(57)【要約】【課題】  簡易な構成により光利用効率を高めることができる照明装置及びプロジェクタを提供すること。【解決手段】  光を射出する光源３１Ｒと、光源３１Ｒから射出された光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光素子３４と、光源３１Ｒから離間した位置に設けられ、反射型偏光素子３４で反射された光が入射され、その光を反射型偏光素子３４の方向へ反射させる第１の反射部１５と、光源３１Ｒに設けられ、反射型偏光素子３４で反射され光源３１Ｒの方向へ進行する光を反射型偏光素子３４の方向へ反射させる第２の反射部１６とを備え、光源３１Ｒから射出された光の中心光線Ｏが反射型偏光素子３４の法線に対して所定の角度をなすように反射型偏光素子３４が配置されていることを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を射出する光源と、
該光源から射出された光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光素子と、
前記光源から離間した位置に設けられ、前記反射型偏光素子で反射された光が入射され、その光を前記反射型偏光素子の方向へ反射させる第１の反射部と、
前記光源に設けられ、前記反射型偏光素子で反射され前記光源の方向へ進行する光を前記反射型偏光素子の方向へ反射させる第２の反射部とを備え、
前記反射型偏光子に入射する前記光源からの光の中心光線が前記反射型偏光素子の法線に対して所定の角度をなすように前記反射型偏光素子が配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光源から射出された光を略平行化する平行化光学系を備えることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１の反射部が前記光源に隣接して配置されるとともに、前記平行化光学系を通過した前記光源からの光の中心光線及び前記平行化光学系を通過した前記第１の反射部により反射された光の中心光線と、前記平行化光学系の光軸とのなす角が略等しくなるように前記光源及び前記第１の反射部が配置されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光源と前記第１の反射部との少なくとも一方が、前記平行化光学系の光軸に向けて傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源は、前記光の中心光線と前記平行化光学系の光軸とが一致するように配されるとともに、前記反射型偏光素子が前記光源から射出された光を前記第１の反射部に向かって反射するように傾斜していることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の照明装置と、
該照明装置から射出された光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
該空間光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及びプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタの光源として、固体発光素子を用いることが提案されている。特に、固体発光素子である発光ダイオード（以下、「ＬＥＤ」という。）は、超小型、超軽量、長寿命であるという特徴を有する。また、ＬＥＤは、照明目的で用いるための開発、改良によって、高輝度化及び高効率化が図られている。このことから、プロジェクタの小型化及び低消費電力化を図るために、プロジェクタの照明装置にＬＥＤを用いることが期待されている。
【０００３】
ＬＥＤを用いたプロジェクタとして、ロッドインテグレータの入射端面に反射面、ロッドインテグレータの射出側に偏光変換素子をそれぞれ設けたプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載のプロジェクタに備えられたロッドインテグレータの入射端面には、光源から光を入射させる開口部が設けられている。これにより、開口部から入射した光は反射型偏光素子で反射され再びロッドインテグレータ内を導光し反射面において反射され、反射型偏光素子に戻るようになっている。
【０００４】
また、照明装置から射出される光を揃える方法として、ＰＢＳプリズムを使用する方法が提案されている。この方法は、ＬＥＤから射出された光をコリメートレンズで平行化した後、ＰＢＳプリズムに入射させる。ＰＢＳプリズムに入射された光のうち、特定の振動方向の偏光のみを透過し、その他の光線は反射して光路が９０度曲げられる。ここで、はじめに透過した光の光路上には位相板（λ／２板）が設けられているため、偏光方向が変わり、結果として同じ偏光方向の光を得ることが可能になる。
【特許文献１】特開２００３−５７４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載されている技術では、ロッドインテグレータの入射端面には光源からの光を入射させる開口部が設けられていることから、反射型偏光板で反射された光が開口部から外部に射出されてしまい、ロッドインテグレータによる光のリサイクル効率が低下する場合がある。さらに、反射型偏光板で反射された光が、開口部を通過して充分に光源に戻ったとしても、光源に備えられた反射部となる電極は、光反射率がそれ程高くない。このため、光のロスが生じてしまい、リサイクル効率が低下するという問題がある。また、アレイ状のＬＥＤからの光を効率良くロッドインテグレータに入射させるためには、ＬＥＤを配置する領域に対応してロッドインテグレータを大型にすること、ＬＥＤに対応して複数の開口部をロッドインテグレータに設けること等の措置をとる必要を生じる。
また、照明装置から射出される光を揃える方法では、反射面を用い光源から射出された光を反射させているため、照明装置全体が大きくなってしまい、コストが上がってしまう。
【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、簡易な構成により光利用効率を高めることができる照明装置及びプロジェクタ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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の照明装置は、光を射出する光源と、該光源から射出された光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光素子と、前記光源から離間した位置に設けられ、前記反射型偏光素子で反射された光が入射され、その光を前記反射型偏光素子の方向へ反射させる第１の反射部と、前記光源に設けられ、前記反射型偏光素子で反射され前記光源の方向へ進行する光を前記反射型偏光素子の方向へ反射させる第２の反射部とを備え、前記反射型偏光子に入射する前記光源からの光の中心光線が前記反射型偏光素子の法線に対して所定の角度をなすように前記反射型偏光素子が配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る照明装置では、光源から射出された光は、反射型偏光素子に入射する。そして、反射型偏光素子に入射した光のうち特定の振動方向の偏光光は透過し、これに対して、特定の振動方向以外の他の振動方向の光は、反射型偏光素子で反射され光源方向に向かう。反射型偏光素子から光源側に向かった光は、光源とは離間した位置に設けられた第１の反射部で反射され、再び反射型偏光素子に向かって進行する。そして、反射型偏光素子に入射した光のうち特定の振動方向以外の他の振動方向の光は、反射型偏光素子で反射され光源に向かい、光源に設けられた第２の反射部により反射され、再び反射型偏光素子に向かって進行する。ここで、第２の反射部の方は例えば、反射部が電極を兼ねる等、種々の制約により反射率をあまり高くすることができない。それに対し本発明では、第１の反射部が、光源とは離間した位置に独立して設けられているので、第１の反射部として反射率の高い材料を選択することにより、反射型偏光素子で反射された光を効率良く再び反射型偏光素子に反射させることができる。したがって、第１，第２の反射部と反射型偏光素子との光路を偏光光が循環（リサイクル）する過程において、反射型偏光素子で特定の振動方向の偏光光を効率良く取り出すことが可能となる。
【０００９】
また、本発明の照明装置は、前記光源から射出された光を略平行化する平行化光学系を備えることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、光源から射出された光を平行光光学系によって略平行化するため、光源から射出された光は反射型偏光板に対して略垂直な方向から入射することになる。すなわち、光を反射型偏光板に対して略垂直な方向から入射させることにより、光源から射出された光を効率良く分離することができる。
【００１０】
また、本発明の照明装置は、前記第１の反射部が前記光源に隣接して配置されるとともに、前記平行化光学系を通過した前記光源からの光の中心光線及び前記平行化光学系を通過した前記第１の反射部により反射された光の中心光線と、前記平行化光学系の光軸とのなす角が略等しくなるように前記光源及び前記第１の反射部が配置されていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る照明装置では、第１の反射部が光源に隣接して配置されているため、光源及び第１の反射部を配置し易くなるとともに、照明装置全体のコンパクト化を図ることが可能となる。また、平行化光学系とのなす角が略等しくなるように光源及び第１の反射部を配置することにより、反射型偏光素子で反射した光を効率良く第１の反射部に導くことができる。
【００１２】
また、本発明の照明装置は、前記光源と前記第１の反射部との少なくとも一方が、前記平行化光学系の光軸に向けて傾斜していることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、光源と第１の反射部との少なくとも一方が、平行化光学系の光軸に向けて傾斜しているため、光源及び第１の反射部の配置の制約が少ないので、生産性を向上させることが可能となる。また、光源から射出された光が第１の反射部で効率良く反射されるように光源を傾斜させたり、また、反射型偏光素子で反射した光が第１の反射部によって効率良く反射されるように第１の反射部を傾斜させたりすることで、光利用効率を向上させることが可能である。
【００１３】
また、本発明の照明装置は、前記光源は、前記光の中心光線と前記平行化光学系の光軸とが一致するように配されるとともに、前記反射型偏光素子が前記光源から射出された光を前記第１の反射部に向かって反射するように傾斜していることが好ましい。
本発明に係る照明装置では、光源から射出された光の中心光線と平行化光学系の光軸とが一致しているため、光源から射出された光を平行化光学系により効率良く反射型偏光素子に導くことができ、さらに、反射型偏光素子が傾斜しているため、より多くの光を第１の反射部に反射させることが可能となる。
【００１４】
本発明のプロジェクタは、上記の照明装置と、該照明装置から射出された光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、該空間光変調装置により変調された光を投射する投射装置とを備えることを特徴とする。
本発明に係るプロジェクタでは、照明装置より射出された光は空間光変調装置に入射される。そして、空間光変調装置により変調された画像が、投射装置によって投影される。このとき、照明装置より射出される光は、上述したように、高い利用効率で特定の方向に振動する光に揃えられているため、空間光変調装置を通過する際、光量を落とすことがないので、高い消光比を維持するとともに、明るさが均一な画像を投射することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１６】
次に、本発明の第１実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタ１は、図１に示すように、画像信号に応じた光をスクリーン６０に投射し、スクリーン６０に対してプロジェクタ１と同じ側から投射像を観察する、いわゆるフロント型プロジェクタである。
【００１７】
プロジェクタ１は、赤色光（以下、「Ｒ光」という。）を射出するＲ光用照明装置（照明装置）１０Ｒと、緑色光（以下、「Ｇ光」という。）を射出するＧ光用照明装置（照明装置）１０Ｇと、青色光（以下、「Ｂ光」という。）を射出するＢ光用照明装置（照明装置）１０Ｂと、それぞれの照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂから射出されたＲ、Ｇ、Ｂの輝度を画像信号に応じて変調する透過型液晶ライトバルブ（空間光変調装置）２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂと、変調された各色光を合成してカラー画像とするダイクロイックプリズム４０と、ダイクロイックプリズム４０から射出されたカラー画像をスクリーン６０に投射する投射レンズ（投射装置）５０とを備えている。
【００１８】
Ｒ光用照明装置１０Ｒは、４つの光源部１１Ｒ、１２Ｒ、１３Ｒ、１４Ｒと、各光源部１１Ｒ〜１４Ｒに対応して設けられたロッドインテグレータ２１Ｒ、２２Ｒ、２３Ｒ、２４Ｒと、各ロッドインテグレータ２１Ｒ〜２４Ｒの射出端面に配された中空ロッドインテグレータ２５Ｒとを備えている。また、Ｇ光用照明装置１０Ｇも同様に、４つの光源部１１Ｇ、１２Ｇ、１３Ｇ、１４Ｇを有し、Ｂ光用照明装置１０Ｂは、１つの光源部１１Ｂを有している。
【００１９】
また、ロッドインテグレータ２１Ｒ〜２４Ｒは、中実のガラスや樹脂などの透明な部材でできており、各光源部１１Ｒ〜１４Ｒから射出された光を中空ロッドインテグレータ２５Ｒに導くとともに、内部で全反射を繰り返すことにより、光源部１１Ｒ〜１４Ｒから照射された光の照度分布を略均一にしている。
また、中空ロッドインテグレータ２５Ｒは中空のロッドであり、アルミ蒸着されたロッドの内面で全反射を繰り返すことにより、光源部１１Ｒ〜１４Ｒから照射された光の照度分布を略均一にし、透過型液晶ライトバルブ２０Ｒに均一な照明を照射するようになっている。
【００２０】
次に、各光源部１１Ｒ〜１４Ｒの構成を、図２に示すような簡略図を用いて説明する。また、各光源部１１Ｒ〜１４Ｒの詳細については後ほど図３を用いて説明する。
各光源部１１Ｒ〜１４Ｒは、いずれも、図２に示すように、光を射出する発光部であるＲ光用ＬＥＤ（光源）３１Ｒと、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出された光を略平行化するコリメータレンズ（平行化光学系）３２と、コリメータレンズ３２の射出側に配されたλ／４位相板３３と、λ／４位相板３３に直接接触するとともに、λ／４位相板３３を透過した光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光板（反射型偏光素子）３４と、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出された光を集光させてロッドインテグレータ２１Ｒに入射させる集光レンズ３５とを備えている。なお、図２において、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出された光の光路を分かりやすく説明するために、λ／４位相板３３と反射型偏光板３４とを間隔を開けて配置している。
また、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒの発光部の大きさは約４ｍｍ×２ｍｍとなっている。
【００２１】
Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒには、反射型偏光板３４で反射されＲ光用ＬＥＤ３１Ｒ側へ進行する光をコリメータレンズ３２の方向へ反射させる反射ミラー（第１の反射部）１５が隣接して設けられている。また、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出された光の中心光線Ｏが、コリメータレンズ３２を通過することにより曲げられ、反射型偏光板３４の法線（本実施形態では光源部１１Ｒの中心軸Ｌ、すなわち、コリメータレンズ３２の光軸Ｌ）に対して所定の角度をなすように反射型偏光板３４が配置されている。このとき、本実施形態では、反射ミラー１５をＲ光用ＬＥＤ３１Ｒに隣接して配置されるとともに、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出されコリメータレンズ３２により曲げられた光の中心光線Ｏ及び反射ミラー１５により反射されコリメータレンズ３２により曲げられた光の中心光線Ｍと、コリメータレンズ３２の光軸Ｌとのなす角（図中に示す角度α及び角度β）が略等しくなるようにＲ光用ＬＥＤ３１Ｒ及び反射ミラー１５を配置させることが好ましい。
また、中心光線Ｏ及び中心光線Ｍは、反射型偏光板３４の法線Ｌと平行に射出される光線であって、かつ、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒ及び反射ミラー１５の略中心から射出される光線である。
【００２２】
さらに、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒには、反射型偏光板３４で反射され、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒの方向へ進行する光をコリメータレンズ３２の方向へ反射させる反射部１６（第２の反射部）が設けられている。
反射ミラー１５及び反射部１６は、光反射率の高い部材、例えば、アルミニウムや銀等の金属部材によって構成されている。この反射ミラー１５及び反射部１６を金属部材で構成することにより、耐熱性に優れた構成となる。これにより、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒに戻った光は、反射ミラー１５あるいは反射部１６で反射されて再びコリメータレンズ３２の方向へ進行する。コリメータレンズ３２を透過して再びλ／４位相板３３に入射する光のうち円偏光は、例えば、直線偏光であるｐ偏光光に変換される。特定の振動方向の偏光光であるｐ偏光光は、反射型偏光板３４を透過することが可能となっている。これに対して、再度、λ／４位相板３３を透過することにより特定の振動方向とは異なる他の振動方向に変換された直線偏光は、反射型偏光板３４で反射され、上述の循環を繰り返すようになっている。
【００２３】
次に、光源部１１Ｒの詳細について説明する。
光源部１１Ｒは、図３に示すように、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒと、コリメータレンズ３２と、λ／４位相板３３と、反射型偏光板３４と、集光レンズ３５とが支持基板３６により一体化された光源ユニットとなっている。
また、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒは、チップ３１ａが実装されたパッケージの形になっている。また、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒには、支持基板３６に固定するＬＥＤ固定板３７が設けられており、このＬＥＤ固定板３７は、導通するための回路基板の機能が備えられている。さらに、ＬＥＤ固定板３７は、Ｘ，Ｙ方向（光軸ＬをＺ方向とする）に移動可能であり、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒの位置を調整可能となっている。さらに、ＬＥＤ固定板３７の背面３７ａには、熱的に接続されるとともにＲ光用ＬＥＤ３１Ｒの発光の際に生じた熱をＬＥＤ固定板３７を介して放熱する放熱板３８が備えられている。
【００２４】
コリメータレンズ３２，集光レンズ３５は、２枚組で構成されており、これらは鏡筒３９ａ，３９ｂ内に収納されている。これらの鏡筒３９ａ，３９ｂは、Ｚ方向に移動，調整可能となっている。
なお、コリメータレンズ３２及び集光レンズ３５とも２枚組構成としたが、１枚でも良く、また、３枚以上であっても良い。
【００２５】
また、各光源部１１Ｇ〜１４Ｇは、Ｒ光用ＬＥＤ（光源）３１Ｒに代えてＧ光用ＬＥＤ３１Ｇを有し、光源部１１Ｂは、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒに代えてＢ光用ＬＥＤ３１Ｂを有している点の他は光源部１１Ｒ〜１４Ｒと同様の構成を有している。
【００２６】
中空ロッドインテグレータ２５Ｒから射出されたＲ光は、図１に示すように、透過型液晶ライトバルブ２０Ｒに入射するようになっている。中空ロッドインテグレータ２５Ｒの光が伝播する部分の断面は、透過型液晶ライトバルブ２０Ｒの変調領域と略同一の形状を有している。中空ロッドインテグレータ２５Ｒと透過型液晶ライトバルブ２０Ｒとは互いに接合することで、中空ロッドインテグレータ２５Ｒから射出されたＲ光は、直接透過型液晶ライトバルブ２０Ｒへ入射するようになっている。また、透過型液晶ライトバルブ２０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置であり、透過型液晶ライトバルブ２０Ｒで変調された光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム４０に入射するようになっている。
【００２７】
Ｇ光用照明装置１０Ｇは、図１に示すプラスＺ方向へＧ光を射出させるようになっている。光源部１１Ｇ〜１４Ｇからの光は、ロッドインテグレータ２１Ｇ、２２Ｇ、２３Ｇ、２４Ｇによって中空ロッドインテグレータ２５Ｇへ導かれる。中空ロッドインテグレータ２５ＧからのＧ光は、透過型液晶ライトバルブ２０Ｇに入射するようになっている。中空ロッドインテグレータ２５Ｇと透過型液晶ライトバルブ２０Ｇとは、互いに接合している。また、透過型液晶ライトバルブ２０Ｇは、Ｇ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置であり、Ｇ光用空間光変調装置２０Ｇで変調された光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム４０に入射するようになっている。
【００２８】
Ｂ光用照明装置１０Ｂは、図１に示すマイナスＸ方向へＢ光を射出させるようになっている。光源部１１Ｂは、Ｂ光用照明装置１０ＢからのＢ光の出射方向に対して略垂直なマイナスＺ方向を向けて設けられている。光源部１１Ｂの出射側には、テーパロッド２６が設けられている。テーパロッド２６は、入射面より出射面が大きい構造体であって、透明部材によって構成されている。光源部１１ＢからのＢ光はテーパロッド２６によって中空ロッドインテグレータ２７へ広げられる。テーパロッド２７は、界面における全反射によって光軸方向へ光を揃える機能も果たしている。中空ロッドインテグレータ２７へ入射した光は、三角プリズム２８で角度を９０度変換され、中空ロッドインテグレータ２５Ｂへ導かれる。Ｂ光用照明装置１０Ｂは、テーパロッド２６から中空ロッドインテグレータ２５Ｂまでの構成によって強度分布が均一化されるようになっている。
【００２９】
中空ロッドインテグレータ２５ＢからのＢ光は、透過型液晶ライトバルブ２０Ｂに入射するようになっている。中空ロッドインテグレータ２５Ｂと透過型液晶ライトバルブ２０Ｂとは、互いに接合している。また、透過型液晶ライトバルブ２０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。透過型液晶ライトバルブ２０Ｂで変調された光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム４０に入射するようになっている。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム４０は、Ｂ光を反射し、Ｒ光、Ｇ光を透過するダイクロイック膜と、Ｒ光を反射し、Ｂ光、Ｇ光を透過するダイクロイック膜とをＸ字型に直交して配置して構成されている。クロスダイクロイックプリズム４０は、各空間光変調装置２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。クロスダイクロイックプリズム４０で合成された光は、投射レンズ５０によってスクリーン６０へ投射される。
【００３１】
次に、以上の構成からなる本実施形態のプロジェクタ１を用いて、画像をスクリーン６０に投射する方法について説明する。
なお、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒ，Ｇ光用ＬＥＤ３１Ｇ，Ｂ光用ＬＥＤ３１Ｂから射出された各色光についての作用は同一であるので、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出された赤色光についての作用を説明し、その他の緑色光、青色光についての作用は説明を省略する。
【００３２】
まず、Ｒ光用照明装置１０ＲのＲ光用ＬＥＤ３１Ｒに電流が供給されると、図２に示すように、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから赤色光がコリメータレンズ３２に向けて射出される。
コリメータレンズ３２に入射した赤色光は平行化され、反射型偏光板３４に入射されｐ偏光光のみが透過される。このとき、図４に示すように、Ｒ光用ＬＥＤ３１ＲのＡ点から射出された光の光路は、コリメータレンズ３２のＢ点を通過し、λ／４位相板３３及び反射型偏光板３４のＣ点に到達する。その後、反射型偏光板３４を透過した赤色光のｐ偏光は、集光レンズ３５により集光され、各ロッドインテグレータ２１Ｒ〜２４Ｒに入射される。このときの反射型偏光板３４を透過したｐ偏光光の光路は、集光レンズ３５のＤ点を通過し、チップ像のＥ点に到達する。
【００３３】
一方、反射型偏光板３４において、反射された赤色光のｓ偏光は、λ／４位相板３３及びコリメータレンズ３２を透過し、反射ミラー１５に入射する。このときの反射型偏光板３４を反射したｓ偏光光の光路は、コリメータレンズ３２のＢ１点を通過し、反射ミラー１５のＡ１点に結像する。その後、反射ミラー１５に入射した赤色光は反射され、再びコリメータレンズ３２に向けて進行する。
【００３４】
このように、反射型偏光板３４を透過しないｓ偏光は、反射型偏光板３４と反射部１６との間を行き来するが、２回λ／４位相板３３を透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、反射型偏光板３４で反射された直線偏光のうち一部の直線偏光を再度反射型偏光板３４に入射させるまでに偏光軸が９０度回転して、ｐ偏光に変換することになる。このようにしてｐ偏光に変換された光は、反射型偏光板３４を透過することになる。
このときの反射ミラー１５を反射したｓ偏光光の光路は、コリメータレンズ３２のＢ２点を通過し、λ／４位相板３３及び反射型偏光板３４のＣ１点を経由する。そして、ｐ偏光に変換された光が反射型偏光板３４を透過して、集光レンズ３５のＤ点を通過し、チップ像のＥ１点に到達する。
【００３５】
そして、ロッドインテグレータ２１Ｒ〜２４Ｒ内を導光し、各ロッドインテグレータ２１Ｒ〜２４Ｒから入射した光の照度分布が、中空ロッドインテグレータ２５Ｒにより均一化される。その後、中空ロッドインテグレータ２５Ｒから射出された光は、透過型液晶ライトバルブ２０Ｒに入射され、プロジェクタ１に入力された映像信号に基づいて変調され、ダイクロイックプリズム４０に向けて射出される。
【００３６】
ダイクロイックプリズム４０には、同様に、映像信号に基づいて変調された緑色光のｐ偏光及び青色光のｐ偏光も入射される。これらの色光が、青色光を反射する青色光反射ダイクロイック膜と赤色光を反射する赤色光反射ダイクロイック膜とによって合成されてカラー画像を表す光が形成され、投射レンズ５０に向けて射出される。投射レンズ５０は、カラー画像を表す光をスクリーン６０に向けて拡大投射して、カラー画像を表示する。
【００３７】
ここで、本実施形態の比較として、図５に示すように、反射ミラー１５を用いず、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出する光の中心光線Ｏとコリメータレンズ３２の光軸Ｌとを一致させて配置した光源部６５を用いて説明する。この構成の場合、上述した光源部１１Ｒのときと同様に、Ｒ光用ＬＥＤ３１ＲのＡ点から射出された光路は、コリメータレンズ３２のＢ点を通過し、λ／４位相板３３及び反射型偏光板３４のＣ点に到達する。そして、反射型偏光板３４を透過したｐ偏光光の光路は、集光レンズ３５のＤ点を通過し、チップ像のＥ点に到達する。
【００３８】
一方、反射型偏光板３４を反射したｓ偏光光の光路は、コリメータレンズ３２のＢ１点を通過し、反射部１６のＡ１点に結像する。次いで、反射部１６を反射したｓ偏光光の光路は、コリメータレンズ３２のＢ２点を通過し、λ／４位相板３３及び反射型偏光板３４のＣ１点を経由する。そして、ｐ偏光に変換された光が反射型偏光板３４を透過して、集光レンズ３５のＤ点を通過し、チップ像のＥ１点に到達する。
比較例の光源部６５によれば、反射部１６の反射率が低い場合、例えば、反射率が５０％であると、反射型偏光板３４に戻る光は、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから発光した光量の半分になってしまい、光の利用効率が低下してしまう。
【００３９】
本実施形態に係る照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂによれば、反射ミラー１５が、光源とは離間した位置に独立して設けられているので、反射ミラー１５として反射率の高い材料を選択することにより、反射型偏光板３４で反射された光を効率良く再び反射型偏光板３４に反射させることができる。また、反射ミラー１５として反射率の高い材料を選択しなくとも、反射ミラー１５が光源とは離間した位置に独立して設けられているので、反射型偏光板３４で反射された光をＬＥＤを介さず反射することができ、ＬＥＤ自体の光の吸収による光の利用効率の低下を軽減することもできる。
したがって、反射ミラー１５及び反射部１６と反射型偏光板３４との光路を偏光光が循環（リサイクル）する過程において、反射型偏光板３４で特定の振動方向の偏光光を効率良く取り出すことが可能となる。さらに、照明装置１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを用いることにより、高い利用効率で特定の方向に振動する光に揃えられているため、透過型液晶ライトバルブ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを通過する際、光量を落とすことがないので、高い消光比を維持するとともに、明るさが均一な画像を投射することが可能となる。
【００４０】
なお、本実施形態において、コリメータレンズ３２を用いなくても、上述と同様の効果を得られるが、コリメータレンズ３２を備えることにより、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出された光をコリメータレンズ３２によって略平行化するため、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出された光は反射型偏光板３４に対して略垂直な方向から入射することになる。このように、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出された光を反射型偏光板３４に対して略垂直な方向から入射させることにより、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出された光を効率良く分離することができる。
なお、平行化光学系としては、コリメータレンズ３２を用いたが、これに限らず、例えば、リフレクタ、コリメータレンズとリフレクタとの組合せ、のいずれかであっても良い。平行化光学系としてコリメータレンズ、リフレクタ、コリメータレンズとリフレクタとの組合せのいずれかを設けることにより、Ｒ光用ＬＥＤ３１Ｒから射出された光を略平行光に変換することができる。
また、照明装置１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからロッドインテグレータを省いた構成としても良い。
【００４１】
（プロジェクタの第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について、図６を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係るプロジェクタ１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係るプロジェクタにおいて、第１実施形態と異なる点は、第２実施形態では、光源部７０において、Ｒ光用ＬＥＤ７１Ｒ，Ｇ光用ＬＥＤ７１Ｇ，Ｂ光用ＬＥＤ７１Ｂと反射ミラー７２とが、コリメータレンズ３２の光軸Ｌに向けて傾斜されている点である。
この構成では、Ｒ光用ＬＥＤ７１Ｒ，Ｇ光用ＬＥＤ７１Ｇ，Ｂ光用ＬＥＤ７１Ｂから射出された光は、コリメータレンズ３２により平行化され、λ／４位相板３３を透過し反射型偏光板３４に向かう。そして、反射型偏光板３４により反射された光は、反射ミラー７２により反射した光を再び反射型偏光板３４の方向へ反射される。このように、Ｒ光用ＬＥＤ７１Ｒ，Ｇ光用ＬＥＤ７１Ｇ，Ｂ光用ＬＥＤ７１Ｂ及び反射ミラー７２の配置の制約が少ないので、生産性を向上させることが可能となる。
【００４２】
なお、Ｒ光用ＬＥＤ７１Ｒ，Ｇ光用ＬＥＤ７１Ｇ，Ｂ光用ＬＥＤ７１Ｂと反射ミラー７２との少なくとも一方が、コリメータレンズ３２の光軸Ｌに向けて傾斜されていれば良いため、図７に示すように、Ｒ光用ＬＥＤ７１Ｒ，Ｇ光用ＬＥＤ７１Ｇ，Ｂ光用ＬＥＤ７１Ｂ及び反射型偏光板３４が傾斜している光源部７５であっても良い。また、反射ミラー７６はコリメータ３２の光軸Ｌ上に配置している。これら光源部７０，７５によれば、Ｒ光用ＬＥＤ７１Ｒ，Ｇ光用ＬＥＤ７１Ｇ，Ｂ光用ＬＥＤ７１Ｂと反射ミラー７２，７６との少なくとも一方が傾斜しているため、Ｒ光用ＬＥＤ７１Ｒ，Ｇ光用ＬＥＤ７１Ｇ，Ｂ光用ＬＥＤ７１Ｂから射出された光が反射ミラー７２，７６で効率良く反射されるように各ＬＥＤ７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂを傾斜させたり、また、反射型偏光板３４で反射した光が反射ミラー７２，７６によって効率良く反射されるように反射ミラー７２，７６を傾斜させたりすることで、光利用効率を向上させることが可能である。
【００４３】
（プロジェクタの第３実施形態）
本実施形態に係るプロジェクタにおいて、第１実施形態と異なる点は、第３実施形態では、図８に示すように、光源部８０において、Ｒ光用ＬＥＤ８１Ｒ，Ｇ光用ＬＥＤ８１Ｇ，Ｂ光用ＬＥＤ８１Ｂが、これらＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂから射出された光の中心光線Ｏとコリメータレンズ３２の光軸Ｌとが一致するように配されるとともに、反射型偏光板３４がＲ光用ＬＥＤ８１Ｒ，Ｇ光用ＬＥＤ８１Ｇ，Ｂ光用ＬＥＤ８１Ｂから射出された光を反射ミラー８２に向かって反射するように傾斜している点である。また、本実施形態では反射ミラー８２も中心光線Ｏに対して傾斜させる。
【００４４】
この構成では、各ＬＥＤ８１Ｒ，８１Ｇ，８１Ｂから射出され、反射型偏光板３４により反射された光は、反射型偏光板３４が傾斜していることにより、効率良く反射ミラー８２に反射されることになる。また、反射ミラー８２も傾斜させることにより、反射ミラー８２において反射した光をさらに効率良く反射型偏光板３４に導くことができる。
【００４５】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、第１実施形態において、反射ミラー１５をＧ光用ＬＥＤ３１Ｇに隣接させて配置したが、Ｇ光用ＬＥＤ３１Ｇと反射ミラー１５とを並べてパッケージされた構造が好ましい。
また、Ｒ光用照明装置１０Ｒ及びＧ光用照明装置１０Ｇは、４つの光源部を備え，Ｂ光用照明装置１０Ｂは、１つの光源部を備えた構成にしたが、光源部の個数はこれに限るものではなく、用途に応じて適宜変更が可能である。
また、投射装置とて投射レンズ５０を用いたが、複数のミラーを組み合わせてミラー投射方式を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを示す要部斜視図である。
【図２】図１の光源部から照射された光の光路を示す説明図である。
【図３】図１の光源部を示す要部構成図である。
【図４】図１の光源部から照射された光の光路を示す説明図である。
【図５】比較例として、光源部から照射された光の光路を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの光源部から照射された光の光路を示す説明図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの変形例の光源部であり、光源部から照射された光の光路を示す説明図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るプロジェクタの光源部から照射された光の光路を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…プロジェクタ、１０Ｒ…Ｒ光用照明装置（照明装置）、１０Ｇ…Ｇ光用照明装置（照明装置）、１０Ｂ…Ｂ光用照明装置（照明装置）、１５，７２，７６，８２…反射ミラー（第１の反射部）、１６…反射部（第２の反射部）、２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…透過型液晶ライトバルブ（空間光変調装置）、３１Ｒ，７１Ｒ，８１Ｒ…Ｒ光用ＬＥＤ（光源）、３１Ｇ，７１Ｇ，８１Ｂ…Ｇ光用ＬＥＤ（光源）、３１Ｂ，７１Ｂ，８１Ｂ…Ｂ光用ＬＥＤ（光源）、３２…コリメータレンズ（平行化光学系）、３４…反射型偏光板（反射型偏光素子）、５０…投射レンズ（投射装置）
【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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