面6、側面14、出射面10之光路、與入射面6、側面 15、出射面11之光路亦因側面14、側面15係橢圓體之一部分，且該橢圓體將光源2之中心、與照明區域3之端116或118設定為其2個焦點，故自光源2出射之光各自成像於相當於端116、118之照明區域3之端。
聚光體1係如圖2之立體圖所示般，因出射面8至11其曲面形狀不同，而於其接合部分別產生邊界32。同樣，因側面12至15亦形狀不同，故於其接合部亦產生邊界32。側面或出射面之邊界32係指於通過軸19之平行之面分開。
如以上說明般，自光源2出射之光係藉由聚光體1，而使內側之光以大致平行之角度照射於照明區域3，且另一方面，外側之光聚光於照明區域3之兩端。
又，聚光體1亦可形成面33，且使其與光源基板4接觸，而作為固定之面利用。又，亦可設置凸緣16，而作為照明裝置22與其他機構固定之面利用。面33、凸緣16亦均設置於不會通過有效之光線之區域，故可認為無光之損耗。
圖3係說明照明區域3之亮度分佈之圖。圖3(A)顯示照射有自出射面7出射之光源2之內側之光之亮度分佈，圖3(B)顯示照射有自出射面8至11出射之光源2之外側之光之亮度分佈，圖3(C)顯示照射有自光源2出射之內側與外側之光之亮度分佈。圖上段係顯示照明區域3之亮度之等高線者，線越粗，表示亮度越大。圖下段係顯示投影於圖上段所示之軸25之亮度26之分佈者。
內側之光係如亮度分佈27所示般照明區域3之中心之亮度較大，且越朝向外側亮度越小。因照明區域3為四邊形，故4角之亮度尤其小。反之，如亮度分佈28所示般，外側之光僅於照明區域3之4角亮度較大。因此，自光源2出射之光成為亮度分佈27與28之合計，藉由聚光體1如亮度分佈29所示般，提高整體之亮度。
如此，雖若使用通常之透鏡則4角較暗，但若使用本實施例之聚 光體1則可使4角變亮。其原因在於，可藉由使用以通常之透鏡無法利用之外側之光，效率良好地照射照明區域3。
於存在特定之光之擷取角度之制約之虛像用之影像投射裝置，可藉由如上述般使用聚光體1，將光源2之中心之光變為大致平行，且將外側之光自照明區域之外部照射特定角度範圍內之光，而將來自光源2之光效率良好地照射於照明區域3。
另，上述實施例雖以將橢圓體之2個焦點設為光源2與照明區域之端之例加以記載，但即使例如將焦點略微向光源2或照明區域之平面內，或與軸19平行之方向偏移，亦可藉由將複數個橢圓體之軸設為不同，而獲得類似之效果。即，旋轉體之軸至少通過光源、及設為照明裝置之目標之照明區域之中心與端之間即可。
如上述，本實施例係一種具備光源、及以透明之材質形成且用於將來自光源之光聚光並出射之聚光體之照明裝置，且構成為聚光體具有光源側之入射面、出射光之出射面、及位於入射面與出射面之間之側面，且側面係自入射面朝向出射面，距自光源中心與其發光面正交之方向之光軸之距離變大之彎曲面，且具有彎曲面之形狀不同之複數個彎曲面形狀。
又，本實施例係一種將自光源出射之光聚光並出射之照明裝置之照明方法，該照明裝置構成為將自光源出射之光於相對於自光源中心與其發光面正交之方向之光軸正交之方向分為光軸側即內側之光與自光軸離開之外側之光，且將內側之光以大致平行之角度照射於照明裝置之照明區域，將外側之光以焦點聚集於照明區域之角之方式聚光。
藉此，可提供一種省電、明亮且小型之照明裝置、照明方法、及使用其之影像投射裝置。
[實施例2]
本實施例係對與實施例1不同構成之照明裝置進行說明。本實施例之照明裝置52係照明裝置22之另一例，於將聚光體之側面之彎曲面設為拋物線之點不同。
圖4係本實施例之照明裝置52之剖視圖。於圖4中，照明裝置52構成為具有聚光體31與光源2。將自光源2出射之光以聚光體31聚光，而照射於照明區域3。
聚光體31係以透明之材質成型之光學零件，且以光源2側之入射面35、36與出射光之5個出射面37至41(圖中僅記載出射面37至39)、及4個側面42至45(圖中僅記載側面42、43)形成。
又，入射面35、36及5個出射面37至41係就防止光之表面反射而提升效率之目的而言，較佳為於介電質多層膜形成防反射膜。
自光源2出射之光於聚光體31入射於包含軸49之入射面35、及相對於軸49配置於入射面35之外側之入射面36，而被分割為內側與外側之光。
於入射面35分割之內側之光係於出射面37轉換為大致平行之光而照射於照明區域3。即，入射面35與出射面37具有於以光源2為物點時，將出射之光變為平行之透鏡功能。
於入射面36分割之外側之光係於側面42反射，而經由出射面38照射於照明區域3，或於側面43反射，而經由出射面39照射於照明區域3。另，雖於圖4中未記載，但於入射面36分割之外側之光同樣於側面44、45反射，而分別經由出射面40、41照射於照明區域3。
其次，對來自入射面36之光經由4個側面42至45、與4個出射面38至41之光路進行說明。
首先，對入射面36、側面42、出射面38之光路進行說明。入射面36係以光源2之中心為原點之球之形狀之一部分。因此，可以自光源2出射之角度直接前進至側面42。側面42係自入射面朝向出射面側 距軸49之距離變大之彎曲面。於本實施例中，假設側面42係以軸50為旋轉軸之拋物線47之一部分。通常，拋物線具有1個焦點，且具有自其焦點出射之光線成為平行之特性。若以光源2之中心為其焦點，且將旋轉軸如軸50般傾斜為特定角度，則可獲得傾斜為特定角度之光線。因此，於側面42反射之光線以特定角度朝向照明區域3前進。
出射面38係與軸50正交之平面。入射於出射面38之光線因係與軸50平行之光，故相對於出射面38呈直角。因此，光不受因出射面38而角度彎曲之影響等，以該角度直接前進至照明區域3。
同樣，關於入射面36、側面43至45、出射面40至41之光路，亦因側面43至45係拋物線之一部分，且該拋物線將光源2之中心設定為焦點，故自光源2出射之光各自以特定角度朝向照明區域3前進。
即，因外側之光以特定角度自照明區域3之兩外側照射，故可不阻礙內側之光，而將光源2之外側之光照射於照明區域3。
又，聚光體31亦於形狀不同之出射面與側面之接合部分別產生邊界。
如上述說明般，自光源2出射之光係藉由聚光體31，而使內側之光以大致平行之角度照射於照明區域3，且另一方面，外側之光自照明區域3之外側以特定角度照射於照明區域3之兩端。
另，聚光體31亦可形成面34，且使其與光源基板4接觸，而作為固定之面利用。又，亦可設置凸緣46，而作為照明裝置52與其他機構固定之面利用。面34、凸緣46亦均設置於不會通過有效之光線之區域，故可認為無光之損耗。
於存在特定之光之擷取角度之制約之虛像用之影像投射裝置，可藉由如上述般使用聚光體31，將光源2之中心之光變為大致平行，且將外側之光自照明區域之外部照射特定角度範圍內之光，而將來自光源2之光效率良好地照射於照明區域3。
[實施例3]
本實施例係對與實施例1不同構成之聚光體進行說明。本實施例之聚光體61係聚光體1之另一例，適合照明區域為長方形之情形。
圖5係本實施例之聚光體61之立體圖。於圖5中，聚光體61係以透明之材質成型之光學零件，且以光入射之入射面65、66、出射光之5個出射面67至71、及4個側面72至75(側面74未圖示)形成。作為聚光體61之材質，可與圖2所說明之聚光體1相同。
又，入射面65、66、出射面67至71係就防止光之表面反射而提升效率之目的而言，較佳為於介電質多層膜形成防反射膜。
入射之光於聚光體61入射於包含光之中心軸之入射面65、及相對於該軸配置於入射面65之外側之入射面66，而被分割為內側與外側之光。
以入射面65分割之內側之光係於出射面67轉換為大致平行之光而照射於照明區域。即，入射面65與出射面67具有於以光源為物點時，將出射之光變為平行之透鏡功能。與聚光體1不同，聚光體61之入射面65與出射面67係於縱向與橫向上半徑不同之透鏡。因此，可效率良好地將光照射於長方形之照明區域。
另，區域62係圖示將照明區域投影於出射面側之區域者。
通常之縱橫比相等之透鏡之情形時，照射之光亦縱橫比相等，從而產生不照射於縱橫比不同之照明區域之無用之光。因此，可藉由設為改變縱橫比之透鏡而提升效率。
又，出射之大致平行之光越多，越可提高作為光之擷取角度受限之投射虛像之影像投射裝置用之照明裝置之效率。
於入射面66分割之外側之光於側面72至75反射，而經由出射面68至71照射於照明區域。
側面72至75係自入射面朝向出射面側距軸49之距離變大之彎曲 面，於此處，假設為橢圓體之一部分。各自將一個焦點設定為光源之中心，且將另一個焦點設定為照明區域之各端。因此，可使自光源出射之外側之光成像於照明區域之端。
又，出射面68至71係以照明區域之端為原點之球之一部分之形狀。因此，於側面72至75反射之光不受因出射面68至71而角度彎曲之影響等，以該角度直接前進至照明區域之端。
聚光體61係如圖5所示般，因出射面68至71、側面72至75形狀不同，故而於其接合部分別產生邊界32。
如以上說明般，根據本實施例，即使於長方形之照明區域，亦可使自光源出射之光效率良好地聚光。
另，聚光體61亦可作為與光源基板接觸之面、及設置凸緣76而與光源或其他機構固定之面利用。藉由同時設置於不會通過有效之光線之區域，可避免光之損耗。
於存在特定之光之擷取角度之制約之虛像用之影像投射裝置，可藉由如上述使用聚光體61，將光源2之中心之光設為大致平行，且將外側之光自照明區域之外部照射特定角度範圍內之光，而將來自光源2之光效率良好地照射於長方形之照明區域。
[實施例4]
本實施例係對另一構成之照明裝置進行說明。圖6係本實施例之照明裝置82之剖視圖。於圖6中，照明裝置82構成為具有聚光體61(於實施例3說明之聚光體)與複數波長光源91。自複數波長光源91出射之複數波長之光入射於光學積分器93而被均勻地混色。自光學積分器93出射之光以聚光體61聚光，而照射於照明區域83。照明區域83係作為顯示裝置為一般之長寬比16：9之長方形。
此處，複數波長光源91係出射3種波長之面發光型之光源，此處，假設為具備紅、綠、藍之波段之3個晶片之LED。複數波長光源 91可搭載於光源基板92，經由光源基板92自外部供給電流。
複數波長光源91之3個晶片配置於不同位置。因此，各晶片之光軸不同。光學積分器93係為了使該等不同之光軸一致而配置。
自光學積分器93出射之光係如上述般，藉由聚光體61被分割為包含光軸95之內側與外側之光，且藉由聚光體61將內側之光以大致平行之角度照射於照明區域83，另一方面，將外側之光聚光於照明區域83之兩端。
另，使聚光體61之面90與穿隧機構94接觸，且使該穿隧機構94與光源基板92接觸並固定。又，亦可將凸緣76作為照明裝置82與其他機構之固定之面利用。
穿隧機構94係假設為將光學積分器93藉由輕度壓入而固定之機構。若以接著劑固定光學積分器93與穿隧機構94，則於光學積分器93與接著劑之接觸面之折射率差變小，而光洩漏，進而光之損耗變大。因此，由於穿隧機構94係可不使用接著劑而固定光學積分器93，故為效率良好之固定方法。
又，穿隧機構94亦具有可去除自複數波長光源91出射但不經由光學積分器93而通過聚光體61前進至照明區域83之無用之光之遮光效果。
又，因照明裝置82搭載有複數個波長，故可調整照明區域83之顏色。
又，一般於無彩色濾光片之顯示裝置，為了彩色化而需要紅、綠、藍之波段之光源，照明裝置82適合此種顯示裝置。
圖7係說明複數波長光源91之圖。複數波長光源91係將各自出射紅、綠、藍之波段之光之第1波長光源96、第2波長光源97、第3波長光源98於寬度WLED與高度HLED之內側配置為三角形。
若使聚光體61之光軸(軸95)、與第1波長光源96、第2波長光源 97、第3波長光源98之中心(軸99、軸100之交點)一致，則可效率良好地以聚光體61將光聚光。
又，若將WLED與高度HLED設定為小於光學積分器93之面102(寬度W、高度H)，則可效率良好地傳輸至光學積分器。
又，為了於較短之距離對光進行混色，而期望光學積分器93之寬度W與高度H較小。因此，將第1波長光源96、第2波長光源97、第3波長光源98配置為三角形。
圖8係光學積分器93之立體圖。光學積分器93呈長度L、高度H、寬度W之四角柱形狀，且其內部以特定之透明度較高之折射率N1之介質1填滿。又，光學積分器93具有面102至107。
面102、103係光入射之面、或出射之面。面104至107係具有將自面102、103入射之光藉由TIR封入光學積分器93之內部之功能之側面。
於光學積分器93之內部，隨機地填充有以與介質1不同之折射率2之透明度較高之介質2填滿之散射元件101。遵照斯涅爾定律，光線於通過折射率不同之介質時，以與入射之角度不同之角度出射。散射元件101具有藉由利用該原理、使前進之光線之角度變更而使其散射之功能。遵照斯涅爾定律，增大折射率1與折射率2之差可獲得更強之擴散功能。
散射元件亦可為球狀、或其他形狀。設為作為通用品之球狀係自成本方面而言較佳。
於將散射元件設為球狀之情形時，其直徑越小則光線之彎曲角度越大，從而可獲得較高之散射性能。理想的是，其直徑設為大於入射之光線之波長、且為該波長之10倍以下。
若散射元件之直徑小於波長，則可獲得較強之散射。但是因光線照射散射元件之概率變小，故為了確保均質性，而增加散射元件之 填充率，但效率之降低成為問題。
反之若直徑為波長之10倍以上，則光線之可變更之角度變小，從而為了獲得所需之混色性與均質性而加長光學積分器93，但無法幫助實現小型化。
於將散射元件設為球狀以外、且該散射元件之表面無凹凸之情形時，可認為大致與上述相同。
當然，亦可於散射元件之表面設置波長級別之細微構造。於該情形時，即使將形狀設為任意，且增大散射元件之最大直徑，亦可期待獲得較強之散射效果。
又，理想的是，面102、103之高度H、寬度W設為與入射之光線大致相等、或至少考慮到安裝之公差之最小尺寸。當然，最理想的是將面102、103之高度H、寬度W設為與入射之光線大致相等，於該情形時，考慮安裝之公差，而於組裝時調整即可。
自面102、103出射之光線之亮度與面積成反比。因此，若相對於入射之光線之面積，將入射出射面之面積設為2倍，則亮度變成一半。又，若增大面積則封入之效果下降，且混色性能亦變小。因此，必須進一步增加散射元件之填充率，從而效率更加惡化。
反之若將面102、103之面積設為較入射之光線小，則無法擷取光線，從而效率降低。
根據以上，較佳為將面102、103之面積調整為與入射之光線尺寸大致相等、或考慮組裝之公差而設定為至少2倍以下。
面102、103之寬度W與高度H係定義為寬度W>高度H。於該情形時，長度L較佳設為寬度W之3倍以上。
通常之面光源係半寬度半最大值為60°之朗伯分佈。若將一般之透明材料之折射率設為1.5，則遵照斯涅爾定律，可以說光學積分器93之內部所擷取之光分佈於±35°之範圍內。35°之光線若前進寬度W之 3倍之長度L，則反射約2次。即，滿足(式1)。
L×Tan35°≧2×W…(式1)
若有反射約2次之程度之長度，則可藉由調整散射元件101之填充率，而滿足混色性與均質性。
另，於設定為超過寬度W之3倍之長度L之情形時，可藉由進行減小填充率之調整，而在滿足混色性與均質性之狀態下維持效率。
例如，於將寬度W、高度H設為1mm角之情形、且將長度設為4mm、將散射元件101之直徑設為約2μm、將折射率1設為1.48、將折射率2設為1.58之情形時，將散射元件101之介質2之總體積設定為相對於介質1之總體積為0.5%至1.0%之範圍即可。
又，面102、103較佳設為大致平行。可維持垂直入射之光之平均角度而進行光之入射出射，從而於效率方面較佳。
又，面102、103較佳設為相同形狀。可減少由TIR產生之光之洩漏，且進行效率良好之反射，從而可減少損耗。
又，散射元件101之填充率係與光和散射元件101衝突之平均距離即平均自由徑成反比者，光之透過率因係以光與散射元件衝突之次數下降，故可認為與平均自由徑成正比。即，散射元件101之填充率與亮度成反比。若過多填充散射元件101，則效率下降，故較佳考慮混色性及均質性與效率，而決定散射元件101之填充率。
又，面104至107較佳為將表面粗糙度設為較小。藉由減小表面粗糙度可減少來自面104至107之洩漏光，從而實現高光量輸出。
長度方向之表面粗糙度較佳為小於與長度方向正交之方向之表面粗糙度。其原因在於，雖因加工方法等(切削或成型)而容易產生存在各向異性之粗糙化，但藉由減小光軸方向之表面粗糙度，可減少來自反射側面之洩漏光，從而實現高光量輸出。
面102、103亦可將表面粗糙度設為較大。於該情形時，可藉由 使入射出射面粗糙化而利用表面散射實現光之均勻化。
本實施例之光學積分器只要為填充有介質1、及具有與介質1不同之折射率、且使傳輸之光散射之散射元件(介質2)之構造則無特別限定，可藉由使用於以下說明之材料及製造方法容易地獲得。
首先，作為介質1之材質，就傳輸光之觀點而言選擇透明性較高之材料。本實施例中雖使用丙烯酸系之光硬化樹脂，但只要為透明度較高之材料則無特別限定，亦可使用例如環氧系之熱硬化性樹脂、丙烯酸或聚碳酸酯等熱塑性樹脂、或玻璃等。
若使用光硬化性樹脂，則就於使用固態之介質2時與該介質2之混合較容易之觀點、又於硬化後無需冷卻或乾燥等步驟而可提高作業效率之觀點、及容易獲得特定之形狀之光學積分器之觀點而言較佳。又，若使用丙烯酸系之材料則透過率較高，從而可提高光之利用效率，故而更佳。
其次，介質2係可藉由於介質1中混合與介質1不同之折射率之粒子而效率良好地獲得。作為介質2之材質，於本實施例中，雖使用橋接聚苯乙烯微粒子，但只要為透明度較高之材料，亦可使用其他材質之塑膠粒子或玻璃粒子等、其他材料。但是，由於為了使光散射而重要的是存在折射率差，故理想的是於介質1與介質2之間存在0.005以上之折射率差。若為0.005以上且0.015以下之範圍，則容易使介質1與介質2之比重接近，從而就容易使介質2混合於介質1之觀點、及除了抑制效率之降低之外亦容易獲得散射之效果之觀點而言較佳。此處，比較介質1與介質2之折射率時，任一者之折射率較大均可。另，本實施例之折射率差係設為自介質1或介質2中之為高折射率之介質1或介質2之折射率與為低折射率之介質2或介質1之折射率之差分算出之值。
其次，介質2之粒徑較佳為0.5μm以上且5μm以下之範圍。其原 因在於，如上述般，若粒徑較小則光過度散射而導致光之提取效率下降，且若粒徑較大則光難以散射。又，理想的是粒徑大致均勻，但只要90%以上之粒子包含於上述粒徑範圍內則可獲得效果，不存在問題。
其次，作為將介質1與介質2一體化之方法，有準備例如液狀之介質1，其次使介質1與介質2混合，且使其光硬化為特定之形狀而製造之方法。另，亦可以熱壓制、射出成形、切出等、其他方法製造。其中，因若使用液狀之介質1，則可容易地混合介質2，故而更佳，若使介質2混合於介質1後之狀態亦為液狀，則容易加工為特定之形狀，故而更理想。
於製品形狀之製成時，既可於將製品之高度之板於製造後切斷外周而設為製品尺寸，亦可製作具有製品尺寸之空間之模型，並於模型流入樹脂且使其硬化而製造。
其次，對表面粗糙度進行說明。本實施例之光學積分器之表面粗糙度(Ra；算數平均粗糙度)較佳為於側面之長度方向上設為較小。其原因在於，於光照射於側面時，若於側面之長度方向面粗糙化，則超過臨界角，光自側面洩漏。於垂直於長度方向之方向，於對光之傳輸無壞影響之範圍內面亦可粗糙化。又，對於光入射面或光出射面，由於預期光之擴散提高之效果，而於對光之出射無壞影響之範圍內面可粗糙化。自以上之觀點而言，側面之光軸方向之表面粗糙度較佳為0μm以上~2.0μm。更好的是，0μm以上~1.0μm之範圍較佳，且為0μm以上~0.5μm更佳。光入射面及光出射面之表面粗糙度為上述側面之表面粗糙度以上，且為0.01μm~10μm較佳，為0.5μm~5μm更佳，且為0.5μm~3μm進而更佳。另，相對於側面之光軸為垂直方向之表面粗糙度為0μm以上，且上限為於上述之光入射面及光出射面之表面粗糙度列舉之值以下較佳。
相對於側面之光軸(圖中長度L之方向)為垂直方向之表面粗糙度雖於上述範圍內較小者較佳，但就加工效率之觀點而言亦可任意選擇。具體而言，例如於藉由切削加工形成側面之情形時，切削方向之表面粗糙度、及與切削方向大致垂直方向之表面粗糙度存在前者之切削方向之表面粗糙度變小之傾向，且若為了加工效率之提升而改變切削速度等，則尤其是與切削方向大致垂直方向之表面粗糙度粗糙化。於該情形時，藉由將切削方向設為光軸方向，可一邊維持作業效率，一邊保持光之傳輸效率。又，於利用成形等之情形、且於成形鑄型側具有切削痕等之表面粗糙度之方向性之情形時，表面粗糙度被轉印至光學積分器。於該情形時亦同樣，可藉由將光軸方向設為表面粗糙度較小之方向，而保持良好之光之傳輸效率。
又，在於介質2使用固態之粒子之情形時，若包含因包含介質2之散射元件自側面突出而成之凸部或/及因散射元件自側面脫落之痕跡而成之凹部之凹凸以有助於表面粗糙度之程度存在，則成為如上述般產生來自側面之光之洩漏之一個原因。根據以上，進而側面之表面粗糙度(Ra)為作為介質2導入之散射元件之平均粒徑之1/2以下較佳。其可藉由不使散射元件自光學積分器之側面突出之狀態或將自側面突出之散射元件使用研磨或切斷等進行切斷使其平滑化而實現。
例如，作為介質1，使用日立化成(株)製HITALOID(註冊商標)9501。其係聚氨酯丙烯酸酯系之光硬化樹脂。透明度較高且折射率為1.49。又，作為介質2，使用積水化成品工業(株)製TECHPOLYMER(註冊商標)SSX-302ABE。其係以橋接聚苯乙烯樹脂製成之微粒子，形狀為球形，且平均直徑為2μm，整體之大致95%之粒子為與平均直徑差0.5μm以內之單分散粒子。透明度較高且折射率為1.59。
寬度W、高度H為1.05mm、長度L為4.15mm、且將散射元件之 介質2之總體積相對於介質1之總體積設為0.5%之情形之光學積分器可如以下般製造。首先，於光硬化樹脂中，摻入整體之體積之0.5%之微粒子，並以攪拌棒攪拌約10分鐘。攪拌後藉由自然放置4小時以上，而充分去泡。藉由以金屬板包圍底面及側面，而留出長度50mm、寬度7mm、深度1.05mm之空隙，於此處流入樹脂，並自上被覆玻璃板。此時，避免空氣進入內部。其後，透過玻璃照射UV(Ultraviolet：紫外線)燈，使樹脂充分硬化。其後取出製品，並以切割機(DAC552，株式會社DISCO製)切出寬度1.05mm、長度4.15m，且以切割機加工側面時，於長度方向平行地挪動刀片而加工。其原因在於，使切割機之加工紋路沿光學積分器之長度方向產生，可減小側面之光軸方向之表面粗糙度，從而減少來自光學積分器之光洩漏。另，側面係使用粒徑：#5000之切割刀片，以旋轉數：30,000rpm、切割速度：0.5mm/s之條件加工，光輸入輸出面係使用粒徑：#3000之切割刀片，以旋轉數：30,000rpm、切削速度：0.5mm/s之條件加工。側面之光軸方向之表面粗糙度係Ra=0.3μm，光軸垂直方向之表面粗糙度為Ra=1.0μm，光輸入輸出面之表面粗糙度係Ra=2.0μm。
經以金屬顯微鏡放大觀察側面，切削面係介質2不自側面突出，且粒子被分斷。又，非切削側面係介質2不自側面突出，而埋入介質1。
作為光源，使用LED(OSRAM製LTRB R8SF)。其為於1個LED搭載有紅、綠、藍之3個晶片者，與白色LED相比可預期顏色再現性之提升。
如以上，本實施例係於光源與聚光體之間，配置藉由內反射使自光源出射之光均質化且以透明之材質填滿之光學積分器。
藉此，照明裝置82可於照明區域83內實現均質且無顏色之不均 之照明光。又，可藉由使用聚光體61而效率良好地聚光。又，有可調整照射於照明區域83之顏色之效果。
[實施例5]
本實施例係對實施例4之照明裝置82之複數波長光源91與光學積分器93之另一例進行說明。
圖9係說明本實施例之複數波長光源122之圖，圖10係本實施例之光學積分器123之立體圖。
於圖9中，複數波長光源122係將各自出射紅、綠、藍之波段之光之第1波長光源96、第2波長光源97、第3波長光源98於寬度WLED與高度HLED之內側配置為直線狀。且，設為具有WLED>HLED之關係之長方形。
又，於圖10中，光學積分器123雖為長度L、高度H、寬度W之四角柱之形狀，但設為具有W>H之關係之長方形之剖面形狀。如此，本實施例配合照明區域83將複數波長光源122與光學積分器123設為長方形。藉此，可將自長方形之光學積分器123出射之光效率良好地傳輸至照明區域83。
已知一般保存有光源之面積、與平均單位立方角之亮度之積。因此，若使光源、光學積分器與照明區域之縱橫比一致，則可提升光之傳輸效率。
[實施例6]
本實施例係對影像投射裝置進行說明。圖11係本實施例之影像投射裝置150之剖視圖。於圖11中，於影像投射裝置150中，具有照明裝置22、偏光元件151、154、顯示裝置152、及投射體155。另，以虛線記載之光路156係用於輔助說明光線之前進而記載之假想線。
將自光源2出射之白色之光線藉由聚光體1照射於顯示裝置152之顯示區域153。
光係於自聚光體1到達顯示裝置152之前，前進至偏光元件151，選擇為特定方向之直線偏光之光。
此處，顯示裝置152假設為附彩色濾光片之透過型之液晶元件。顯示裝置152之顯示區域153表示產生影像之區域。
顯示區域153具有於每一像素將特定之偏光轉換為與該偏光為垂直方向或平行方向之任一者之功能。於作為影像有效之情形時，轉換為與以偏光元件151選擇之方向平行之偏光。
行進通過顯示區域153之作為影像有效之光線與無效之光線入射於偏光元件154。於偏光元件154中，僅通過作為影像有效之偏光之光線，且吸收或反射無效之偏光之光線。
於偏光元件154僅有作為影像有效之光線前進至投射體155。
投射體155係投射透鏡，具有使顯示區域153之影像於屏幕、或人之視網膜(未圖示)放大成像之功能。於圖示中，投射體155雖記載為1枚，但亦可根據投射之影像之放大率或投射距離，為更多枚數。
另，較佳的是，使投射體155具有向自顯示裝置152遠離之方向與接近之方向移動之機構。藉由此種機構可具備根據投射距離而改變影像之成像位置之聚焦功能。
如以上般，本實施例係使用於實施例1所說明之照明裝置之影像投射裝置，具備產生影像之顯示裝置、及投射於顯示裝置產生之影像之投射體，且可藉由將來自聚光體之光照射於顯示裝置，而實現光之傳輸效率良好之影像投射裝置。
[實施例7]
本實施例係對實施例6之影像投射裝置150之另一例進行說明。圖12係本實施例之影像投射裝置160之剖視圖。於圖12中，於影像投射裝置160中，具有與實施例6同樣之照明裝置22、偏光分支元件161、顯示裝置162、及投射體165。另，以虛線記載之光路166係用於 輔助說明光線之前進而記載之假想線。
將自光源2出射之白色之光線藉由聚光體1照射於顯示裝置162之顯示區域163。
光係於自聚光體1到達顯示裝置162之前，前進至偏光分支元件161，選擇為特定方向之直線偏光之光。偏光分支元件161假設為藉由一般之多層膜而具有偏光特性之稜鏡。
顯示裝置162假設為附彩色濾光片之反射型之液晶元件(LCOS：Liquid Crystal On Silicon：矽基液晶)。顯示裝置162之顯示區域163表示產生影像之區域。
顯示區域163具有於每一像素將特定之偏光轉換為與該偏光為垂直方向或平行方向之任一者之功能。於作為影像有效之情形時，轉換為與以偏光分支元件161選擇之方向正交之偏光。
行進通過顯示區域163之作為影像有效之光線與無效之光線再次入射於偏光分支元件161。於偏光分支元件161中，僅反射作為影像有效之偏光之光線，且通過無效之偏光之光線。
於偏光分支元件161僅有作為影像有效之光線前進至投射體165。
投射體165係投射透鏡，具有使顯示區域163之影像於屏幕、或人之視網膜(未圖示)放大成像之功能。於圖中，投射體165雖記載為1枚，但亦可根據投射之影像之放大率或投射距離，為更多枚數。
另，較佳的是，使投射體165具有於光學上向自顯示裝置162遠離之方向與接近之方向移動之機構。藉由此種機構可具備根據投射距離而改變影像之成像位置之聚焦功能。
根據本實施例，可藉由使用照明裝置22，而實現光之傳輸效率良好之影像投射裝置160。
[實施例8]
本實施例係對實施例6之影像投射裝置150之另一例進行說明。
圖13係本實施例之影像投射裝置170之剖視圖。於圖13中，於影像投射裝置170中，具有照明裝置82、偏光元件176、177、顯示裝置172、投射體178、反射體171、出射窗174、及光檢測器175。另，以虛線記載之光路156係用於輔助說明光線之前進而記載之假想線。
照明裝置82係如實施例4所說明之照明裝置，具有複數波長光源91、光學積分器93、及聚光體61。自照明裝置82出射之3個波長之光前進至偏光元件176，被選擇成為特定方向之直線偏光之光。
於偏光元件176被選擇為特定方向之偏光之光照射於顯示裝置172。
此處，顯示裝置172假設為無彩色濾光片之透過型之液晶元件。因此，與具有彩色濾光片之液晶相比可將像素設為1/3，故可實現高解析度之影像。顯示裝置172之顯示區域173表示產生影像之區域。另，彩色化係藉由使存在於複數波長光源91之紅、綠、藍之波段之光於每一時間發光之場色序法技術而實現。
顯示區域173具有於每一像素將特定之偏光轉換為與該偏光為垂直方向或平行方向之任一者之功能。於作為影像有效之情形時，轉換為與以偏光元件176選擇之方向平行之偏光。
行進通過顯示區域173之作為影像有效之光線與無效之光線入射於偏光元件177。於偏光元件177中，僅通過作為影像有效之偏光之光線，且吸收或反射無效之偏光之光線。
於偏光元件177僅有作為影像有效之光線於反射體171反射，而前進至投射體178。
反射體171具有彎曲影像之功能。可藉由如圖示之稜鏡、或單純之反射鏡等實現。較佳為確保光線通過之面之面精度以避免影像失真。
投射體178係需要複數枚透鏡之投射透鏡，具有使顯示區域173之影像於屏幕、或人之視網膜(未圖示)放大成像之功能。另，於圖13中雖記載為1枚組，但亦可根據投射之影像之放大率或投射距離，為更多枚數。
又，較佳的是使投射體178具有於光學上向自顯示裝置172遠離之方向與接近之方向移動之機構。藉由此種機構可具備根據投射距離而改變影像之成像位置之聚焦功能。
自投射體178出射之光經由出射窗174而投射於屏幕、或人之視網膜(未圖示)。
出射窗174具有防止塵埃或水滴等自外部進入之功能。較佳為光學上透明之平板，且為了減少效率之損耗而於紅至藍之區域(波長430nm~670nm之範圍)形成防反射膜。
又，於影像投射裝置170搭載有光檢測器175，而可檢測自複數波長光源91出射之光。採用藉由該光檢測器175，預先記憶自複數波長光源91出射之光之初始值，於因溫度或歷時劣化等而光量變化時可進行反饋控制之構成。
另，作為其他構成，亦可設為將投射體178設置於偏光元件177與反射體171之間，且僅使於偏光元件177作為影像有效之光線前進至投射體178，並使自投射體178出射之光於反射體171反射，而經由出射窗174投射於屏幕、或人之視網膜。
[實施例9]
本實施例係對影像投射裝置之應用例進行說明。圖14係說明本實施例之影像投射裝置之應用例之圖。於圖14中，圖14(A)顯示HMD202，圖14(B)顯示小型投影機205，圖14(C)顯示HUD209之例。
於圖14(A)中，HMD202佩戴於使用者200之頭部，且自搭載於HMD202之內部之影像投射裝置201將影像投射於使用者200之眼。使 用者可視認宛若漂浮於空中之影像即虛像203。
於圖14(B)中，小型投影機205自搭載於內部之影像投射裝置204將影像206投射於屏幕207。使用者200可將映射於屏幕之影像視認為實像。
於圖14(C)中，HUD209自搭載於內部之影像投射裝置208將影像投射於虛像產生元件210。虛像產生元件具有使一部分光通過、其餘反射之分束器之功能，且為曲面構造，亦具有藉由將影像直接投射於使用者200之眼而產生虛像之透鏡功能。使用者200可視認宛若漂浮於空中之影像即虛像211。可期待此種HUD應用於車輛之駕駛者用之輔助功能、或數位看板等。
於任一裝置中，均可期望小型、明亮之影像投射裝置。於本實施例所說明之影像投射裝置可有助於小型化、與亮度之提升。
[實施例10]
本實施例係對使用實施例6至8所說明之影像投射裝置之HMD進行說明。圖15係說明本實施例之HMD202之圖。圖15(A)係HMD202之立體圖，具有影像投射裝置212、出射窗223、及投射體226。圖15(B)係為了說明而透過影像投射裝置212顯示其內部之立體圖。影像投射裝置212具有照明裝置82、偏光分支元件221、及顯示裝置222。另，以虛線記載之光路224係用於輔助說明光線之前進而記載之假想線。
於圖15(B)中，自照明裝置82出射之3個波長之光前進至偏光分支元件221，被選擇為特定方向之直線偏光之光。
於偏光分支元件221被選擇為特定方向之偏光之光照射於顯示裝置222。
此處，顯示裝置222假設為無彩色濾光片之透過型之液晶元件。因此，與具有彩色濾光片之液晶相比可將像素設為1/3，故可實現高解析度之影像。顯示裝置222之顯示區域表示產生影像之區域。另， 彩色化係藉由使存在於照明裝置82內之複數波長光源91(未圖示)之紅、綠、藍之波段之光於每一時間發光之場色序法顯示技術而實現。
顯示區域具有於每一像素將特定之偏光轉換為與該偏光為垂直方向或平行方向之任一者之功能。於作為影像有效之情形時，轉換為與以偏光分支元件221選擇之方向正交之偏光。
行進通過顯示區域之作為影像有效之光線與無效之光線再次入射於偏光分支元件221。於偏光分支元件221中，僅反射作為影像有效之偏光之光線，且通過無效之偏光之光線。
於偏光分支元件221僅有作為影像有效之光線經由出射窗223前進至投射體226。
於投射體226，於一部分形成有全息圖225，而具有使顯示區域之影像於眼中成像為虛像之功能。
已知全息圖225係繞射元件，可使入射之光之一部分反射，並對該反射之光賦予特定之相位。全息圖225具有利用該相位之透鏡功能。
另，投射體226呈如眼鏡之板式形狀，且固定於影像投射裝置212之機構。因此，投射體226含有使包含照明裝置82之機構、與全息圖225連結之功能。
又，投射體226可設置硬塗層，而令油難以黏附。
又，投射體226亦可為了提高影像之對比度，而形成用以抑制外界光之入射之多層膜。又，較佳為如根據外界光之亮度而改變透過率之構成。此種功能可藉由液晶快門、或調光玻璃等實現。
出射窗223具有防止塵埃或水滴等自外部進入之功能。較佳為光學上透明之平板，且為了減少效率之損耗而於紅至藍之區域(波長430nm~670nm之範圍)形成防反射膜。
又，於影像投射裝置212中，可採用搭載光檢測器，而檢測自複 數波長光源91出射之光，從而於因溫度或歷時劣化等而光量變化時可進行反饋控制之構成。
如以上般，本實施例係使用於實施例1所說明之照明裝置之影像投射裝置，具備產生影像之顯示裝置、及投射於顯示裝置產生之影像之投射體，且將來自聚光體之光照射於顯示裝置，且投射體以使用者可視認虛像之方式使自影像投射裝置投射之影像光學發散。藉此，可實現光之傳輸效率良好之投射虛像之影像投射裝置。
[實施例11]
本實施例係對使用實施例6至8所說明之影像投射裝置之智慧型電話進行說明。圖16係說明本實施例之智慧型電話251之圖。圖16(A)顯示前視圖，圖16(B)顯示側視圖。
於圖16(A)中，智慧型電話251具備：具有顯示與利用靜電電容以手指進行操作之2個功能之顯示兼操作裝置252、控制用之操作按鈕254、拍攝外部之攝像裝置255、及影像投射裝置170。
又，如圖16(B)所示，影像投射裝置170可向箭頭符號257之方向投射虛像。另，影像投射裝置170具有投射體178、反射體171、及出射窗174。又，投射體178可藉由具有向自反射體171遠離之方向與接近之方向移動之機構258，而具備根據投射距離而改變影像之成像位置之聚焦功能。
又，如圖16(A)所示，影像投射裝置170可具備可向箭頭符號256之方向旋轉之旋轉機構(未圖示)，而可於上方或後方選擇影像之投射方向。
為了實現此種移動用途之裝置，裝置整體較佳為小型化。又，為了持續使用電池，而要求較高之光利用效率。本實施例之影像投射裝置170可實現此種需求。
圖17係說明智慧型電話251之使用情景之圖。使用者200若窺視 智慧型電話251之出射窗174，則可視認於影像投射裝置170產生之虛像261。
藉由將影像投射裝置170搭載於智慧型電話251，可不僅看到智慧型電話251之顯示兼操作裝置252之影像，亦同時看到虛像261。又，虛像261之大小係可獲得較智慧型電話之顯示區域大之效果。
近年來，有欲以智慧型電話觀看較大影像之需求，而顯示影像之區域之大型化發展。但是，亦有重視便攜性而選擇小型之智慧型電話之需求。本實施例之智慧型電話251因既為小型化且可擴大影像，故可滿足雙方之需求。
又，通常之智慧型電話可以手指進行操作。藉由將顯示兼操作裝置252上之手指之動作顯示為影像上之指針259，使用者200可邊觀看影像261邊操作。此時，亦可於顯示兼操作裝置252上設置切換使顯示兼操作裝置252上之影像動作、或使影像261動作之圖標而進行控制。當然，亦可為藉由操作按鈕254進行之控制。
圖18係說明智慧型電話251之系統之圖。於圖18中，智慧型電話251具備：影像投射裝置170，其具有：光檢測器175、複數波長光源91、及記憶有用於控制複數波長光源之設定值之資料表269；控制器272；通訊裝置273；外界光感測器274；感測裝置275；電力供給電路276；攝像裝置255；控制電路279；影像電路271；操作按鈕254；及顯示兼操作裝置252。
通訊裝置273具有取得如WiFi(註冊商標)或Bluetooth(藍牙)(註冊商標)之網際網路上之資訊或與使用者200所持有之電子機器等之外部伺服器280接駁而取得外部資訊之功能。外界光感測器274具有取得外部之亮度之功能。顯示兼掃描裝置252具有對使用者200顯示資訊，且取得以手指進行操作之操作資訊之功能。又，感測裝置275具有藉由利用壓電元件或靜電電容等原理檢測加速度之加速度感測器或 GPS(Global Positioning System：全球定位系統)等感測外部環境之功能。電力供給電路276具有自電池等供給電力之功能。攝像裝置255具有以相機等取得外界影像之功能。控制電路279具有自操作按鈕254或顯示兼操作裝置252檢測使用者200欲操作之資訊之功能。影像電路271具有根據使用者200之操作將影像資訊轉換為顯示兼操作裝置252或影像投射裝置170用之功能。且，控制器272係根據自控制電路279獲得之使用者200操作之資訊，而控制個別之裝置、電路之主晶片。
例如，控制器272亦可具有基於以感測裝置275獲得之資訊而檢測出配置有智慧型電話251之場所且自外部伺服器280選擇周圍之資訊，並驅動影像投射裝置170或顯示兼操作裝置252，而將所選擇之資訊作為影像對使用者200顯示之功能。
又，電源供給電路276經由控制器272對裝置供給必要之電力。此時，控制器272較佳為具有藉由根據需要僅對必要之裝置、電路供給電力而節電之功能。
又，較佳的是，控制器272具有監測來自位於影像投射裝置170內之光檢測器175之光量資訊，而控制複數波長光源91之輸出之功能。
又，控制器272亦具有若自控制電路發送顯示兼操作裝置252之圖標被操作之資訊，則於影像電路以於影像上顯示指針之方式進行操作，而使影像裝置170動作之功能。
圖19係說明智慧型電話251之動作流程之圖。此處，針對視聽對以攝像裝置255拍攝之影像賦予虛擬現實感(以下記為AR(Augmented Reality：擴充實境))之影像之動作流程進行說明。
於圖19中，使用者200藉由顯示兼操作裝置252輸入AR影像(圖中290)。控制器272自控制電路279獲得操作資訊，而進行必要之資訊處理(圖中291)。又，驅動複數波長光源91使其發光(圖中292)。利用光 檢測器175之信號，基於資料表之資訊進行顏色調整(圖中293)。
控制器272係於操作複數波長光源91之同時以攝像裝置255取得外界之影像(圖中297)。又，以感測裝置275取得使用者200之位置資訊(圖中301)，以通訊裝置273自外部伺服器280取得外部資訊(圖中302)。
控制器272藉由驅動影像電路271，對外部資訊、外界影像資訊進行圖像處理(圖中298)，而產生AR影像或聲音(圖中300)。將產生之AR影像藉由顯示裝置投射影像(圖中294)。然後，使用者200視聽影像(圖中295)。
其次，利用圖20對影像投射裝置170之複數波長光源91之調整流程進行說明。圖20(A)係顏色調整之流程。
於圖20(A)中，首先，於出貨前之初始值設定時，以使自影像投射裝置170出射之圖像成為指定之色座標之方式於資料表269預儲存複數波長光源91之紅、綠、藍之波段之光量I0(R)、I0(G)、I0(B)。自控制器272接收影像投射裝置170投射影像之命令時，影像投射裝置170開始複數波長光源91之發光(圖中311)。其次，以光檢測器175檢測複數波長光源91之光量I1(R)、I1(G)、I1(B)(圖中312)。藉由比較檢測到之光量I1(R)、I1(G)、I1(B)與初始之光量I0(R)、I0(G)、I0(B)而檢查是否與指定之色座標存在誤差(圖中313)。
只要影像投射裝置170為動作中，則於不存在色座標之誤差之情形時，間隔特定之時間(圖中315)，重複進行再次以光檢測器175檢測光量(圖中313)之調整流程。
如LED之半導體光源有因溫度而輸出發生變化之特性。因此，因環境之溫度變化、或配置於複數波長光源91附近之電子電路之發熱等，而自複數波長光源91出射之各色之光輸出發生變化。於輸出發生變化之情形時，以修正誤差之方式控制複數波長光源91內之第1波長 光源96、第2波長光源97、第3波長光源98之光量(圖中314)。光量之控制可藉由改變驅動電流之方法、或改變發光時間等之方法實現。
於光量控制之調整完成之後，再次檢測光量(圖中312)而檢查是否成為特定之顏色(圖中313)。
如此影像投射裝置170較佳為以色座標不會超出一定之範圍之方式進行反饋控制。
上述之光學積分器93假設為樹脂。因此，可想到因歷時劣化、或接收紫外線等之劣化而透過率下降。又，亦可想到複數波長光源91歷時劣化而發光之光量本身下降。利用圖20(B)對以防此種情形而進行亮度之控制之方法進行說明。
於圖20(B)中，自控制器272接收影像投射裝置170投射影像之命令，而影像投射裝置170開始複數波長光源91之發光(圖中316)。其次，以光檢測器175檢測複數波長光源91之光量I2(R)、I2(G)、I2(B)(圖中317)。比較檢測到之光量I2(R)、I2(G)、I2(B)之相加值IT2與初始之光量I0(R)、I0(G)、I0(B)之相加值IT0(圖中318)。
於光量之差小於特定之設定值之情形時，假設複數波長光源91或光檢測器93之任一者劣化，而對初始之光量I0(R)、I0(G)、I0(B)根據IT2與IT0之比例將初始光量之設定變更為光量I0'(R)、I0'(G)、I0'(B)而更新資料表269之設定值(圖中319)。
於設定值之更新後，再次以光檢測器175檢測複數波長光源91之光量I2(R)、I2(G)、I2(B)(圖中317)。比較檢測到之光量I2(R)、I2(G)、I2(B)之相加值IT2與初始之光量I0'(R)、I0'(G)、I0'(B)之相加值IT0'(圖中318)。
於可確認光量之差為特定之設定值之範圍內之情形時，接著以光檢測器175檢測光量I3(R)、I3(G)、I3(B)(圖中320)。藉由比較檢測到之光量I3(R)、I3(G)、I3(B)與再次設定之初始之光量I0'(R)、 I0'(G)、I0'(B)而檢查是否與特定之顏色存在誤差(圖中321)。
只要影像投射裝置170為動作中，則於不存在色座標之誤差之情形時，間隔特定之時間(圖中323)，重複進行再次以光檢測器175檢測光量(圖中320)之調整流程。
於光量之輸出存在誤差之情形時，以修正誤差之方式控制複數波長光源91內之第1波長光源96、第2波長光源97、第3波長光源98之光量(圖中322)。
於光量控制之調整完成之後，再次檢測光量(圖中320)而檢查是否成為特定之色座標(圖中321)。因歷時劣化導致之亮度之變化可藉由於啟動時檢查而修正，故啟動時以外只要反復進行圖中320至323之流程進行控制即可。
以上，如圖20(B)所示，可藉由亦監測顏色與亮度，而避免因歷時劣化引起之亮度降低而導致無法進行色座標之調整之異常。
[實施例12]
本實施例係對與實施例1至4不同構成之照明裝置進行說明。
圖21係本實施例之照明裝置501之立體圖。照明裝置501構成為具有透鏡502、反射體外殼503、504、光學積分器507、複數波長光源508、及可撓性光源基板506。
圖22係本實施例之照明裝置501之展開圖。於以照明裝置501之出射光側為前面時，圖22(A)顯示自可撓性光源基板506側觀看之後視圖，圖22(B)顯示側視圖，圖22(C1)顯示自透鏡502側觀看之前視圖，圖22(C2)顯示拆卸透鏡502後之情形之前視圖。如圖22所示，將反射體外殼503、504於邊界561貼合，而如後述般引導來自光源之光，並保持透鏡502。
圖23係本實施例之照明裝置501之剖視圖，顯示自圖21之A-A線之箭頭符號方向觀看之剖視圖。
複數波長光源508係與上述之複數波長光源91同樣為出射3個波長之面發光型之光源，此處亦假設為具備紅、綠、藍之波段之晶片之LED。又，可撓性光源基板506係所謂可撓性印刷基板，且可利用於與外部之電性接合。複數波長光源508可搭載於可撓性光源基板506，經由可撓性光源基板506，自外部供給電流。
自複數波長光源508出射之光入射於光學積分器207而被均勻地混色。光學積分器507係與上述之光學積分器93同樣隨機地填充有散射元件(未圖示)，從而可藉由散射之功能與藉由側面形成之內部封入之功能，高效率地混色。
如圖23所示，自光學積分器507出射之光經由透鏡502、或反射體外殼503、504之反射拋物面516、517，照射於圖21所示之照明區域543。照明區域543假設為作為顯示裝置為一般之長寬比16：9之長方形。
又，於反射體外殼503、504，各自存在反射拋物面516、517。於將拋物線設為y=a×^2(hat2)時，反射拋物面516、517假設為均具有相同之係數、原點。即，將拋物線之焦點設為光學積分器525之出射面，將拋物線之原點設定為點525。因此，自光學積分器507出射之光藉由拋物面516、517轉換為大致平行之光。
反射拋物面516、517亦係反射光之面，為實現高反射率而較佳為以介電質多層膜實現。當然，亦可為鋁或銀等金屬塗層。
圖24係透鏡502之展開圖，顯示有前視圖與側視圖。如圖24所示，透鏡502係以透明之材質成型之光學凸透鏡，有將自光學積分器507出射之光轉換為大致平行之光之功能。理想的是於透鏡502之入射面即平面532與出射面即透鏡面531設置防反射塗層。較佳為使透鏡502之焦點與光學積分器525之出射面大致一致，且透鏡面531以可將光學積分器525出射面之光效率良好地設為大致平行之方式非球面 化。
又，透鏡502係為了固定透鏡而於透鏡面531之外側之一部分具有端緣510、511。
圖25係反射體外殼503之立體圖。反射體外殼503與504為將相同形狀者於面536對稱貼合者。因此，圖21、22之邊界561係表示貼合時之邊界者。
另，反射體外殼503、504較佳為至少遮光之不透明材質。又，為謀求輕量化，較佳為樹脂。例如，可利用著色為黑色之聚碳酸酯等簡單地實現。
又，反射體外殼503、504不僅具有上述之反射拋物面之光學功能，還具有作為固定透鏡502、光學積分器507、複數波長光源508、及可撓性光源基板506之殼體之功能。
又，反射體外殼503、504具有透鏡502用之支持機構512、514、光學積分器507用之支持機構535、複數波長光源508用之支持機構537、及可撓性光源基板506用之支持機構538。
於反射體外殼503、504各自具有之支持機構512、513、514、515介隔上述之透鏡502之端緣510、511固定透鏡502。即，如自圖23、25明瞭般，構成為於形成反射拋物面516、517之空間內配置透鏡502，且以反射拋物面516、517將無法以透鏡將混色後之光轉換為大致平行之光之透鏡遺漏之光轉換為大致平行之光。
於顯示裝置之長寬比16：9(水平：垂直)之情形時，垂直側較短。因此，端緣510、511係以與該垂直側成為大致平行之方式設置。該情形時，於如圖23所示般觀看照明裝置23之水平剖面時，透鏡502看上去如同漂浮。於自光學積分器507出射之光中，較透鏡位於出射方向側之反射拋物線516、517之區域551、552為止可有效活用。出射之大致平行之光越多，越可提高作為光之擷取角度受限之投射虛像之 影像投射裝置用之照明裝置之效率。又，支持機構519係為了利用於將照明裝置501搭載於其他虛像裝置時之定位等而設置。
圖26係顯示自積分器出射之光之相對於橫軸出射角度之縱軸強度之圖表。縱軸係以角度0時之強度標準化。通常，自面發光型之光源出射之光向前方之全方位前進。因此，自複數波長光源508出射之光亦朝向如線541所示之前方前進。自光學積分器507出射之光因出射角較大之範圍之光轉換為出射角較小之範圍之光，故如以線542圖示般，角度之強度分佈之範圍變窄。
於使用光學積分器507之情形時，由於角度較小之光增加，故可認為相較於角度較廣之光提高角度較窄之光之效率可將照明區域543設為均勻。
因此，如上述般，採用將透鏡502配置於形成反射拋物面516、517之空間內之構成，從而將角度較小之光以透鏡502作為平行光擷取至照明區域543，且將洩漏之光亦藉由於區域551、552作為大致平行光擷取而有效利用。即照明裝置501於與光學積分器507組合之情形時，可獲得進而提高效率之效果。
另，反射體外殼之反射拋物面亦可設為如實施例1所說明之焦點位於照明區域之4角、與光學積分器507之出射面之橢圓形狀。於該情形時，可進一步提高4角之亮度之效率。
又，透鏡502雖將入射面設為平面532、將出射面設為透鏡面531，但亦可相反，將入射面設為透鏡面，將出射面設為透鏡面。又，亦可將入射面、出射面均設為透鏡面。
又，反射體外殼503可於光學積分器507用之支持機構535亦設置反射塗層。於該情形時，可獲得將以光學積分器507未完全封入而洩漏之光循環之效果。如上述所說明般，由於分割反射體外殼503，故亦可獲得於反射拋物面516與支持機構535同時設置反射塗層之效果。
如以上說明般，本實施例之照明裝置係具備如下構件者：光源(例如複數波長光源508)；藉由內反射使自該光源出射之光均質化且以透明之材質填滿之光學積分器(例如光學積分器507)；將自該光學積分器出射之光轉換為大致平行之光之透鏡(例如透鏡502)；及相對於該透鏡之光軸中心(虛線499)配置於透鏡之外側且將自光學積分器出射之光轉換為大致平行之光之反射拋物面(例如反射拋物面516、517)；且於光學積分器之內部含有使光散射之散射元件，將透鏡之光學積分器側之面(例如平面532)較位於反射拋物面之與光學積分器相反側之透鏡光軸方向之端(例如面570)配置於更靠光學積分器側。
又，本實施例係一種照明裝置之照明方法，該照明裝置具有對自光源出射之光進行混色、且將混色後之光轉換為大致平行之光之反射拋物面與透鏡，且將自光源出射之光聚光並出射，且構成為將無法以配置於形成反射拋物面之空間內之透鏡將混色後之光轉換為大致平行之光的光以反射拋物面轉換為大致平行之光。
藉此，可實現可將來自光源之光效率良好地照射於照明區域之照明區域。
以上雖對實施例加以說明，但本發明並非限定於上述之實施例，而包含各種變化例。例如，上述之實施例係為便於理解地說明本發明而詳細說明者，並非限定於必須具備說明之全部之構成者。又，可將某實施例之構成之一部分置換為其他實施例之構成，又，亦可對某實施例之構成添加其他實施例之構成。又，對各實施例之構成之一部分，可進行其他構成之追加、刪除、置換。
1‧‧‧聚光體
2‧‧‧光源
3‧‧‧照明區域
4‧‧‧光源基板
5‧‧‧入射面
6‧‧‧入射面
7‧‧‧出射面
8‧‧‧出射面
9‧‧‧出射面
12‧‧‧側面
13‧‧‧側面
16‧‧‧凸緣
17‧‧‧橢圓體
18‧‧‧橢圓體
19‧‧‧軸
20‧‧‧軸
21‧‧‧軸
22‧‧‧照明裝置
33‧‧‧面
85‧‧‧端
87‧‧‧端

Claims (15)

  1. 一種照明裝置，其特徵在於其係包含光源、及以透明之材質形成且用以將來自上述光源之光聚光並出射之聚光體者；且上述聚光體包含上述光源側之入射面、出射上述光之出射面、及位於上述入射面與上述出射面之間之側面；且上述側面係自上述入射面朝向上述出射面，距自光源中心與其發光面正交之方向之光軸之距離變大之彎曲面，且具有該彎曲面之形狀不同之複數個彎曲面形狀。
  2. 如請求項1之照明裝置，其中：上述入射面具有將自上述光源出射之光於相對於上述光軸正交之方向分為光軸側即內側之光與自光軸離開之外側之光之2個形狀。
  3. 如請求項2之照明裝置，其中：上述出射面係以複數個不同之形狀構成改變自上述光源出射且於上述入射面分向內側之光之出射角度之形狀、及該形狀之外側。
  4. 如請求項3之照明裝置，其中：上述複數個彎曲面形狀係各自不同之旋轉體之一部分，且將該等不同之旋轉體之軸設為不同。
  5. 如請求項4之照明裝置，其中：上述旋轉體係橢圓體。
  6. 如請求項5之照明裝置，其中：上述旋轉體之各軸於上述光源相交。
  7. 如請求項6之照明裝置，其中：於上述入射面分向上述外側之光於上述側面至少反射1次。
  8. 如請求項7之照明裝置，其中：上述旋轉體之軸至少通過上述光源、及設為上述照明裝置之目標之照明區域之中心與端之間。
  9. 如請求項1之照明裝置，其中：於上述光源與上述聚光體之間，配置有藉由內反射使自上述光源出射之光均質化且以透明之材質填滿之光學積分器。
  10. 如請求項9之照明裝置，其中：上述光學積分器於內部含有使光散射之散射元件。
  11. 如請求項10之照明裝置，其中：上述光源係具有2個以上之發光點之複數波長光源。
  12. 一種影像投射裝置，其特徵在於其係使用如請求項1之照明裝置者，且包含：顯示裝置，其產生影像；及投射體，其投射於該顯示裝置產生之影像；且將來自上述聚光體之光照射於上述顯示裝置。
  13. 如請求項12之影像投射裝置，其中：上述投射體以使用者可視認虛像之方式使自上述影像投射裝置投射之影像光學性發散。
  14. 一種照明裝置，其特徵在於其係包含如下構件者：光源；藉由內反射使自該光源出射之光均質化且以透明之材質填滿之光學積分器；將自該光學積分器出射之光轉換為大致平行之光之透鏡；及相對於該透鏡之光軸中心配置於透鏡之外側且將自上述光學積分器出射之光轉換為大致平行之光之反射拋物面；且於上述光學積分器之內部含有使光散射之散射元件；將上述透鏡之上述光學積分器側之面較位於上述反射拋物面之與上述光學積分器相反側之上述透鏡光軸方向之端配置於更 靠上述光學積分器側。
  15. 一種照明方法，其特徵在於其係包含對自光源出射之光進行混色、且將該混色後之光轉換為大致平行之光之反射拋物面與透鏡，且將自光源出射之光聚光並出射之照明裝置之照明方法；且將無法以配置於形成上述反射拋物面之空間內之上述透鏡將上述混色後之光轉換為大致平行之光的光以上述反射拋物面轉換為大致平行之光。
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