(57)【要約】      （修正有）【課題】明るさのムラを低減することができるプロジェクターを提供する。【解決手段】第１部分１４ａの外縁１６ａと発光部の中心Ｃとの間の最大距離をＡ１とし、前記第１部分１４ａの外縁発光部の中心と前記中心Ｃとの間の最小距離をＢ１とすると、前記Ａ１および前記Ｂ１は、下記式（１）の関係を満たし、第２部分１４ｂの外縁１６ｂと前記中心Ｃとの間の最大距離をＡ２とし、前記第２部分１４ｂの外縁１６ｂと前記中心Ｃとの間の最小距離をＢ２とすると、前記Ａ２および前記Ｂ２は、下記式（２）の関係を満たし、前記第２部分１４ｂの内縁と前記中心Ｃとの間の最大距離をＡ３とし、前記第２部分１４ｂの内縁と前記中心Ｃとの間の最小距離をＢ３とすると、前記Ａ３および前記Ｂ３は、下記式（３）の関係を満たす、プロジェクター。2020106732.tif 000009【選択図】図２
2020106732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部を有する面発光光源と、
前記面発光光源から射出された光を、画像情報に応じて変調させる光変調素子と、
前記光変調素子によって形成された画像を投射し、光軸方向からみて円形である投射レンズと、
を含み、
前記発光部は、単位面積当たりの発光量が異なる複数の部分を有し、
複数の前記部分は、光の射出方向からみて、前記発光部の中心から離れた前記部分ほど、単位面積当たりの発光量が大きく、
複数の前記部分のうちの第１部分は、前記中心を含んで配置され、
複数の前記部分のうちの第２部分は、前記射出方向からみて、前記第１部分と隣り合って前記第１部分を囲んで配置され、
前記射出方向からみて、前記第１部分の外縁と前記中心との間の最大距離をＡ１とし、前記第１部分の外縁と前記中心との間の最小距離をＢ１とすると、前記Ａ１および前記Ｂ１は、下記式（１）の関係を満たし、
前記第２部分の外縁と前記中心との間の最大距離をＡ２とし、前記第２部分の外縁と前記中心との間の最小距離をＢ２とすると、前記Ａ２および前記Ｂ２は、下記式（２）の関係を満たし、
前記第２部分の内縁と前記中心との間の最大距離をＡ３とし、前記第２部分の内縁と前記中心との間の最小距離をＢ３とすると、前記Ａ３および前記Ｂ３は、下記式（３）の関係を満たし、
前記第１部分の外縁の第１位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ａ１であり、
前記第２部分の外縁の第２位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ａ２であり、
前記第２部分の内縁の第３位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ａ３であり、
前記第１部分の外縁の第４位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ｂ１であり、
前記第２部分の外縁の第５位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ｂ２であり、
前記第２部分の内縁の第６位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ｂ３であり、
前記中心、前記第１位置、前記第２位置、および前記第３位置は、一直線上にあり、
前記中心、前記第４位置、前記第５位置、および前記第６位置は、一直線上にある、プロジェクター。
【数１】
2020106732.tif 000007
【請求項２】
請求項１において、
複数の前記部分のうちの第３部分は、前記射出方向からみて、前記第２部分と隣り合って前記第２部分を囲んで配置され、
前記射出方向からみて、前記第３部分の外縁と前記中心との間の最大距離をＡ４とし、前記第３部分の外縁と前記中心との間の最小距離をＢ４とすると、前記Ａ４および前記Ｂ４は、下記式（４）の関係を満たし、
前記第３部分の内縁と前記中心との間の最大距離をＡ５とし、前記第３部分の内縁と前記中心との間の最小距離をＢ５とすると、前記Ａ５および前記Ｂ５は、下記式（５）の関係を満たし、
前記第３部分の外縁の第７位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ａ４であり、
前記第３部分の内縁の第８位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ａ５であり、
前記第３部分の外縁の第９位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ｂ４であり、
前記第３部分の内縁の第１０位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ｂ５であり、
前記中心、前記第１位置、前記第７位置、および前記第８位置は、一直線上にあり、
前記中心、前記第４位置、前記第９位置、および前記第１０位置は、一直線上にある、プロジェクター。
【数２】
2020106732.tif 000008
【請求項３】
請求項１または２において、
前記投射レンズの入射端面は、前記光軸から離れるほど曲率が大きくなる凸形状であり、
前記第２位置と前記第３位置と、の間の距離は、前記Ａ１よりも小さく、
前記第５位置と前記第６位置と、の間の距離は、前記Ｂ１よりも小さい、プロジェクター。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記面発光光源は、
基板と、
前記基板に設けられ、光を発する発光層を有する積層体と、
を有し、
前記積層体は、前記発光層が発した光を、前記基板の面内方向に閉じ込め、前記基板の法線方向に射出させるフォトニック結晶構造体を構成する、プロジェクター。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記発光部は、前記射出方向からみて、矩形である、プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
光源から射出された光で液晶ライトバルブなどの光変調素子を照明し、光変調素子で形成された画像光を投射レンズによってスクリーンなどに投射して表示するプロジェクターが実用化されている。
【０００３】
一般的に、投射レンズの光利用効率は、投射レンズの光軸から離れた周辺部で低下する（周辺減光）。そのため、光源から強度が均一な光が射出されたとしても、スクリーンに投射された投射画像の周辺部は、中央部に比べて暗くなる。
【０００４】
例えば特許文献１には、暗くなる周辺の領域ほどエミッタの配設密度を大きくして、これに対応する表示領域の発光輝度そのものを大きくし、周辺減光の影響と重ね合わせることにより、投射された画面全体の輝度が均一となるようにすることが記載されている。具体的には、陰極基板上の領域を中心から３つの領域に分けて、エミッタの密度は、矩形状の中心領域が最も低く、中間の矩形環状の領域がそれに次ぎ、外側の矩形環状の領域が最も高いことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−７５４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクターでは、矩形状の中心領域の外縁と、矩形状の中心領域の中心と、の間の最大距離をＡとし、矩形状の中心領域の外縁と、矩形状の中心領域の中心との間の最小距離をＢとした場合、比Ａ／Ｂが大きい。そのため、光軸方向からみて円形である投射レンズを用いた場合、スクリーンに投射された投射画像において、明るさのムラが生じる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るプロジェクターの一態様は、
発光部を有する面発光光源と、
前記面発光光源から射出された光を、画像情報に応じて変調させる光変調素子と、
前記光変調素子によって形成された画像を投射し、光軸方向からみて円形である投射レンズと、
を含み、
前記発光部は、単位面積当たりの発光量が異なる複数の部分を有し、
複数の前記部分は、光の射出方向からみて、前記発光部の中心から離れた前記部分ほど、単位面積当たりの発光量が大きく、
複数の前記部分のうちの第１部分は、前記中心を含んで配置され、
複数の前記部分のうちの第２部分は、前記射出方向からみて、前記第１部分と隣り合って前記第１部分を囲んで配置され、
前記射出方向からみて、前記第１部分の外縁と前記中心との間の最大距離をＡ１とし、前記第１部分の外縁と前記中心との間の最小距離をＢ１とすると、前記Ａ１および前記Ｂ１は、下記式（１）の関係を満たし、
前記第２部分の外縁と前記中心との間の最大距離をＡ２とし、前記第２部分の外縁と前記中心との間の最小距離をＢ２とすると、前記Ａ２および前記Ｂ２は、下記式（２）の関係を満たし、
前記第２部分の内縁と前記中心との間の最大距離をＡ３とし、前記第２部分の内縁と前記中心との間の最小距離をＢ３とすると、前記Ａ３および前記Ｂ３は、下記式（３）の関係を満たし、
前記第１部分の外縁の第１位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ａ１であり、
前記第２部分の外縁の第２位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ａ２であり、
前記第２部分の内縁の第３位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ａ３であり、
前記第１部分の外縁の第４位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ｂ１であり、
前記第２部分の外縁の第５位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ｂ２であり、
前記第２部分の内縁の第６位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ｂ３であり、
前記中心、前記第１位置、前記第２位置、および前記第３位置は、一直線上にあり、
前記中心、前記第４位置、前記第５位置、および前記第６位置は、一直線上にある。
【数１】
2020106732.tif 000003
【０００８】
前記プロジェクターの一態様において、
複数の前記部分のうちの第３部分は、前記射出方向からみて、前記第２部分と隣り合って前記第２部分を囲んで配置され、
前記射出方向からみて、前記第３部分の外縁と前記中心との間の最大距離をＡ４とし、前記第３部分の外縁と前記中心との間の最小距離をＢ４とすると、前記Ａ４および前記Ｂ４は、下記式（４）の関係を満たし、
前記第３部分の内縁と前記中心との間の最大距離をＡ５とし、前記第３部分の内縁と前記中心との間の最小距離をＢ５とすると、前記Ａ５および前記Ｂ５は、下記式（５）の関係を満たし、
前記第３部分の外縁の第７位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ａ４であり、
前記第３部分の内縁の第８位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ａ５であり、
前記第３部分の外縁の第９位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ｂ４であり、
前記第３部分の内縁の第１０位置と、前記中心と、の間の距離は、前記Ｂ５であり、
前記中心、前記第１位置、前記第７位置、および前記第８位置は、一直線上にあり、
前記中心、前記第４位置、前記第９位置、および前記第１０位置は、一直線上にあってもよい。
【数２】
2020106732.tif 000004
【０００９】
前記プロジェクターの一態様において、
前記投射レンズの入射端面は、前記光軸から離れるほど曲率が大きくなる凸形状であり、
前記第２位置と前記第３位置と、の間の距離は、前記Ａ１よりも小さく、
前記第５位置と前記第６位置と、の間の距離は、前記Ｂ１よりも小さくてもよい。
【００１０】
前記プロジェクターの一態様において、
前記面発光光源は、
基板と、
前記基板に設けられ、光を発する発光層を有する積層体と、
を有し、
前記積層体は、前記発光層が発した光を、前記基板の面内方向に閉じ込め、前記基板の法線方向に射出させるフォトニック結晶構造体を構成しもてよい。
【００１１】
前記プロジェクターの一態様において、
前記発光部は、前記射出方向からみて、矩形であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【図２】第１実施形態に係るプロジェクターの面発光光源を模式的に示す平面図。
【図３】第１実施形態に係るプロジェクターの面発光光源を模式的に示す平面図。
【図４】第１実施形態に係るプロジェクターの面発光光源を模式的に示す断面図。
【図５】第１実施形態の第１変形例に係るプロジェクターの面発光光源を模式的に示す平面図。
【図６】第１実施形態の第１変形例に係るプロジェクターの面発光光源を模式的に示す平面図。
【図７】第１実施形態の第２変形例に係るプロジェクターの面発光光源を模式的に示す平面図。
【図８】第１実施形態の第２変形例に係るプロジェクターの面発光光源を模式的に示す平面図。
【図９】第１実施形態の第２変形例に係るプロジェクターの投射レンズの入射端面を模式的に示す側面図。
【図１０】第１実施形態の第３変形例に係るプロジェクターの面発光光源を模式的に示す断面図。
【図１１】第１実施形態の第４変形例に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【図１２】第１実施形態の第４変形例に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【図１３】第２実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【図１４】第３実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１４】
１．  第１実施形態
１．１．  プロジェクター
まず、第１実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係るプロジェクター１００を模式的に示す図である。
【００１５】
プロジェクター１００は、図１に示すように、例えば、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、凹レンズ２０と、凸レンズ２２と、第１偏光素子３０と、第２偏光素子３２と、光変調素子４０と、色光合成プリズム５０と、投射レンズ６０と、を有している。
【００１６】
面発光光源１０Ｒは、赤色光を射出する。面発光光源１０Ｇは、緑色光を射出する。面
発光光源１０Ｂは、青色光を射出する。図示の例では、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの一方の面には、放熱フィン７０が配置されている。放熱フィン７０は、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂで発生した熱を放熱させる。これにより、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの発光効率を高めることができる。
【００１７】
面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光の各々は、凹レンズ２０および凸レンズ２２で構成されたガリレオ式の拡大照明系によって光束径が拡大されて、光変調素子４０に入射する。ガリレオ式の拡大照明系では、照明系の全長を短くでき、非常に強度が大きい光を扱うことができる。
【００１８】
光変調素子４０は、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光を、画像情報に応じて変調させる。光変調素子４０は、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応して３つ設けられている。光変調素子４０は、例えば、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光を透過させる透過型の液晶ライトバルブである。プロジェクター１００は、ＬＣＤ（liquid crystal display）プロジェクターである。
【００１９】
光変調素子４０の入射側には、第１偏光素子３０が設けられている。第１偏光素子３０は、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光の偏光方向と偏光度とを調整する。具体的には、第１偏光素子３０は、特定方向の直線偏光のみを透過させる光学素子である。第１偏光素子３０によって、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光の偏光方向を揃えることができる。
【００２０】
光変調素子４０の射出側には、第２偏光素子３２が設けられている。第２偏光素子３２は、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光に対して検光子として機能する。第２偏光素子３２から射出された光は、色光合成プリズム５０に入射する。
【００２１】
色光合成プリズム５０は、面発光光源１０Ｒから射出されて光変調素子４０を透過した光、面発光光源１０Ｇから射出されて光変調素子４０を透過した光、および面発光光源１０Ｂから射出されて光変調素子４０を透過した光を合成する。色光合成プリズム５０は、例えば、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されたクロスダイクロイックプリズムである。
【００２２】
投射レンズ６０は、色光合成プリズム５０で合成された光、すなわち、光変調素子４０によって形成された画像光を、図示せぬスクリーン上に投射する。スクリーンには、拡大された画像が表示される。投射レンズ６０は、光軸方向からみて円形であり、その光学特性は光軸を中心に回転対称性を有する。
【００２３】
ここで、図２は、面発光光源１０Ｒを模式的に示す平面図である。図３は、図２の拡大図である。図４は、面発光光源１０Ｒを模式的に示す図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。なお、便宜上、図２では、面発光光源１０Ｒを簡略化し、発光部１２を図示している。また、図３では、発光部１２以外の部材の図示を省略している。
【００２４】
面発光光源１０Ｒは、図４に示すように、例えば、基板１０２と、基板１０２に設けられた積層体１０３と、第１電極１２２と、第２電極１２４と、を有している。積層体１０３は、反射層１０４と、バッファー層１０６と、フォトニック結晶構造体１０８と、半導体層１２０と、を有している。
【００２５】
基板１０２は、例えば、Ｓｉ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板などである。
【００２６】
反射層１０４は、基板１０２上に設けられている。反射層１０４は、例えば、ＤＢＲ（distribution Bragg reflector）層である。反射層１０４は、例えば、ＡｌＧａＮ層とＧａＮ層とを交互に積層させたもの、ＡｌＩｎＮ層とＧａＮ層とを交互に積層させたものなどである。反射層１０４は、フォトニック結晶構造体１０８の柱状部１１０の発光層１１４で発生する光を、第２電極１２４側に向けて反射させる。
【００２７】
なお、「上」とは、柱状部１１０の半導体層１１２と発光層１１４との積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう）において、発光層１１４からみて基板１０２から遠ざかる方向のことであり、「下」とは、積層方向において、発光層１１４からみて基板１０２に近づく方向のことである。
【００２８】
バッファー層１０６は、反射層１０４上に設けられている。バッファー層１０６は、半導体からなる層であり、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層などである。図示の例では、バッファー層１０６上には、柱状部１１０を成長させるためのマスク層１２８が設けられている。マスク層１２８は、例えば、酸化シリコン層、窒化シリコン層などである。
【００２９】
フォトニック結晶構造体１０８は、バッファー層１０６上に設けられている。フォトニック結晶構造体１０８は、柱状部１１０と、光伝搬層１１８と、を有している。積層体１０３は、フォトニック結晶構造体１０８を構成している。図示の例では、積層体１０３の柱状部１１０および光伝搬層１１８は、フォトニック結晶構造体１０８を構成している。
【００３０】
フォトニック結晶構造体１０８は、フォトニック結晶の効果を発現することができ、フォトニック結晶構造体１０８の発光層１１４が発する光を、基板１０２の面内方向に閉じ込め、基板１０２の法線方向に射出させる。ここで、「基板１０２の面内方向」とは、積層方向と直交する方向のことである。「基板１０２の法線方向」とは、積層方向のことである。面発光光源１０Ｒは、フォトニック結晶構造体１０８を有するフォトニック結晶レーザーである。
【００３１】
柱状部１１０は、バッファー層１０６上に設けられている。柱状部１１０の平面形状は、正六角形等の多角形、円形などである。柱状部１１０の径は、例えば、ｎｍオーダーであり、具体的には１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。柱状部１１０の積層方向の大きさは、例えば、０．１μｍ以上５μｍ以下である。
【００３２】
なお、「径」とは、柱状部１１０の平面形状が円形の場合は、直径であり、柱状部１１０の平面形状が多角形の場合は、該多角形を内部に含む最小の円、すなわち最小包含円の直径である。また、「平面形状」とは、積層方向からみた形状のことである。
【００３３】
柱状部１１０は、複数設けられている。隣り合う柱状部１１０の間隔は、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。柱状部１１０は、所定の方向に所定のピッチで周期的に配置されている。複数の柱状部１１０は、積層方向からみて、例えば、三角格子状、四角格子状、などに配置されている。
【００３４】
柱状部１１０は、半導体層１１２と、発光層１１４と、半導体層１１６と、を有している。
【００３５】
半導体層１１２は、バッファー層１０６上に設けられている。半導体層１１２は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。
【００３６】
発光層１１４は、半導体層１１２上に設けられている。発光層１１４は、半導体層１１
２と半導体層１１６との間に設けられている。発光層１１４は、例えば、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とから構成された量子井戸構造を有している。発光層１１４は、電流が注入されることで光を発することが可能な層である。
【００３７】
半導体層１１６は、発光層１１４上に設けられている。半導体層１１６は、半導体層１１２と導電型の異なる層である。半導体層１１６は、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＮ層である。半導体層１１２，１１６は、発光層１１４に光を閉じ込める機能を有するクラッド層である。
【００３８】
光伝搬層１１８は、隣り合う柱状部１１０の間に設けられている。図示の例では、光伝搬層１１８は、マスク層１２８上に設けられている。光伝搬層１１８の屈折率は、例えば、発光層１１４の屈折率よりも低い。光伝搬層１１８は、例えば、酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、酸化チタン層などである。発光層１１４で発生した光は、光伝搬層１１８を伝搬することが可能である。
【００３９】
面発光光源１０Ｒでは、ｐ型の半導体層１１６、不純物がドーピングされていない発光層１１４、およびｎ型の半導体層１１２により、ｐｉｎダイオードが構成される。半導体層１１２，１１６は、発光層１１４よりもバンドギャップが大きい層である。面発光光源１０Ｒでは、第１電極１２２と第２電極１２４との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加して電流を注入すると、発光層１１４において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。発光層１１４において発生した光は、半導体層１１２，１１６により基板１０２の面内方向に光伝搬層１１８を通って伝搬して、フォトニック結晶構造体１０８によるフォトニック結晶の効果により定在波を形成し、基板１０２の面内方向に閉じ込められる。閉じ込められた光は、発光層１１４において利得を受けてレーザー発振する。すなわち、発光層１１４において発生した光は、フォトニック結晶構造体１０８により基板１０２の面内方向に共振し、レーザー発振する。そして、＋１次回折光および−１次回折光は、レーザー光として積層方向に進行する。
【００４０】
積層方向に進行したレーザー光のうち反射層１０４側に向かうレーザー光は、反射層１０４において反射され、第２電極１２４側に向かう。これにより、面発光光源１０Ｒは、第２電極１２４側から光を射出することができる。
【００４１】
面発光光源１０Ｒから射出された光の放射角は、２°未満であり、例えば端面型の半導体レーザーや、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）に比べて、小さい。さらに、例えば１つの柱状部１１０に欠陥があったとしても、積層方向と直交する方向に定在波を形成するため、該欠陥を補って強度の均一性が高い光を射出することができる。
【００４２】
半導体層１２０は、フォトニック結晶構造体１０８上に設けられている。半導体層１２０は、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＮ層である。
【００４３】
第１電極１２２は、バッファー層１０６上に設けられている。バッファー層１０６は、第１電極１２２とオーミックコンタクトしていてもよい。図示の例では、第１電極１２２は、バッファー層１０６を介して、半導体層１１２と電気的に接続されている。第１電極１２２は、発光層１１４に電流を注入するための一方の電極である。第１電極１２２としては、例えば、バッファー層１０６側から、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いる。
【００４４】
第２電極１２４は、半導体層１２０上に設けられている。半導体層１２０は、第２電極１２４とオーミックコンタクトしていてもよい。第２電極１２４は、半導体層１１６と電
気的に接続されている。図示の例では、第２電極１２４は、半導体層１２０を介して、半導体層１１６と電気的に接続されている。第２電極１２４は、発光層１１４に電流を注入するための他方の電極である。第２電極１２４としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）を用いる。
【００４５】
面発光光源１０Ｒは、図２〜図４に示すように、発光部１２を有する。発光部１２は、発光する部分である。面発光光源１０Ｒが、発光層１１４を有する柱状部１１０を備えるフォトニック結晶レーザーである場合、発光部１２は、フォトニック結晶構造体１０８である。図２に示す例では、発光部１２は、光の射出方向からみて、矩形である。発光部１２の平面形状は、光変調素子４０の被照射面の形状と相似であってもよい。これにより、高い照明効率を得ることができる。なお、「光の射出方向」とは、積層方向のことである。
【００４６】
発光部１２は、例えば、積層方向からみて、単位面積当たりの発光量が異なる複数の部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆを有している。複数の部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは、注入される電流量によって区分される。図示の例では、部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは、部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの各々に含まれる柱状部１１０の発光層１１４に注入される電流量によって区分される。複数の部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの各々において、柱状部１１０の発光層１１４に注入される電流量は、等しい。
【００４７】
図示の例では、複数の部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆごとに、第２電極１２４および半導体層１２０が分割されている。第２電極１２４および半導体層１２０が分割されていることにより、複数の部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆごとに、単位面積当たりの注入電流量を変えることができる。これにより、複数の部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆごとに、単位面積当たりの発光量を異ならせることができる。分割された第２電極１２４の各々は、図示せぬ配線と接続されている。隣り合う部分の間の部分は、一方の部分から他方の部分に向かうについて、射出された光の強度が連続的に変化する程度の大きさである。隣り合う部分の間の部分の大きさは、部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの大きさに比べて、十分に小さい。図示の例では、複数の部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの平面形状は、部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの各々に対応して分割された第２電極１２４の平面形状および半導体層１２０の平面形状と同じである。
【００４８】
複数の部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは、積層方向からみて、発光部１２の中心Ｃから離れた部分ほど、単位面積当たりの発光量が大きくなる。「発光部１２の中心Ｃ」とは、積層方向からみて、発光部１２を内部に含む最小の円の中心、すなわち最小包含円の中心である。
【００４９】
部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは、第１部分１４ａ、第２部分１４ｂ、第３部分１４ｃ、第４部分１４ｄ、第５部分１４ｅ、および第６部分１４ｆの順で、発光部１２の中心Ｃから離れている。なお、部分の数は、特に限定されない。
【００５０】
複数の部分のうちの第１部分１４ａは、発光部１２の中心Ｃを含んで配置されている。図示の例では、第１部分１４ａは、円形であり、第１部分１４ａの中心は、発光部１２の中心Ｃと一致している。
【００５１】
複数の部分のうちの第２部分１４ｂは、第１部分１４ａと隣り合っている。第２部分１
４ｂは、積層方向からみて、第１部分１４ａを囲んで配置されている。図示の例では、第２部分１４ｂは、積層方向からみて、円環状であり、第２部分１４ｂの中心は、発光部１２の中心Ｃと一致している。第２部分１４ｂの単位面積当たりの発光量は、第１部分１４ａの単位面積当たりの発光量よりも大きい。
【００５２】
複数の部分のうちの第３部分１４ｃは、第２部分１４ｂと隣り合っている。第３部分１４ｃは、積層方向からみて、第２部分１４ｂを囲んで配置されている。図示の例では、第３部分１４ｃは、積層方向からみて、円環状であり、第３部分１４ｃの中心は、発光部１２の中心Ｃと一致している。第３部分１４ｃの単位面積当たりの発光量は、第２部分１４ｂの単位面積当たりの発光量よりも大きい。
【００５３】
図３に示すように、積層方向からみて、第１部分１４ａの外縁１６ａと中心Ｃとの間の最大距離をＡ１とし、第１部分１４ａの外縁１６ａと中心Ｃとの間の最小距離をＢ１とすると、Ａ１およびＢ１は、下記式（１）の関係を満たす。
【００５４】
さらに、第２部分１４ｂの外縁１６ｂと中心Ｃとの間の最大距離をＡ２とし、第２部分１４ｂの外縁１６ｂと中心Ｃとの間の最小距離をＢ２とすると、Ａ２およびＢ２は、下記式（２）の関係を満たす。外縁１６ｂは、第２部分１４ｂの外側の縁、すなわち、第３部分１４ｃ側の縁である。
【００５５】
さらに、第２部分１４ｂの内縁１８ｂと中心Ｃとの間の最大距離をＡ３とし、第２部分１４ｂの内縁１８ｂと中心Ｃとの間の最小距離をＢ３とすると、Ａ３およびＢ３は、下記式（３）の関係を満たす。内縁１８ｂは、第２部分１４ｂの内側の縁、すなわち、第１部分１４ａ側の縁である。なお、便宜上、図２では、部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの内縁の図示を省略している。
【００５６】
【数１】
2020106732.tif 000005
【００５７】
さらに、第３部分１４ｃの外縁１６ｃと中心Ｃとの間の最大距離をＡ４とし、第３部分１４ｃの外縁１６ｃと中心Ｃとの間の最小距離をＢ４とすると、Ａ４およびＢ４は、下記式（４）の関係を満たす。外縁１６ｃは、第３部分１４ｃの外側の縁、すなわち、第４部分１４ｄ側の縁である。
【００５８】
さらに、第３部分１４ｃの内縁１８ｃと中心Ｃとの間の最大距離をＡ５とし、第３部分１４ｃの内縁１８ｃと中心Ｃとの間の最小距離をＢ５とすると、Ａ５およびＢ５は、下記式（５）の関係を満たす。内縁１８ｃは、第３部分１４ｃの内側の縁、すなわち、第２部分１４ｂ側の縁である。
【００５９】
【数２】
2020106732.tif 000006
【００６０】
図示の例では、積層方向からみて、第１部分１４ａは円形である。第２部分１４ｂは、円形から、該円形と中心が同じで該円形よりも面積が小さな円形を引いた形状（円環状）である。第３部分１４ｃは、円形から、該円形と中心が同じで該円よりも面積が小さな円形を引いた形状（円環状）である。このように、第１部分１４ａ、第２部分１４ｂ、および第３部分１４ｃは、同心円状に設けられている。そのため、距離Ａ１と距離Ｂ１とは、同じ大きさであり、距離Ａ２と距離Ｂ２とは、同じ大きさであり、距離Ａ３と距離Ｂ３とは、同じ大きさであり、距離Ａ４と距離Ｂ４とは、同じ大きさであり、距離Ａ５と距離Ｂ５とは、同じ大きさである。
【００６１】
積層方向からみて、第１部分１４ａの外縁１６ａの第１位置Ｐ１と、発光部１２の中心Ｃと、の間の距離は、距離Ａ１である。第２部分１４ｂの外縁１６ｂの第２位置Ｐ２と、発光部１２の中心Ｃと、の間の距離は、距離Ａ２である。第２部分１４ｂの内縁１８ｂの第３位置Ｐ３と、発光部１２の中心Ｃと、の間の距離は、距離Ａ３である。
【００６２】
第１部分１４ａの外縁１６ａの第４位置Ｐ４と、発光部１２の中心Ｃと、の間の距離は、距離Ｂ１である。第２部分１４ｂの外縁１６ｂの第５位置Ｐ５と、発光部１２の中心Ｃと、の間の距離は、距離Ｂ２である。第２部分１４ｂの内縁１８ｂの第６位置Ｐ６と、発光部１２の中心Ｃと、の間の距離は、距離Ｂ３である。
【００６３】
第３部分１４ｃの外縁１６ｃの第７位置Ｐ７と、発光部１２の中心Ｃと、の間の距離は、距離Ａ４である。第３部分１４ｃの内縁１８ｃの第８位置Ｐ８と、発光部１２の中心Ｃと、の間の距離は、距離Ａ５である。第３部分１４ｃの外縁１６ｃの第９位置Ｐ９と、発光部１２の中心Ｃと、の間の距離は、距離Ｂ４である。第３部分１４ｃの内縁１８ｃの第１０位置Ｐ１０と、発光部１２の中心Ｃと、の間の距離は、距離Ｂ５である。
【００６４】
積層方向からみて、中心Ｃ、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３、第７位置Ｐ７、および第８位置Ｐ８は、一直線上にある。図示の例では、中心Ｃおよび位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ７，Ｐ８は、第１仮想直線Ｖ１上にある。第２位置Ｐ２と第３位置Ｐ３との間の距離、および第７位置Ｐ７と第８位置Ｐ８との間の距離は、例えば、距離Ａ１である。
【００６５】
中心Ｃ、第４位置Ｐ４、第５位置Ｐ５、第６位置Ｐ６、第９位置Ｐ９、および第１０位置Ｐ１０は、一直線上にある。図示の例では、中心Ｃおよび位置Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ９，Ｐ１０は、第２仮想直線Ｖ２上にある。第５位置Ｐ５と第６位置Ｐ６との間の距離、および第９位置Ｐ９と第１０位置Ｐ１０との間の距離は、例えば、距離Ｂ１である。
【００６６】
なお、図示の例では、第１仮想直線Ｖ１と第２仮想直線Ｖ２とは、直交しているが、部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃは同心円状に設けられているため、仮想直線Ｖ１，Ｖ２は、任意の方向に引かれることができる。
【００６７】
複数の部分のうちの第４部分１４ｄは、第３部分１４ｃと隣り合っている。第４部分１４ｄの単位面積当たりの発光量は、第３部分１４ｃの単位面積当たりの発光量よりも大きい。
【００６８】
複数の部分のうちの第５部分１４ｅは、第４部分１４ｄと隣り合っている。第５部分１４ｅの単位面積当たりの発光量は、第４部分１４ｄの単位面積当たりの発光量よりも大きい。
【００６９】
複数の部分のうちの第６部分１４ｆは、第５部分１４ｅと隣り合っている。第６部分１
４ｆの単位面積当たりの発光量は、第５部分１４ｅの単位面積当たりの発光量よりも大きい。
【００７０】
次に、面発光光源１０Ｒの製造方法について説明する。
【００７１】
図４に示すように、基板１０２上に、反射層１０４およびバッファー層１０６を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などが挙げられる。
【００７２】
次に、バッファー層１０６上に、ＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などでマスク層１２８を形成する。次に、マスク層１２８をマスクとして、バッファー層１０６上に、半導体層１１２、発光層１１４、および半導体層１１６を、この順でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などが挙げられる。本工程により、柱状部１１０を形成することができる。次に、スピンコート法などにより、隣り合う柱状部１１０の間に、光伝搬層１１８を形成する。本工程により、フォトニック結晶構造体１０８を形成することができる。
【００７３】
次に、例えばＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などにより、柱状部１１０および光伝搬層１１８上に、半導体層１２０を形成する。
【００７４】
次に、例えば真空蒸着法などにより、第１電極１２２および第２電極１２４を形成する。
【００７５】
以上の工程により、面発光光源１０Ｒを形成することができる。
【００７６】
なお、上記では、ＩｎＧａＮ系の発光層１１４について説明したが、発光層１１４としては、射出される光の波長に応じて、電流が注入されることで発光可能なあらゆる材料系を用いることができる。例えば、ＡｌＧａＮ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＰ系、ＧａＰ系、ＡｌＧａＰ系などの半導体材料を用いることができる。また、射出される光の波長に応じて、柱状部１１０の大きさや配列のピッチを変更してもよい。このように、射出される光の波長を変化させることにより、緑色光を射出する面発光光源１０Ｇ、青色光を射出する面発光光源１０Ｂを形成することができる。面発光光源１０Ｇ，１０Ｂは、射出される光の波長が異なること以外は、基本的に面発光光源１０Ｒと同じ構成である。
【００７７】
また、上記では、フォトニック結晶構造体１０８は、周期的に設けられた柱状部１１０を有していたが、フォトニック結晶効果を発現させるために、周期的に設けられた孔部を有していてもよい。この場合、複数の部分は、複数の部分に含まれる発光層１１４に注入される電流量によって区分される。
【００７８】
プロジェクター１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００７９】
プロジェクター１００では、距離Ａ１および距離Ｂ１は、式（１）を満たし、距離Ａ２および距離Ｂ２は、式（２）を満たし、距離Ａ３および距離Ｂ３は、式（３）を満たし、中心Ｃおよび位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は、一直線上にあり、中心Ｃおよび位置Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６は、一直線上にある。そのため、プロジェクター１００では、第１部分が矩形である場合に比べて、比Ａ１／Ｂ１を小さくすることができる。さらに、第２部分が矩形から該矩形と中心が同じで該矩形よりも面積が小さな矩形を引いた形状である場合に比べて、比Ａ２／Ｂ２、および比Ａ３／Ａ３を小さくすることができる。したがって、プロジェクタ
ー１００では、投射レンズ６０によってスクリーン等に投射された投射画像において生じる明るさのムラを、低減することができる。よって、光強度の均一性が高い投射画像を得ることができる。
【００８０】
ここで、第１部分の形状が矩形である場合、第１部分の形状が正方形であると比Ａ１／Ｂ１が最も小さくなり、その値は、√２である。したがって、式（１）を満たすことにより、第１部分の形状が矩形である場合に比べて、比Ａ１／Ｂ１を小さくすることができる。
【００８１】
さらに、プロジェクター１００では、凹レンズ２０および凸レンズ２２を備えた拡大照明系においても、投射レンズ６０と同様に、光利用効率は、拡大照明系の光軸から離れた周辺部で低下する。しかし、プロジェクター１００では、式（１），（２），（３）を満たすことにより、拡大照明系の光利用効率に起因してスクリーン等に投射された投射画像において生じる明るさのムラを、低減することができる。
【００８２】
なお、光束径を拡大させる拡大照明系では、光学系で発生する収差によって、光軸から離れた周辺部で光束密度が低下する。そのため、強度が均一な光が拡大照明系に入射したとしても、拡大照明系から射出する光束は光軸付近で強度が大きく、光軸から離れるほど強度が小さいという不均一性を有する。この現象は、拡大率が大きいほど顕著となる。
【００８３】
プロジェクター１００では、距離Ａ４および距離Ｂ４は、式（４）を満たし、距離Ａ５および距離Ｂ５は、式（５）を満たし、中心Ｃおよび位置Ｐ１，Ｐ７，Ｐ８は、一直線上にあり、中心Ｃおよび位置Ｐ４，Ｐ９，Ｐ１０は、一直線上にある。そのため、プロジェクター１００では、第３部分が矩形から該矩形と中心が同じで該矩形よりも面積が小さな矩形を引いた形状である場合に比べて、比Ａ４／Ｂ４および比Ａ５／Ｂ５を小さくすることができる。
【００８４】
プロジェクター１００では、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、基板１０２と、基板１０２に設けられ、光を発する発光層１１４を有する積層体１０３と、を有し、積層体１０３は、発光層１１４が発した光を、基板１０２の面内方向に閉じ込め、基板１０２の法線方向に射出させるフォトニック結晶構造体１０８を構成する。そのため、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、放射角が小さく、強度の均一性が高い光を射出することができる。
【００８５】
１．２．  変形例
１．２．１．  第１変形例
次に、第１実施形態の第１変形例に係るプロジェクター１３０について、図面を参照しながら説明する。図５は、第１実施形態の第１変形例に係るプロジェクター１３０の面発光光源１０Ｒを模式的に示す平面図である。図６は、図５の拡大図である。なお、便宜上、図５では、部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの内縁の図示を省略している。また、図６では、発光部１２以外の部材の図示を省略している。
【００８６】
以下、第１実施形態の第１変形例に係るプロジェクター１３０において、上述した第１実施形態に係るプロジェクター１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。このことは、後述する第１実施形態に係る第２〜第４変形例において同様である。
【００８７】
上述したプロジェクター１００では、図２および図３に示すように、積層方向からみて、第１部分１４ａ、第２部分１４ｂ、および第３部分１４ｃは、同心円状に設けられていた。
【００８８】
これに対し、プロジェクター１３０では、図５および図６に示すように、積層方向からみて、第１部分１４ａは、正六角形である。第２部分１４ｂは、正六角形から、該正六角形と中心が同じで該正六角形よりも面積が小さい正六角形を引いた形状である。第３部分１４ｃは、正六角形から、該正六角形と中心が同じで該正六角形よりも面積が小さい正六角形を引いた形状である。このように、第１部分１４ａ、第２部分１４ｂ、および第３部分１４ｃは、同心正六角形状に設けられている。
【００８９】
なお、第１部分１４ａ、第２部分１４ｂ、および第３部分１４ｃは、同心円状や同心正六角形状に限定されず、その形状は、円形や正六角形に限定されず、式（１），（２），（３）を満たす限り、任意である。また、部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの形状は、積層方向からみた第２電極１２４の形状と対応していなくてもよい。例えば、第２電極１２４は、第１方向、および第１方向と直交する第２方向に、マトリックス状に複数分割され、複数分割された第２電極１２４によって柱状部１１０に電流を注入することにより、部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆの形状を規定してもよい。
【００９０】
１．２．２．  第２変形例
次に、第１実施形態の第２変形例に係るプロジェクター１４０について、図面を参照しながら説明する。図７は、第１実施形態の第２変形例に係るプロジェクター１４０の面発光光源１０Ｒを模式的に示す平面図である。図８は、図７の拡大図である。図９は、第１実施形態の第２変形例に係るプロジェクター１４０の投射レンズ６０の入射端面を模式的に示す側面図である。なお、便宜上、図７では、部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇの内縁の図示を省略している。また、図８では、発光部１２以外の部材の図示を省略している。
【００９１】
上述したプロジェクター１００では、図２に示すように、第２位置Ｐ２と第３位置Ｐ３との間の距離は、距離Ａ１であった。
【００９２】
これに対し、プロジェクター１４０では、図７および図８に示すように、第２位置Ｐ２と第３位置Ｐ３との間の距離Ｗ１は、距離Ａ１よりも小さい。
【００９３】
プロジェクター１４０では、発光部１２は、第７部分１４ｇを有している。複数の部分のうちの第７部分１４ｇは、第６部分１４ｆと隣り合っている。第７部分１４ｇの単位面積当たりの発光量は、第６部分１４ｆの単位面積当たりの発光量よりも大きい。
【００９４】
図８に示すように、距離Ｗ２は、第１仮想直線Ｖ１上における、第３部分１４ｃの外縁１６ｃと内縁１８ｃとの間の距離である。距離Ｗ３は、第１仮想直線Ｖ１上における、第４部分１４ｄの外縁１６ｄと内縁１８ｄとの間の距離である。距離Ｗ４は、第１仮想直線Ｖ１上における、第５部分１４ｅの外縁１６ｅと内縁１８ｅとの間の距離である。距離Ｗ２は、距離Ｗ１よりも小さい。距離Ｗ３は、距離Ｗ２よりも小さい。距離Ｗ４は、距離Ｗ３よりも小さい。
【００９５】
さらに、プロジェクター１４０では、第５位置Ｐ５と第６位置Ｐ６との間の距離Ｗ５は、距離Ｂ１よりも小さい。
【００９６】
一般的に、投射レンズ６０で光が最初に入射するレンズの入射端面６２は、図９に示すように、光軸Ｌから離れるほど曲率が大きくなる凸形状を有している。光軸Ｌは、投射レンズ６０の光軸である。そのため、光軸Ｌから離れた周辺部では発生する収差が増大し易く、光束強度が均一な光を入射した場合であっても、周辺部ほど光束強度が低下し、明る
さムラが発生する。
【００９７】
プロジェクター１４０では、第２位置Ｐ２と第３位置Ｐ３との間の距離Ｗ１は、距離Ａ１よりも小さく、第５位置Ｐ５と第６位置Ｐ６との間の距離Ｗ５は、距離Ｂ１よりも小さい。そのため、投射レンズ６０の入射端面６２が光軸Ｌから離れるほど曲率が大きくなる凸形状を有している場合に、該曲率の差によって生じる明るさのムラを、低減することができる。
【００９８】
１．２．３．  第３変形例
次に、第１実施形態の第３変形例に係るプロジェクター１５０について、図面を参照しながら説明する。図１０は、第１実施形態の第３変形例に係るプロジェクター１５０の面発光光源１０Ｒを模式的に示す断面図である。
【００９９】
上述したプロジェクター１００の面発光光源１０Ｒでは、図４に示すように、フォトニック結晶構造体１０８の柱状部１１０は、発光層１１４を有していた。
【０１００】
これに対し、プロジェクター１５０の面発光光源１０Ｒでは、図１０に示すように、柱状部１１０は、発光層１１４を有していない。
【０１０１】
プロジェクター１５０では、柱状部１１０の材質は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮである。フォトニック結晶構造体１０８は、柱状部１１０と、隣り合う柱状部１１０の間隙１１１と、によって構成されている。図示の例では、柱状部１１０上に、上方に向けて徐々に径が大きくなるテーパー部１１３を有している。テーパー部１１３の材質は、柱状部１１０と同じである。なお、テーパー部１１３は、設けられていなくてもよい。
【０１０２】
半導体層１１２は、テーパー部１１３上に設けられている。発光層１１４は、半導体層１１２上に設けられている。半導体層１１６は、発光層１１４上に設けられている。第１電極１２２は、半導体層１１２上に設けられている。第２電極１２４は、半導体層１１６上に設けられている。プロジェクター１５０では、発光部１２は、積層方向からみて、発光層１１４の部分である。面発光光源１０Ｒが、発光層１１４を有さない柱状部１１０を備えるフォトニック結晶レーザーである場合、発光部１２は、発光層１１４である。複数の部分１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆは、発光層１１４に注入される電流量によって区分される。
【０１０３】
なお、図示はしないが、半導体層１１２，１１６および発光層１１４は、基板１０２とフォトニック結晶構造体１０８との間に設けられていてもよい。
【０１０４】
プロジェクター１５０のように、フォトニック結晶構造体１０８が発光層１１４を有していない場合には、発光層１１４からフォトニック結晶構造体１０８側に漏れた光が、積層方向と直交する方向に閉じ込められて、積層方向に射出される。
【０１０５】
１．２．４．  第４変形例
次に、第１実施形態の第４変形例に係るプロジェクター１６０について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第１実施形態の第４変形例に係るプロジェクター１６０を模式的に示す図である。なお、便宜上、図１１では、面発光光源１０Ｒ、凸レンズ２２，２４、偏光素子３０，３２、および光変調素子４０以外の部材の図示を省略している。
【０１０６】
上述したプロジェクター１００では、図１に示すように、凹レンズ２０および凸レンズ２２によって構成されるガリレオ式の拡大照明系を有していた。
【０１０７】
これに対し、プロジェクター１６０では、図１１に示すように、凸レンズ２２，２４によって構成されるケプラー式の拡大照明系を有している。ケプラー式の拡大照明系では、光束径の拡大において、大きな拡大率を得やすい。
【０１０８】
なお、図１２に示すように、凸レンズ２２，２４間にリレーレンズ２６を配置させてもよい。面発光光源１０Ｒの発光部１２と、光変調素子４０の被照明面とは、光学的に共役な関係となり、面発光光源１０Ｒから射出された光がやや大きい放射角を有していても、高い効率で光変調素子４０を照明することができる。
【０１０９】
２．  第２実施形態
次に、第２実施形態に係るプロジェクター２００について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第２実施形態に係るプロジェクター２００を模式的に示す図である。
【０１１０】
以下、第２実施形態に係るプロジェクター２００において、上述した第１実施形態に係るプロジェクター１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１１１】
上述したプロジェクター１００では、図１に示すように、光変調素子４０は、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光を透過させる透過型の液晶ライトバルブであった。
【０１１２】
これに対し、プロジェクター２００は、図１３に示すように、光変調素子４０は、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光を反射させる反射型の液晶ライトバルブである。プロジェクター２００は、ＬＣｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）プロジェクターである。
【０１１３】
プロジェクター２００は、偏光分離素子８０を有する。面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光は、凹レンズ２０および凸レンズ２２を透過して光束径を拡大した後、偏光分離素子８０に入射する。図示の例では、偏光分離素子８０は、スペーサー８２を介して、色光合成プリズム５０に固定されている。偏光分離素子８０は、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに対応して３つ設けられている。
【０１１４】
偏光分離素子８０は、例えば、偏光ビームスプリッターである。偏光ビームスプリッターは、一対のガラス製の直角プリズムの斜面で、偏光分離膜８４を挟持するように構成された光学素子である。偏光分離素子８０は、特定の直線偏光、例えば、偏光分離膜８４に対してＰ偏光を透過させ、その直線偏光と偏光方向が直交する直線偏光、例えば、偏光分離膜８４に対してＳ偏光を反射させる。この機能を利用して、偏光分離素子８０は、光変調素子４０に入射する照明光と、光変調素子４０から射出される画像光と、を空間的に分離する。
【０１１５】
面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからは、例えば偏光度が高い直線偏光が射出されるが、その直線偏光の偏光方向を偏光分離膜８４に対してＰ偏光となるように設定する。面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出されたＰ偏光は、偏光分離素子８０の偏光分離膜８４を透過し、光変調素子４０に入射する。僅かに存在する可能性があるＰ偏光以外の偏光は、偏光分離膜８４で反射するため、光変調素子４０には、Ｐ偏光のみが入射する。光変調素子４０に入射した光は、光変調作用を受けてＳ偏光に変換されて画像光を形成し、入射時とは逆方向に反射して光変調素子４０から射出する。光変調素子４０から射出したＳ偏光である画像光は、偏光分離膜８４で反射して進行方向を９０°折り曲げて、偏光分離素子８０から射出される。偏光分離素子８０から射出された画像光は、スペーサー８
２を透過して、色光合成プリズム５０に入射する。色光合成プリズム５０から射出された画像光は投射レンズ６０に入射する。
【０１１６】
３．  第３実施形態
次に、第３実施形態に係るプロジェクター３００について、図面を参照しながら説明する。図１４は、第３実施形態に係るプロジェクター３００を模式的に示す図である。
【０１１７】
以下、第３実施形態に係るプロジェクター３００において、上述した第１実施形態に係るプロジェクター１００の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
【０１１８】
上述したプロジェクター１００では、図１に示すように、光変調素子４０は、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光を透過させる透過型の液晶ライトバルブであった。
【０１１９】
これに対し、プロジェクター３００は、図１４に示すように、光変調素子４０は、面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光を反射させるＤＭＤ（Digital Micromirror Device、登録商標）である。ＤＭＤは、多数の微小ミラーを備え、微小ミラー毎にミラーの向きを変えることで、反射光の射出方向を制御する光変調素子である。プロジェクター３００は、ＤＬＰ（Digital Light Processing、登録商標）プロジェクターである。
【０１２０】
プロジェクター３００は、全反射プリズム９０を有している。面発光光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出された光は、色光合成プリズム５０入射した後、凹レンズ２０および凸レンズ２２を透過して光束径を拡大した後、全反射プリズム９０に入射する。
【０１２１】
全反射プリズム９０は、ガラス製の第１プリズム９２および第２プリズム９４を有し、スペーサー９６を介して、第１プリズム９２および第２プリズム９４は、一体的に固定されている。第１プリズム９２と第２プリズム９４との間には、エアーギャップＧが設けられている。色光合成プリズム５０から射出された光は、第１プリズム９２に入射した後、エアーギャップＧで全反射して、光変調素子４０に入射する。光変調素子４０において変調された光は、全反射プリズム９０を透過して、投射レンズ６０に入射する。
【０１２２】
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
【０１２３】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１２４】
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…面発光光源、１２…発光部、１４ａ…第１部分、１４ｂ…第２部分、１４ｃ…第３部分、１４ｄ…第４部分、１４ｅ…第５部分、１４ｆ…第６部分、１４ｇ…第７部分、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ…外縁、１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ…内縁、２０…凹レンズ、２２…凸レンズ、２４…凸レンズ、２６…リレーレンズ、３０…第１偏光素子、３２…第２偏光素子、４０…光変調素子、５０…色光合成プリズム、６０…投射レンズ、６２…入射端面、７０…放熱フィン、８０…偏光分離素子
、８２…スペーサー、８４…偏光分離膜、９０…全反射プリズム、９２…第１プリズム、９４…第２プリズム、９６…スペーサー、１００…プロジェクター、１０２…基板、１０３…積層体、１０４…反射層、１０６…バッファー層、１０８…フォトニック結晶構造体、１１０…柱状部、１１１…間隙、１１２…半導体層、１１３…テーパー部、１１４…発光層、１１６…半導体層、１１８…光伝搬層、１２０…半導体層、１２２…第１電極、１２４…第２電極、１２８…マスク層、１３０，１４０，１５０，１６０，２００，３００…プロジェクター
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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