JP5311519B2 - 照明装置とそれを用いた投射型表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶プロジェクタに代表される投射型表示装置の照明装置に関し、特に、反射型偏光変換素子を備えた表示素子を照明する照明装置に関する。

特許文献１、２には、表示素子であるＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を照明するための光源としてＬＥＤ（Light Emitting Diode）を使用したプロジェクタが開示されている。この種のプロジェクタは、白色放電ランプを使ったプロジェクタに比べて、低コスト化を図ることが期待でき、また、小型で低消費電力、かつ、色再現範囲が広いとったパフォーマンスを実現することができる。

また、表示素子として単一のＬＣｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）素子を用いたプロジェクタ（非特許文献１）や、表示素子として３枚の液晶パネルを使用したプロジェクタ（非特許文献２、３）もある。

ところで、液晶プロジェクタでは、通常、偏光光を液晶パネルに照射する必要がある。一般に、ＬＥＤからの光は非偏光光であるため、液晶パネルを照明するための光源としてＬＥＤを用いる場合は、ＬＥＤからの光を偏光変換して、光利用効率を高めることが望ましい。

例えば、表示パネルがＴＮ液晶（Twisted Nematic Liquid Crystal）パネルである場合、ＬＥＤからの非偏光光の直交する直線偏光成分のうち、どちらか一方を他の偏光成分と同じになるように変換する。この偏光変換の効率が低いと、光利用効率が低下する。なお、偏光変換がまったく行われない場合は、約半分の光が照明光として利用されないことになる。

非特許文献１に記載されたプロジェクタでは、CPC reflectorと呼ばれる、複合放物面形状を有する導光部材によって、光源であるＬＥＤからの光束を略平行光束に変換する。この導光部材からの平行光束で表示パネルを照明する。

導光部材からの光束の進行方向に、１／４波長板と反射型の偏光板が配置されている。偏光板は、例えばＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。偏光板で反射されたＳ偏光は、１／４波長板を通過する。１／４波長板を通過した光（円偏光）は、ＬＥＤまで戻り、ＬＥＤの表面で反射される。ＬＥＤの表面で反射された光は、導光部材にて平行化された後、１／４波長板を再び通過する。

偏光板で反射されたＳ偏光のうち、ＬＥＤへ戻る過程と、ＬＥＤの表面で反射されて偏光板へ向かう過程とにおいて、１／４波長板を２回通過したものがＰ偏光に変換される。

上記の他、特許文献３に記載の照明装置もある。この照明装置は、光源と、該光源からの光が一方の端面に入射するグラスロッドと、グラスロッドの他方の端面から射出された光束を集光する集光手段と、該集光手段により複数の光源像が形成される位置に設けられるＰＢＳ偏光変換アレイとを有する。

ＰＢＳ偏光変換アレイは、第１および第２のプリズムが一方向に交互に配置されたものである。第１および第２のプリズムは、２つの直角プリズムを貼り合わせた直方体形状のプリズムである。

第１のプリズムは、２つの直角プリズムの貼り合わせた面に、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する偏光分離膜が形成されており、入射した光がその偏光分離膜に対して略４５度の入射角で入射するように構成されている。

第２のプリズムは、２つの直角プリズムの貼り合わせた面に反射膜が形成されており、第１のプリズムの偏光分離膜で反射されたＳ偏光の光がその反射膜に略４５度の入射角で入射するように構成されている。第２のプリズムの、反射膜で反射された光の進行方向に位置する面が射出面であり、この射出面に、Ｓ偏光をＰ偏光に変換するための１／２波長板が設けられている。第２のプリズムの、射出面と対向する面には、遮光板が形成されている。

第１のプリズムから射出したＰ偏光の光と、第２のプリズムから射出したＰ偏光の光とは同じ方向に進行する。集光手段は、光源像が第１のプリズムの入射面に形成されるように構成されている。

特開２００６−１０６６８３号公報 特開２００６−１０６６８２号公報 特開２０００−２０６４６４号公報

"Single-Panel LCoS Color Projector with LED Light Source" SID 05 DIGEST pp1698-1701 "A Handheld Mini-Projector Using LED Light Sources" SID 05 DIGEST pp1706-1709 "Compact Three Panel LED Projector Engine for Portable Applications" SID 06 DIGEST pp2011-2014

しかし、非特許文献１に記載されたプロジェクタには、以下のような問題がある。

反射型の偏光板で反射された偏光成分の光は、効率よくＬＥＤの表面まで戻るが、ＬＥＤの表面では、戻った光の一部しか偏光板の方向に反射されない。このように、ＬＥＤの表面における光損失があるため、高い偏光変換効率を達成することはできない。

特許文献３に記載された照明装置においては、ＰＢＳ偏光変換アレイを用いているために、照明装置の小型化が困難である。例えば、最近の表示パネルの小型化により、ＰＢＳ偏光変換アレイの各プリズムのピッチを１ｍｍ程度にすることが要求される場合がある。そのようなピッチで第１および第２のプリズムを形成した場合、１／２波長板を第２のプリズムに貼り付けることは困難である。

今後は、表示パネルのさらなる小型化が予想されるため、ＰＢＳ偏光変換アレイを用いた照明装置における小型化の問題はより顕著になる。

本発明の目的は、上記の問題を解決し、偏光変換効率を高めて光利用効率を高めることができる小型の照明装置およびそれを用いた投射型表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の照明装置は、
光源と、
前記光源からの光が一方の端面に供給され、該一方の端面から入射した光が内部を伝播して他方の端面から射出される導光手段と、
前記導光手段の他方の端面に形成される光学像を表示素子上に結像する照明光学系と、
前記照明光学系と前記表示素子の間に配置され、第１の偏光の光を透過し、前記第１の偏光とは偏光状態が異なる第２の偏光の光を前記照明光学系の方向に反射する反射型偏光板と、
前記導光手段と前記反射型偏光板の間に配置された位相差板と、
前記導光手段の一方の端面と対向する側に設けられ、前記反射型偏光板にて反射された光のうち、前記位相差板、照明光学系および導光手段を介して入射した光を前記導光手段の一方の端面の方向に反射する反射手段と、を有し、
前記導光手段の両端面の重心を通る中心軸は前記照明光学系の光軸と一致しており、前記光源の発光中心は、前記導光手段の中心軸上から外れており、
前記光源からの光は、前記導光手段の一方の端面の、該面の重心を通る直線により区画された２つの領域のうちの一方の領域内に入射する、照明装置であって、
前記光源は、第１の色の波長帯域にピーク波長を有する第１の光源であり、
前記第１の色とは異なる第２の色の波長帯域にピーク波長を有する第２の光源と、
前記第１および第２の色とは異なる第３の色の波長帯域にピーク波長を有する第３の光源と、をさらに有し、
前記導光手段の一方の端面は、前記直線により区画された第１および第２の領域を含み、該第２の領域は、該一方の端面の前記重心を通る前記直線と交差する別の直線により区画された第３および第４の領域を含み、
前記第１の光源からの色光が前記第１の領域内に入射し、前記第２の光源からの色光が前記第３の領域内に入射し、前記第３の光源からの色光が前記第４の領域内に入射し、
前記反射手段は、
前記第１の領域に形成され、前記第１の色の光を透過し、前記第２および第３の色を反射する第１の反射膜と、
前記第３の領域に形成され、前記第２の色の光を透過し、前記第１および第３の色を反射する第２の反射膜と、
前記第４の領域に形成され、前記第３の色の光を透過し、前記第１および第２の色を反射する第３の反射膜と、を有する。

本発明の投射型表示装置は、
照明装置と、
前記照明装置からの光で照明される表示素子と、
前記表示素子からの画像光を投射する投射光学系と、を有し、
前記照明装置は、
光源と、
前記光源からの光が一方の端面に供給され、該一方の端面から入射した光が内部を伝播して他方の端面から射出される導光手段と、
前記導光手段の他方の端面に形成される光学像を前記表示素子上に結像する照明光学系と、
前記照明光学系と前記表示素子の間に配置され、第１の偏光の光を透過し、前記第１の偏光とは偏光状態が異なる第２の偏光の光を前記照明光学系の方向に反射する反射型偏光板と、
前記導光手段と前記反射型偏光板の間に配置された位相差板と、
前記導光手段の一方の端面と対向する側に設けられ、前記反射型偏光板にて反射された光のうち、前記位相差板、照明光学系および導光手段を介して入射した光を前記導光手段の一方の端面の方向に反射する反射手段と、を有し、
前記導光手段の両端面の重心を通る中心軸は前記照明光学系の光軸と一致しており、前記光源の発光中心は、前記導光手段の中心軸上から外れており、
前記光源からの光は、前記導光手段の一方の端面の、該面の重心を通る直線により区画された２つの領域のうちの一方の領域内に入射する、投射型表示装置であって、
前記光源は、第１の色の波長帯域にピーク波長を有する第１の光源であり、
前記照明装置は、
前記第１の色とは異なる第２の色の波長帯域にピーク波長を有する第２の光源と、
前記第１および第２の色とは異なる第３の色の波長帯域にピーク波長を有する第３の光源と、をさらに有し、
前記導光手段の一方の端面は、前記直線により区画された第１および第２の領域を含み、該第２の領域は、該一方の端面の前記重心を通る前記直線と交差する別の直線により区画された第３および第４の領域を含み、
前記第１の光源からの色光が前記第１の領域内に入射し、前記第２の光源からの色光が前記第３の領域内に入射し、前記第３の光源からの色光が前記第４の領域内に入射し、
前記反射手段は、
前記第１の領域に形成され、前記第１の色の光を透過し、前記第２および第３の色を反射する第１の反射膜と、
前記第３の領域に形成され、前記第２の色の光を透過し、前記第１および第３の色を反射する第２の反射膜と、
前記第４の領域に形成され、前記第３の色の光を透過し、前記第１および第２の色を反射する第３の反射膜と、を有する。

本発明の第１の実施形態である照明装置の構成を示す模式図である。 図１に示す照明装置の導光ロッドの入射面および反射膜の一例を示す模式図である。 図１に示す照明装置における光源と導光ロッドの位置関係を説明するための模式図である。 図１に示す照明装置における反射型偏光板からの反射光が導光ロッドの入射面に形成された反射膜に到達したときの照度プロファイルを説明するための図である。 図３Ａに示す照度プロファイルにおいて、Ｘ軸における値が０である場合におけるＹ軸方向における輝度の変化を示す特性図である。 図３Ａに示す照度プロファイルにおいて、Ｙ軸における値が０である場合におけるＸ軸方向における輝度の変化を示す特性図である。 図１に示す照明装置における、光源から射出した光のうち、表示素子の中心に向かう光について光線追跡を行った結果を示す模式図である。 図１に示す照明装置における、光源から射出した光のうち、表示素子の中心から離れた位置に向かう光について光線追跡を行った結果を示す模式図である。 図１に示す照明装置が適用される投射型表示装置の一例を示す模式図である。 図５に示す投射型表示装置の一部の系を示す模式図である。 図６に示す系において、光源から表示パネルへ向かう光のうち、反射型偏光板を透過する直線偏光成分の光の経路を光線追跡した結果を示す模式図である。 図６に示す系において、反射型偏光板で反射した直線偏光成分の光によって新たな光源が反射膜上に形成され、その新たな光源からの光が偏光変換されて反射型偏光板を透過する過程を光線追跡した結果を示す模式図である。 図６に示した系における投射画面上の照度プロファイルを示す模式図である。 図８Ａに示す照度プロファイルにおいて、Ｘ軸における値が０である場合のＹ軸方向における輝度の変化を示す特性図である。 図８Ａに示す照度プロファイルにおいて、Ｙ軸における値が０である場合のＸ軸方向における輝度の変化を示す特性図である。 本発明の第２の実施形態である照明装置の特徴部を示す模式図である。 図９に示す照明装置の反射膜の一例を示す模式図である。

２１ 反射膜
２２ 表示素子
１０１ 光源
１０２ 導光ロッド
１０３〜１０７ 照明レンズ
１０８ 位相差板
１０９ 反射型偏光板

次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である照明装置の構成を示す模式図である。

図１に示すように、本実施形態の照明装置は、反射型偏光板１０９を備えた表示素子２２を照明するものであって、反射型偏光板１０９の他に、光源１０１、導光ロッド１０２、照明レンズ１０３〜１０７および位相差板１０８を有する。

反射型偏光板１０９は、例えばワイヤグリッド型の偏光板であって、入射光のうち、第１の偏光（例えばＰ偏光）の光を透過し、第１の偏光とは偏光状態が異なる第２の偏光（例えばＳ偏光）の光を、入射方向とは逆の方向（導光ロッド１０２の方向）に反射するように構成されている。

表示素子２２は、例えば液晶パネルよりなる。反射型偏光板１０９および表示素子２２はいずれも、商用のものを使用可能である。表示素子２２として、例えば対角が１．０インチの透過型の液晶パネルを用いることができる。

反射型偏光板１０９は、表示素子２２の表示面（パネル面）の近傍に配置されることが望ましい。また、反射型偏光板１０９は、表示素子２２と一体に形成されてもよい。例えば、表示素子２２として液晶パネルを用いた場合、反射型偏光板１０９は、液晶パネルの入射側の基板と一体に形成されてもよい。

光源１０１は、例えばＬＥＤに代表される固体光源である。光源１０１からの光は、導光ロッド１０２の一方の端面（入射面）に供給される。光源１０１の発光中心は、導光ロッド１０２と照明レンズ１０３〜１０７からなる照明レンズ群とを含む系全体の光軸Ａ上に位置しない。

光源１０１からの光は、導光ロッド１０２の入射面の、該面の重心を通る直線により区画された２つの領域のうちの一方の領域内に入射する。光源１０１から導光ロッド１０２内に入射した光は、導光ロッド１０２内を他方の端面（射出面）の方向に向かって伝播し、該他方の端面から射出される。

図２Ａに、導光ロッド１０２の入射面の一例を示す。図２Ｂに、光源１０１と導光ロッド１０２の位置関係を模式的に示す。

図２Ａに示すように、導光ロッド１０２の入射面の、光源１０１からの光を入射させるための領域（開口部３１）以外の領域には、反射膜２１が設けられている。導光ロッド１０２内を射出面側から入射面側へ伝播する光の一部が、反射膜２１で反射される。反射膜２１で反射された光は、導光ロッド１０２内を射出面の方向に向かって伝播し、射出面から射出される。反射膜２１は、導光ロッド１０２の入射面における光が入射する範囲（開口部３１の大きさ）を制限する役割も担う。

開口部３１は、光源１０１の発光部の面積と同程度の大きさ、または、それ以上の大きさとすることが望ましい。開口部３１の形状は、光源１０１の発光部の形状と略同じとすることが望ましい。例えば、矩形状の発光部を有するＬＥＤを光源１０１として用いた場合は、開口部３１の形状は矩形状とされる。

図２Ａに示す例では、反射膜２１は、導光ロッド１０２の入射面にアルミ（Ａｌ）を蒸着することにより形成されているが、これに限定されない。反射膜２１は、導光ロッド１０２とは別の部材（例えばガラス基板等）に形成してもよい。この場合は、反射膜２１が形成された部材を、導光ロッド１０２の入射面に隣接して配置する。この場合は、導光ロッド１０２の入射面の、開口部３１以外の領域から光源１０１の方向に射出した光のほとんどが反射膜２１に到達する。反射膜２１で反射された光は、導光ロッド１０２の入射面の、開口部３１以外の領域に入射する。

図２Ｂに示すように、光源１０１は、その発光部が導光ロッド１０２の入射面の開口部３１と対向するように配置される。光源１０１の発光中心は、導光ロッド１０２の断面の中心（重心）を通る軸（中心軸Ｂ）上に位置しない。導光ロッド１０２の中心軸Ｂは、照明レンズ群の光軸（図１に示す光軸Ａ）と一致する。

導光ロッド１０２の入射面は、光源１０１の発光部の面積の２倍以上の大きさとすることが望ましい。例えば、大きさが３ｍｍ×８ｍｍの発光部を有するＬＥＤを用いた場合、導光ロッド１０２の入射面は６ｍｍ×８ｍｍの大きさとされる。この場合、開口部３１は、３ｍｍ×８ｍｍの大きさとされる。なお、大きな光出力が得られる高輝度ＬＥＤは商用化されており、発光部の大きさが３ｍｍ×８ｍｍであるＬＥＤは、容易に入手可能である。

ＬＥＤからの光をより多く導光ロッド１０２に入射させるために、ＬＥＤの発光部と導光ロッド１０２との距離はできるだけ近いほうが好ましい。具体的には、導光ロッド１０２とＬＥＤの距離は０．７ｍｍである。

導光ロッド１０２は、光源１０１からの光の輝度の均一化を図ることができるとともに、反射膜２１で反射された光の輝度の均一化を図ることができるような長さとされている。例えば、端面の大きさが６ｍｍ×８ｍｍである導光ロッド１０２の長さは、２０ｍｍ程度である。

再び、図１を参照する。導光ロッド１０２の射出面から射出した光の進行方向に、照明レンズ１０３〜１０７、位相差板１０８、反射型偏光板１０９および表示素子２２が順に配置されている。位相差板１０８、反射型偏光板１０９および表示素子２２のそれぞれの中心（重心）は光軸Ａ上に位置する。

照明レンズ１０３〜１０７はいずれも、片面または両面に球面形状を有するレンズであるが、非球面レンズを用いても構わない。導光ロッド１０２の射出面に形成される光学像が、照明レンズ１０３〜１０７からなる照明レンズ群によって表示素子２２の表示面上に結像される。この場合、導光ロッド１０２の射出面から射出された輝度の均一な光束が、照明レンズ群によって拡大されて、表示素子２２の表示面全体に照射される。

位相差板１０８は、１／４波長板であって、照明レンズ１０７と反射型偏光板１０９の間に配置されている。位相差板１０８の配置位置は、照明レンズ１０７と反射型偏光板１０９の間に限定されるものではない。位相差板１０８は、導光ロッド１０２と反射型偏光板１０９との間であれば、どこに配置されてもよい。

図１に示した例では、照明レンズ群は５枚の照明レンズ１０３〜１０７からなるが、これに限定されない。照明レンズ群は、導光ロッド１０２の射出面に形成される光学像を表示素子２２の表示面上に拡大して結像できるのであれば、どのようなレンズ構成としてもよい。

次に、本実施形態の照明装置の動作について詳細に説明する。

光源１０１から非偏光の光は、導光ロッド１０２の入射面の開口部３１からロッド内に入射する。導光ロッド１０２では、入射した非偏光の光は、ロッド内面で反射をくりかえしつつ伝播し、射出面に到達する。このロッド内の伝播過程で輝度の均一化が行われる。仮に、光源１０１の発光に輝度ムラがあった場合、導光ロッド１０２による輝度の均一化により、導光ロッド１０２の射出面においては、均一な照度分布が形成される。

導光ロッド１０２の射出面に形成された照明情報（均一な照度分布を形成する２次面光源像）は、照明レンズ１０３〜１０７からなる照明レンズ群により表示素子２２の表示面（パネル面）に結像される。

導光ロッド１０２の射出面から射出された非偏光の光束は、照明レンズ１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、位相差板１０８を順に通過して反射型偏光板１０９に到達する。反射型偏光板１０９では、位相差板１０８を通過した光束（非偏光光）のうち、第１の直線偏光光（例えば、Ｐ偏光光）は透過するが、第２の直線偏光光（例えば、Ｓ偏光光）は位相差板１０８の方向に反射される。

反射型偏光板１０９を透過した第１の直線偏光光は、表示素子２２の表示面（パネル面）に照射される。一方、反射型偏光板１１で反射された第２の直線偏光光（Ｓ偏光光）は、位相差板１０８、照明レンズ１０７、１０６、１０５、１０４、１０３を順に通過して導光ロッド１０２の射出面に入射する。

導光ロッド１０２の射出面に入射した、反射型偏光板１０９からの反射光のほんどは、ロッド内面で反射をくりかえしつつ伝播し、入射面に形成された反射膜２１に到達する。このとき、反射膜２１上に、新たな光源（面光源像）が形成される。

図３Ａに、反射型偏光板１０９からの反射光が反射膜２１に到達したときの照度プロファイルを示す。図３Ａにおいて、Ｙ軸は図２Ａにおける垂直方向（図面に向かって上下方向）に対応し、Ｘ軸は図２Ａにおける水平方向（図面に向かって左右方向）に対応する。Ｙ軸およびＸ軸において、反射膜２１の膜面の中心（重心）の位置を０としている。図３Ａに示すように、反射膜２１上には、新たな光源（面光源像）が形成される。

図３Ｂに、図３Ａに示した照度プロファイルにおいて、Ｘ軸における値が０である場合におけるＹ軸方向における輝度の変化を示す特性図を示す。図３Ｃに、図３Ａに示した照度プロファイルにおいて、Ｙ軸における値が０である場合におけるＸ軸方向における輝度の変化を示す特性図を示す。これら特性図から分かるように、反射膜２１上に新たな光源（面光源像）は、中央部の輝度が他の部分より高くなった照度分布を有する。

反射膜２１で反射された光は、導光ロッド１０２の入射面からロッド内に入射する。反射膜２１からの反射光は、ロッド内面で反射をくりかえしつつ伝播し、導光ロッド１０２の射出面に到達する。これは、反射膜２１上に形成された新たな光源からの光が、ロッド内面で反射をくりかえしつつ伝播し、導光ロッド１０２の射出面に到達することと同義である。このロッド内の伝播過程で、新たな光源からの光の輝度の均一化が行われる。したがって、仮に、新たな光源に輝度ムラがあった場合、導光ロッド１０２による輝度の均一化により、導光ロッド１０２の射出面においては、新たな光源について、均一な照度分布が形成される。

反射型偏光板１０９で反射され、反射膜２１まで戻ってきた光のほとんどは、反射膜２１にて反射型偏光板１０９へ向かう方向に反射される。導光ロッド１０２の射出面から射出された新たな光源からの光束（円偏光）は、照明レンズ１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、位相差板１０８を順に通過して反射型偏光板１０９に到達する。

反射型偏光板１０９にて反射された光のうち、反射型偏光板１０９から反射膜２１に到達する過程と、その反射膜２１から反射型偏光板１０９に到達する過程とにおいて、位相差板１０８（１／４波長板）を２回通過したものは、反射型偏光板１０９にて反射されたときの偏光方向に比べて、偏光方向が９０度回転した直線偏光光となる。したがって、反射膜２１からの光束（円偏光）のほとんどは、位相差板１０８にて第１の偏光光（Ｐ偏光光）に変換される。この第１の偏光光（Ｐ偏光光）は、反射型偏光板１０９を透過して表示素子２２に到達する。

図４Ａに、光源１０１から射出した光のうち、表示素子２２の中心に向かう光について光線追跡を行った結果を示す。図４Ａにおいて、矢印４１、４２が付与された実線は、光源１０１を射出した光のうち、表示素子２２の中心に到達する光線の光路を示す。矢印４３、４４が付与された実線は、表示素子２２の中心に向かう光線のうち、反射型偏光板１０９で反射された光線の光路を示す。

図４Ａに示すように、表示素子２２の中心に向かう光線のうち、第１の偏光光（例えばＰ偏光光）は、反射型偏光板１０９を透過して表示素子２２に到達するが、第２の偏光光（例えばＳ偏光光）は、反射型偏光板１０９にて反射される。反射型偏光板１０９からの反射光は、矢印４３、４４で示される光路を通って導光ロッド１０２の射出面に入射する。導光ロッド１０２の射出面に入射した光は、ロッド内を伝播して反射膜２１に到達する。

図４Ｂに、光源１０１から射出した光のうち、表示素子２２の中心から離れた位置に向かう光について光線追跡を行った結果を示す。図４Ｂにおいて、矢印４５、４６が付与された実線は、光源１０１を射出した光のうち、表示素子２２の中心から離れた位置に到達する光線の光路を示す。矢印４７、４８が付与された実線は、表示素子２２の中心から離れた位置に向かう光線のうち、反射型偏光板１０９で反射された光線の光路を示す。

図４Ｂに示すように、光源１０１から射出し、表示素子２２の中心から離れた位置に向かう光線のうち、第１の偏光光（例えばＰ偏光光）は、反射型偏光板１０９を透過して表示素子２２に到達するが、第２の偏光光（例えばＳ偏光光）は、反射型偏光板１０９にて反射される。反射型偏光板１０９からの反射光は、矢印４７、４８で示される光路を通って導光ロッド１０２の射出面に入射する。導光ロッド１０２の射出面に入射した光は、ロッド内を伝播して反射膜２１に到達する。

図４Ａおよび図４Ｂに示した例から分かるように、反射型偏光板１０９で反射された光のほとんどは、反射膜２１に到達する。これは、照明レンズ１０３〜１０９からなるレンズ群の両側（入射側および射出側）に位置する導光ロッド１０２の射出面と表示素子２２の表示面（パネル面）とが共役関係にあり、かつ、光学系の光軸Ａに対して、光源１０１の発光部の中心がずれているために生じた結果である。

このように、本実施形態の照明装置によれば、反射型偏光板１０９で反射された光を効率よく反射膜２１まで戻し、かつ、その反射膜２１で反射された光を再び照明光として利用する。これにより、偏光変換効率を高めて光利用効率を向上する。

また、反射膜２１は、蒸着処理により形成される。このような反射膜２１は、ＰＢＳ偏光変換アレイに比較して、容易に小型化を図ることができる。よって、本実施形態の照明装置によれば、ＰＢＳ偏光変換アレイでは実現できなかった装置の小型化の問題を解決することができる。

次に、上述した第１の実施形態の照明装置を備える投射型表示装置について説明する。

図５に、投射型表示装置の一例を示す。この投射型表示装置は、３板型液晶プロジェクタであって、その主要部は、照明装置８１〜８３、クロスダイクロイックプリズム１１１、投射光学系１１２および液晶パネル１１３〜１１５からなる。

照明装置８１〜８３は、第１の実施形態の照明装置（光源１０１、導光ロッド１０２、照明レンズ１０３〜１０７、位相差板１０８、反射型偏光板１０９および反射膜２１）と同様の構成を有する。

照明装置８１の光源には、赤色の波長帯域にピーク波長を有する固体光源が用いられる。照明装置８２の光源には、緑色の波長帯域にピーク波長を有する固体光源が用いられる。照明装置８３の光源には、青色の波長帯域にピーク波長を有する固体光源が用いられる。ここで、青、緑、赤の色は光の三原色に対応する。固体光源は、例えばＬＥＤである。

照明装置８１から出力された所定の偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）の色光（赤）が液晶パネル１１３に照射される。照明装置８２から出力された所定の偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）の色光（緑）が液晶パネル１１４に照射される。照明装置８３から出力された所定の偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）の色光（青）が液晶パネル１１５に照射される。

クロスダイクロイックプリズム１１１は、照明装置８１〜８３の各光軸が交差する位置に設けられている。クロスダイクロイックプリズム１１１は、液晶パネル１１３からの画像光（赤）が入射する第１の入射面と、液晶パネル１１４からの画像光（緑）が入射する第２の入射面と、液晶パネル１１５からの画像光（青）が入射する第３の入射面と、これら入射面から入射した画像光（赤、緑、青）を色合成した色合成画像光が射出される射出面とを有する。

投射光学系１１２は、クロスダイクロイックプリズム１１１からの色合成画像光を不図示のスクリーン上に投射する。照明装置８１〜８３の光学系（図１に示した照明レンズ１０３〜１０７）の焦点位置に投射光学系１１２の瞳が位置する。すなわち、照明装置８１〜８３の各光学系と投射光学系１１２はテレセントリック系を構成する。

図６に、照明装置８２、液晶パネル１１４、クロスダイクロイックプリズム１１１および投射光学系１１２を示す。

図６に示すように、照明装置８２は、光源１０１、導光ロッド１０２、照明レンズ１０３〜１０７、位相差板１０８および反射型偏光板１０９を有する。図６には示されていないが、図１に示したように、反射膜２１が導光ロッド１０２の入射面に設けられている。

図７Ａに、図６に示した系において、光源１０１から表示パネル１１４へ向かう光のうち、反射型偏光板１０９を透過する直線偏光成分の光の経路を光線追跡した結果を示す。図７Ａに示すように、反射型偏光板１０９を透過した直線偏光成分の光は、液晶パネル１１４に照射され、画像投射用の光として利用される。

図７Ｂに、図６に示した系において、反射型偏光板１０９で反射した直線偏光成分の光によって新たな光源が反射膜２１上に形成され、その新たな光源からの光が偏光変換されて反射型偏光板１０９を透過する過程を光線追跡した結果を示す。

図７Ｂに示すように、反射型偏光板１０９で反射された光は、効率よく反射膜２１に戻る。これは、照明レンズ１０３〜１０７の光学系の入射側および射出側に位置する導光ロッド１０２の射出面と液晶パネル１１４とが共役関係にあり、かつ、導光ロッド１０２の中心軸に対して光源１０１の発光部の中心がシフトしていることによって実現される。

特に、光源１０１からの光を、導光ロッド１０２の入射面の、該面の重心を通る直線により区画された２つの領域のうちの一方の領域内に入射させ、もう一方の領域に反射膜２１を形成することで、反射型偏光板１０９からの反射光のほとんどを反射膜２１に戻すことができる。

加えて、上記の場合、導光ロッド１０２の入射面の約半分の領域が、反射型偏光板１０９からの反射光により新たな光源を形成するための領域とされるので、新たな光源を形成するための十分な領域を確保することができる。

反射型偏光板１０９からの反射光によって反射膜２１上に形成された新たな光源からの光のうち、反射型偏光板１０９を透過した直線偏光成分の光は、液晶パネル１１４に照射され、画像投射用の光として利用される。

このように、反射型偏光板１０９で反射した光を効率よく反射膜２１に戻すことで、全体の偏変換効率が向上する。

図８Ａに、図６に示した系における投射画面上の照度プロファイルを示す。図８において、Ｙ軸は投射画面の垂直方向（図面に向かって上下方向）に対応し、Ｘ軸は投射画面の水平方向（図面に向かって左右方向）に対応する。Ｙ軸およびＸ軸において、投射画面の中心（重心）の位置を０としている。

図８Ｂに、Ｘ軸における値が０である場合におけるＹ軸方向における輝度の変化を示す特性図を示し、図８Ｃに、Ｙ軸における値が０である場合におけるＸ軸方向における輝度の変化を示す特性図を示す。これら特性図から分かるように、投射画面上において、全体に渡って輝度がほぼ均一な画像を得ることができる。

図５に示した投射型表示装置において、照明装置８１、８３も、上述の照明装置８２と同様の構成および条件とされているので、高効率に偏光変換した直線偏光光で均一に液晶パネルを照明することができる。したがって、この投射型表示装置によれば、非常に明るい、色再現範囲が広い投射画面を得ることができる。

本実施形態の照明装置は、３板型液晶プロジェクタの他、単板型液晶プロジェクタにも適用することは容易である。この場合は、図６に示した系において、クロスダイクロイックプリズム１１１を削除し、光源１０１として、赤、青、緑の発光部が１つのパッケージに収められた“3in1”と呼ばれるＬＥＤを用いる。このようなＬＥＤは、容易に入手可能である。表示素子２２として、各画素を、赤、緑、青のそれぞれの色のカラーフィルタを備える画素で構成した液晶パネルを用いる。この場合は、色毎に各画素における表示／非表示の動作を時分割で行う。

（第２の実施形態）
本実施形態の照明装置は、異なる波長帯域にピーク波長を有する複数の光源からの光を導光ロッドに入射させる構成を有し、この点が、第１の実施形態の照明装置と異なる。その他の構成は、第１の実施形態の照明装置と同じである。

図９は、本発明の第２の実施形態である照明装置の特徴部を示す模式図である。図９を参照すると、光源として、緑色の波長帯域にピーク波長を有する光源９６Ｇ、９７Ｇ、赤色の波長帯域にピーク波長を有する光源９８Ｒ、および青色の波長帯域にピーク波長を有する光源９９Ｂを有する。これら光源は、固体光源（例えばＬＥＤ）よりなる。

光源９６Ｇからの光は、導光ロッド９１Ｇの一方の端面（入射面）に入射し、光源９７Ｇからの光は、導光ロッド９２Ｇの一方の端面（入射面）に入射する。導光ロッド９１Ｇ、９２Ｇは、直方体形状のロッド部および直角プリズム部からなる。直角プリズム部の直角を成す２つの面のうちの一方の面は、ロッド部の入射面とは反対の端面に光学的に結合され、他方の面は、導光ロッド９０２の一方の端面（入射面）に光学的に結合されている。ここで、光学的に結合とは、一方の光学部材の端面から射出した光のほとんどが他方の光学部材の端面に入射するように、それら光学部材を結合することを意味する。

光源９８Ｒからの光は、導光ロッド９３Ｒの一方の端面（入射面）に入射し、光源９９Ｂからの光は、導光ロッド９４Ｂの一方の端面（入射面）に入射する。導光ロッド９３Ｒ、９４Ｂも、直方体形状のロッド部および直角プリズム部からなる。直角プリズム部の直角を成す２つの面のうちの一方の面は、ロッド部の入射面とは反対の端面に光学的に結合され、他方の面は、導光ロッド９０１の一方の端面（入射面）に光学的に結合されている。

導光ロッド９０２の他方の端面（射出面）は、導光ロッド９０１の入射面に光学的に結合されている。すなわち、導光ロッド９０１の入射面は、導光ロッド９３Ｒ、９４Ｂ、９０２が光学的に結合される第１乃至第３の領域を含む。

導光ロッド９０１の、導光ロッド９３Ｒ、９４Ｂ、９０２が結合される面（入射面）には、ダイクロミラーである反射膜９５が形成されている。

図１０に、反射膜９５の一例を示す。図１０に示すように、反射膜９５は、分光反射率特性（または分光透過率特性）が異なる３つの領域９５Ｒ、９５Ｇ、９５Ｂを有する。

領域９５Ｒは、導光ロッド９０１の入射面の導光ロッド９３Ｒが結合される領域に対応する。領域９５Ｒは、赤の色光を透過させ、緑および青の色光を反射させる特性を有する誘電体多層膜よりなる。

領域９５Ｇは、導光ロッド９０１の入射面の導光ロッド９０２が結合される領域に対応する。領域９５Ｇは、緑の色光を透過させ、赤および青の色光を反射させる特性を有する誘電体多層膜よりなる。

領域９５Ｂは、導光ロッド９０１の入射面の導光ロッド９４Ｂが結合される領域に対応する。領域９５Ｂは、青の色光を透過させ、赤および緑の色光を反射させる特性を有する誘電体多層膜よりなる。

導光ロッド９０１の入射面とは反対の端面（射出面）から射出した光の進行方向に、照明レンズ１０３〜１０７、位相差板１０８、反射型偏光板１０９および表示素子２２が配置されている。これら照明レンズ１０３〜１０７、位相差板１０８、反射型偏光板１０９および表示素子２２は第１の実施形態で説明したものと同じである。

導光ロッド９０１の中心軸は、照明レンズ１０３〜１０７からなる光学系の光軸（図1に示した光軸Ａ）と一致している。導光ロッド９０２の中心軸は、導光ロッド９０１の中心軸と一致していない。

光源９６Ｇの発光部の中心は、導光ロッド９１Ｇのロッド部の中心軸と一致している。導光ロッド９１Ｇの射出面の中心（ロッド部の中心軸に対応する）は、導光ロッド９０２の中心軸と一致していない。

光源９７Ｇの発光部の中心は、導光ロッド９２Ｇのロッド部の中心軸と一致している。導光ロッド９２Ｇの射出面の中心（ロッド部の中心軸に対応する）は、導光ロッド９０２の中心軸と一致していない。

光源９８Ｒの発光部の中心は、導光ロッド９３Ｒのロッド部の中心軸と一致している。導光ロッド９３Ｒの射出面の中心（ロッド部の中心軸に対応する）は、導光ロッド９０１の中心軸と一致していない。

光源９９Ｂの発光部の中心は、導光ロッド９４Ｂのロッド部の中心軸と一致している。導光ロッド９４Ｂの射出面の中心（ロッド部の中心軸に対応する）は、導光ロッド９０１の中心軸と一致していない。

次に、本実施形態の照明装置の動作を説明する。

光源９６Ｇから射出した色光（緑）は、導光ロッド９１Ｇを介して導光ロッド９０２の入射面に入射し、光源９７Ｇから射出した色光（緑）は、導光ロッド９２Ｇを介して導光ロッド９０２の入射面に入射する。導光ロッド９０２では、光源９６Ｇ、９７Ｇからの色光（緑）がロッド内部を伝播し、射出面から射出される。

導光ロッド９０２の射出面から射出した色光（緑）は、反射膜９５の領域９５Ｇに入射する。緑の色光は、領域９５Ｇを透過する。よって、導光ロッド９０２の射出面から射出した色光（緑）は、領域９５Ｇを透過して導光ロッド９０１の入射面からロッド内に入射する。

光源９８Ｒから射出した色光（赤）は、導光ロッド９３Ｒを介して反射膜９５の領域９５Ｒに入射する。赤の色光は、領域９５Ｒを透過する。よって、導光ロッド９３Ｒから射出した色光（赤）は、領域９５Ｒを透過して導光ロッド９０１の入射面からロッド内に入射する。

光源９９Ｂから射出した色光（青）は、導光ロッド９４Ｂを介して反射膜９５の領域９５Ｂに入射する。青の色光は、領域９５Ｂを透過する。よって、導光ロッド９４Ｂから射出した色光（青）は、領域９５Ｂを透過して導光ロッド９０１の入射面からロッド内に入射する。

導光ロッド９０１では、入射した赤、緑、青の色光は、ロッド内部を伝播し、射出面から射出される。赤、緑、青の色光は、導光ロッド９０１内を伝播する過程で輝度の均一化が行われるとともに、各色が混ざり合う。

導光ロッド９０１の射出面から射出された非偏光の光束（赤、緑、青）は、照明レンズ１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、位相差板１０８を順に通過して反射型偏光板１０９に到達する。反射型偏光板１０９では、位相差板１０８を通過した光束（非偏光光）のうち、第１の直線偏光光（例えば、Ｐ偏光光）は透過するが、第２の直線偏光光（例えば、Ｓ偏光光）は位相差板１０８の方向に反射される。

反射型偏光板１０９を透過した第１の直線偏光光（赤、緑、青）は、表示素子２２の表示面（パネル面）に照射される。一方、反射型偏光板１１で反射された第２の直線偏光光（赤、緑、青）は、位相差板１０８、照明レンズ１０７、１０６、１０５、１０４、１０３を順に通過して導光ロッド９０１の射出面に入射する。

導光ロッド９０１の射出面に入射した、反射型偏光板１０９からの反射光（赤、緑、青）は、ロッド内面で反射を繰り返しつつ伝播し、入射面に形成された反射膜９５に到達する。導光ロッド９０１では、反射光（赤、緑、青）は、ロッド内部を伝播する過程で色毎に分離される。分離された色光のうち、赤および青の色光は、反射膜９５の領域９５Ｇに入射し、緑の色光は反射膜９５の領域９５Ｒ、９５Ｂに入射する。このとき、新たな光源（面光源像）として、赤色の２次面光源像および青色の２次面光源像が領域９５Ｇ上に形成され、緑色の２次面光源像が領域９５Ｒ、９５Ｂ上に形成される。

領域９５Ｇでは、赤および青の色光が反射され、領域９５Ｒ、９５Ｂでは、緑の色光が反射される。領域９５Ｇからの反射光（赤および青）および領域９５Ｒ、９５Ｂからの反射光（緑）は、再び導光ロッド９０１の入射面に入射する。

導光ロッド９０１では、反射膜９５からの反射光（赤、緑、青の色光）は、ロッド内部を伝播し、射出面から射出される。赤、緑、青の色光は、導光ロッド９０１内を伝播する過程で輝度の均一化が行われるとともに、各色が混ざり合う。

導光ロッド１０２の射出面から射出された新たな光源（赤、緑、青）からの光束（円偏光）は、照明レンズ１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、位相差板１０８を順に通過して反射型偏光板１０９に到達する。

反射型偏光板１０９にて反射された光のうち、反射型偏光板１０９から反射膜９５に到達する過程と、その反射膜９５から反射型偏光板１０９に到達する過程とにおいて、位相差板１０８（１／４波長板）を２回通過したものは、反射型偏光板１０９にて反射されたときの偏光方向に比べて、偏光方向が９０度回転した直線偏光光となる。したがって、反射膜９５からの光束（円偏光）のほとんどは、位相差板１０８にて第１の偏光光（Ｐ偏光光）に変換される。この第１の偏光光（Ｐ偏光光）は、反射型偏光板１０９を透過して表示素子２２に到達する。

上述したように、本実施形態の照明装置によれば、赤、緑、青の各光源について、光源からの光のうち、反射型偏光板１０９にて反射された光を効率よく反射膜９５に戻し、反射膜９５で反射させて再利用することができる。したがって、高効率に偏光変換した直線偏光光（赤、緑、青）で均一に表示素子２２を照明することができる。

本実施形態の照明装置を投射型表示装置に適用する場合は、表示素子２２を通過した光の進行方向に、投射光学系が配置される。表示素子２２は、例えば液晶パネルであって、赤、緑、青の各色に対応する画像を時分割で表示することができる。光源９６Ｇ、９７Ｇ、９８Ｒ、９９Ｂを色毎に時分割で点灯させて、その点灯時間に同期して表示素子２２を駆動する。表示素子２２上で時分割に表示される赤、緑、青の各色の画像が、投射光学系によってスクリーン上に投射される。

なお、本実施形態の照明装置において、赤および青の光源はそれぞれ１個であるのに対して、緑の光源は２個としている。この理由を、以下に簡単に説明する。

一般に、緑のＬＥＤの光出力が赤や青のＬＥＤに比べて小さい。このため、赤、緑、青の各色のＬＥＤをそれぞれ１個用い、各色のＬＥＤからの色光（赤、緑、青）を合成してホワイトバランスに優れた白色光を得る場合は、光出力が相対的に小さい緑のＬＥＤに合わせて赤および青のＬＥＤの出力を抑制する必要がある。この場合は、赤および青のＬＥＤの出力を抑制する分だけ、得られる白色光の輝度が低くなる。

本実施形態の照明装置では、光出力が相対的に小さい緑のＬＥＤを２個用いるので、２個の緑のＬＥＤからの色光を足し合わせた場合に得られる輝度に合わせて、赤および青のＬＥＤの出力を制御することができる。この場合の赤および青のＬＥＤの出力は、緑のＬＥＤを１個しか用いない場合に比較して大きなものとすることができ、その分、得られる白色光の輝度が高くなる。

また、本実施形態によれば、光源９６Ｇ、９７Ｇ、９８Ｒ、９９Ｂからの光を導光ロッド９０１の入射面に入射させるための手段として導光ロッドを用いている。この構成によれば、光源９６Ｇ、９７Ｇ、９８Ｒ、９９Ｂとして比較的大きなＬＥＤモジュールを用いた場合に、各ＬＥＤモジュールがあたかも近接して導光ロッド９０１の入射面に配置されているように構成することができる。

以上説明した各実施形態の照明装置および投射型表示装置は、本発明の一例であり、それらの構成においては、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更を加えてもよい。

例えば、第１の実施形態の照明装置において、光源１０１として複数の光源を用いてもよい。複数の光源を用いる場合は、各光源から光を導光ロッド１０２に入射面に入射させる手段として導光ロッドを用いる。例えば、図５および図６に示した照明装置８２において、光源１０１として図９に示した光源９６Ｇ、９７Ｇを用いる。この場合は、光源９６Ｇからの光を導光ロッド９１Ｇにより導光ロッド１０２の入射面（開口部３１）に入射させ、光源９７Ｇからの光を導光ロッド９２Ｇにより導光ロッド１０２の入射面（開口部３１）に入射させる。開口部３１は、導光ロッド９１Ｇが光学的に結合される第１の領域と導光ロッド９２Ｇが光学的に結合される第２の領域とを含む。

また、図１に示した照明装置において、光源１０１からの光を導光ロッド１０２の入射面に入射させるためのレンズ手段を設けてもよい。

さらに、図１に示した構成では、光源１０１からの光が、導光ロッド１０２の入射面の、該面の重心を通る直線により区画された２つの領域のうちの一方の領域内に入射するように構成されているが、本発明は、これに限定されない。例えば、光源１０１を、その発光中心が導光ロッド１０２の中心軸上から外れるように配置し、反射型偏光板１０９からの反射光の少なくとも一部を反射膜２１にて反射するように構成してもよい。

図１に示した構成において、光源１０１の色の波長帯域にピーク波長を有する別の光源をさらに設けてもよい。この場合は、光源１０１および別の光源からの光が導光ロッド１０２の入射面の上記２つの領域のうちの一方の領域に入射する。

さらに、光源１０１として、第１の色の波長帯域にピーク波長を有する第１の光源を用い、第１の色とは異なる第２の色の波長帯域にピーク波長を有する第２の光源と、第１および第２の色とは異なる第３の色の波長帯域にピーク波長を有する第３の光源と、をさらに設けてもよい。この場合は、導光ロッド１０２の入射面は、該面の重心を通る直線により区画された第１および第２の領域を含み、該第２の領域は、該入射面の上記重心を通る上記直線と交差する別の直線により区画された第３および第４の領域を含む。第１の光源からの色光が第１の領域内に入射し、第２の光源からの色光が第３の領域内に入射し、第３の光源からの色光が第４の領域内に入射する。反射膜２１は、第１乃至第３の反射膜からなる。第１の反射膜は、第１の領域に形成され、第１の色の光を透過し、第２および第３の色を反射する。第２の反射膜は、第３の領域に形成され、第２の色の光を透過し、第１および第３の色を反射する。第３の反射膜は、第４の領域に形成され、第３の色の光を透過し、第１および第２の色を反射する。第１乃至第３の色は、光の三原色である赤、緑、青の色に対応するものとしてもよい。

上記の場合、第１の光源からの光を第１の領域に入射させる第１の導光手段と、第２の光源からの光を第３の領域に入射させる第２の導光手段と、第３の光源からの光を第４の領域に入射させる第３の導光手段とをさらに有していてもよい。

Claims (5)

1. 光源と、
   前記光源からの光が一方の端面に供給され、該一方の端面から入射した光が内部を伝播して他方の端面から射出される導光手段と、
   前記導光手段の他方の端面に形成される光学像を表示素子上に結像する照明光学系と、
   前記照明光学系と前記表示素子の間に配置され、第１の偏光の光を透過し、前記第１の偏光とは偏光状態が異なる第２の偏光の光を前記照明光学系の方向に反射する反射型偏光板と、
   前記導光手段と前記反射型偏光板の間に配置された位相差板と、
   前記導光手段の一方の端面と対向する側に設けられ、前記反射型偏光板にて反射された光のうち、前記位相差板、照明光学系および導光手段を介して入射した光を前記導光手段の一方の端面の方向に反射する反射手段と、を有し、
   前記導光手段の両端面の重心を通る中心軸は前記照明光学系の光軸と一致しており、前記光源の発光中心は、前記導光手段の中心軸上から外れており、
   前記光源からの光は、前記導光手段の一方の端面の、該面の重心を通る直線により区画された２つの領域のうちの一方の領域内に入射する、照明装置であって、
   前記光源は、第１の色の波長帯域にピーク波長を有する第１の光源であり、
   前記第１の色とは異なる第２の色の波長帯域にピーク波長を有する第２の光源と、
   前記第１および第２の色とは異なる第３の色の波長帯域にピーク波長を有する第３の光源と、をさらに有し、
   前記導光手段の一方の端面は、前記直線により区画された第１および第２の領域を含み、該第２の領域は、該一方の端面の前記重心を通る前記直線と交差する別の直線により区画された第３および第４の領域を含み、
   前記第１の光源からの色光が前記第１の領域内に入射し、前記第２の光源からの色光が前記第３の領域内に入射し、前記第３の光源からの色光が前記第４の領域内に入射し、
   前記反射手段は、
   前記第１の領域に形成され、前記第１の色の光を透過し、前記第２および第３の色を反射する第１の反射膜と、
   前記第３の領域に形成され、前記第２の色の光を透過し、前記第１および第３の色を反射する第２の反射膜と、
   前記第４の領域に形成され、前記第３の色の光を透過し、前記第１および第２の色を反射する第３の反射膜と、を有する、照明装置。
2. 前記第１の光源からの光を前記第１の領域に入射させる第１の導光手段と、
   前記第２の光源からの光を前記第３の領域に入射させる第２の導光手段と、
   前記第３の光源からの光を前記第４の領域に入射させる第３の導光手段と、をさらに有する請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第１の光源は、緑の波長帯域にピーク波長を有する２つの緑色のＬＥＤからなり、
   前記第２の光源は、赤の波長帯域にピーク波長を有する赤色のＬＥＤよりなり、
   前記第３の光源は、青の波長帯域にピーク波長を有する青色のＬＥＤよりなる、請求項１に記載の照明装置。
4. 前記２つの緑色のＬＥＤのうちの一方からの色光が一方の端面に供給される第１の導光手段と、
   前記２つの緑色のＬＥＤのうちの他方からの色光が一方の端面に供給される第２の導光手段と、
   前記第１および第２の導光手段の他方の端面が一方の端面に光学的に結合された第３の導光手段と、
   前記赤色のＬＥＤからの色光が一方の端面に供給される第４の導光手段と、
   前記青色のＬＥＤからの色光が一方の端面に供給される第５の導光手段と、をさらに有し、
   前記第３乃至第５の導光手段の他方の端面が前記導光手段の一方の端面に光学的に結合されている、請求項３に記載の照明装置。
5. 照明装置と、
   前記照明装置からの光で照明される表示素子と、
   前記表示素子からの画像光を投射する投射光学系と、を有し、
   前記照明装置は、
   光源と、
   前記光源からの光が一方の端面に供給され、該一方の端面から入射した光が内部を伝播して他方の端面から射出される導光手段と、
   前記導光手段の他方の端面に形成される光学像を前記表示素子上に結像する照明光学系と、
   前記照明光学系と前記表示素子の間に配置され、第１の偏光の光を透過し、前記第１の偏光とは偏光状態が異なる第２の偏光の光を前記照明光学系の方向に反射する反射型偏光板と、
   前記導光手段と前記反射型偏光板の間に配置された位相差板と、
   前記導光手段の一方の端面と対向する側に設けられ、前記反射型偏光板にて反射された光のうち、前記位相差板、照明光学系および導光手段を介して入射した光を前記導光手段の一方の端面の方向に反射する反射手段と、を有し、
   前記導光手段の両端面の重心を通る中心軸は前記照明光学系の光軸と一致しており、前記光源の発光中心は、前記導光手段の中心軸上から外れており、
   前記光源からの光は、前記導光手段の一方の端面の、該面の重心を通る直線により区画された２つの領域のうちの一方の領域内に入射する、投射型表示装置であって、
   前記光源は、第１の色の波長帯域にピーク波長を有する第１の光源であり、
   前記照明装置は、
   前記第１の色とは異なる第２の色の波長帯域にピーク波長を有する第２の光源と、
   前記第１および第２の色とは異なる第３の色の波長帯域にピーク波長を有する第３の光源と、をさらに有し、
   前記導光手段の一方の端面は、前記直線により区画された第１および第２の領域を含み、該第２の領域は、該一方の端面の前記重心を通る前記直線と交差する別の直線により区画された第３および第４の領域を含み、
   前記第１の光源からの色光が前記第１の領域内に入射し、前記第２の光源からの色光が前記第３の領域内に入射し、前記第３の光源からの色光が前記第４の領域内に入射し、
   前記反射手段は、
   前記第１の領域に形成され、前記第１の色の光を透過し、前記第２および第３の色を反射する第１の反射膜と、
   前記第３の領域に形成され、前記第２の色の光を透過し、前記第１および第３の色を反射する第２の反射膜と、
   前記第４の領域に形成され、前記第３の色の光を透過し、前記第１および第２の色を反射する第３の反射膜と、を有する、投射型表示装置。

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