(57)【要約】【課題】  光源としてＬＥＤを用いることにより小型化を図るとともに輝度の低下を防ぐ。【解決手段】  ＬＥＤ１１により発光された光を伝搬させるための媒質１６と、媒質１６を伝搬した一の偏光成分の光のみを外部へ透過させるとともに、他の偏光成分の光を媒質へ反射する無機偏光板１８と、無機偏光板１８と媒質１６の間に配設されてなり、媒質１６を伝搬した光又は無機偏光板１８を反射した光の偏光状態を変化させる位相差板１７と、媒質１６を介して無機偏光板１８と対向する側に配設され、無機偏光板１８により反射された光を反射する反射コート２１とを備える。【選択図】図１
2006064859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体発光素子を介して光を発光する発光手段と、
少なくとも上記発光手段により発光された光を伝搬させるための媒質と、
上記媒質を伝搬した一の偏光成分の光のみを外部へ透過させるとともに、他の偏光成分の光を上記媒質へ反射する反射型偏光板と、
上記反射型偏光板と上記媒質の間に配設されてなり、上記媒質を伝搬した光又は上記反射型偏光板を反射した光の偏光状態を変化させる位相差手段と、
上記媒質を介して上記反射型偏光板と対向する側に配設され、上記反射型偏光板により反射された光を反射する反射手段とを備えること
を特徴とする発光装置。
【請求項２】
上記位相差手段は、１／４波長板であること
を特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
上記反射型偏光板は、ガラス基板上アルミニウム薄膜を格子状に並べて形成させてなること
を特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項４】
上記反射型偏光板は、Ｓ偏光成分の光のみを外部へ透過させること
を特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項５】
上記反射手段は、上記反射側偏光板と対向する側に配設された楕円反射鏡からなり、
上記発光手段における固体発光素子は、上記楕円反射鏡の焦点上に設置されること
を特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項６】
上記媒質は、上記反射手段から上記位相差手段に至るまで、より断面積が広くなるように構成されてなること
を特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項７】
上記発光手段における固体発光素子は、Ｒ,Ｇ,Ｂの何れかの原色成分の光を発光すること
を特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項８】
上記発光手段における固体発光素子は、複数で構成されてなること
を特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項９】
光源と、上記光源から出射された光束を所要の光路に収束させる照明光学系と、上記照明光学系によって集光された光束を液晶分子により光変調する液晶素子と、上記液晶素子によって光変調された光束を拡大投影する投射レンズを備えた液晶投影装置において、
上記光源は、
固体発光素子を介して光を発光する発光手段と、
少なくとも上記発光手段により発光された光を伝搬させるための媒質と、
上記媒質を伝搬した一の偏光成分の光のみを外部へ透過させるとともに、他の偏光成分の光を上記媒質へ反射する反射型偏光板と、
上記反射型偏光板と上記媒質の間に配設されてなり、上記媒質を伝搬した光又は上記反射型偏光板を反射した光の偏光状態を変化させる位相差手段と、
上記媒質を介して上記反射型偏光板と対向する側に配設され、上記反射型偏光板により反射された光を反射する反射手段とを備えること
を特徴とする液晶投影装置。
【請求項１０】
上記位相差手段は、１／４波長板であること
を特徴とする請求項９記載の液晶投影装置。
【請求項１１】
上記反射型偏光板は、ガラス基板上アルミニウム薄膜を格子状に並べて形成させてなること
を特徴とする請求項９記載の液晶投影装置。
【請求項１２】
上記反射型偏光板は、Ｓ偏光成分の光のみを外部へ透過させること
を特徴とする請求項９記載の液晶投影装置。
【請求項１３】
上記反射手段は、上記反射側偏光板と対向する側に配設された楕円反射鏡からなり、
上記発光手段における固体発光素子は、上記楕円反射鏡の焦点上に設置されること
を特徴とする請求項９記載の液晶投影装置。
【請求項１４】
上記媒質は、上記反射手段から上記位相差手段に至るまで、より断面積が広くなるように構成されてなること
を特徴とする請求項９記載の液晶投影装置。
【請求項１５】
上記発光手段における固体発光素子は、Ｒ,Ｇ,Ｂの何れかの原色成分の光を発光すること
を特徴とする請求項９記載の液晶投影装置。
【請求項１６】
上記発光手段における固体発光素子は、複数で構成されてなること
を特徴とする請求項９記載の液晶投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン上に画像を投影するための光を発光する発光装置並びに当該発光装置を実装する液晶投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においてＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等のライトバルブ（ＬＶ）を用いた液晶投影装置（プロジェクタ装置）の開発が盛んに行われている。現在においても、この液晶投影装置において高輝度化、高精細化、高画質化、低価格化に加え、小型化がより促進される傾向にある。
【０００３】
中でもこの低価格化、小型化の要求は、新規の市場形成や市場の拡大を図る上で特に重要となる。例えばデータプロジェクタ等は、既にプレゼンテーション用途向けに関しては普及しているが、更に超小型で軽量、可搬な液晶投影装置を実現することができればいかなる場所においても容易に使用することができるため、需要が急速に拡大するものと考えられる。
【０００４】
かかる場合において、例えば携帯電話やデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）にプロジェクタ機能を実装してもよい。これにより、時間や場所に支配されることなく簡単にプロジェクション投影を行うことが可能となり、いかなる場所においても高画質な画像を楽しむことが可能となる。
【０００５】
上述の如き液晶投影装置の小型化を図る上においては、光源としてのランプや光学系等をいかに小型化ができるかが重要となる。このため光源として発光ダイオード素子（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の固体発光素子を用いることが検討されている。
【０００６】
しかしながら、ＬＥＤを光源として使用する場合には、更なる光出力の向上が必要となるところ、これを実装する液晶投影装置自体の冷却性能をより改善する必要性が生じる。特に、このＬＥＤ光源を液晶表示素子を用いたライトバルブ方式の液晶投影装置（以下、液晶ＬＶという。）に適用しようとする場合には、光利用効率をより向上させるべく、偏光方向をより最適化する必要がある。液晶ＬＶでは、ＴＮ(Twisted Nematic)やECB(Electrically Controlled Birefringence)モードが主として用いられており、それらは光の偏光状態により支配されるからである。
【０００７】
現行の３板式プロジェクタにおいても、メタルハライドランプや高圧水銀ランプからの光をＰＳ偏光変換素子を介して偏光方向を最適化しているが、これらはＬＥＤ等を光源として用いた光学系につき必ずしもその小型化の実現に寄与し得るものではない。
【０００８】
例えば特許文献１，２等においては、ＰＳ偏光変換素子を利用したＰＳ偏光変換方法が開示されている。しかしながら、かかるＰＳ偏光変換素子を実装する装置自身がある一定の大きさで構成されるところ、これを利用した光学系自体もサイズが大きくなり、ひいてはこれを実装する液晶投影装置の小型化が図れなくなるという問題点が生じる。
【０００９】
また、一体型偏光変換光学素子を一体化した光源も開示されているが（例えば、特許文献３参照。）、ＬＥＤの出射開口部にかかる偏光変換光学素子を設置しなければならないため、光源自身がいきおい大きくなるという問題点もある。
【００１０】
このため、ＬＥＤを光源として用いる液晶投影装置自体において超小型化の要求を推し進める際に超えるべきいくつかの障壁が存在し、従来においてこれらをカバーするための技術が案出されるまでに至らなかった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−２８１７６０号公報
【特許文献２】特開２００１−２８１５９９号公報
【特許文献３】特開２００１−２８１６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明は上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、光源としてＬＥＤや有機ＥＬ等の固体発光素子を用いることにより小型化を図るとともに輝度の低下を防ぐことができる発光装置、並びに当該発光装置を実装する液晶投影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明を適用した発光装置は、上述した課題を解決するために、固体発光素子を介して光を発光する発光手段と、少なくとも発光手段により発光された光を伝搬させるための媒質と、媒質を伝搬した一の偏光成分の光のみを外部へ透過させるとともに、他の偏光成分の光を媒質へ反射する反射型偏光板と、反射型偏光板と媒質の間に配設されてなり、媒質を伝搬した光又は反射型偏光板を反射した光の偏光状態を変化させる位相差手段と、媒質を介して反射型偏光板と対向する側に配設され、反射型偏光板により反射された光を反射する反射手段とを備える。
【００１４】
本発明を適用した液晶投影装置は、上述した課題を解決するために、光源と、光源から出射された光束を所要の光路に収束させる照明光学系と、照明光学系によって集光された光束を液晶分子により光変調する液晶素子と、液晶素子によって光変調された光束を拡大投影する投射レンズを備えた液晶投影装置において、光源は、固体発光素子を介して光を発光する発光手段と、少なくとも発光手段により発光された光を伝搬させるための媒質と、媒質を伝搬した一の偏光成分の光のみを外部へ透過させるとともに、他の偏光成分の光を媒質へ反射する反射型偏光板と、反射型偏光板と媒質の間に配設されてなり、媒質を伝搬した光又は反射型偏光板を反射した光の偏光状態を変化させる位相差手段と、媒質を介して反射型偏光板と対向する側に配設され、反射型偏光板により反射された光を反射する反射手段とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、光源を出射した円偏光成分の光につき位相差板を通過させた結果、Ｓ偏光成分へ変換された光は、反射型偏光板をそのまま透過させることができ、Ｐ偏光成分に変換された光は、反射型偏光板を反射させ、位相差板を合計２回通過させることによりＳ偏光成分の光へ変換させるいわゆるリサイクル光学系を構築することができることから、装置全体をより薄型形状でかつコンパクトに仕上げることができ、これを実装するプロジェクタ装置の超小型化を図ることが可能となる。また部品点数を極力抑えることができることから、装置全体の製造容易性をも担保されることになり、ひいては製造コストの大幅な削減を図ることも可能となる。特に後段のプロジェクタ装置の液晶パネルとの関係において偏光方向を最適化しつつ、これに伴う輝度の低下をも防ぐことができることから、その効果を相乗的に大きく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】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態として、プロジェクション投影を行うための発光装置につき、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
発光装置１は、図１に示すように、サブマウント１３に形成される発光ダイオード素子（ＬＥＤ）１１と、サブマウント１３が表面に形成されてなるヒートシンク２３と、ＬＥＤ１１を包み込みつつヒートシンク２３上に設けられるレンズ１２と、上記ヒートシンク２３が取り付けられるペルチェ素子１５と、ＬＥＤ１１により発光された光が端面１６ａから入射され、少なくともこの端面１６ａから入射された光を上方へ伝搬させるための媒質１６と、媒質１６における上方に形成された端面１６ｂ上に形成されてなる位相差板１７と、位相差板１７上に設けられる無機偏光板１８と、媒質１６を端面１６ａを介して切り欠き面１４ａ上に載置することにより、ＬＥＤ１１に対して一定の高さとなるように位置あわせするためのスペーサ１４と、スペーサ１４内に挿通された先端部１９ａを有するリード端子１９と、このリード端子１９の先端部１９ａとＬＥＤ１１とを接続する金ワイヤー２０と、媒質１６における端面１６ａ上に形成されてなる反射コート２１とを備えている。
【００１８】
ＬＥＤ１１は、ｐｎ接合を有するダイオードで構成され、リード端子１９，金ワイヤー２０を介して供給された順方向電流に応じて発光する素子である。このＬＥＤ１１により発光される光の波長は、これを構成するｐｎ接合のバンドギャップに依存し、青、緑、黄、橙、赤等の可視光から、０．８μｍ〜１．５μｍの波長で構成される近赤外光を発光する。例えば、ＬＥＤ１１から赤色光を発光させる場合には、AlGaAs，AlInP，GaAsP系等の材料を用いることになる。またＬＥＤ１１から緑色光を発光させる場合には、GaP，InGaN系等の材料を用いることになる。またＬＥＤ１１から青色光を発光させる場合には、InGaN，GaN系等の材料を用いることになる。ＬＥＤ１１をこれら材料系で構成することにより、発光される光は、メタルハライドランプの輝線スペクトルと比較して広帯域で構成されることになる。
【００１９】
レンズ１２は、ＬＥＤ１１により発光された光の指向性を制御するために配設されたものである。即ち、このレンズ１２をＬＥＤ１１と組み合わせて配設することにより、出射される光のスポット径の最適化を図ることが可能となる。ちなみに、このレンズ１２は、ＬＥＤ１１と接触させて構成してもよいし、離間させて構成してもよい。
【００２０】
媒質１６は、エポキシ樹脂、或いはウレタン系（チオウレタン系等）樹脂、・シリコン系樹脂、フッ素系樹脂等のような高耐光樹脂からなる。媒質１６は、端面１６ａを介して入射された光、並びに後述する無機偏光板１８を反射した光をそれぞれ上下方向に伝搬させる。媒質１６の断面形状は、円形であるが、かかる場合に限定されるものではなく多角形状であってもよい。ちなみに、この媒質１６の断面形状を四角形で構成する場合には、その辺比を４：３又は１６：９で構成してもよい。
【００２１】
位相差板１７は、媒質１６と、無機偏光板１８の間に挟み込まれるように積層される。この位相差板１７は、例えば水晶やサファイヤ等の材料からなる１／４波長板で構成され、円偏光と直線偏光間の変換を行う。位相差板１７は、媒質１６中を上方に伝搬してきた円偏光の光を直線偏光に変換してこれを無機偏光板１８へ出射する。また無機偏光板を反射された直線偏光の光を円偏光に変換して、これを媒質１６へと出射させる。
【００２２】
位相差板１７は、ＬＥＤ１１からの発光強度が最大の波長に合わせて構成されていてもよい。かかる場合には、この位相差板１７として用いる水晶やサファイヤ等の無機材料は、中心波長に合致するような厚みとなるように研磨して仕上げられることになる。
【００２３】
無機偏光板１８は、上記媒質１６を伝搬し、更に位相差板１７を通過した光のうちをＳ偏光成分の光のみを外部へ透過させるとともに、Ｐ偏光成分の光を反射する、いわゆる反射型偏光板である。この無機偏光板１８は、例えば図２に示すようにガラス基板４１上にアルミニウム薄膜４２を格子状に並べて形成させたいわゆる“ワイヤーグリッドポラライザ”で構成してもよい。この“ワイヤーグリッドポラライザ”は、“Moxtek”社により実用化され、Ｓ偏光成分並びにＰ偏光成分をそれぞれ含む光が入射された場合に、Ｓ偏光成分のみ透過させ、Ｐ偏光成分のみを反射させる。
【００２４】
ちなみに、この無機偏光板１８の出射側においては、通常の吸収型の有機偏光板を、無機偏光板の偏光軸（Ｓ偏光成分の軸）と一致させて配設してもよい。
【００２５】
ペルチェ素子１５は、ペルチェ効果を利用した熱電変換素子であり、ＬＥＤ１１からヒートシンク２３へ移動した熱を外部から印加された電圧に応じて吸収する。ヒートシンク２３は、ＬＥＤ１１による発光に伴い生じる熱を放熱する。即ち、このペルチェ素子１５とヒートシンク２３とを組み合わせることにより、ＬＥＤ１１自体を適切な温度まで冷却することができるため、ＬＥＤ１１による安定した発光動作を長時間に亘り実現することが可能となる。
【００２６】
反射コート２１は、端面１６ａに形成されてなるＡＲコート等で構成される。反射コート２１は、ＬＥＤ１１からレンズ１２を介して出射される光のスポット径に応じて円環状とされた開口部２５が形成されている。ＬＥＤ１１からの光は、かかる開口部２５を介して媒質１６内へ入射されることになる。
【００２７】
このような構成からなる発光装置１において、ＬＥＤ１１から出射された光Ｌｂ１は、レンズ１２を介してその指向性を調整された上で媒質１６へと入射する。この媒質１６へと入射された光Ｌｂ１は、媒質１６中を下部から上部へ伝搬してゆき、位相差板１７へと到達する。このＬＥＤ１１から出射されて位相差板１７へ初めて到達する光Ｌｂ１は、Ｐ偏光成分並びにＳ偏光成分一体の円偏光状態である。
【００２８】
このような円偏光の光Ｌｂ１が位相差板１７を通過することにより、それぞれ直線偏光としてのＰ偏光成分又はＳ偏光成分に変換される。この変換された直線偏光の光Ｌｂ２のうち、Ｓ偏光成分を有する光Ｌｂ２のみ無機偏光板１８を透過するが、Ｐ偏光成分の光Ｌｂ２は、無機偏光板１８を反射することになる。この無機偏光板１８を反射したＰ偏光成分の光Ｌｂ３は、光Ｌｂ１の入射経路を逆行するように位相差板１８を通過することにより、円偏光状態の光Ｌｂ３に変換されることになる。この光Ｌｂ３における円偏光の回転方向は、光Ｌｂ１における円偏光の回転方向と比較して逆方向となる。
【００２９】
この変換された光Ｌｂ３は、媒質１６内を上部から下部にかけて伝搬し、反射コート２１に到達することになる。この反射コート２１に到達した光Ｌｂ３は、これにより反射されて再び下部から上部にかけて媒質１６内を伝搬していき、再び位相差板１７へ到達することになる。
【００３０】
ちなみに、この光Ｌｂ３を反射コート２１により反射される場合に限定されるものではなく、ヒートシンク２３を介して反射させるようにしてもよい。また、ＬＥＤ１１の側面や底面、ヒートシンク２３の上面の反射率をより高くすることにより、光Ｌｂ３の損失を抑えることが可能となる。
【００３１】
位相差板１７へ到達した円偏光成分からなる光Ｌｂ３は、位相差板１７を通過することにより直線偏光としての光Ｌｂ４に変換されることになる。
【００３２】
この変換された光Ｌｂ４の偏光方向は、先の直線偏光としての光Ｌｂ２と比較して偏光方向が９０°回転された状態となる。このため、この光Ｌｂ４は、無機偏光板１８を反射したＰ偏光成分としての光Ｌｂ２と比較して偏光方向が９０°シフトしたＳ偏光成分となる。このＳ偏光成分に変換された光Ｌｂ４は、そのまま無機偏光板１８を通過して外部へ出射されることになる。
【００３３】
このように本発明を適用した発光装置１では、ＬＥＤ１１を出射した円偏光成分の光Ｌｂ１につき位相差板１７を通過させた結果、Ｓ偏光成分へ変換された光Ｌｂ２は、無機偏光板１８をそのまま透過させることができ、Ｐ偏光成分に変換された光Ｌｂ２は、無機偏光板１８を反射させ、位相差板１７を合計２回通過させることによりＳ偏光成分の光Ｌｂ４へ変換させることができる。即ち、この発光装置１は、ＬＥＤ１１から出射させる光Ｌｂ１の偏光成分が如何なるものであっても、無機偏光板１８における偏光軸（Ｓ偏光成分）と一致するまでこれを位相差板１７,媒質１６内を往復させることができる、いわゆるリサイクル光学系が構築されることになる。
【００３４】
但し、実際にプロジェクション投影に用いられる光は、単一波長ではなく帯域で表されるため、全波長帯域に対して正確にλ／４位相差を持たせることはできないが、位相差板１７,媒質１６内で光を何回か往復させることにより、位相が調整され、Ｓ偏光成分により近づけた光を出射させることが可能となる。
【００３５】
また、このようなリサイクル光学系をあくまでＬＥＤ１１出射側に設けることにより、従来如きＰＳ偏光変換素子を利用する複雑な構成と採用する場合と比較して、単に平板としての位相差板１７及び無機偏光板１８を実装すれば足りるため、ほぼこれと同様の効果を発現させることができることから、発光装置１全体をより薄型形状でかつコンパクトに仕上げることができ、これを実装するプロジェクタ装置の超小型化を図ることが可能となる。また部品点数を極力抑えることができることから、装置全体の製造容易性をも担保されることになり、ひいては製造コストの大幅な削減を図ることも可能となる。
【００３６】
とくにこのリサイクル光学系を採用する発光装置１では、後段のプロジェクタ装置の液晶パネルとの関係において偏光方向を最適化しつつ、これに伴う輝度の低下をも防ぐことができることから、その効果を相乗的に大きくすることができる。
【００３７】
またこの発光装置１においては、一つのＬＥＤ１１のみで構成される場合に限定されるものではなく、複数のＬＥＤ１１で構成してもよい。これにより、更なる高輝度化を図ることが可能となる。
【００３８】
更に、この発光装置１においては、上述したリサイクル光学系をＬＥＤ１１の出射端面以外の光路上の一部に形成させることもでき、パネル入射光学系における多岐に亘る箇所において配設させることも可能となることから、より汎用性を向上させることが可能となる。
【００３９】
即ち、この発光装置１は、非常にコンパクトな比較的広範囲の光学系に応用することができることから、輝度を約５０％程度向上させることができ、超小型プロジェクタとしての機能を高めることも可能となる。
【００４０】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば図３に示すように媒質１６をヒートシンク２３へ直接モールドした発光装置２に適用してもよい。この図３に示す発光装置２において、上述した発光装置１と同一の構成、部材に関しては同一の番号を付すことにより、ここでの説明を省略する。
【００４１】
この発光装置２では、スペーサ１４を設けることなく媒質１６をヒートシンク２３上へ直接的にモールド成形する。またレンズ１２は、この媒質１６と一体成形されていてもよい。またＬＥＤ１１は、シリコンウェーハー上にサブマウントされていてもよい。ＬＥＤ１１の周囲にはＡｌ等の反射コート２１を被覆しておくことが望ましく、また媒質１６の側面においてもかかるＡｌ膜を被覆しておくことが望ましい。
【００４２】
また本発明は、例えば図４に示すように反射型のＬＥＤ５１を設けた発光装置３に適用してもよい。この図４に示す発光装置３において、上述した発光装置１と同一の構成、部材に関しては同一の番号を付すことにより、ここでの説明を省略する。
【００４３】
この発光装置３では、無機偏光板１８と対向する側に配設された回転放物面５２ａを有する金属板５２と、かかる回転放物面５２ａ上に被覆されてなる反射コート２１とを有し、この金属板５２と反射コート２１とにより楕円反射鏡６１を形成している。
【００４４】
ＬＥＤ５１は、楕円反射鏡６１の焦点上に設置される。このＬＥＤ５１は例えば図４に示すようにサブマウント１３により支持されるようにしてもよい。ＬＥＤ５１から出射された光は、回転放物面５２ａに到達する。この回転放物面５２ａには反射コート２１が被覆されているところ、かかる回転放物面５２ａに到達した光は反射コート２１により反射されて平行光束となり、媒質１６中を伝搬して位相差板１７へ垂直に入射することになる。
【００４５】
この発光装置３においても、いわゆるリサイクル光学系を構築することが可能となることから、光Ｌｂ１の偏光成分が如何なるものであっても、無機偏光板１８における偏光軸（Ｓ偏光成分）と一致するまでこれを位相差板１７,媒質１６内を往復させることで偏光方向を最適化しつつ、これに伴う輝度の低下をも防ぐことができ、さらには構成要素を大幅に削減することが可能となることから、装置全体の薄型化をより促進させることも可能となり、製造コストをより抑えることも可能となる。
【００４６】
さらに、本発明は図５に示すように媒質をインテグレータ７２として構成した発光装置４に対しても適用可能である。
【００４７】
この発光装置４では、ＬＥＤ１１と、ヒートシンク２３と、ＬＥＤ１１を表面上において実装するための反射板７１と、ＬＥＤ１１を包み込みつつ反射板７１上に設けられるインテグレータ７２と、インテグレータ７２における端面７２ｂ上に形成されてなる位相差板１７と、位相差板１７上に設けられる無機偏光板１８とを備えている。ちなみに、この発光装置４をプロジェクション投影に用いる場合には、無機偏光板１８から出射される光を透過させるための液晶パネル７３を設けるとともに、さらにこの液晶パネル７３における光の出射側において投影光学系を実装することになる。
【００４８】
インテグレータ７２は、例えばアクリル系の樹脂から構成され、反射板７１から位相差板１７に至るまで、より断面積が広くなるように構成されてなる。インテグレータ７２における端面７２ｂの形状は、例えば円形である場合に限定されるものではなく、多角形で構成してもよいことは勿論であり、仮に四角形で構成する場合には、その辺比を４：３又は１６：９で構成してもよい。また、このインテグレータ７２の側面においては、Ａｌ等の反射膜を被覆するようにしてもよい。これにより、インテグレータ７２内を伝搬する光は、側面に被覆された反射膜を反射しつつ位相差板１７へ導かれることになる。
【００４９】
ＬＥＤ１１は、反射板７１の表面において複数個に亘り実装される。このＬＥＤ１１は、例えば縦横方向に規則的に整列されて反射板７１上に設けられていてもよい。即ち、この反射板７１上においてこのＬＥＤ１１が形成されている領域の面積と、位相差板１７の面積が異なるものであってもこのインテグレータ７２を設けることにより調整を図ることができる点において、この発光装置４は上述した効果に加えて更なる利点がある。
【００５０】
次に、これら発光装置１〜４を用いて実際にプロジェクション投影を行う例につき説明をする。
【００５１】
先ずこの発光装置４を３板式のプロジェクタ装置７に適用する場合につき図６を用いて説明をする。
【００５２】
プロジェクタ装置７は、外部のスクリーンに対して画像を投射するものであって、光を出射する発光装置４と、発光装置４から出射された光の光路順に、光を空間的に変調する液晶パネル７３と、光を所定の偏光方向の成分のみ透過させる出射側偏光板８１と、各出射側偏光板８１を透過した赤色光、緑色光及び青色光の光路が交わる位置に設けられてなり、これら赤色光、緑色光及び青色光を合成する合成プリズム８２と、合成プリズム８２により合成された合成光をスクリーンに向けて投射するための投射レンズ８３とを備え、さらにこれら光学系を互いに位置決めさせた状態で実装するための光学ユニット８４とが設けられてなる。
【００５３】
発光装置４の構成は、図５の説明を引用することによりここでの説明を省略するが、この発光装置４の代替として発光装置１〜３を用いるようにしてもよい。
【００５４】
また発光装置４において実装するＬＥＤ１１の数は、ＲＧＢの外部量子効率や発光効率に基づいて配列する数を色毎に異ならせてもよい。これによりホワイトバランスを取りやすくすることが可能となる。
【００５５】
液晶パネル７３Ｒ,７３Ｇ,７３Ｂは、例えば垂直配向型の液晶分子を用いた透過型のパネルであり、図示しない２つの透明基板の間に垂直配向型の液晶分子が封入されている。このような液晶パネル７３Ｒ,７３Ｇ,７３Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色の映像情報に対応して入力される映像信号に応じて、液晶分子の状態を変化させる。そして、入射した赤色光,緑色光,青色光を空間的に変調して出射側偏光板８１Ｒ,８１Ｇ,８１Ｂ側へ透過する。
【００５６】
ちなみに、この液晶パネル７３を透過型で構成する場合に限定されるものではなく、反射型で構成してもよい。
【００５７】
出射側偏光板８１Ｒ,８１Ｇ,８１Ｂは、液晶パネル７３Ｒ,７３Ｇ,７３Ｂにより変調された赤色光、緑色光、青色光を、無機偏光板１８と直交する偏光方向の成分のみ透過させる。
【００５８】
合成プリズム８２は、出射側偏光板８１Ｒを透過した赤色光が入射され、出射側偏光板８１Ｇを透過した緑色光が入射され、さらに出射側偏光板８１Ｂを透過した青色光が入射するようになっている。合成プリズム８２は、入射された赤色光、緑色光、青色光を合成して出射面８２Ｔから出射する。
【００５９】
投射レンズ８３は、合成プリズム８２の出射面８２Ｔから出射された合成光をスクリーンに拡大して投射する。
【００６０】
このような３板式のプロジェクタ装置７に対して、上述の如く薄型形状でかつコンパクトに仕上げられた発光装置４を実装することにより、プロジェクタ装置全体の超小型化、軽量化を図ることができ、可搬な液晶投影装置を実現することが可能となる。このようなプロジェクタ装置７は、いかなる場所においても容易に使用することができるため、他社の製品との差別化を図ることができるのは勿論のこと、例えば携帯電話やデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）にかかる機能を実装する可能性を見いだすことも可能となる。これによりユーザは、時間や場所に支配されることなく簡単にプロジェクション投影を行うことが可能となり、高画質な画像を楽しむことが可能となる。
【００６１】
さらにこのようなプロジェクタ装置７では、従来の如くランプ交換をする必要がなくなることから利便性を向上させることも可能となり、プロジェクション投影に必要な費用を抑えることができることから、ユーザフレンドリーな装置を提供することができる。
【００６２】
また、この発光装置４を２板式のプロジェクタ装置８に適用してもよい。このプロジェクタ装置８において上述したプロジェクタ装置７と同一の構成、部材に関しては、同一の番号を付すことによりここでの説明を省略する。
【００６３】
プロジェクタ装置８は、図７に示すように、光を出射する発光装置５と、発光装置５から出射された光の光路順に液晶パネル７３と、出射側偏光板８１と、合成プリズム９１と、投射レンズ８３とを備え、さらにこれら光学系を互いに位置決めさせた状態で実装するための光学ユニット８４とが設けられてなる。
【００６４】
このプロジェクタ装置８に搭載すべき発光装置５は、発光装置４における位相差板１７並びに無機偏光板１８をインテグレータ７２における光の入射端面に積層させたものであり、これによってもＬＥＤ１１との間でリサイクル光学系が実現されることになる。
【００６５】
ちなみに、このプロジェクタ装置８に実装すべき発光装置５の代替として、発光装置１〜４を適用してもよい。
【００６６】
このプロジェクタ装置８では、緑色光を出射するための光学系と、赤色光及び青色光を出射するための光学系とを分けて構成している。
【００６７】
ＬＥＤ１１Ｇは、緑色光を発光する素子である。このＬＥＤ１１Ｇにより発光された緑色光は、位相差板１７Ｇ並びに無機偏光板１８Ｇにより偏光方向を最適化された後、インテグレータ７２Ｇ中を伝搬し、さらに液晶パネル７３Ｇ中を伝搬することになる。この緑色光は、緑色の映像情報に対応して入力される映像信号に応じてこの液晶パネル７３Ｇにより変調されて、出射側偏光板８１Ｇ側へ透過する。この緑色光は、さらに出射側偏光板８１Ｇを透過して合成プリズム９１へと出射されることになる。
【００６８】
ＬＥＤ１１Ｒは、赤色光を発光する素子である。またＬＥＤ１１Ｂは、青色光を発光する素子である。位相差板１７ＢＲ並びに無機偏光板１８ＢＲは、赤色光用と青色光用とに分けて構成されている。このＬＥＤ１１Ｒにより発光された赤色光、並びにＬＥＤ１１Ｂにより発光された青色光は、位相差板１７ＢＲ並びに無機偏光板１８ＢＲにより偏光方向を最適化された後、インテグレータ７２ＢＲ中を伝搬し、さらに液晶パネル７３ＢＲ中を伝搬することになる。この赤色光（青色光）は、赤色（青色）の映像情報に対応して入力される映像信号に応じてこの液晶パネル７３ＢＲにより変調されて、出射側偏光板８１ＢＲ側へ透過する。この赤色光（青色光）は、さらに出射側偏光板８１ＢＲを透過して合成プリズム９１へと出射されることになる。
【００６９】
合成プリズム９１は、出射側偏光板８１Ｇを透過した緑色光が入射され、出射側偏光板８１ＢＲを透過した赤色光（青色光）が入射されるようになっている。合成プリズム９１は、入射された赤色光、緑色光、青色光を合成して出射面８２Ｔから出射する。
【００７０】
このような構成からなる２板式のプロジェクタ装置８においても同様に小型化を図ることが可能となる。
【００７１】
なお、発光装置１〜５を３板式のプロジェクタ装置７や２板式のプロジェクタ装置に実装する場合に限定されるものではなく、単板式のプロジェクタ装置に適用してもよいことは勿論である。
【００７２】
すなわち、本発明を適用することにより、超小型プロジェクタ装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】プロジェクション投影を行うための発光装置の構成図である。
【図２】無機偏光板の例につき説明するための図である。
【図３】媒質をヒートシンクへ直接モールドした発光装置の構成図である。
【図４】反射型のＬＥＤを設けた発光装置に適用する場合につき説明するための図である。
【図５】媒質をインテグレータとして構成した発光装置につき説明するための図である。
【図６】発光装置を３板式のプロジェクタ装置に適用する場合につき説明するための図である。
【図７】発光装置を２板式のプロジェクタ装置に適用する場合につき説明するための図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  発光装置、１１  ＬＥＤ、１２  レンズ、１３  サブマウント、１４  スペーサ、１５  ペルチェ素子、１６  媒質、１７  位相差板、１８  無機偏光板、１９  リード端子、２３  ヒートシンク
【図１】
2006064859.tif 000003
【図２】
2006064859.tif 000004
【図３】
2006064859.tif 000005
【図４】
2006064859.tif 000006
【図５】
2006064859.tif 000007
【図６】
2006064859.tif 000008
【図７】
2006064859.tif 000009