(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に沿って配置された複数の発光スポットからなる光射出領域から光を発する固体発光素子を含む１または複数の光源と、
前記固体発光素子側から入射した光が通過して出射する光学部材と
を備え、
前記光学部材は、前記固体発光素子側から入射した光の指向角を変換する１または複数のカップリングレンズを有し、
前記固体発光素子は、単一もしくは複数の波長帯の光を発する単一のチップ、または同一の波長帯もしくは互いに異なる波長帯の光を発する複数のチップからなり、
前記複数の発光スポットを有する固体発光素子では、前記チップがレーザダイオードを含んで構成され、
前記１または複数のカップリングレンズのうち、前記複数の発光スポットを有する固体発光素子から出射されたレーザ光が入射する第１カップリングレンズが、
前記所定方向に沿ったレンズ作用が前記光出射領域内における前記所定方向との直交方向に沿ったレンズ作用よりも小さいと共に前記所定方向に沿ったレンズ作用が生じない、１または複数のシリンドリカルレンズを用いて構成されている
照明装置。
【請求項２】
前記第１カップリングレンズが、凹レンズからなる第１シリンドリカルレンズと、凸レンズからなる第２シリンドリカルレンズとを用いて構成されている
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１シリンドリカルレンズは、入射したレーザ光の径を広げるものであり、
前記第２シリンドリカルレンズは、前記第１シリンドリカルレンズによって径が広げられたレーザ光を、前記所定方向との直交面内で略平行な光線として出射するものである
請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１カップリングレンズが、凹レンズからなるシリンドリカルレンズと、凸レンズからなるアナモルフィックレンズとを用いて構成されている
請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１カップリングレンズが、凸レンズからなる複数のシリンドリカルレンズを用いて構成されている
請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第１カップリングレンズは、入射したレーザ光が前記所定方向との直交面内で略平行な光線となって出射するように、前記指向角の変換を行う
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第１カップリングレンズが、凸レンズからなる１つのシリンドリカルレンズを用いて構成されている
請求項１に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光学部材が、
前記１または複数のカップリングレンズと、
前記カップリングレンズを通過した光が照明する所定の照明範囲における輝度分布を均一化するインテグレータと
を有する
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項９】
前記インテグレータにおける光入射面上に、前記カップリングレンズ側から入射する光束によって、前記所定方向に沿って複数の輝度分布領域が個別に形成されている
請求項８に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記インテグレータにおいて、以下の（１）式および（２）式を満たす
請求項９に記載の照明装置。
φｘ≧φｋｘ                              ……（１）
φｙ≧（φ１ｙ／２）＋（φｎｙ／２）＋ｄ  ……（２）
但し、
φｘ：前記光入射面における前記所定方向との直交方向に沿った前記インテグレータの有効サイズ
φｙ：前記光入射面における前記所定方向に沿った前記インテグレータの有効サイズ
φｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ（ｎ：２以上の整数））：前記複数の輝度分布領域を形成する各光束
φｋｘ：前記φｋにおける前記所定方向との直交方向に沿った光束サイズ
φ１ｙ：φ１における前記所定方向に沿った光束サイズ
φｎｙ：φｎにおける前記所定方向に沿った光束サイズ
ｄ：前記所定方向に沿ったφ１，φｎ同士の中心間距離
【請求項１１】
前記インテグレータが、前記光入射面上に複数の単位セルを有する１または複数のフライアイレンズを用いて構成されており、
以下の（３）式を満たす
請求項９または請求項１０に記載の照明装置。
φｋｘ＞２．３ｐ  ……（３）
但し、
φｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ（ｎ：２以上の整数））：前記複数の輝度分布領域を形成する各光束
φｋｘ：前記φｋにおける前記所定方向との直交方向に沿った光束サイズ
ｐ：前記単位セルのピッチ
【請求項１２】
前記光源が、前記固体発光素子を内蔵したパッケージ、または前記固体発光素子を基材上に支持するパッケージとなっている
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記複数の発光スポットを有する固体発光素子では、前記チップが、前記レーザダイオードと光学結晶とを含むＳＨＧ（Second Harmonic Generation）レーザを用いて構成されている
請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項１４】
照明光学系と、
入力された映像信号に基づいて前記照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する空間変調素子と、
前記空間変調素子で生成された画像光を投射する投影光学系と
を備え、
前記照明光学系は、
所定方向に沿って配置された複数の発光スポットからなる光射出領域から光を発する固体発光素子を含む１または複数の光源と、
前記固体発光素子側から入射した光が通過して出射する光学部材と
を備え、
前記光学部材は、前記固体発光素子側から入射した光の指向角を変換する１または複数のカップリングレンズを有し、
前記固体発光素子は、単一もしくは複数の波長帯の光を発する単一のチップ、または同一の波長帯もしくは互いに異なる波長帯の光を発する複数のチップからなり、
前記複数の発光スポットを有する固体発光素子では、前記チップがレーザダイオードを含んで構成され、
前記１または複数のカップリングレンズのうち、前記複数の発光スポットを有する固体発光素子から出射されたレーザ光が入射する第１カップリングレンズが、
前記所定方向に沿ったレンズ作用が前記光出射領域内における前記所定方向との直交方向に沿ったレンズ作用よりも小さいと共に前記所定方向に沿ったレンズ作用が生じない、１または複数のシリンドリカルレンズを用いて構成されている
投射型表示装置。
【請求項１５】
照明光学系と、
入力された映像信号に基づいて前記照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する空間変調素子と、
前記空間変調素子で生成された画像光を投射する投影光学系と、
前記投影光学系から投射された画像光を映し出す透過型スクリーンと
を備え、
前記照明光学系は、
所定方向に沿って配置された複数の発光スポットからなる光射出領域から光を発する固体発光素子を含む１または複数の光源と、
前記固体発光素子側から入射した光が通過して出射する光学部材と
を備え、
前記光学部材は、前記固体発光素子側から入射した光の指向角を変換する１または複数のカップリングレンズを有し、
前記固体発光素子は、単一もしくは複数の波長帯の光を発する単一のチップ、または同一の波長帯もしくは互いに異なる波長帯の光を発する複数のチップからなり、
前記複数の発光スポットを有する固体発光素子では、前記チップがレーザダイオードを含んで構成され、
前記１または複数のカップリングレンズのうち、前記複数の発光スポットを有する固体発光素子から出射されたレーザ光が入射する第１カップリングレンズが、
前記所定方向に沿ったレンズ作用が前記光出射領域内における前記所定方向との直交方向に沿ったレンズ作用よりも小さいと共に前記所定方向に沿ったレンズ作用が生じない、１または複数のシリンドリカルレンズを用いて構成されている
直視型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レーザダイオード（ＬＤ）などの固体発光素子を用いた照明装置、ならびにそれを備えた投影型表示装置および直視型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、オフィスだけでなく、家庭でも、スクリーンに映像を投影するプロジェクタが広く利用されている。プロジェクタは、光源からの光をライトバルブで変調することにより画像光を生成し、スクリーンに投射して表示を行うものである（例えば、特許文献１，２参照）。最近では、手のひらサイズの超小型プロジェクタや、超小型プロジェクタ内蔵の携帯電話機などが普及し始めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２８６３４号公報
【特許文献２】特開２０１０−４８９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プロジェクタに用いられる光源としては、高輝度の放電ランプが主流である。しかし、放電ランプでは、サイズが比較的大きく、消費電力も大きいことから、放電ランプに代わる光源として、近年では、発光ダイオード（ＬＥＤ）や、レーザダイオード（ＬＤ）、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）などの固体発光素子が注目されている。これらの固体発光素子は、サイズや消費電力だけでなく、高信頼性という点でも、放電ランプよりも有利である。中でも、更なる高輝度化・低消費電力化を達成するには、点光源であるＬＤを用いて光利用効率を高めることが有効である。
【０００５】
このようにプロジェクタ用等の光源（照明装置）では一般に、照明光の高輝度化および光利用効率の向上が求められており、また、それらを簡易（小型）な構成で実現することが望まれる。
【０００６】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、照明光の高輝度化を図りつつ、簡易な構成で光利用効率を向上させることが可能な照明装置、ならびにそのような照明装置を用いた投影型表示装置および直視型表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の照明装置は、所定方向に沿って配置された複数の発光スポットからなる光射出領域から光を発する固体発光素子を含む１または複数の光源と、固体発光素子側から入射した光が通過して出射する光学部材とを備えたものである。この光学部材は、固体発光素子側から入射した光の指向角を変換する１または複数のカップリングレンズを有している。固体発光素子は、単一もしくは複数の波長帯の光を発する単一のチップ、または同一の波長帯もしくは互いに異なる波長帯の光を発する複数のチップからなる。複数の発光スポットを有する固体発光素子では、チップがレーザダイオードを含んで構成されている。１または複数のカップリングレンズのうち、複数の発光スポットを有する固体発光素子から出射されたレーザ光が入射する第１カップリングレンズが、上記所定方向に沿ったレンズ作用が光出射領域内における上記所定方向との直交方向に沿ったレンズ作用よりも小さいと共に上記所定方向に沿ったレンズ作用が生じない、１または複数のシリンドリカルレンズを用いて構成されている。
【０００８】
本開示の投射型表示装置は、照明光学系と、入力された映像信号に基づいて照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する空間変調素子と、空間変調素子で生成された画像光を投射する投影光学系とを備えたものである。この投射型表示装置に搭載された照明光学系は、上記本開示の照明装置と同一の構成要素を有している。
【０００９】
本開示の直視型表示装置は、照明光学系と、入力された映像信号に基づいて照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する空間変調素子と、空間変調素子で生成された画像光を投射する投影光学系と、投影光学系から投射された画像光を映し出す透過型スクリーンとを備えたものである。この直視型表示装置に搭載された照明光学系は、上記本開示の照明装置と同一の構成要素を有している。
【００１０】
本開示の照明装置、投射型表示装置および直視型表示装置では、複数の発光スポットを有する固体発光素子において、チップがレーザダイオードを含んで構成されていることにより、照明光の高輝度化が図られる。また、固体発光素子側から入射した光が通過して出射する光学部材として、この固体発光素子側から入射した光の指向角を変換するカップリングレンズが設けられていることにより、光源からの出射光の利用効率が向上する。更に、複数の発光スポットを有する固体発光素子から出射されたレーザ光が入射する第１カップリングレンズでは、所定方向（複数の発光スポットの配置方向）に沿ったレンズ作用が、光出射領域内における上記所定方向との直交方向に沿ったレンズ作用よりも小さくなっている。これにより、構造の簡素化（小型化）を図りつつ、光利用効率が向上する。
【発明の効果】
【００１１】
本開示の照明装置、投射型表示装置および直視型表示装置によれば、複数の発光スポットを有する固体発光素子において、チップがレーザダイオードを含むようにすると共に、固体発光素子側から入射した光の指向角を変換するカップリングレンズを設けるようにしたので、照明光の高輝度化を図りつつ、光利用効率を向上させることができる。また、複数の発光スポットを有する固体発光素子から出射されたレーザ光が入射する第１カップリングレンズでは、所定方向（複数の発光スポットの配置方向）に沿ったレンズ作用が、光出射領域内における上記所定方向との直交方向に沿ったレンズ作用よりも小さくなっているようにしたので、構造の簡素化（小型化）を図りつつ、光利用効率を向上させることができる。よって、照明光の高輝度化を図りつつ、簡易な構成で光利用効率を向上させることが可能となり、表示画質を向上させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の一実施の形態に係るプロジェクタの概略構成を表す図である。
【図２】図１に示したプロジェクタ内の光路の一例を示す図である。
【図３】図１に示した光源においてチップが上面発光型の素子の場合の上面構成および断面構成の一例を示す図である。
【図４】図１に示した光源においてチップが上面発光型の素子の場合の上面構成および断面構成の他の例を示す図である。
【図５】図１に示した光源においてチップが上面発光型の素子の場合の発光スポットの一例を示す図である。
【図６】図１に示した光源においてチップが端面発光型の素子の場合の断面構成および固体発光素子を光出射面側から見たときの構成の一例を示す図である。
【図７】図１に示した光源においてチップが端面発光型の素子の場合の断面構成および固体発光素子を光出射面側から見たときの構成の他の例を示す図である。
【図８】図１に示した光源においてチップが端面発光型の素子の場合の断面構成および固体発光素子を光出射面側から見たときの構成のその他の例を示す図である。
【図９】図１に示したフライアイレンズの概略構成を表す図である。
【図１０】図１に示した照明光学系における光路の一例を表す斜視図である。
【図１１】図１に示した前段のフライアイレンズへの入射光の輝度分布例を示す模式図である。
【図１２】図１１に示した輝度分布領域とフライアイレンズにおけるセルのピッチとの関係の例を示す模式図である。
【図１３】フライアイレンズにおける有効サイズとセルのピッチとの比率に応じた輝度分布形状の一例を示す特性図である。
【図１４】変形例１に係る照明光学系の概略構成および光路の一例を表す図である。
【図１５】変形例２に係る照明光学系の概略構成および光路の一例を表す図である。
【図１６】変形例３に係る照明光学系の概略構成および光路の一例を表す図である。
【図１７】変形例４に係るプロジェクタの概略構成を表す図である。
【図１８】変形例５に係るプロジェクタの概略構成を表す図である。
【図１９】実施の形態および変形例１〜５等に係る照明光学系を用いたリアプロジェクション表示装置の概略構成例を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（凹レンズ，凸レンズからなる２つのシリンドリカルレンズを用いた例）
２．実施の形態の変形例
変形例１（シリンドリカルレンズとアナモルフィックレンズとを用いた例）
変形例２（凸レンズからなる２つのシリンドリカルレンズを用いた例）
変形例３（凸レンズからなる１つのシリンドリカルレンズを用いた例）
変形例４（照明光学系内に１つの光源のみを設けた例）
変形例５（空間変調素子として反射型の素子を用いた例）
３．その他の変形例（実施の形態および各変形例等の組み合わせ、リアプロジェクション表示装置への適用例等）
【００１４】
＜実施の形態＞
［プロジェクタ１の全体構成］
図１（Ａ），（Ｂ）は、本開示の一実施の形態に係るプロジェクタ（プロジェクタ１）の概略構成を表すものである。なお、このプロジェクタ１が、本開示の「投射型表示装置」の一具体例に相当する。図１（Ａ）はプロジェクタ１を上から（ｙ軸方向から）見たときの構成例を表し、図１（Ｂ）はプロジェクタ１を横から（ｘ軸方向から）見たときの構成例を表す。また、図２（Ａ），（Ｂ）は、図１のプロジェクタ１内の光路の一例を表すものである。図２（Ａ）は、プロジェクタ１を上から（ｙ軸方向から）見たときの光路の一例を表し、図２（Ｂ）はプロジェクタ１を横から（ｘ軸方向から）見たときの光路の一例を表す。
【００１５】
典型的には、ｙ軸は垂直方向を向き、ｘ軸は水平方向を向いているが、その逆に、ｙ軸が水平方向を向き、ｘ軸が垂直方向を向いていてもよい。なお、以下では、便宜的に、ｙ軸は垂直方向を向き、ｘ軸は水平方向を向いているものとして説明するものとする。また、以下において、「横方向」とはｘ軸方向を指しており、「縦方向」とはｙ軸方向を指しているものとする。
【００１６】
プロジェクタ１は、例えば、照明光学系１Ａと、入力された映像信号に基づいて照明光学系１Ａからの光を変調することにより画像光を生成する空間変調素子６０と、この空間変調素子６０で生成された画像光を反射型のスクリーン２に投射する投影光学系７０とを備えている。ここで、照明光学系１Ａが、本開示の「照明装置」の一具体例に相当する。
【００１７】
［照明光学系１Ａの構成］
照明光学系１Ａは、空間変調素子６０の照明範囲６０Ａ（被照射面）を照射する光束を供給するものである。なお、必要に応じて、照明光学系１Ａの光が通過する領域上に、何らかの光学素子が設けられていてもよい。例えば、照明光学系１Ａの光が通過する領域上に、照明光学系１Ａからの光のうち可視光以外の光を減光するフィルタなどが設けられていてもよい。
【００１８】
照明光学系１Ａは、例えば、図１（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、カップリングレンズ（指向角変換素子）２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと、光路合成素子３０と、インテグレータ４０と、コンデンサレンズ５０とを有している。光路合成素子３０は、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからの光を合成するものであり、例えば、２つのダイクロイックミラー３０Ａ，３０Ｂからなる。インテグレータ４０は、照明範囲６０Ａにおける光の照度分布（輝度分布）を均一化するものであり、例えば、一対のフライアイレンズ４０Ａ，４０Ｂからなる。ただし、インテグレータ４０が、１つのフライアイレンズのみから構成されていてもよい。光源１０Ａの光軸上には、カップリングレンズ２０Ａと、光路合成素子３０と、インテグレータ４０と、コンデンサレンズ５０とが、光源１０Ａ側からこの順に配列されている。光源１０Ｂの光軸は、光源１０Ａの光軸とダイクロイックミラー３０Ａにおいて直交しており、光源１０Ｂの光軸上には、カップリングレンズ２０Ｂおよびダイクロイックミラー３０Ａが、光源１０Ｂ側からこの順に配列されている。光源１０Ｃの光軸は、光源１０Ａの光軸とダイクロイックミラー３０Ｂにおいて直交しており、光源１０Ｃの光軸上には、カップリングレンズ２０Ｃおよびダイクロイックミラー３０Ｂが、光源１０Ｃ側からこの順に配列されている。
【００１９】
ここで、これらのうち、カップリングレンズ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃおよびインテグレータ４０が、本開示の「光学部材（後述する固体発光素子側から入射した光が通過して出射する光学部材）」の一具体例に相当する。また、カップリングレンズ２０Ａが、本開示の「第１カップリングレンズ」の一具体例に相当する。
【００２０】
なお、図１（Ａ），（Ｂ）では、プロジェクタ１の各構成要素（光源１０Ｂ，１０Ｃ、カップリングレンズ２０Ｂ，２０Ｃを除く）がｚ軸と平行な線分上に配列されている場合が例示されているが、プロジェクタ１の各構成要素の一部がｚ軸と非平行な線分上に配列されていてもよい。例えば、図示しないが、照明光学系１Ａ全体を図１（Ａ），（Ｂ）の状態から９０°回転させて、照明光学系１Ａの光軸がｚ軸と直交する方向を向くように照明光学系１Ａがレイアウトされていてもよい。ただし、このようにした場合には、照明光学系１Ａから出力された光を空間変調素子６０に導く光学素子（例えばミラー）を設けることが必要である。また、例えば、光源１０Ａ、カップリングレンズ２０Ａおよび光路合成素子３０を図１（Ａ），（Ｂ）の状態から９０°回転させて、これらの光軸をｚ軸と直交する方向を向くように光源１０Ａ、カップリングレンズ２０Ａおよび光路合成素子３０がレイアウトされていてもよい。ただし、このようにした場合にも、光路合成素子３０から出力された光をインテグレータ４０に導く光学素子（例えばミラー）を設けることが必要である。
【００２１】
（光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：チップ１１Ａが上面発光型の素子の場合）
光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、例えば、図３（Ａ），（Ｂ）および図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、固体発光素子１１と、この固体発光素子１１を支持するパッケージ１２（固体発光素子１１を実装するための基材）とを有している。換言すると、ここでは、各光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、固体発光素子１１を基材上に支持するパッケージとなっている。固体発光素子１１は、単一もしくは複数の点状、または単一もしくは複数の非点状の発光スポットからなる光射出領域から光を発するようになっている。固体発光素子１１は、例えば、図３（Ａ），（Ｂ）に示したように、所定の波長帯の光を発する単一のチップ１１Ａからなっていてもよいし、例えば、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、同一の波長帯もしくは互いに異なる波長帯の光を発する複数のチップ１１Ａからなっていてもよい。固体発光素子１１が複数のチップ１１Ａからなる場合には、それらのチップ１１Ａは、例えば、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように、縦方向に一列に配置されていたり、あるいは、横方向に一列に配置されていたり、横方向および縦方向に格子状に配置されていたりする。固体発光素子１１に含まれるチップ１１Ａの数は、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃごとに異なっていてもよいし、全ての光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃで互いに等しくなっていてもよい。
【００２２】
固体発光素子１１が単一のチップ１１Ａからなる場合には、固体発光素子１１としてのサイズ（ＷV×ＷH）は、例えば、図３（Ａ）に示したように、単一のチップ１１Ａのサイズ（ＷV1×ＷH1）に等しい。一方、固体発光素子１１が複数のチップ１１Ａからなる場合には、固体発光素子１１としてのサイズは、例えば、図４（Ａ）に示したように、全てのチップ１１Ａをひとまとまりとしたときのサイズに等しい。複数のチップ１１Ａが縦方向に一列に配置されている場合には、固体発光素子１１としてのサイズ（ＷV×ＷH）は、図４（Ａ）の例では、ＷH1×２ＷV1となる。また、複数のチップ１１Ａが、横方向および縦方向に格子状に配置されている場合には、固体発光素子１１としてのサイズ（ＷV×ＷH）は、例えば、２ＷV1×２ＷH1となる。
【００２３】
チップ１１Ａは、発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機ＥＬ発光素子（ＯＬＥＤ）、またはレーザダイオード（ＬＤ）からなる。ただし本実施の形態では、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ全体として、チップ１１Ａの少なくとも１つがＬＤによって構成されている。なお、このＬＤからなるチップ１１Ａを除いた他のチップ１１Ａについては、ＬＥＤ，ＯＬＥＤ，ＬＤのうちの任意のものを組み合わせて構成することが可能である。
【００２４】
各光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃに含まれるチップ１１Ａは、例えば、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃごとに互いに異なる波長帯の光を発するようになっている。光源１０Ａに含まれるチップ１１Ａは、例えば、波長５００ｎｍ〜６００ｎｍ程度の波長の光（緑色光）を発するものである。光源１０Ｂに含まれるチップ１１Ａは、例えば、波長４００ｎｍ〜５００ｎｍ程度の波長の光（青色光）を発するものである。光源１０Ｃに含まれるチップ１１Ａは、例えば、波長６００ｎｍ〜７００ｎｍ程度の波長の光（赤色光）を発するものである。なお、光源１０Ａに含まれるチップ１１Ａが、緑色光以外の光（青色光または赤色光）を発するものであってもよい。また、光源１０Ｂに含まれるチップ１１Ａが、青色光以外の光（緑色光または赤色光）を発するものであってもよい。また、光源１０Ｃに含まれるチップ１１Ａが、赤色光以外の光（緑色光または青色光）を発するものであってもよい。
【００２５】
チップ１１Ａは、例えば、図３（Ａ），（Ｂ）〜図５（Ａ），（Ｂ）に示したように、チップ１１Ａサイズ（ＷV×ＷH）よりも小さなサイズ（ＰV1×ＰH1）の発光スポット１１Ｂを有している。発光スポット１１Ｂは、チップ１１Ａに電流を注入してチップ１１Ａを駆動したときにチップ１１Ａから光が発せられる領域（光射出領域）に相当する。チップ１１ＡがＬＥＤまたはＯＬＥＤからなる場合には、発光スポット１１Ｂは非点状（面状）となっているが、チップ１１ＡがＬＤからなる場合には、発光スポット１１ＢはＬＥＤまたはＯＬＥＤの発光スポット１１Ｂよりも小さな点状となっている。
【００２６】
固体発光素子１１が単一のチップ１１Ａからなる場合には、発光スポット１１Ｂの数は、例えば、図５（Ａ）に示したように１つである。ただし、後述するように、固体発光素子１１がモノリシック構造である場合には、発光スポット１１Ｂの数は複数個になり、以下同様である。一方、固体発光素子１１が複数のチップ１１Ａからなる場合には、発光スポット１１Ｂの数は、例えば、図５（Ｂ）に示したようにチップ１１Ａの数と等しい（ただし、上記したように固体発光素子１１がモノリシック構造である場合には、発光スポット１１Ｂの数は、チップ１１Ａの数よりも多くなる）。ここで、固体発光素子１１が単一のチップ１１Ａからなる場合には、固体発光素子１１としての光射出領域のサイズ（ＰV×ＰH）は、発光スポット１１Ｂのサイズ（ＰV1×ＰH1）に等しい（ただし、上記したように、固体発光素子１１がモノリシック構造である場合を除く）。一方、固体発光素子１１が複数のチップ１１Ａからなる場合には、固体発光素子１１としての光射出領域のサイズ（ＰV×ＰH）は、最小面積で全てのチップ１１Ａの発光スポット１１Ｂを囲ったときのその囲いのサイズに等しい。複数のチップ１１Ａが縦方向に一列に配置されている場合には、光射出領域のサイズ（ＰV×ＰH）は、図５（Ｂ）の例では、ＰH1×２ＰV1よりも大きく、ＷV×ＷHよりも小さい。また、複数のチップ１１Ａが、横方向および縦方向に格子状に配置されている場合には、光射出領域のサイズ（ＰV×ＰH）は、例えば、２ＰV1×２ＰH1よりも大きく、ＷV×ＷHよりも小さい。
【００２７】
（光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ：チップ１１Ａが端面発光型の素子の場合）
ここで、図３（Ａ），（Ｂ）〜図５（Ａ），（Ｂ）では、チップ１１Ａが上面発光型の素子となっている場合を例示したが、チップ１１Ａは、以下説明するような端面発光型の素子であってもよい。その場合には、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、それぞれ、例えば、図６（Ａ），（Ｂ）〜図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示したように、ステム１３とキャップ１４とによって囲まれた内部空間に、１または複数の端面発光型のチップ１１Ａからなる固体発光素子１１が収容されたキャンタイプの形態となっている。換言すると、ここでは、各光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、固体発光素子１１を内蔵したパッケージとなっている。
【００２８】
ステム１３は、キャップ１４とともに光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのパッケージを構成するものであり、例えば、サブマウント１５を支持する支持基板１３Ａと、支持基板１３Ａの裏面に配置された外枠基板１３Ｂと、複数の接続端子１３Ｃとを有している。
【００２９】
サブマウント１５は導電性および放熱性を有する材料からなる。支持基板１３Ａおよび外枠基板１３Ｂは、それぞれ、導電性および放熱性を有する基材に、１または複数の絶縁性のスルーホールと、１または複数の導電性のスルーホールとが形成されたものである。支持基板１３Ａおよび外枠基板１３Ｂは、例えば、円板形状となっており、双方の中心軸（図示せず）が互いに重なり合うように積層されている。外枠基板１３Ｂの直径は、支持基板１３Ａの直径よりも大きくなっている。外枠基板１３Ｂの外縁は、外枠基板１３Ｂの中心軸を法線とする面内において外枠基板１３Ｂの中心軸から放射方向に張り出した環状のフランジとなっている。フランジは、製造過程においてキャップ１４を支持基板１３Ａに嵌合させるときの基準位置を規定する役割を有している。
【００３０】
複数の接続端子１３Ｃは、少なくとも支持基板１３Ａを貫通している。複数の接続端子１３Ｃのうち少なくとも１つの端子を除いた端子（以下、便宜的に「端子α」とする。）は、個々のチップ１１Ａの電極（図示せず）に１つずつ電気的に接続されている。端子αは、例えば、外枠基板１３Ｂ側に長く突出しており、かつ支持基板１３Ａ側に短く突出している。また、複数の接続端子１３Ｃのうち上記の端子α以外の端子（以下、便宜的に「端子β」とする。）は、全てのチップ１１Ａの他の電極（図示せず）に電気的に接続されている。端子βは、例えば、外枠基板１３Ｂ側に長く突出しており、端子βの支持基板１３Ａ側の端縁は、例えば、支持基板１３Ａ内に埋め込まれている。各接続端子１３Ｃのうち外枠基板１３Ｂ側に長く突出している部分が、例えば基板などに嵌め込まれる部分に相当する。一方、複数の接続端子１３Ｃのうち支持基板１３Ａ側に短く突出している部分が、ワイヤ１６を介して個々のチップ１１Ａと１つずつ電気的に接続される部分に相当する。複数の接続端子１３Ｃのうち支持基板１３Ａ内に埋め込まれている部分が、例えば、支持基板１３Ａおよびサブマウント１５を介して全てのチップ１１Ａと電気的に接続される部分に相当する。端子αは、支持基板１３Ａおよび外枠基板１３Ｂに設けられた絶縁性のスルーホールによって支持されており、そのスルーホールによって支持基板１３Ａおよび外枠基板１３Ｂから絶縁分離されている。さらに、個々の端子αは、上記の絶縁部材によって互いに絶縁分離されている。一方、端子βは、支持基板１３Ａおよび外枠基板１３Ｂに設けられた導電性のスルーホールによって支持されており、そのスルーホールと電気的に接続されている。
【００３１】
キャップ１４は、固体発光素子１１を封止するものである。キャップ１４は、例えば、上端および下端に開口が設けられた筒部１４Ａを有している。筒部１４Ａの下端が、例えば、支持基板１３Ａの側面に接しており、筒部１４Ａの内部空間に、固体発光素子１１が位置している。キャップ１４は、筒部１４Ａの上端側の開口を塞ぐようにして配置された光透過窓１４Ｂを有している。光透過窓１４Ｂは、固体発光素子１１の光射出面と対向する位置に配置されており、固体発光素子１１から出力された光を透過する機能を有している。
【００３２】
このように、チップ１１Ａが端面発光型の素子からなる場合においても、固体発光素子１１は、単一もしくは複数の点状、または単一もしくは複数の非点状の発光スポットからなる光射出領域から光を発するようになっている。固体発光素子１１は、例えば、所定の波長帯の光を発する単一のチップ１１Ａからなっていてもよいし、同一の波長帯の光を発する複数のチップ１１Ａからなっていてもよいし、互いに異なる波長帯の光を発する複数のチップ１１Ａからなっていてもよい。固体発光素子１１が複数のチップ１１Ａからなる場合には、それらのチップ１１Ａは、例えば、図６（Ａ），（Ｂ）および図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、縦方向に一列に配置されていたり、あるいは、例えば横方向に一列に配置されていたりする。固体発光素子１１に含まれるチップ１１Ａの数は、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃごとに異なっていてもよいし、全ての光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃで互いに等しくなっていてもよい。
【００３３】
固体発光素子１１が単一のチップ１１Ａからなる場合には、固体発光素子１１としてのサイズ（ＷV×ＷH）は、例えば図８（Ｂ）に示したように、単一のチップ１１Ａのサイズ（ＷV1×ＷH1）に等しい。ただし、例えば図８（Ｃ）に示したように、固体発光素子１１がモノリシック構造である場合には次のようになり、以下同様である。すなわち、図８（Ｃ）の例では、固体発光素子１１としてのサイズ（ＷV×ＷH）は、ＷH1×２ＷV1より大きい。一方、固体発光素子１１が複数のチップ１１Ａからなる場合には、固体発光素子１１としてのサイズは、例えば、図６（Ｂ），図７（Ｂ）に示したように、全てのチップ１１Ａをひとまとまりとしたときのサイズに等しい。複数のチップ１１Ａが縦方向に一列に配置されている場合には、固体発光素子１１としてのサイズ（ＷV×ＷH）は、図６（Ｂ）の例では、ＷH1×３ＷV1より大きく、図７（Ｂ）の例では、ＷH1×２ＷV1より大きい。また、複数のチップ１１Ａが横方向に一列に配置されている場合には、固体発光素子１１としてのサイズ（ＷV×ＷH）は、例えば、３ＷH1×ＷV1より大きかったり、２ＷH1×ＷV1より大きくなっていたりする。
【００３４】
チップ１１Ａは、例えば、レーザダイオード（ＬＤ）からなる。ただし、この場合も前述したように、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ全体として、チップ１１Ａの少なくとも１つがＬＤによって構成されている。また、このＬＤからなるチップ１１Ａを除いた他のチップ１１Ａについては、ＬＥＤ，ＯＬＥＤ，ＬＤのうちの任意のものを組み合わせて構成することが可能である。
【００３５】
チップ１１Ａは、例えば、図６（Ａ），（Ｂ）〜図８（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示したように、チップ１１Ａサイズ（ＷV×ＷH）よりも小さなサイズ（ＰV1×ＰH1）の発光スポット１１Ｂを有している。発光スポット１１Ｂは、チップ１１Ａに電流を注入してチップ１１Ａを駆動したときにチップ１１Ａから光が発せられる領域（光射出領域）に相当する。チップ１１ＡがＬＤからなる場合には、発光スポット１１ＢはＬＥＤまたはＯＬＥＤの発光スポットよりも小さな点状となっている。
【００３６】
固体発光素子１１が単一のチップ１１Ａからなる場合には、発光スポット１１Ｂの数は、例えば、図８（Ｂ）に示したように１つである。ただし、例えば図８（Ｃ）に示したように、固体発光素子１１がモノリシック構造である場合には、発光スポット１１Ｂの数は複数（ここでは２つ）となり、以下同様である。一方、固体発光素子１１が複数のチップ１１Ａからなる場合には、発光スポット１１Ｂの数は、例えば、図６（Ｂ），図７（Ｂ），図８（Ｂ）に示したようにチップ１１Ａの数と等しい。ここで、固体発光素子１１が単一のチップ１１Ａからなる場合には、固体発光素子１１としての光射出領域のサイズ（ＰV×ＰH）は、発光スポット１１Ｂのサイズ（ＰV1×ＰH1）に等しい。ただし、例えば図８（Ｃ）に示したように、固体発光素子１１がモノリシック構造である場合には次のようになり、以下同様である。すなわち、図８（Ｃ）の例では、固体発光素子１１としての光射出領域のサイズ（ＰV×ＰH）は、ＰH1×２ＰV1よりも大きく、ＷV×ＷHよりも小さい。一方、固体発光素子１１が複数のチップ１１Ａからなる場合には、固体発光素子１１としての光射出領域のサイズ（ＰV×ＰH）は、最小面積で全てのチップ１１Ａの発光スポット１１Ｂを囲ったときのその囲いのサイズに等しい。複数のチップ１１Ａが縦方向に一列に配置されている場合には、光射出領域のサイズ（ＰV×ＰH）は、図６（Ｂ）の例では、ＰH1×３ＰV1よりも大きく、ＷV×ＷHよりも小さい。同様に、図７（Ｂ）の例では、光射出領域のサイズ（ＰV×ＰH）は、ＰH1×２ＰV1よりも大きく、ＷV×ＷHよりも小さい。また、複数のチップ１１Ａが横方向に一列に配置されている場合には、光射出領域のサイズ（ＰH×ＰV）は、例えば、３ＰH1×ＰV1よりも大きく、ＷV×ＷHよりも小さい。
【００３７】
（カップリングレンズ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）
カップリングレンズ２０Ａは、例えば、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源１０Ａから発せられた光を略平行光化するものであり、光源１０Ａから発せられた光の指向角を、平行光の指向角と等しくなるように、またはそれに近づくように変換するものである。カップリングレンズ２０Ａは、光源１０Ａから発せられた光のうち指向角内の光が入射する位置に配置されている。カップリングレンズ２０Ｂは、例えば、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源１０Ｂから発せられた光を略平行光化するものであり、光源１０Ｂから発せられた光の指向角を、平行光の指向角と等しくなるように、またはそれに近づくように変換するものである。カップリングレンズ２０Ｂは、光源１０Ｂから発せられた光のうち指向角内の光が入射する位置に配置されている。カップリングレンズ２０Ｃは、例えば、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源１０Ｃから発せられた光を略平行光化するものであり、光源１０Ｃから発せられた光の指向角を、平行光の指向角と等しくなるように、またはそれに近づくように変換するものである。カップリングレンズ２０Ｃは、光源１０Ｃから発せられた光のうち指向角内の光が入射する位置に配置されている。つまり、カップリングレンズ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃごとに（パッケージごとに）１つずつ配置されている。なお、カップリングレンズ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃは、それぞれ、単一のレンズによって構成されていてもよいし、複数のレンズによって構成されていてもよい。
【００３８】
ダイクロイックミラー３０Ａ，３０Ｂは、波長選択性を持つ１枚のミラーを含むものである。なお、上記のミラーは、例えば、多層の干渉膜を蒸着して構成されたものである。ダイクロイックミラー３０Ａは、例えば、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、ミラーの裏面側から入射した光（光源１０Ａ側から入射した光）をミラーの表面側に透過させるとともに、ミラーの表面側から入射した光（光源１０Ｂ側から入射した光）をミラーで反射するようになっている。一方、ダイクロイックミラー３０Ｂは、図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、ミラーの裏面側から入射した光（ダイクロイックミラー３０Ａ側から入射した光源１０Ａ，１０Ｂの光）をミラーの表面側に透過させるとともに、ミラーの表面側から入射した光（光源１０Ｃ側から入射した光）をミラーで反射するようになっている。従って、光路合成素子３０は、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから発せられた個々の光束を単一の光束に合成するようになっている。
【００３９】
フライアイレンズ４０Ａ、４０Ｂはそれぞれ、例えば図９（Ａ），（Ｂ）に示したように、所定の配列状態（ここでは、縦×横＝５×５のマトリクス状）に配置された複数のレンズからなるセル４１，４２（単位セル）によって構成されたものである。換言すると、フライアイレンズ４０Ａ，４０Ｂにおける各セル４１，４２は、互いに直交する横方向（ｘ軸方向）および縦方向（ｙ軸方向）の各々（配列方向）に沿って配列されている。フライアイレンズ４０Ｂに含まれる複数のセル４２は、フライアイレンズ４０Ａのセル４１ごとに１つずつ対向して配置されている。フライアイレンズ４０Ａは、フライアイレンズ４０Ｂの焦点位置（または略焦点位置）に配置されており、フライアイレンズ４０Ｂは、フライアイレンズ４０Ａの焦点位置（または略焦点位置）に配置されている。従って、インテグレータ４０は、フライアイレンズ４０Ａで分割形成された光束がフライアイレンズ４０Ｂの像側のレンズ面近傍に焦点を結び、ここに２次光源面（光源像）を形成するようになっている。この２次光源面は、投影光学系７０の入射瞳と共役な面の位置に位置している。ただし、この２次光源面は、必ずしも厳密に投影光学系７０の入射瞳と共役な面の位置に位置している必要はなく、設計上の許容範囲内に位置していればよい。なお、フライアイレンズ４０Ａ、４０Ｂは、一体に形成されたものであってもよい。
【００４０】
ここで、一般に光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから射出された光束は、その進行方向に垂直な面において不均一な強度分布（輝度分布）をもっている。そのため、これら光束をそのまま照明範囲６０Ａ（被照射面）に導くと、照明範囲６０Ａでの照度分布（輝度分布）が不均一になる。これに対して、上記のように光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃから射出された光束を、インテグレータ４０によって複数の光束に分割してそれぞれを照明範囲６０Ａに重畳的に導くようにすれば、照明範囲６０Ａ上の照度分布を均一にする（照度分布の不均一性を低減する）ことができる。
【００４１】
コンデンサレンズ５０は、インテグレータ４０により形成された多光源からの光束を集光して照明範囲６０Ａを重畳的に照明するものである。
【００４２】
空間変調素子６０は、光源１０，１０Ｂ，１０Ｃの各波長成分に対応した色画像信号に基づいて、照明光学系１Ａからの光束を２次元的に変調し、これにより画像光を生成するものである。この空間変調素子６０は、例えば図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、ここでは透過型の素子であり、例えば、透過型の液晶パネルによって構成されている。
【００４３】
［プロジェクタ１の特徴部分の構成］
次に、本実施の形態のプロジェクタ１の特徴部分について説明する。
【００４４】
まず、本実施の形態では、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうちの少なくとも１つ（ここでは特に光源１０Ａ）に、所定方向（ここでは縦方向（ｙ軸方向））に沿って配置された複数の発光スポット１１Ｂからなる光射出領域を有する固体発光素子１１が設けられている。具体的には、ここでは図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、光源１０Ａ内の固体発光素子１１に、ｙ軸方向に沿って配置された２つの発光スポット１１Ｂが設けられている。なお、このような複数の発光スポット１１Ｂは、前述したように、複数のチップ１１Ａによって設けられているようにしてもよいし、あるいは、モノリシック構造からなる単一のチップ１１Ａによって設けられているようにしてもよい。そして、このような複数の発光スポット１１Ｂを有する固体発光素子１１では、チップ１１ＡがＬＤ（例えば半導体レーザ等）を含んで構成されている。
【００４５】
また、本実施の形態では、上記したように、固体発光素子１１側から入射した光が通過して出射する光学部材として、この固体発光素子１１側から入射した光の指向角を変換するカップリングレンズ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが設けられている。そして、これらのカップリングレンズ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃのうち、上記したように複数の発光スポット１１Ｂを有する固体発光素子１１から出射されたレーザ光が入射するカップリングレンズ（ここではカップリングレンズ２０Ａ）では、レンズ作用が以下の機能を示すように構成されている。すなわち、例えば図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記した所定方向（複数の発光スポット１１Ｂの配置方向；ｙ軸方向）に沿ったレンズ作用が、固体発光素子１１の光出射領域内におけるこの所定方向との直交方向（ｘ軸方向）に沿ったレンズ作用よりも小さくなるように構成されている。なお、ここで言うカップリングレンズ２０Ａにおけるレンズ作用とは、その後段側の光学系（ここでは光路合成素子３０およびインテグレータ４０等）との間で光学的に結合（カップリング）するためにレンズが有する発散または収束の屈折パワーを意味している。
【００４６】
ここで本実施の形態では、このようなレンズ作用を実現するため、カップリングレンズ２０Ａは、具体的には図１（Ａ），（Ｂ）および図２（Ａ），（Ｂ）に示したようなレンズ構成となっている。つまり、カップリングレンズ２０Ａは、上記した複数の発光スポットの配置方向（ｙ軸方向）に沿ったレンズ作用が生じない１または複数のシリンドリカルレンズ（柱状レンズ）を用いて構成されている。詳細には、ここではカップリングレンズ２０Ａは、凹レンズからなる光源１０Ａ側（前段側）のシリンドリカルレンズ２１Ａ（第１シリンドリカルレンズ）と、凸レンズからなるダイクロイックミラー３０Ａ側（後段側）のシリンドリカルレンズ２２Ａ（第２シリンドリカルレンズ）とからなる。例えば図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、シリンドリカルレンズ２１Ａは、入射したレーザ光の径（光束径）を広げる機能を有するレンズである。一方、シリンドリカルレンズ２２Ａは、このシリンドリカルレンズ２１Ａによって径が広げられたレーザ光を、発光スポット１１Ｂの配置方向との直交面内（ｚ−ｘ平面内）で略平行な光線として出射する機能を有するレンズである。このような構成によりカップリングレンズ２０Ａ全体では、入射したレーザ光が、発光スポット１１Ｂの配置方向との直交面内（ｚ−ｘ平面内）で略平行な光線となって出射するように、指向角の変換を行うようになっている。
【００４７】
なお、このような構成のカップリングレンズ２０Ａに対し、ここではカップリングレンズ２０Ｂ，２０Ｃはそれぞれ、凸レンズからなる１つの球状レンズを用いて構成されている。
【００４８】
［プロジェクタ１の作用・効果］
次に、本実施の形態のプロジェクタ１の作用・効果について説明する。
【００４９】
まず、本実施の形態では、光源１０Ａに、所定方向（ｙ軸方向）に沿って配置された複数の発光スポット１１Ｂからなる光射出領域を有する固体発光素子１１が設けられている。そして、このような複数の発光スポット１１Ｂを有する固体発光素子１１では、チップ１１ＡがＬＤを含んで構成されている。これにより、簡易な構成でレーザ光の出力増大が図られるようになり、照明光の高輝度化が実現される。すなわち、単一の発光スポット１１Ｂにおいてレーザ光の出力増大を図るには、例えば半導体の発光効率の上昇や光取り出し効率の上昇が必要であることから、技術的に難易度が高い。これに対し、複数の発光スポット１１Ｂを組み合わせることにより、簡易な構成でレーザ光の出力増大が図られる。
【００５０】
また、本実施の形態では、固体発光素子１１側から入射した光が通過して出射する光学部材として、この固体発光素子１１側から入射した光の指向角を変換するカップリングレンズ２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが設けられている。これにより、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからの出射光の利用効率（光利用効率）が向上する。
【００５１】
（カップリングレンズ２０Ａの作用）
更に、本実施の形態では、複数の発光スポット１１Ｂを有する固体発光素子１１から出射されたレーザ光が入射するカップリングレンズ２０Ａでは、レンズ作用が以下の機能を示すように構成されている。すなわち、例えば図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記した所定方向（複数の発光スポット１１Ｂの配置方向；ｙ軸方向）に沿ったレンズ作用が、固体発光素子１１の光出射領域内におけるこの所定方向との直交方向（ｘ軸方向）に沿ったレンズ作用よりも小さくなるように構成されている。このように、複数の発光スポット１１Ｂの配置方向に沿ったレンズ作用が相対的に小さくて済む（ここではレンズ作用を生じさせる必要がない）ことから、光学部材（カップリングレンズ２０Ａ）の構造の簡素化（小型化）を図りつつ、光利用効率が向上する。
【００５２】
詳細には、例えば、複数の発光スポット１１Ｂの配置方向に沿ったシリンドリカルレンズと、その配置方向の直交方向に沿ったシリンドリカルレンズとを個別に設ける必要がないため、カップリングレンズ２０Ａの構造の簡素化（小型化）が実現される。また、インテグレータ４０へ光を入射させる際に、例えば発散角の非常に小さなＬＤでは、インテグレータ４０において光束が充分に大きくなるまで光学系の距離が必要となり、光学系が非常に大きなものとなってしまう。これに対して本実施の形態では、上記した構成のカップリングレンズ２０Ａを用いることにより、インテグレータ４０へ入射する光束が充分に大きくなるまで光学系の距離をとる必要がなくなるため、小型化が容易となる。
【００５３】
（インテグレータ４０の作用）
また、このとき本実施の形態では、例えば図１０および図１１に示したように、インテグレータ４０（フライアイレンズ４０Ａ）における光入射面上に、カップリングレンズ２０Ａ側から入射する光束によって、以下のような形状の輝度分布領域が形成されている。すなわち、複数の発光スポット１１Ｂの配置方向（ｙ軸方向）に沿って、各発光スポット１１Ｂに対応する複数の輝度分布領域Ｌindが、個別に形成されている。具体的には、ここでは上記したカップリングレンズ２０Ａにおけるレンズ作用の異方性に起因して、各輝度分布領域Ｌindは、複数の発光スポット１１Ｂの配置方向（ｙ軸方向）を短軸方向とすると共にこの配置方向との直交方向（ｘ軸方向）を長軸方向とする異方性形状となっている。
【００５４】
ここで本実施の形態のインテグレータ４０では、例えば図１１に示したように、このような複数の輝度分布領域Ｌindを形成する各光束のサイズと、フライアイレンズ４０Ａの光入射面における有効サイズとに関して、以下の（１）式および（２）式を満たすようにするのが望ましい。なお、ここでは光束サイズは、フライアイレンズ４０Ａへの入射光束における強度（輝度）の（１／ｅ2）以上となっている輝度領域の長さによって規定するものとする。これらの（１）式および（２）式を満たす場合、光源１０Ａ内の複数の発光スポット１１Ｂから出射されたレーザ光が、光損失を生じることなくインテグレータ４０（フライアイレンズ４０Ａ）に到達することができ、光利用効率が更に向上する。また、例えば光源１０Ａ自体の発散角（ｙ軸方向に沿ったビームの広がり角）が、このインテグレータ４０の許容角以内に設定されている場合には、光損失を生じることなく照明領域６０Ａまで光を導くことができるようになる。
φｘ≧φｋｘ                              ……（１）
φｙ≧（φ１ｙ／２）＋（φｎｙ／２）＋ｄ  ……（２）
但し、
φｘ：上記光入射面における複数の発光スポット１１Ｂの配置方向との直交方向（ｘ軸方向）に沿ったインテグレータ４０の有効サイズ
φｙ：上記光入射面における複数の発光スポット１１Ｂの配置方向（ｙ軸方向）に沿ったインテグレータ４０の有効サイズ
φｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ（ｎ：２以上の整数））：複数の輝度分布領域Ｌinｄを形成する各光束
φｋｘ：φｋにおける複数の発光スポット１１Ｂの配置方向との直交方向（ｘ軸方向）に沿った光束サイズ
φ１ｙ：φ１における複数の発光スポット１１Ｂの配置方向（ｙ軸方向）に沿った光束サイズ
φｎｙ：φｎにおける複数の発光スポット１１Ｂの配置方向（ｙ軸方向）に沿った光束サイズ
ｄ：複数の発光スポット１１Ｂの配置方向（ｙ軸方向）に沿ったφ１，φｎ同士の中心間距離
【００５５】
ここで、上記した（１）式および（２）式を満たす場合、光利用効率が例えば９０％以上を示すようになる。このとき、特に光束サイズφｋｘが以下の（３）式および（４）式、あるいは（５）式および（６）式を満たすようにするのが望ましい。（３）式および（４）式を満たすようにした場合、光源１０Ａからインテグレータ４０までの光利用効率が、例えば９７％よりも高くなる。また、（５）式および（６）式を満たすようにした場合、光源１０Ａからインテグレータ４０までの光利用効率が、例えば略１００％近くになる。すなわち、光利用効率の更なる向上が実現される。
０．７７φｘ＞φｋｘ                              ……（３）
０．７７φｙ＞（φ１ｙ／２）＋（φｎｙ／２）＋ｄ  ……（４）
０．５２φｘ＞φｋｘ                              ……（５）
０．５２φｙ＞（φ１ｙ／２）＋（φｎｙ／２）＋ｄ  ……（６）
【００５６】
また、このとき、上記した光束サイズφｋｘと、インテグレータ４０（フライアイレンズ４０Ａ）における単位セル（セル４１）のピッチｐ（最小ピッチ）とに関して、以下の（７）式あるいは（８）式を満たすようにするのが望ましい。なお、このセル４１のピッチｐについては、例えばセル４１が矩形状のときには例えば図１２（Ａ）に示したように規定され、例えばセル４１が六角形状のときには例えば図１２（Ｂ）に示したように規定される。このように、（７）式あるいは（８）式を満たすようにした場合、インテグレータ４０において十分な重畳数が確保されるため、輝度均一性の高い照明像を得ることが可能となる。また、特に（８）式を満たすようにした場合には、輝度均一性が更に向上する。なお、図１３（Ａ）〜（Ｃ）は、φｋｘ＞４．３ｐ（図１３（Ａ））、φｋｘ＞２．３ｐ（図１３（Ｂ））、φｋｘ＞１．６ｐ（図１３（Ｃ））の各場合について、輝度分布領域Ｌinｄの形状の一例（セル４１が矩形状の場合）を示したものである。これらの図１３（Ａ）〜（Ｃ）により、光束サイズφｋｘがセル４１のピッチｐに対して相対的に大きくなっていくに従って、インテグレータ４０における有効な重畳数が増加し、輝度均一性が向上していくことが分かる。
φｋｘ＞２．３ｐ  ……（７）
φｋｘ＞４．３ｐ  ……（８）
【００５７】
以上のように本実施の形態では、複数の発光スポット１１Ｂを有する固体発光素子１１において、チップ１１ＡがＬＤを含むようにすると共に、固体発光素子１１側から入射した光の指向角を変換するカップリングレンズ２０Ａ，２０Ｂ，を設けるようにしたので、照明光の高輝度化を図りつつ、光利用効率を向上させることができる。また、複数の発光スポット１１Ｂを有する固体発光素子１１から出射されたレーザ光が入射するカップリングレンズ２０Ａでは、所定方向（複数の発光スポット１１Ｂの配置方向）に沿ったレンズ作用が、光出射領域内における上記所定方向との直交方向に沿ったレンズ作用よりも小さくなっているようにしたので、構造の簡素化（小型化）を図りつつ、光利用効率を向上させることができる。よって、照明光の高輝度化を図りつつ、簡易な構成で光利用効率を向上させることが可能となり、表示画質を向上させることも可能となる。すなわち、小型・軽量の電子機器への搭載が可能な、高輝度かつ低消費電力なレーザプロジェタの実現が可能となる。
【００５８】
＜変形例＞
続いて、上記実施の形態の変形例（変形例１〜５）について説明する。なお、実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５９】
［変形例１］
図１４（Ａ），（Ｂ）は、変形例１に係るプロジェクタ（プロジェクタ３）の概略構成および光路の一例を表すものである。なお、このプロジェクタ３は、本開示の「投射型表示装置」の一具体例に相当する。図１４（Ａ）はプロジェクタ３を上から（ｙ軸方向から）見たときの構成例および光路の一例を表し、図１４（Ｂ）はプロジェクタ３を横から（ｘ軸方向から）見たときの構成例および光路の一例を表す。
【００６０】
本変形例のプロジェクタ３は、照明光学系３Ａを備えている点で、照明光学系１Ａを備えたプロジェクタ１の構成と相違する。そこで以下では、プロジェクタ１との相違点について主に説明し、プロジェクタ１との共通点についての説明を適宜省略するものとする。なお、照明光学系３Ａは、本開示の「照明装置」の一具体例に相当する。
【００６１】
照明光学系３Ａは、照明光学系１Ａにおいて、カップリングレンズ２０Ａにおけるレンズ構成を変更したものに対応している。具体的には、照明光学系３Ａにおけるカップリングレンズ２０Ａは、照明光学系１Ａにおけるカップリングレンズ２０Ａと同様に、複数の発光スポットの配置方向（ｙ軸方向）に沿ったレンズ作用が生じない１または複数のシリンドリカルレンズを用いて構成されている。詳細には、ここではカップリングレンズ２０Ａは、凹レンズからなる光源１０Ａ側（前段側）のシリンドリカルレンズ２１Ａと、凸レンズからなるダイクロイックミラー３０Ａ側（後段側）のアナモルフィックレンズ２３Ａとからなる。すなわち、照明光学系１Ａにおけるカップリングレンズ２０Ａにおいて、シリンドリカルレンズ２２Ａの代わりに、アナモルフィックレンズ２３Ａを設けた構成となっている。
【００６２】
シリンドリカルレンズ２１Ａは、前述したように、入射したレーザ光の径（光束径）を広げる機能を有するレンズである。一方、アナモルフィックレンズ２３Ａは、前述したシリンドリカルレンズ２２Ａと同様に、このシリンドリカルレンズ２１Ａによって径が広げられたレーザ光を、発光スポット１１Ｂの配置方向との直交面内（ｚ−ｘ平面内）で略平行な光線として出射する機能を有するレンズである。ただし、このアナモルフィックレンズ２３Ａではシリンドリカルレンズ２２Ａとは異なり、例えば図１４（Ｂ）に示したように、発光スポット１１Ｂの配置方向（ｙ軸方向）に沿ってレンズ作用が若干生じている。ただし、依然としてカップリングレンズ２０Ａ全体では、複数の発光スポット１１Ｂの配置方向（ｙ軸方向）に沿ったレンズ作用が、光出射領域内における上記所定方向との直交方向（ｘ軸方向）に沿ったレンズ作用よりも小さくなっている。このような構成により、本変形例においてもカップリングレンズ２０Ａ全体では、入射したレーザ光が、発光スポット１１Ｂの配置方向との直交面内（ｚ−ｘ平面内）で略平行な光線となって出射するように、指向角の変換を行うようになっている。
【００６３】
このような構成のカップリングレンズ２０Ａを有する本変形例のプロジェクタ３においても、上記実施の形態のプロジェクタ１と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
【００６４】
［変形例２］
図１５（Ａ），（Ｂ）は、変形例２に係るプロジェクタ（プロジェクタ４）の概略構成および光路の一例を表すものである。なお、このプロジェクタ４は、本開示の「投射型表示装置」の一具体例に相当する。図１５（Ａ）はプロジェクタ４を上から（ｙ軸方向から）見たときの構成例および光路の一例を表し、図１５（Ｂ）はプロジェクタ４を横から（ｘ軸方向から）見たときの構成例および光路の一例を表す。
【００６５】
本変形例のプロジェクタ４は、照明光学系４Ａを備えている点で、照明光学系１Ａを備えたプロジェクタ１の構成と相違する。そこで以下では、プロジェクタ１との相違点について主に説明し、プロジェクタ１との共通点についての説明を適宜省略するものとする。なお、照明光学系４Ａは、本開示の「照明装置」の一具体例に相当する。
【００６６】
照明光学系４Ａは、照明光学系１Ａにおいて、カップリングレンズ２０Ａにおけるレンズ構成を変更したものに対応している。具体的には、照明光学系４Ａにおけるカップリングレンズ２０Ａは、照明光学系１Ａにおけるカップリングレンズ２０Ａと同様に、複数の発光スポットの配置方向（ｙ軸方向）に沿ったレンズ作用が生じない１または複数のシリンドリカルレンズを用いて構成されている。詳細には、ここではカップリングレンズ２０Ａは、凸レンズからなる光源１０Ａ側（前段側）のシリンドリカルレンズ２４Ａと、凸レンズからなるダイクロイックミラー３０Ａ側（後段側）のシリンドリカルレンズ２２Ａとからなる。すなわち、照明光学系１Ａにおけるカップリングレンズ２０Ａにおいて、凹レンズからなるシリンドリカルレンズ２１Ａの代わりに、凸レンズからなるシリンドリカルレンズ２４Ａを設けたものであり、２つの凸レンズからなるシリンドリカルレンズを用いた構成となっている。
【００６７】
シリンドリカルレンズ２４Ａは、前述したシリンドリカルレンズ２１Ａと同様に、入射したレーザ光の径（光束径）を広げる機能を有するレンズである。このような構成により、本変形例においてもカップリングレンズ２０Ａ全体では、入射したレーザ光が、発光スポット１１Ｂの配置方向との直交面内（ｚ−ｘ平面内）で略平行な光線となって出射するように、指向角の変換を行うようになっている。なお、本変形例においてもカップリングレンズ２０Ａ全体では、複数の発光スポット１１Ｂの配置方向（ｙ軸方向）に沿ったレンズ作用が、光出射領域内における上記所定方向との直交方向（ｘ軸方向）に沿ったレンズ作用よりも小さくなっている。
【００６８】
このような構成のカップリングレンズ２０Ａを有する本変形例のプロジェクタ４においても、上記実施の形態のプロジェクタ１と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
【００６９】
［変形例３］
図１６（Ａ），（Ｂ）は、変形例３に係るプロジェクタ（プロジェクタ５）の概略構成および光路の一例を表すものである。なお、このプロジェクタ５は、本開示の「投射型表示装置」の一具体例に相当する。図１６（Ａ）はプロジェクタ５を上から（ｙ軸方向から）見たときの構成例および光路の一例を表し、図１６（Ｂ）はプロジェクタ５を横から（ｘ軸方向から）見たときの構成例および光路の一例を表す。
【００７０】
本変形例のプロジェクタ５は、照明光学系５Ａを備えている点で、照明光学系１Ａを備えたプロジェクタ１の構成と相違する。そこで以下では、プロジェクタ１との相違点について主に説明し、プロジェクタ１との共通点についての説明を適宜省略するものとする。なお、照明光学系５Ａは、本開示の「照明装置」の一具体例に相当する。
【００７１】
照明光学系５Ａは、照明光学系１Ａにおいて、カップリングレンズ２０Ａにおけるレンズ構成を変更したものに対応している。具体的には、照明光学系５Ａにおけるカップリングレンズ２０Ａは、照明光学系１Ａにおけるカップリングレンズ２０Ａと同様に、複数の発光スポットの配置方向（ｙ軸方向）に沿ったレンズ作用が生じない１または複数のシリンドリカルレンズを用いて構成されている。詳細には、ここではカップリングレンズ２０Ａは、凸レンズからなるシリンドリカルレンズ２４Ａからなる。すなわち、本変形例のカップリングレンズ２０Ａは、１つの凸レンズからなるシリンドリカルレンズ２４Ａのみを用いた構成となっている。
【００７２】
このような構成により本変形例では、上記実施の形態および変形例１，２とは異なり、入射したレーザ光を略平行化する機能（指向角の変換機能）は有していない。ただし、本変形例においてもカップリングレンズ２０Ａ全体では、複数の発光スポット１１Ｂの配置方向（ｙ軸方向）に沿ったレンズ作用が、光出射領域内における上記所定方向との直交方向（ｘ軸方向）に沿ったレンズ作用よりも小さくなっている。
【００７３】
このような構成のカップリングレンズ２０Ａを有する本変形例のプロジェクタ５においても、上記実施の形態のプロジェクタ１と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
【００７４】
［変形例４］
図１７（Ａ），（Ｂ）は、変形例４に係るプロジェクタ（プロジェクタ６）の概略構成を表すものである。なお、このプロジェクタ６は、本開示の「投射型表示装置」の一具体例に相当する。図１７（Ａ）はプロジェクタ６を上から（ｙ軸方向から）見たときの構成例を表し、図１７（Ｂ）はプロジェクタ６を横から（ｘ軸方向から）見たときの構成例を表す。
【００７５】
本変形例のプロジェクタ６は、照明光学系６Ａを備えていると共に空間変調素子６０として反射型の素子を用いている点で、照明光学系１Ａを備えたプロジェクタ１の構成と相違する。そこで、以下では、プロジェクタ１との相違点について主に説明し、プロジェクタ１との共通点についての説明を適宜省略するものとする。なお、照明光学系６Ａは、本開示の「照明装置」の一具体例に相当する。
【００７６】
照明光学系６Ａは、照明光学系１Ａにおいて、コンデンサレンズ５０の代わりにコンデンサレンズ５０Ａを設けるようにしたものである。このコンデンサレンズ５０Ａは、インテグレータ４０により形成された多光源からの光束を平行化し、偏光ビームスプリッタ５１を介してコンデンサレンズ５０Ｂへ照明させるレンズである。
【００７７】
また、本変形例では上記したように、空間変調素子６０が、例えば反射型の液晶パネル等の反射型の素子によって構成されている。したがって、プロジェクタ６はプロジェクタ１と比較して、コンデンサレンズ５０Ｂおよび偏光ビームスプリッタ５１を更に備えている。偏光ビームスプリッタ５１は、特定の偏光（例えばｐ偏光）を選択的に透過させると共に、他方の偏光（例えばｓ偏光）を選択的に反射させる光学部材である。また、空間変調素子６０は、入射時と出射時とにおける各偏光（例えば、ｓ偏光またはｐ偏光）が異なるものとなるように反射しつつ、光変調を行うようになっている。これにより、照明光学系６Ａ側から入射した光（例えばｓ偏光）が選択的に反射されて空間変調素子６０へ入射すると共に、この空間変調素子６０から出射した画像光（例えばｐ偏光）が選択的に透過し、投影光学系７０側へ入射するようになっている。コンデンサレンズ５０Ｂは、インテグレータ４０により形成され、コンデンサレンズ５０Ａおよび偏光ビームスプリッタ５１を介して入射した多光源からの光束を集光し、照明範囲６０Ａを重畳的に照明するレンズである。
【００７８】
このような構成からなる本変形例のプロジェクタ６においても、上記実施の形態のプロジェクタ１と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
【００７９】
［変形例５］
図１８（Ａ），（Ｂ）は、変形例５に係るプロジェクタ（プロジェクタ７）の概略構成を表すものである。なお、このプロジェクタ７は、本開示の「投射型表示装置」の一具体例に相当する。ここで、図１８（Ａ）はプロジェクタ７を上から（ｙ軸方向から）見たときの構成例を表し、図１８（Ｂ）はプロジェクタ７を横から（ｘ軸方向から）見たときの構成例を表す。
【００８０】
本変形例のプロジェクタ７は、照明光学系７Ａを備えている点で、照明光学系１Ａを備えたプロジェクタ１の構成と相違する。そこで、以下では、プロジェクタ１との相違点について主に説明し、プロジェクタ１との共通点についての説明を適宜省略するものとする。なお、照明光学系７Ａは、本開示の「照明装置」の一具体例に相当する。
【００８１】
照明光学系７Ａでは、複数（３つ）の光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが設けられている照明光学系１Ａ（および照明光学系３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ）とは異なり、１つの光源１０Ａのみが設けられていると共に、ダイクロイックミラー３０Ａ，３０Ｂが省略されている。光源１０Ａは、カップリングレンズ２０Ａの光軸上に配置されており、照明光学系７Ａでは、光源１０Ａから発せられた光が直接、カップリングレンズ２０Ａに入射するようになっている。
【００８２】
このように、照射光学系１Ａ内に１つの光源１０Ａのみが設けられている本変形例のプロジェクタ７においても、上記実施の形態のプロジェクタ１と同様の作用により、同様の効果を得ることが可能である。
【００８３】
＜その他の変形例＞
以上、実施の形態および変形例を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【００８４】
例えば、上記実施の形態等では、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうちの光源１０Ａのみが複数の発光スポット１１Ｂを有している例について説明したが、これには限られず、光源１０Ｂ，１０Ｃについても同様に複数の発光スポット１１Ｂを有しているようにしてもよい。その場合にも、カップリングレンズ２０Ｂ，２０Ｃの構成を、上記実施の形態等で説明したカップリングレンズ２０Ａと同様の構成とすることにより、同様の効果を得ることが可能である。また、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからの各射出光における波長同士を、任意に入れ替えた構成も可能である。更に、光源１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ全体を一体化されたパッケージ構造としたうえで、上記実施の形態等で説明した光源１０Ａと同様の構成としてもよい。その場合にも、上記実施の形態等で説明したカップリングレンズ２０Ａの構成を採用することにより、同様の効果を得ることが可能である。
【００８５】
また、上記実施の形態等では、照明光学系１Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａが、平行光をフライアイレンズ４０Ａに入射させる無限光学系を含んで構成されていたが、収束光（または発散光）をフライアイレンズ４０Ａに入射させる有限光学系を含んで構成されていてもよい。この場合には、上記実施の形態等において、カップリングレンズ２０Ａ〜２０Ｃの代わりに、光源１０Ａ〜１０Ｃから発せられた光を収束するか、または発散する機能を有するカップリングレンズ（指向角変換素子）を配置すればよい。
【００８６】
更に、上記実施の形態等において説明した各照明光学系および各プロジェクタにおける特徴的部分の構成同士を、任意の組み合わせで兼ね備えるようにしてもよい。具体的には、例えば、実施の形態の照明光学系１Ａの構成と、変形例１〜５の各照明光学系３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａの構成とを組み合わせてもよい。
【００８７】
加えて、上記実施の形態等では、本技術を投射型表示装置に適用した場合について説明されていたが、他の表示装置に適用することももちろん可能である。例えば、図１９に示したように、本技術をリアプロジェクション表示装置９（直視型表示装置）に適用することも可能である。このリアプロジェクション表示装置９は、照明光学系１Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａ（またはこれらのうちの任意の組み合わせ）を含むプロジェクタ１，３，４，５，６，７等と、プロジェクタ１，３，４，５，６，７等（投影光学系７０）から投射された画像光を映し出す透過型スクリーン９０とを備えている。このように、リアプロジェクション表示装置９の照明光学系として、照明光学系１Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａ等を用いることにより、照明光（画像光，表示光）の高輝度化を図りつつ、簡易な構成で光利用効率を向上させることができ、表示画質を向上させることが可能となる。
【００８８】
また、上記実施の形態等では、空間変調素子６０が透過型または反射型の素子によって構成されている場合について説明したが、これには限られず、例えば、空間変調素子６０がデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）によって構成されていてもよい。
【００８９】
更に、本技術では、複数の発光スポット１１Ｂを有する固体発光素子１１において、チップ１１Ａが、ＬＤと光学結晶（波長変換結晶）とを含むＳＨＧ（Second Harmonic Generation）レーザを用いて構成されているようにしてもよい。
【００９０】
加えて、上記実施の形態等では、照明光学系および表示装置の各構成要素（光学系）を具体的に挙げて説明したが、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。
【００９１】
また、上記実施の形態等では、本開示の照明装置の用途として、投射型等の表示装置を例に挙げて説明したが、これには限られず、例えばステッパ等の露光装置にも適用することが可能である。
【００９２】
なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
所定方向に沿って配置された複数の発光スポットからなる光射出領域から光を発する固体発光素子を含む１または複数の光源と、
前記固体発光素子側から入射した光が通過して出射する光学部材と
を備え、
前記光学部材は、前記固体発光素子側から入射した光の指向角を変換する１または複数のカップリングレンズを有し、
前記固体発光素子は、単一もしくは複数の波長帯の光を発する単一のチップ、または同一の波長帯もしくは互いに異なる波長帯の光を発する複数のチップからなり、
前記複数の発光スポットを有する固体発光素子では、前記チップがレーザダイオードを含んで構成され、
前記１または複数のカップリングレンズのうち、前記複数の発光スポットを有する固体発光素子から出射されたレーザ光が入射する第１カップリングレンズでは、前記所定方向に沿ったレンズ作用が、前記光出射領域内における前記所定方向との直交方向に沿ったレンズ作用よりも小さい
照明装置。
（２）
前記第１カップリングレンズが、前記所定方向に沿ったレンズ作用が生じない１または複数のシリンドリカルレンズを用いて構成されている
上記（１）に記載の照明装置。
（３）
前記第１カップリングレンズが、凹レンズからなる第１シリンドリカルレンズと、凸レンズからなる第２シリンドリカルレンズとを用いて構成されている
上記（２）に記載の照明装置。
（４）
前記第１シリンドリカルレンズは、入射したレーザ光の径を広げるものであり、
前記第２シリンドリカルレンズは、前記第１シリンドリカルレンズによって径が広げられたレーザ光を、前記所定方向との直交面内で略平行な光線として出射するものである
上記（３）に記載の照明装置。
（５）
前記第１カップリングレンズが、凹レンズからなるシリンドリカルレンズと、凸レンズからなるアナモルフィックレンズとを用いて構成されている
上記（２）に記載の照明装置。
（６）
前記第１カップリングレンズが、凸レンズからなる複数のシリンドリカルレンズを用いて構成されている
上記（２）に記載の照明装置。
（７）
前記第１カップリングレンズは、入射したレーザ光が前記所定方向との直交面内で略平行な光線となって出射するように、前記指向角の変換を行う
上記（２）ないし（６）のいずれかに記載の照明装置。
（８）
前記第１カップリングレンズが、凸レンズからなる１つのシリンドリカルレンズを用いて構成されている
上記（２）に記載の照明装置。
（９）
前記光学部材が、
前記１または複数のカップリングレンズと、
前記カップリングレンズを通過した光が照明する所定の照明範囲における輝度分布を均一化するインテグレータと
を有する上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の照明装置。
（１０）
前記インテグレータにおける光入射面上に、前記カップリングレンズ側から入射する光束によって、前記所定方向に沿って複数の輝度分布領域が個別に形成されている
上記（９）に記載の照明装置。
（１１）
前記インテグレータにおいて、以下の［１］式および［２］式を満たす
上記（１０）に記載の照明装置。
φｘ≧φｋｘ                              ……［１］
φｙ≧（φ１ｙ／２）＋（φｎｙ／２）＋ｄ  ……［２］
但し、
φｘ：前記光入射面における前記所定方向との直交方向に沿った前記インテグレータの有効サイズ
φｙ：前記光入射面における前記所定方向に沿った前記インテグレータの有効サイズ
φｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ（ｎ：２以上の整数））：前記複数の輝度分布領域を形成する各光束
φｋｘ：前記φｋにおける前記所定方向との直交方向に沿った光束サイズ
φ１ｙ：φ１における前記所定方向に沿った光束サイズ
φｎｙ：φｎにおける前記所定方向に沿った光束サイズ
ｄ：前記所定方向に沿ったφ１，φｎ同士の中心間距離
（１２）
前記インテグレータが、前記光入射面上に複数の単位セルを有する１または複数のフライアイレンズを用いて構成されており、
以下の［３］式を満たす
上記（１０）または（１１）に記載の照明装置。
φｋｘ＞２．３ｐ  ……［３］
但し、
φｋ（ｋ＝１，２，…，ｎ（ｎ：２以上の整数））：前記複数の輝度分布領域を形成する各光束
φｋｘ：前記φｋにおける前記所定方向との直交方向に沿った光束サイズ
ｐ：前記単位セルのピッチ
（１３）
前記光源が、前記固体発光素子を内蔵したパッケージ、または前記固体発光素子を基材上に支持するパッケージとなっている
上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の照明装置。
（１４）
前記複数の発光スポットを有する固体発光素子では、前記チップが、前記レーザダイオードと光学結晶とを含むＳＨＧ（Second Harmonic Generation）レーザを用いて構成されている
上記（１）ないし（１３）のいずれかに記載の照明装置。
（１５）
照明光学系と、
入力された映像信号に基づいて前記照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する空間変調素子と、
前記空間変調素子で生成された画像光を投射する投影光学系と
を備え、
前記照明光学系は、
所定方向に沿って配置された複数の発光スポットからなる光射出領域から光を発する固体発光素子を含む１または複数の光源と、
前記固体発光素子側から入射した光が通過して出射する光学部材と
を備え、
前記光学部材は、前記固体発光素子側から入射した光の指向角を変換する１または複数のカップリングレンズを有し、
前記固体発光素子は、単一もしくは複数の波長帯の光を発する単一のチップ、または同一の波長帯もしくは互いに異なる波長帯の光を発する複数のチップからなり、
前記複数の発光スポットを有する固体発光素子では、前記チップがレーザダイオードを含んで構成され、
前記１または複数のカップリングレンズのうち、前記複数の発光スポットを有する固体発光素子から出射されたレーザ光が入射する第１カップリングレンズでは、前記所定方向に沿ったレンズ作用が、前記光出射領域内における前記所定方向との直交方向に沿ったレンズ作用よりも小さい
投射型表示装置。
（１６）
照明光学系と、
入力された映像信号に基づいて前記照明光学系からの光を変調することにより、画像光を生成する空間変調素子と、
前記空間変調素子で生成された画像光を投射する投影光学系と、
前記投影光学系から投射された画像光を映し出す透過型スクリーンと
を備え、
前記照明光学系は、
所定方向に沿って配置された複数の発光スポットからなる光射出領域から光を発する固体発光素子を含む１または複数の光源と、
前記固体発光素子側から入射した光が通過して出射する光学部材と
を備え、
前記光学部材は、前記固体発光素子側から入射した光の指向角を変換する１または複数のカップリングレンズを有し、
前記固体発光素子は、単一もしくは複数の波長帯の光を発する単一のチップ、または同一の波長帯もしくは互いに異なる波長帯の光を発する複数のチップからなり、
前記複数の発光スポットを有する固体発光素子では、前記チップがレーザダイオードを含んで構成され、
前記１または複数のカップリングレンズのうち、前記複数の発光スポットを有する固体発光素子から出射されたレーザ光が入射する第１カップリングレンズでは、前記所定方向に沿ったレンズ作用が、前記光出射領域内における前記所定方向との直交方向に沿ったレンズ作用よりも小さい
直視型表示装置。
【符号の説明】
【００９３】
１，３，４，５，６，７…プロジェクタ、１Ａ，３Ａ，４Ａ，５Ａ，６Ａ，７Ａ…照明光学系、２…スクリーン、９…リアプロジェクション表示装置、９０…透過型スクリーン、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…光源、１１…固体発光素子、１１Ａ…チップ、１１Ｂ…発光スポット、１２…パッケージ、１３…ステム、１３Ａ…支持基板、１３Ｂ…外枠基板、１３Ｃ…接続端子、１４…キャップ、１４Ａ…筒部、１４Ｂ…光透過部、１５…サブマウント、１６…ワイヤ、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…カップリングレンズ、２１Ａ，２２Ａ，２４Ａ…シリンドリカルレンズ、２３Ａ…アナモルフィックレンズ、３０…光路合成素子、３０Ａ，３０Ｂ…ダイクロイックミラー、４０…インテグレータ、４０Ａ，４０Ｂ…フライアイレンズ、４１，４２…セル、５０…コンデンサレンズ、５１…偏光ビームスプリッタ、６０…空間変調素子、６０Ａ…照明範囲、７０…投影光学系。
【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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【図１５】
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【図１６】
0005910324.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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