(57)【要約】【課題】光量を確保でき、かつ、照度ムラの抑制された照明光を形成可能な照明装置及びこの照明装置を用いて照度ムラの抑制された高画質な画像投影が可能なプロジェクターを提供すること。【解決手段】照明装置５０は、第１及び第２レンズアレイ２１，２２のレンズユニットＵ１１，Ｔ１１によって、複数のＬＥＤパッケージ１１からの光源光を個別に分割し、かつ、第３レンズアレイ３０の小レンズ３０ａによって重畳させることで、ＬＥＤパッケージ１１単位での照明光の均一化を図り、さらに、各ＬＥＤパッケージ１１からの照明光を重畳レンズ４０によって１つの被照射領域ＤＳ上に重畳させることで、照明装置５０全体として照度ムラの抑制された照明光を形成することが可能となっている。照明装置５０によって形成された照明光を用いることで、プロジェクター１００は、高画質な画像投影が可能となる。【選択図】図１
2010230803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源光をそれぞれ発生させる複数の発光部を有する光源部と、
前記光源部を構成する各発光部に対応するとともに２つ以上の要素レンズをそれぞれ含む複数のレンズユニットを有し、前記発光部からの光源光の光束を部分光束に分割する第１レンズアレイと、
前記第１レンズアレイにより分割された部分光束を、発散角を調整した状態でそれぞれ出射する第２レンズアレイと、
前記第２レンズアレイを経た前記各発光部からの部分光束を重畳させるための小レンズを、前記各発光部に対応して有する第３レンズアレイと、
前記第３レンズアレイを経た各光束を所定の被照射領域に重畳させる重畳レンズと
を備える照明装置。
【請求項２】
前記第１レンズアレイの要素レンズは、同一形状の輪郭を有している、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記レンズユニットは、前記各発光部に対して４つ以上の要素レンズを含み、当該要素レンズは、前記各発光部からの光源光の光束中心を基準に配列されている、請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光源部の各発光部は、互いに異なる色の発光をする複数の固体発光素子を有する、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記固体発光素子は、発光ダイオードである、請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記複数の発光部のうち少なくとも１つの発光部は、互いに波長の異なる３色の固体発光素子を有する、請求項４又は請求項５に記載の照明装置。
【請求項７】
前記複数の発光部は、１色の固体発光素子をそれぞれ有し、少なくとも２つの発光部の固体発光素子は、互いに異なる色の光を発光する、請求項４又は請求項５に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光源部は、時分割方式で駆動される、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか一項記載の照明装置と、
前記照明装置からの照明光によって照明される光変調装置と、
前記光変調装置を経た像光を投射する投射光学系と
を備えるプロジェクター。
【請求項１０】
請求項１から請求項５までのいずれか一項記載の照明装置であって、所定波長の光源光を発生する各色用の前記光源部をそれぞれ有する各色用の照明装置と、
前記各色用の照明装置からの各色の照明光によって照明される各色用の光変調装置と、
前記各色用の光変調装置を経た像光を合成する光合成光学系と、
前記光合成光学系を経た合成光を投射する投射光学系と
を備えるプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子とレンズアレイとを用いた照明装置及びこれを用いたプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター等の投射型装置に用いる照明装置において、複数の発光素子とフライアイレンズを用いるものであって、発光素子の配列とフライアイレンズの小レンズの配列とを一致させているものが知られている（特許文献１参照）。なお、発光素子としては、発光ダイオード（以下、ＬＥＤとする）等が用いられている。さらに、光源であるＬＥＤ又はその近くにグラディエントフィルターを設けてＬＥＤの配向分布特性を打ち消すものが知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４９４００号公報
【特許文献２】特開２００７−７２１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のように、ＬＥＤ等の発光素子の出射光を直接フライアイレンズに入射させると、発光素子の配向分布特性に起因する照度ムラが発生する可能性がある。また、特許文献２のように、グラディエントフィルターを用いて照度ムラの改善を図る場合、減光により全体の光量が落ちることになる。
【０００５】
そこで、本発明は、光量を確保でき、かつ、照度ムラの抑制された照明光を形成可能な照明装置及びこの照明装置を用いて照度ムラの抑制された高画質な画像投影が可能なプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る照明装置は、光源光をそれぞれ発生させる複数の発光部を有する光源部と、光源部を構成する各発光部に対応するとともに２つ以上の要素レンズをそれぞれ含む複数のレンズユニットを有し、発光部からの光源光の光束を部分光束に分割する第１レンズアレイと、第１レンズアレイにより分割された部分光束を、発散角を調整した状態でそれぞれ出射する第２レンズアレイと、第２レンズアレイを経た各発光部からの部分光束を重畳させるための小レンズを各発光部に対応して有する第３レンズアレイと、第３レンズアレイを経た各光束を所定の被照射領域に重畳させる重畳レンズとを備える。
【０００７】
上記投射型表示装置では、光源部が複数の発光部を有し、第１レンズアレイが各発光部に対応するとともに２つ以上の要素レンズをそれぞれ含む複数のレンズユニットを有する。つまり、各レンズユニットによって各発光部からの光源光の光束を部分光束に分割することができ、第３レンズアレイや重畳レンズを利用した部分光束の重畳により、照度ムラの抑制された照明光を形成することができる。また、発光部を設ける数を調整することで、光量の確保・調整が可能となっている。
【０００８】
また、本発明の具体的な態様では、第１レンズアレイの要素レンズが、同一形状の輪郭を有している。この場合、各要素レンズによって分割された各光束が所定の被照射領域において重畳される際に輪郭を略一致させることができる。
【０００９】
また、本発明の別の態様では、レンズユニットが、各発光部に対して４つ以上の要素レンズを含み、当該要素レンズが、各発光部からの光源光の光束中心を基準に配列されている。この場合、各発光部単位で簡易に照明光の照度分布の均一化を図ることができ、延いては照明装置全体としての照明光の均一化を図ることができる。
【００１０】
また、本発明の別の態様では、光源部の各発光部が、互いに異なる色の発光をする複数の固体発光素子を有する。この場合、照明装置は、種々の色光を照明光として出射させることができ、このような照明光の利用により、例えば多色の画像を投射することができる。
【００１１】
また、本発明の別の態様では、固体発光素子が、発光ダイオードである。この場合、小型で簡易な光源によって効率の良い発光を行うことができる。
【００１２】
また、本発明の別の態様では、複数の発光部のうち少なくとも１つの発光部が、互いに波長の異なる３色の固体発光素子を有する。この場合、少なくとも当該１つの発光部から種々の色光を出射させることができる。
【００１３】
また、本発明の別の態様では、複数の発光部が、１色の固体発光素子をそれぞれ有し、少なくとも２つの発光部の固体発光素子が、互いに異なる色の光を発光する。この場合、互いに異なる色の光を発光する固体発光素子を適宜組み合わせることで、１つの照明装置から種々の色光を出射させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明の別の態様では、光源部が、時分割方式で駆動される。この場合、例えば照明装置をプロジェクター等に組み込んだ場合にカラー画像を形成させることが可能となる。
【００１５】
また、本発明の具体的な態様として、本発明に係るプロジェクターは、上記いずれかの照明装置と、照明装置からの照明光によって照明される光変調装置と、光変調装置を経た像光を投射する投射光学系とを備える。本発明のプロジェクターは、上記照明装置を用いることにより、集積型の光源部を用いつつも照度ムラが抑制されるため、高画質な画像投影が可能となる。
【００１６】
また、本発明の別の態様として、本発明に係るプロジェクターは、上記いずれかの照明装置であって、所定波長の光源光を発生する各色用の光源部をそれぞれ有する各色用の照明装置と、各色用の照明装置からの各色の照明光によって照明される各色用の光変調装置と、各色用の光変調装置を経た像光を合成する光合成光学系と、光合成光学系を経た合成光を投射する投射光学系とを備える。本発明のプロジェクターは、各色用の照明装置として、上記照明装置を用いることにより、集積型の光源部を用いつつも照度ムラが抑制されるため、高画質な画像投影が可能となる。また、この場合、光合成光学系により各色用の照明装置を経た像光を合成することでカラー画像の形成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る照明装置を組付けたプロジェクターの構成を説明する概念図である。
【図２】照明装置における各発光部とレンズアレイとの対応関係を示す正面図である。
【図３】照明装置による照明光の形成について概念的に説明するための図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、照明装置における光源部の時分割処理の動作について説明するための図である。
【図５】第２実施形態に係る照明装置を組付けたプロジェクターの構成を説明する概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔第１実施形態〕
以下、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る照明装置を組付けたプロジェクターの光学系の構成等について説明する。
【００１９】
本プロジェクター１００は、照明光を形成する照明装置５０と、照明装置５０から出射された照明光によって照明される液晶ライトバルブ６０と、液晶ライトバルブ６０から出射された各色の像光をスクリーン（不図示）に投射するための投射光学系である投射レンズ７０とを備える。
【００２０】
以上のプロジェクター１００において、照明装置５０は、光源部１０と、第１レンズアレイ２１と、第２レンズアレイ２２と、偏光変換素子２３と、第３レンズアレイ３０と、重畳レンズ４０とを備える。なお、図２に、光源部１０の複数の発光部と第１レンズアレイ２１の要素レンズとの対応関係を示す。
【００２１】
光源部１０は、光源光をそれぞれ発生する発光部である複数のＬＥＤパッケージ１１を備えている。光源部１０は、支持部材である基板１３上に、各ＬＥＤパッケージ１１を２次元的配列で取り付けたものである。ここでは、図１及び図２に示すように、４×４の計１６個のＬＥＤパッケージ１１が配列されている。各ＬＥＤパッケージ１１は、固体発光素子であるＬＥＤチップＣＩと、ビーム整形用のキャップ部１２とをそれぞれ有する。ＬＥＤチップＣＩにおいて放射状に発生する光源光は、キャップ部１２によって光束が略平行な状態となるようにして出射される。
【００２２】
ここで、ＬＥＤチップＣＩとしては、例えば異なる複数のＬＥＤチップ（例えば、赤色光、緑色光、青色光の３つの光源光）を１つのユニットとしてＬＥＤパッケージ１１に内蔵されるものが考えられる。これにより、略白色の照明光を出射させることができ、単独の照明装置５０でカラー画像の投影を可能にしている。
【００２３】
第１レンズアレイ２１及び第２レンズアレイ２２は、複数のＬＥＤパッケージ１１の配列に対応して、それぞれマトリックス状に配置された複数の要素レンズ２１ａ、２２ａからなるレンズアレイであり、これらの要素レンズ２１ａ、２２ａによって、各ＬＥＤパッケージ１１からの光源光を分割して個別に集光・発散させる。より具体的には、第１レンズアレイ２１は、光源部１０からの光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、照明装置５０全体としてのシステム光軸ＳＡと直交する面内に、上述した複数の要素レンズ２１ａを備えて構成される。特に、図２に示すように、第１レンズアレイ２１は、複数のＬＥＤパッケージ１１のうち、１つのＬＥＤパッケージ（例えばＬＥＤパッケージＤ１１）に対して、４つの要素レンズ２１ａを１つのレンズユニットＵ１１として対応させるものとなっている。つまり、ＬＥＤパッケージＤ１１からの光源光の光束中心ＸＡが第１レンズアレイ２１上を通る点ＸＯを基準にして、点ＸＯで直交する一対の線を境界ＢＲとして、４つの同一形状の要素レンズ２１ａを配置し、これらをレンズユニットＵ１１としている。従って、ＬＥＤパッケージＤ１１から出射した光源光は、レンズユニットＵ１１により４つの部分光束に分割される。本実施形態の場合、図２に示す１６個のＬＥＤパッケージＤ１１〜Ｄ４４のいずれについても、第１レンズアレイ２１において、４つの要素レンズ２１ａからなるレンズユニットが対応するものとなっている。つまり、第１レンズアレイ２１は、１６個のＬＥＤパッケージにそれぞれ対応する１６個のレンズユニット（即ち６４個の要素レンズ）を有している。また、図１に示すように、第２レンズアレイ２２は、第１レンズアレイ２１のレンズユニットＵ１１に対応して、４つの要素レンズ２２ａからなるレンズユニットＴ１１を有している。即ち、第２レンズアレイ２２も、１６個のＬＥＤパッケージにそれぞれ対応する１６個のレンズユニット（即ち６４個の要素レンズ）を有している。レンズユニットＴ１１の４つの要素レンズ２２ａは、レンズユニットＵ１１の４つの要素レンズ２１ａにそれぞれ対応し、これらで分割された複数の部分光束の発散角をそれぞれ調整する。
【００２４】
なお、第１レンズアレイ２１の各要素レンズ２１ａの輪郭形状は、後述する図１の液晶ライトバルブ６０の被照明領域ＤＳ（画像情報が形成される有効画素領域）の形状と略相似形状をなすようにいずれも同一の形状に設定される。
【００２５】
上述のように、第１及び第２レンズアレイ２１、２２を経て形成された照明光は、偏光変換素子２３に入射する。偏光変換素子２３は、ＰＢＳアレイ等を有し、第１レンズアレイ２１により分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。
【００２６】
第３レンズアレイ３０は、各ＬＥＤパッケージ１１からの部分光束を重畳させるための小レンズ３０ａを、各ＬＥＤパッケージ１１に対応して有する。つまり、第３レンズアレイ３０において、４×４の計１６個の小レンズ３０ａが、ＬＥＤパッケージ１又はレンズユニットＵ１１，Ｔ１１等に合わせて２次元的に配列されている。これにより、１つの小レンズ３０ａに対応する１つのＬＥＤパッケージ１１から出射し部分光束に分割された光が、１箇所に重畳することを可能にしている。
【００２７】
重畳レンズ４０は、第３レンズアレイ３０を経た複数の部分光束を集光して、図１の液晶ライトバルブ６０の画像形成領域ＤＳ上に重畳させて入射させるための重畳光学素子である。
【００２８】
液晶ライトバルブ６０は、画像形成領域ＤＳに入射した照明光の空間的強度分布を、電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて、画素単位で照明光の偏光状態を調整することで変調する光変調装置である。液晶ライトバルブ６０は、中央に配置される本体部分である液晶パネル６１と、これを挟むように配置される一対の入射側偏光フィルター６２ａと出射側偏光フィルター６２ｂとを備えている。照明装置５０から出射され、液晶パネル６１の画像形成領域ＤＳに入射した照明光は、液晶パネル６１に電気的信号として入力された駆動信号或いは制御信号に応じて、画素単位で強度変調される。なお、この際、一対の偏光フィルター６２ａ，６２ｂは、液晶パネル６１の前後において、光の偏光方向を調整している。以上のような液晶ライトバルブ６０での照明光の変調により、投射するための像光が形成される。
【００２９】
投射レンズ７０は、液晶ライトバルブ６０で形成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン（不図示）上に投射する。
【００３０】
以上において、照明装置５０は、第１及び第２レンズアレイ２１，２２と、第３レンズアレイ３０と、重畳レンズ４０とを有することで、照度ムラの抑制された照明光を形成することが可能となっている。また、プロジェクター１００は、照明装置５０を用いることで、照度ムラが抑制されるため、高画質な画像投影が可能となっている。
【００３１】
以下、図３等を用いて本実施形態における照明装置５０による照明光の形成について説明する。なお、図３に示す光線は、照明光の形成を分かりやすく説明するための仮想的なものである。図３において、光源部１０の１つのＬＥＤパッケージ１１（例えばＬＥＤパッケージＤ１１）から出射した光源光は、既述のように、対応する第１レンズアレイ２１のレンズユニットＵ１１に入射し、レンズユニットＵ１１において４つの部分光束に分割される。分割された部分光束は、第２レンズアレイ２２のレンズユニットＴ１１及び偏光変換素子２３を経て、対応する第３レンズアレイ３０の小レンズ３０ａの１つに入射する。当該小レンズ３０ａは、対応するＬＥＤパッケージＤ１１に由来する各部分光束を仮想的な被照射領域ＶＳ上に略同一の形状で重畳させるものとなっている。
【００３２】
ここで、ＬＥＤパッケージＤ１１から出射する光源光は、第１レンズアレイ２１上において、点ＸＯを中心として同心円状に拡がる照度分布を有している。つまり、点ＸＯから光束中心ＸＡに垂直な軸に離れるに従って、レンズユニットＵ１１上に入射する光の照度は小さくなるという配向分布特性がある。これに対して、本実施形態では、レンズユニットＵ１１を構成する４つの要素レンズ２１ａが、光束中心ＸＡの通る点ＸＯにおいて直交する境界ＢＲを基準として、４つの同一の矩形形状を有するものとなっている。このため、各部分光束は、各要素レンズ２１ａによって、いずれも点ＸＯを近くの光から点ＸＯから離れた位置にある光までを含み、かつ、互いに照度分布の異なる状態で分割されている。小レンズ３０ａは、この様な状態の部分光束を被照射領域ＶＳ上で重畳させることで、光源光の配向分布特性を打ち消し均一化された照明光を形成している。つまり、この照明装置５０は、１つのＬＥＤパッケージ１１に由来する照明光を、それ単独で分割・重畳して均一化された状態にしている。照明装置５０では、以上のような１つのＬＥＤパッケージ１１からの照明光形成における照度分布の均一化処理を全てのＬＥＤパッケージＤ１１〜Ｄ４４に対して同様に行っている。これにより、照明装置５０から出射する照明光は、全体としても均一化された状態を可能なものとしている。
【００３３】
ここで、各ＬＥＤパッケージＤ１１〜Ｄ４４にそれぞれ起因する第３レンズアレイ３０の各小レンズ３０ａを経た光束は、実際には図３のように被照射領域ＶＳに直進する状態とはなっておらず、図１に示すように、第３レンズアレイ３０の光路後段にある重畳レンズ４０によって統合されている。つまり、重畳レンズ４０は、各小レンズ３０ａから出射した光束を、主光線ＣＬによって示すように折り曲げて一箇所に集めている。これにより、照明装置５０は、各ＬＥＤパッケージＤ１１〜Ｄ４４からの光束を、液晶ライトバルブ６０の被照射領域ＤＳ上に重畳させている。なお、実際の第３レンズアレイ３０の各小レンズ３０ａは、重畳レンズ４０のパワーも加味して設計されている。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態に係る照明装置５０は、第１及び第２レンズアレイ２１，２２のレンズユニットＵ１１，Ｔ１１によって、複数のＬＥＤパッケージ１１からの光源光を個別に分割し、かつ、第３レンズアレイ３０の小レンズ３０ａによって重畳させることで、ＬＥＤパッケージ１１単位での照明光の均一化を図り、さらに、各ＬＥＤパッケージ１１からの照明光を重畳レンズ４０によって１つの被照射領域ＤＳ上に重畳させることで、照明装置５０全体として照度ムラの抑制された照明光を形成することが可能となっている。
【００３５】
また、以上のようにして照明装置５０で形成された照明光を用いることで、本実施形態のプロジェクター１００は、高画質な画像投影が可能となる。
【００３６】
以下、プロジェクター１００によるカラー画像の形成について説明する。まず、以上において、既述のように、ＬＥＤチップＣＩは、例えば赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光及び青色（Ｂ）光の３つの異なるＬＥＤチップを１つのユニットとしてＬＥＤパッケージ１１に内蔵している。この場合、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光による照明の制御について、例えば図４（Ａ）〜４（Ｄ）に示すように、時分割で制御することが考えられる。つまり、図４（Ａ），４（Ｂ）及び４（Ｃ）にそれぞれ示すＲ光、Ｇ光及びＢ光に対応するＬＥＤチップの点灯タイミングを、図４（Ｄ）に示す液晶パネル６０での画像表示信号のタイミングに同期して制御する。これにより、プロジェクター１００は、カラー画像を形成し、投影させることが可能となる。また、カラー画像の形成について別の態様として、例えば図２の１６個のＬＥＤパッケージＤ１１〜Ｄ４４のＬＥＤチップＣＩが互いに異なる色光を発生するものであってもよい。例えば、図２において、ＬＥＤパッケージＤ１１〜Ｄ２２中にある４つのＬＥＤチップＣＩ１，ＣＩ２，ＣＩ３，ＣＩ４が、それぞれ、Ｒ光、Ｇ光、Ｇ光及びＢ光を出射するものとし、４つのＬＥＤパッケージＤ１１〜Ｄ２２を１セットとしてカラー光を形成しているものであってもよい。この場合、さらに、他の１２個のＬＥＤパッケージＤ１３，Ｄ１４，Ｄ２３，Ｄ２４，Ｄ３１〜Ｄ４４についても同様の構成を有することで、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光をバランスよく組み合わせることが可能となる。この場合においても、各ＬＥＤチップＣＩを上記の場合と同様の時分割方式で制御することによって、プロジェクター１００は、カラー画像の形成・投影が可能となる。なお、本実施形態の場合、各ＬＥＤパッケージ１１について、１つのＬＥＤパッケージ１１ごとに照明光の均一化がなされているため、このような態様においても、各色光の照度ムラは抑制されたものとなっている。
【００３７】
なお、照明装置５０では、複数のＬＥＤパッケージＤ１１における配向分布特性を打ち消すためにグラディエントフィルター等を用いる必要がないため、これによる減光がなく、光量を確保することができる。
【００３８】
また、上記時分割方式による画像制御の場合、液晶ライトバルブ６０においてカラーフィルターを用いることなくカラー画像の投影が可能であるが、図１のプロジェクター１００において、カラーフィルターを内蔵するタイプの液晶ライトバルブを組込むことも可能である。
【００３９】
〔第２実施形態〕
図５は、本発明の第２実施形態に係る照明装置を組付けたプロジェクターの光学系の構成を説明する概念的な平面図である。
【００４０】
プロジェクター２００は、各色用の照明装置１５０ｒ，１５０ｇ，１５０ｂと、各色用の液晶ライトバルブ１６０ｒ，１６０ｇ，１６０ｂと、クロスダイクロイックプリズム１８０と、投射レンズ１７０とを備える。なお、各色用の照明装置１５０ｒ，１５０ｇ，１５０ｂと、各色用の液晶ライトバルブ１６０ｒ，１６０ｇ，１６０ｂとは、図１等に示す照明装置５０と、液晶ライトバルブ６０とをそれぞれ変形したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。なお、本実施形態では、時分割方式ではなく、同時並行して画像表示の動作が行われる。
【００４１】
照明装置１５０ｒは、赤色（Ｒ）光による照明光を形成する照明装置であり、光源部１１０ｒは、各ＬＥＤパッケージ１１１ｒからＲ光を光源光として発生させ、Ｒ光用の液晶ライトバルブ１６０ｒを照射する照明光を形成する。
【００４２】
照明装置１５０ｇは、緑色（Ｇ）光による照明光を形成する照明装置であり、光源部１１０ｇは、各ＬＥＤパッケージ１１１ｇからＧ光を光源光として発生させ、Ｇ光用の液晶ライトバルブ１６０ｇを照射する照明光を形成する。
【００４３】
照明装置１５０ｂは、青色（Ｂ）光による照明光を形成する照明装置であり、光源部１１０ｂは、各ＬＥＤパッケージ１１１ｂからＢ光を光源光として発生させ、Ｂ光用の液晶ライトバルブ１６０ｂを照射する照明光を形成する。
【００４４】
各色用の液晶ライトバルブ１６０ｒ，１６０ｇ，１６０ｂは、各照明装置１５０ｒ，１５０ｇ，１５０ｂからそれぞれ入射した各色の照明光の空間的強度分布を、電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信号に応じて、画素単位で照明光の偏光状態を調整することで変調する。
【００４５】
クロスダイクロイックプリズム１８０は、各色用の液晶ライトバルブ１６０ｒ，１６０ｇ，１６０ｂを経た像光を合成する光合成光学系であり、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜１８０ａ，１８０ｂが形成されている。一方の第１誘電体多層膜１８０ａはＲ光を反射し、他方の第２誘電体多層膜１８０ｂはＢ光を反射する。このクロスダイクロイックプリズム１８０は、液晶ライトバルブ１６０ｒからのＲ光を第１誘電体多層膜１８０ａで反射して進行方向右側に出射させ、液晶ライトバルブ１６０ｇからのＧ光を第１及び第２誘電体多層膜１８０ａ，１８０ｂを介して直進・出射させ、液晶ライトバルブ１６０ｂからのＢ光を第２誘電体多層膜１８０ｂで反射して進行方向左側に出射させる。
【００４６】
投射レンズ１７０は、クロスダイクロイックプリズム１８０で合成されたカラーの像光を、所望の倍率でスクリーン（不図示）上に投射する。つまり、各液晶ライトバルブ１６０ｒ，１６０ｇ，１６０ｂに入力された駆動信号或いは画像信号に対応する所望の倍率のカラー動画やカラー静止画がスクリーン上に投射される。
【００４７】
以上において、各照明装置１５０ｒ，１５０ｇ，１５０ｂで形成された照明光は、対応する各液晶ライトバルブ１６０ｒ，１６０ｇ，１６０ｂの被照射領域において、均一化された状態となっている。従って、照明光全体としても照度ムラの抑制されたものとなっている。このような照明光を用いることで、本実施形態のプロジェクター２００は、高画質なカラー画像の投影が可能となる。
【００４８】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００４９】
まず、上記実施形態では、複数の発光部をＬＥＤパッケージ１１により構成しているが、光源部１０には、これ以外のものを用いることが可能であり、例えば有機ＥＬ等ＬＥＤ以外の発光素子を複数配列させて用いることもできる。また、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等種々のリフレクターを有するタイプの光源を複数配列させたものに本発明を適用することも可能である。
【００５０】
また、上記実施形態では、１つの照明装置において４×４の１６個のＬＥＤパッケージ１１を有するものとしているが、ＬＥＤパッケージ等の発光部の個数や配列は、これに限らず、必要とする光量を確保する等のために、種々のパターンにすることができる。
【００５１】
また、上記実施形態では、１つのＬＥＤパッケージ等の発光部に４つの要素レンズを対応させて１つのレンズユニットとしているが、対応させる要素レンズの数は４つに限らず、２つ以上の種々の個数で対応させることができる。
【００５２】
上記第２実施形態では、３つの液晶ライトバルブ１６０ｒ，１６０ｇ，１６０ｂを用いたプロジェクター２００の例のみを挙げたが、本発明は、２つの液晶ライトバルブを用いたプロジェクター、或いは、４つ以上の液晶ライトバルブを用いたプロジェクターにも適用可能である。
【００５３】
また、上記実施形態では、光を特定方向の偏光とする偏光変換素子２３を用いていたが、この発明は、このような偏光変換素子２３を用いない照明装置にも適用可能である。
【００５４】
また、上記実施形態では、透過型の液晶ライトバルブを備えるプロジェクターに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型の液晶ライトバルブを備えるプロジェクターにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、液晶ライトバルブが光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射するタイプであることを意味している。
【００５５】
上記実施形態のプロジェクター１００，２００は、スクリーンを観察する方向から投射を行なうフロントタイプのプロジェクターのみならず、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行なうリアタイプのプロジェクターとしても使用できる。
【符号の説明】
【００５６】
１００，２００…プロジェクター、  ５０，１５０ｒ，１５０ｇ，１５０ｂ…照明装置、  １０，１１０ｒ，１１０ｇ，１１０ｂ…光源部、  １１，Ｄ１１〜Ｄ４４…ＬＥＤパッケージ、  ＣＩ…ＬＥＤチップ、  ２１…第１レンズアレイ、  ２２…第２レンズアレイ、  ２１ａ，２２ａ…要素レンズ、  Ｕ１１，Ｔ１１…レンズユニット、  ２３…偏光変換素子、  ３０…第３レンズアレイ、  ３０ａ…小レンズ、  ４０…重畳レンズ、  ６０，１６０ｒ，１６０ｇ，１６０ｂ…液晶ライトバルブ、  ６１…液晶パネル、  ７０，１７０…投射レンズ、  ＤＳ，ＶＳ…被照明領域、  ＸＡ…光束中心、  ＸＯ…点、  ＳＡ…システム光軸
【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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