(57)【要約】【課題】   複数の光源を使用する時、エテンジュを最小化させることのできる照明装置、および照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置を提供する。【解決手段】   本発明に係る照明装置は、それぞれは自ら発光しながら、他の光源から発せられた光、及び前記他の光源を透過した光のうち、少なくとも一つを透過可能な複数の光源、および前記光源から発せられた光と、前記光源を透過した光を単一の方向に送る光誘導部で構成されることを特徴とする。【選択図】  図１
2006053566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれは自ら発光しながら、他の光源から発せられた光及び前記他の光源を透過した光のうち、少なくとも一つを透過可能な複数の光源、および
前記光源から発せられた光と、前記光源を透過した光を単一の方向に送る光誘導部を具備することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光誘導部は、
前記光源を囲み、前記光源から発せられた光を反射させ、前記発せられた光、前記透過した光、及び前記反射された光のうち、少なくとも一つが漏れ出る開口面を備える反射部材を具備す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】
前記反射部材は、
直六面体、円錐形、円筒形、半球形および多角形の箱のうち、何れかの形態を有す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】
前記開口面の面積は、前記それぞれの光源のエテンジュを構成する表面積の和より小さく設定され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】
前記反射部材から前記光が反射する面は、金属やシリコンのうち何れかであ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】
前記光源は、前記反射部材の内面のうち、一面上に一列に並べて取り付けられ、隣り合う光源から発せられた前記光を互いに透過させることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光源は、前記反射部材の内面のうち、二つの面上に一列に並べて取り付けられ、隣り合う光源から発せられた前記光を互いに透過させることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項８】
前記光源は、前記反射部材の内面のうち、互いに異なる面にそれぞれ取り付けられることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項９】
前記照明装置は、
前記光源の屈折率よりは小さく、空気の屈折率よりは大きい屈折率を有し、前記少なくとも一つの光源を覆う屈折率層をさらに具備することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項１０】
前記屈折率層は、前記反射部材の内部の全体に満たされることを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
【請求項１１】
前記屈折率層を介して光が漏れ出る面は、半球の形態を有することを特徴とする請求項９に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記光誘導部は、
前記複数の光源間にそれぞれ備えられ、隣り合う一つの光源から発せられた光を隣り合う他の光源に誘導して送る光学部を具備することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記それぞれの光源は発光ダイオード(ＬＥＤ)であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記光源は互いに異なる色の光を発することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１５】
請求項１の照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置において、
光を発する少なくとも一つの前記照明装置、および
前記照明装置から発せられた光を合成し、合成された結果を拡大して結像させる投射装置を具備することを特徴とする照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置。
【請求項１６】
前記投射装置は、反射型３板式、透過型３板式、またはＤＬＰ単板式のうち何れかであることを特徴とする請求項１５に記載の照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置。
【請求項１７】
イメージャーを含む前記プロジェクションディスプレイ装置は、
前記照明装置から発せられた光を前記イメージャーの形状に合わせて前記イメージャーに均一に照らす積分器をさらに具備し、
前記投射装置は、前記イメージャーの大きさを拡大して、スクリーンに結像させることを特徴とする請求項１５に記載の照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置。
【請求項１８】
請求項２の照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置において、
光を発する少なくとも一つの前記照明装置、および
前記照明装置から発せられた光を合成し、合成された結果を拡大して結像させる投射装置を具備することを特徴とする照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置。
【請求項１９】
前記照明装置に含まれる前記反射部材の長さは、前記反射部材から光が均一に発する程度で長く形成されることを特徴とする請求項１８に記載の照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置。
【請求項２０】
前記照明装置は、複数の互いに異なる色の光を発する前記光源を具備することを特徴とする請求項１５に記載の照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明装置に関し、特にエテンジュ(etendue)を最小化した照明装置、およびこの照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
照明装置は、例えばプロジェクションエンジンに用いられる。プロジェクションエンジンの光学系は、大きく照明系と投射系とに分けられる。ここで、照明系の最も重要な性能は、光源から出る光を如何に効率的にイメージャーに集光させるかということである。
【０００３】
もし、光源が点光源である場合、理論的に光源から出る全ての光を集めることができる。
【０００４】
しかし、実際に点光源は存在せず、全ての光源は面積、或いは体積を有している。したがって、集光効率は理論的な制限を有する。特に、プロジェクションエンジンで用いられる光源は超高圧放電ランプとして主にアークランプが用いられる。アークランプは、電極の間で起こる放電現像で発光するが、このような光源は点光源ではなく、アークギャップだけの長さを有する光源である。
【０００５】
一般的に点光源に近いほど、つまりアークギャップが小さいほど集光効率が高い。しかし、アークギャップはランプの寿命と関連しており、小さく形成することが非常に難しい。
【０００６】
現在、先進国のランプ製造会社の技術で作られているアークギャップが１ｍｍ程度である。
【０００７】
このように光源は、一定の体積や長さを有するため、理論的な集光効率はエテンジュによって制限される。エテンジュは次の数学式１のように定義される。
【０００８】
【数１】
2006053566.tif 000003
【０００９】
ここで、ｄＡは、光源の単位面積を示し、ｄΩは、光源の単位立体角を示し、θは、光源の法線方向と立体角の中心とのなす角度を示す。
【００１０】
数学式１から分かるように、エテンジュは、面積と立体角に関連した値として、エテンジュが小さい光源、つまり点光源に近い光源は、レンズ、またはミラーを用いて小さい面積に小さい立体角を有するように集光することができる。この際、平面におけるエテンジュは次の数学式２のように定義される。
【００１１】
【数２】
2006053566.tif 000004
【００１２】
ここで、Ａは光源やイメージャーの面積を示し、θ１/２は、イメージャーから投射レンズの入射瞳(entrance  pupil)の最外郭部を見た角度の１/２を示し、Ｆ/♯は、入射瞳の直径に対する焦点距離の比率を示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
製作費用の側面で、プロジェクションエンジンはさらに小さい面積のイメージャーと大きいＦ/♯を有するほど有利である。したがって、照明系は、小さい面積に大きいＦ/♯、つまり小さい立体角で照明しなければならない。しかし、光源のエテンジュが制限されているので、プロジェクションシステムが要求するだけ小さい面積に小さい立体角で集光することができない。したがって、光源の面積が広くて、出射する光が大きい角度をなして放射する場合、ラグランジュ不変式（Lagrange  Invariant）が適用される如何なる光学系を使用しても、エテンジュを減らすことはできない。これが光源のエテンジュによって制限される集光効率の限界であり、実際、システムは理論的な効率を超えられない。
【００１４】
また、照明を受けた受光部もエテンジュを計算することができ、プロジェクションエンジンではＭＤパネルのエテンジュを計算することができる。即ち、受光部のエテンジュは、受光部の面積と、使用するＦ/♯によって定められる。しかし、光源のエテンジュが受光部のエテンジュより大きいと、エテンジュの差の分だけの光線は受光部で受光することができない。このように光源のエテンジュと受光部のエテンジュが照明装置の効率を制限するため、照明設計者はエテンジュを深刻に考慮して照明装置を設計する。
【００１５】
一方、光源に用いられるアークランプはランプの寿命と関連しており、アークランプを小さく形成することが難しいため、発生する上記のような問題を解決するために、現在、アークランプの代わりに寿命が長く、小型化及び軽量化が可能であり、応答の速度が速く、低電圧駆動、色の表現範囲が広いなどの特徴を有する発光ダイオード(ＬＥＤ)をプロジェクションエンジン用光源として検討している（アメリカ特許公報第6,224,216号）。
【００１６】
しかし、ＬＥＤは未だに単一素子としては充分な光出力を出せないので、多数のＬＥＤを用いて必要な光出力を確保しなければならない。しかし、前記ＬＥＤもやはり上述したエテンジュを有し、光出力の確保のために複数のＬＥＤを使用する場合、全体光源のエテンジュが増加するという問題点がある。
【００１７】
本発明は上記のような問題点を解決するためのもので、その目的は、複数の光源を使用する時、エテンジュを最小化させることのできる照明装置を提供することにある。
【００１８】
また、上述した照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、それぞれは自ら発光しながら、他の光源から発せられた光及び前記他の光源を透過した光のうち、少なくとも一つを透過可能な複数の光源、および前記光源から発せられた光と、前記光源を透過した光を単一の方向に送る光誘導部で構成されることが好ましい。
【００２０】
ここで、前記光誘導部は、前記光源を囲み、前記光源から発せられた光を反射させ、前記発せられた光、前記透過した光、及び前記反射された光のうち、少なくとも一つが漏れ出る開口面を備える反射部材で構成されることが好ましい。
【００２１】
この際、前記反射部材は、直六面体、円錐形、円筒形、半球形および多角形の箱のうち、何れかの形態を有し、前記開口面の面積は、前記それぞれの光源のエテンジュを構成する表面積の和より小さく設定される。
【００２２】
一方、前記反射部材から前記光が反射する面は、金属やシリコンのうち何れかであることが好ましい。
【００２３】
前記光源は、前記反射部材の内面のうち、一面上に一列に並べて取り付けられ、隣り合う光源から発せられた前記光を互いに透過させる。
【００２４】
または、前記光源は、前記反射部材の内面のうち、二つの面上に一列に並べて取り付けられ、隣り合う光源から発せられた前記光を互いに透過させる。
【００２５】
または、前記光源は、前記反射部材の内面のうち、互いに異なる面にそれぞれ取り付けられることもできる。
【００２６】
前記照明装置は、前記光源の屈折率よりは小さく、空気の屈折率よりは大きい屈折率を有し、前記少なくとも一つの光源を覆う屈折率層をさらに具備する。
【００２７】
この際、前記屈折率層は、前記反射部材の内部の全体に満たされ、前記屈折率層を介して光が漏れ出る面は、半球の形態を有する。
【００２８】
前記光誘導部は、前記複数の光源間にそれぞれ備えられ、隣り合う一つの光源から発せられた光を隣り合う他の光源に誘導して送る光学部で構成されることが好ましい。ここで、前記光源は互いに異なる色の光を発することができる。
【００２９】
尚、上記目的を達成するための本発明に係る照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置は、光を発する少なくとも一つの前記照明装置、および前記照明装置から発せられた光を合成し、合成された結果を拡大して結像させる投射装置で構成されることが好ましい。
【００３０】
前記投射装置は、反射型３板式、透過型３板式、またはＤＬＰ単板式のうち何れかであることを特徴とする。
【００３１】
この際、イメージャーを含む前記プロジェクションディスプレイ装置は、前記照明装置から発せられた光を前記イメージャーの形状に合わせて前記イメージャーに均一に照らす積分器をさらに具備し、前記投射装置は、前記イメージャーの大きさを拡大して、スクリーンに結像させることが好ましい。
【００３２】
または、前記照明装置に含まれる前記反射部材の長さは、前記反射部材から光が均一に発する程度で長く形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る照明装置は、多数の光源を備えながらもエテンジュを最小化することができ、充分な光量を提供することのできる効果を有し、このような照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置は、
第一に、照明装置から充分な光量が提供され、自身の機能をうまく果すことができ、
第二に、それぞれ異なる色、例えばＲＧＢ色の光を別に発する光源を共に備えた照明装置を用いるので、色分離/合成部の必要性を除去して、簡単な構造で実現されることができ、
第三に、長い長さの反射部材を有する照明装置を用いるので、積分器の必要性を除去して、より簡単な構造で実現されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明に係る照明装置の構成及び動作を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
図１は本発明に係る照明装置の概略的なブロック図で、複数の光源６及び光誘導部８で構成されている。
【００３６】
図１に示す複数の光源６は、それぞれ自ら発光しながら、他の光源から発せられた光、及び他の光源を透過した光のうち、少なくとも一つを透過することができる。この際、光誘導部８は、光源６から発せられた光と、光源６を透過した光を単一方向に出力端子ＯＵＴを介して送る。
【００３７】
以下、図１に示す照明装置の本発明に係るそれぞれの実施例の構成および動作を添付の図面に基づいて説明する。
【００３８】
図２Ａ乃至図２Ｃは、図１に示す照明装置の一実施例１００を示す図面であり、図２Ａは照明装置の断面図を、図２Ｂは照明装置の右側面図を、図２Ｃは照明装置の立体斜視図を示す。
【００３９】
図２Ａ乃至図２Ｃに示したように、光誘導部８は、反射部材１０で具現することができる。ここで、反射部材１０は、光源２０を囲み、光源２０から発せられた光を反射させ、光源２０から発せられた光、光源２０を透過した光、および反射された光のうち、少なくとも一つが漏れ出る開口面３０を備える。
【００４０】
図３Ａ乃至図３Ｄは、図１に示す照明装置の他の実施例２００を示す図面であり、図３Ａは照明装置の断面図を、図３Ｂは照明装置の右側面図を、図３Ｃは照明装置の立体斜視図を示し、図３Ｄは光の経路を説明するための照明装置の断面図を示す。
【００４１】
反射部材の形態において、図２Ａ乃至図２Ｃに示す照明装置は直四角形で、図３Ａ乃至図３Ｄに示す照明装置は錐状であることを除いては、図３Ａ乃至図３Ｄに示す照明装置は、図２Ａ乃至図２Ｃに示す照明装置と同一の役割を果す。即ち、異なる形態を有することを除いては、図３Ａ乃至図３Ｄに示す反射部材１２は、図２Ａ乃至図２Ｃに示す反射部材１０と同一の役割を果す。また、図３Ａ乃至図３Ｄに示す光源２２は、図２Ａ乃至図２Ｃに示す光源２０と同一の役割を果す。
【００４２】
このように、反射部材１０の形状を直四角形に具現する時と比較して、反射部材１２の形状を円錐状に具現する場合、光源２２から発せられる光が反射部材１２の内面から反射する回数が減少する。したがって、光源２２から発せられた光が反射部材１２の内面から反射する時に損失される光の量を減らすことができる。
【００４３】
さらに、図３Ｄに示したように、光源２２から発せられた光が円錐状の反射面に反射され、開口面を介して出る角度が緩和されることができる。この際、反射部材１２の長さをさらに長くすると、反射部材１０が直四角形である時の開口面３０の面積より、円錐状である時の開口面３２の面積がさらに大きくなる。このように、反射部材１２の内部に備えられる光源２２の表面積の和より開口面３２の面積が大きくなると、エテンジュが増加する。
【００４４】
しかし、開口面３２を介して光が出る方向の角度が緩和されるため、照明装置の開口面３２から出る光のエテンジュは、反射部材１２に備えられたそれぞれの光源２２のエテンジュを合わせた結果より少ないことがある。
【００４５】
結局、反射部材１２の形状を錐状に形成するとしても、照明装置の全体のエテンジュは、全体光源のそれぞれのエテンジュを合わせたものより小さい。したがって、図２Ａ乃至図２Ｃに示した照明装置から発する光のエテンジュより、図３Ａ乃至図３Ｄに示す照明装置から発する光のエテンジュをさらに小さく形成することができ、光源の効率をさらに高めることができる。
【００４６】
図４Ａ乃至図４Ｃは、図１に示す照明装置のまた他の実施例３００を示す図面であり、図４Ａは照明装置の断面図を示し、図４Ｂは照明装置の右側面図を示し、図４Ｃは照明装置の立体斜視図を示す。
【００４７】
図５Ａ乃至図５Ｃは、図１に示す照明装置のまた他の実施例４００を示す図面であり、図５Ａは照明装置の断面図で、図５Ｂは照明装置の右側面図で、図５Ｃは照明装置の立体斜視図をそれぞれ示す。
【００４８】
図２Ａ乃至図２Ｃに示したように、照明装置の光源２０は、反射部材１０の内面のうち、互いに異なる面にそれぞれ取り付けられている。
【００４９】
しかし、これと異なり、図４Ａ乃至図４Ｃに示したように、照明装置の光源２４は、反射部材１４の内面のうち、一方の面上に一列に並んで取り付けられ、隣り合う光源から発せられた光を互いに透過させることができる。又は、図５Ａ乃至図５Ｃに示したように、照明装置の光源２６は、反射部材１６の内面のうち、両面に一列に並べて取り付けられ、隣り合う光源から発せられた光を互いに透過させることもできる。即ち、図４Ａ乃至図４Ｃ、又は図５Ａ乃至図５Ｃの場合、左側に位置した光源から発せられた光が右側に位置した光源を透過した後、最終的に開口面３４又は３６を介して出ることができる。
【００５０】
図６は図１に示す照明装置の本発明に係るまた他の実施例５００を示す図面であり、反射部材１８及び光源２８で構成されている。図６に示したように、照明装置５００は、より充分な光量を出力するために、図２Ａ乃至図２Ｃに示した照明装置よりさらに多い光源を備えることができる。即ち、さらに多数の光源を備えることで、より充分な光量を開口面３８を介して照明装置５００の外部に出すことができる。
【００５１】
一方、上述した照明装置のそれぞれの実施例で、光源２０、２２、２４、２６又は２８の屈折率よりは小さく、空気の屈折率よりは大きい屈折率を有し、かつ光源２０、２２、２４、２６又は２８から光が発せられる部分を覆う屈折率層をさらに備えることができる。
【００５２】
仮に、光源を発光ダイオードＬＥＤのような高屈折率の材料で具現する場合、光源と空気との境界面から屈折率の差によって全反射される光量が多くて効率が低下する。したがって、光源の外側を屈折率層で覆うことで、屈折率の差によって光源から発生する全反射を解消して、光放出効率を高めることができる。
【００５３】
以下、照明装置が、例えば図３Ａ〜図３Ｃに示したように具現される場合、屈折率層をさらに備えた本発明に係る照明装置の構成及び動作を添付の図面に基づいて説明する。
【００５４】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明に係る照明装置の他の実施例を説明するための図面であり、図７Ａは屈折率層を有する照明装置の一実施例を示す図面で、図７Ｂは屈折率層を有する照明装置の他の実施例を示す図面である。ここで、図７Ａ及び図７Ｂに示した反射部材及び光源は、図３Ａに示した反射部材及び光源とそれぞれ同一の役割を行うので、同一の参照符号を付する。
【００５５】
図７Ａに示したように、屈折率層４０は光源２２から光が発せられる部分を覆う。または、図７Ｂに示したように、屈折率層４２は反射部材１２の内部全体を満たすこともできる。図７Ａ及び図７Ｂにそれぞれ示したように、光の効率を高めるために、屈折率層４２を介して光が出る面は半球形の形状を有する。
【００５６】
一方、上述した照明装置の反射部材は高い反射率を有することが好ましい。例えば、反射部材は８０％以上の高い反射率を有することが好ましい。また、上述した照明装置のそれぞれの実施例において、開口面３０、３２、３４、３６又は３８の面積は、光源２０、２２、２４、２６又は２８のそれぞれのエテンジュを構成する表面積の和より小さく設定されることが好ましい。これは、上述した照明装置の開口面から出る光のエテンジュが反射部材に囲まれた光源のそれぞれのエテンジュの和より小さいようにするためである。
【００５７】
上述した照明装置で大部分の光源は発光と同時に発熱するので、放熱構造が必要である。
【００５８】
したがって、高反射率の内面は熱伝導性の高い物質を使用することが好ましい。このために、各照明装置の反射部材から光が反射される面は金属やシリコンの何れかであることが好ましい。さらに、反射部材の外部面に放熱を向上させるためにヒートシンクを取り付けることもできる。
【００５９】
図２Ａ乃至図２Ｃに示す照明装置において反射部材１０は、直六面体の形態で具現された。しかし、照明装置は、これと異なり、図３Ａ乃至図３Ｄに示したように、錐状で具現することもできる。そればかりでなく、本発明に係る照明装置の反射部材１０は円筒形、半球形、または多角形の箱の形態など、様々な形態で具現することもできる。
【００６０】
図８は本発明に係る照明装置のまた他の実施例６００を示す図面であり、光源５２及び光学部５０で構成されている。
【００６１】
図８に示す光源５２は図１に示した光源６に当たり、同一の機能を果たすので詳細な説明は省略する。図１に示した光誘導部８は、図８に示したように光学部５０で具現することができる。光学部５０は複数の光源５２間に備えられ、隣り合う一つの光源から発せられた光を、隣り合う他の光源に誘導して送る役割を果す。図８の場合、光学部５０は、左側に位置した隣り合う光源から発せられたり、透過された光を右側に位置した隣り合う光源に照射する役割を果す。したがって、図８に示す照明装置６００から発せられた光が方向５４に進行して出ることができる。
【００６２】
上述した本発明に係る照明装置、及びその装置の実施例においてそれぞれの光源は、発光ダイオード(ＬＥＤ)で具現されることができる。この際、光源は互いに異なる色の光を発する。結局、上述した本発明に係る照明装置及びその実施例において各光源は、他の光源から発せられた光を透過することができるので、照明装置から発せられる光のエテンジュは各光源のエテンジュの和より小さくなる。
【００６３】
以下、上述した本発明に係る照明装置を用いるプロジェクションディスプレイ装置の構成及び動作を添付の図面に基づいて説明する。
【００６４】
図９は照明装置を用いた本発明に係るプロジェクションディスプレイ装置の一実施例のブロック図であり、照明系６０及び投射装置７０で構成されている。ここで、投射装置７０は投射レンズ部７２、カラー選択偏光板７４及び７６、ダイクロイックフィルター（２色フィルタ）７８、ＬＣＤパネル８０、８２及び８４で構成されている。
【００６５】
照明系６０は、上述した本発明に係る照明装置を含む部分として、図９に示すプロジェクションディスプレイ装置の光源の役割を果し、光を投射装置７０に照射する。
【００６６】
図１０は図９に示す照明系６０の一実施例を示す図面であり、照明装置９０、照明レンズ系９２、および積分器（または、ＦＥＬ(Fly  Eye  Lens)）９４で構成されている。ここで、照明装置９０は、上述した本発明に係る照明装置および各実施例を示す。説明の便宜上、照明装置９０の反射部材は四角形状に示されているが、本発明はこれに限定されない。
【００６７】
図１０に示す照明装置９０は発光し、照明レンズ系９２は照明装置９０から発光した光を積分器９４に送る。一般的に照明装置９０から発光した光の強度が均一ではない。即ち、光軸での光の強度は強く、光軸から遠くなるほど光の強度がますます弱くなる。この際、積分器９４は、照明レンズ９２から出る光を小さい大きさのイメージャーの形状に合わせて均等に照らす役割を果す。この際、光幅（光束の幅）を調節するために別途のレンズを使用することもできる。
【００６８】
図１１は図９に示す照明系６０の他の実施例を示す図面であり、反射部材９６及び光源９８で構成されている。
【００６９】
図１１を参照すると、照明系６０は別途の照明レンズ系９２や積分器９４を備えないために、反射部材９６の長さを長くする。このように、反射部材９６の長さを長くする場合、反射部材９６の内部に備えられた光源９８、たとえばＬＥＤを介して光を均一に放出することができる。この際、反射部材９６の幅を減らすことが好ましい。したがって、反射部材９６の長さを延ばして積分器９４及び照明レンズ系９２の必要性を除去することで、プロジェクションディスプレイ装置の構造をさらに単純化させることができる。
【００７０】
また、照明装置に含まれる光源の一部、またはそれぞれが例えば図１１に示したように、異なる色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の光を発するようにし、カラー別の映像に相応して光源を制御すると、照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置をより簡単に実現することができる。
【００７１】
一方、図９に示した投射装置７０は、照明系６０から発せられた光を合成し、合成された結果を拡大して結像させる役割を果す。このために、投射装置７０はカラー選択偏光板７４、７６、ダイクロイックフィルター７８、およびＬＣＤパネル８０、８２、８４で具現され、照明系６０から発せられた光の経路を変更してカラー別の映像を形成し、形成された各映像を一つの画像に合成し、合成された映像を投射レンズ部７２に送る。投射レンズ部７２は合成された映像をイメージャーを介して大きく拡大して、スクリーンに結像させる。
【００７２】
図１２は照明装置を用いた本発明に係る透過型３板式プロジェクションディスプレイ装置の実施例を説明するための図面であり、照明装置１１０、１１２、１１４、照明レンズ系１１６、ＬＣＤパネル１２２、１２４、１２６、反射ミラー１１８、１２０、合成部１２８、および投射レンズ系１３０で構成されている。ここで、照明装置１１０、１１２、１１４を除いた構成要素１１６乃至１３０は、図９に示した投射装置７０と同一の役割を果す。
【００７３】
図１２を参照すると、照明装置１１０、１１２、１１４は、赤、緑、青の光をそれぞれ均一に発し、発せられた光を様々なレンズで構成された照明レンズ系１１６と反射ミラー１１８、１２０を経由して、ＬＣＤパネル１２２、１２４、１２６を介して合成部１２８に照射する。この際、Ｘ型プリズムの合成部１２８は、ＬＣＤパネル１２２、１２４、１２６を介して入力した光を合成し、投射レンズ系１３０は、合成部１２８で合成された結果を大きく拡大してスクリーンに結像させる。
【００７４】
図１３は照明装置を用いた本発明に係るＤＬＰ(Digital  Lighting  Processing)単板式プロジェクションディスプレイ装置の実施例を説明するための図面であり、照明装置１４０、１４２、１４４、照明レンズ系１４６、１５０、合成部１４８、ＴＩＲ(Total  Internal  Reflection)プリズム１５２、ＬＣＤパネル１５４、および投射レンズ系１５６で構成されている。ここで、照明装置１４０、１４２、１４４を除いた構成要素１４６乃至１５６は、図９に示した投射装置７０と同一の役割を果す。
【００７５】
図１３を参照すると、照明装置１４０、１４２、１４４は、赤、緑、青の光をそれぞれ発光し、発光した光は照明レンズ系１４６に照射される。この際、合成部１４８は照明レンズ系１４６を経由して、照明装置１４０、１４２、１４４から入力した光を合成し、合成された結果は照明レンズ系１５０、ＴＩＲプリズム１５２、およびＬＣＤパネル１５４を経て投射レンズ系１５６を介して大きく拡大されてスクリーンに結像する。
【００７６】
図１４は、照明装置を用いた本発明に係るプロジェクションディスプレイ装置の他の実施例を説明するための図面であり、照明装置１６０、照明レンズ系１６２、ＴＩＲプリズム１６４、ＬＣＤパネル１６６、及び投射レンズ系１６８で構成されている。
【００７７】
図１４に示した照明装置１６０は、それぞれ異なる色の光を発する光源を備える。例えば、照明装置１６０は、ＲＧＢ色の光を発するＬＥＤを備えることができる。この場合、図１２又は図１３に示したように、合成部１２８、１４８の必要性を除去する。図１４に示した照明レンズ系１６２、ＴＩＲプリズム１６４、ＬＣＤパネル１６６、及び投射レンズ系１６８は、図１３に示した照明レンズ系１５０、ＴＩＲプリズム１５２、ＬＣＤパネル１５４、および投射レンズ系１５６とそれぞれ同一の役割を果すので、それに対する詳細な説明は省略する。
【００７８】
図１４に示したプロジェクションディスプレイ装置は、多数のＬＥＤ光源を制御してカラー別の映像を形成し、形成された映像を一つの画像に合成し、合成した画像を投射レンズ系１６８を介してスクリーンに結像させる。
【００７９】
従来のプロジェクションディスプレイ装置の場合、照明装置から照射される光源として白色光のみが使用できるので、別途の色分離手段によってＲＧＢを分離し、分離されたＲＧＢを色合成手段で照射しなければならない。しかし、図１４に示した本発明に係る照明装置を用いたプロジェクションディスプレイ装置は、ＲＧＢそれぞれの光を照射する光源、つまりＬＥＤを有する照明装置を用いるので、別途の色分離、及び合成手段の必要性を除去する。したがって、本発明は、色分離手段を介して漏洩する光を根本的に遮断させ、光効率を増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る照明装置の概略的なブロック図である。
【図２Ａ】図１に示す照明装置の一実施例を示す図面である。
【図２Ｂ】図１に示す照明装置の一実施例を示す図面である。
【図２Ｃ】図１に示す照明装置の一実施例を示す図面である。
【図３Ａ】図１に示す照明装置の他の実施例を示す図面である。
【図３Ｂ】図１に示す照明装置の他の実施例を示す図面である。
【図３Ｃ】図１に示す照明装置の他の実施例を示す図面である。
【図３Ｄ】図１に示す照明装置の他の実施例を示す図面である。
【図４Ａ】図１に示す照明装置のさらに他の実施例を示す図面である。
【図４Ｂ】図１に示す照明装置のさらに他の実施例を示す図面である。
【図４Ｃ】図１に示す照明装置のさらに他の実施例を示す図面である。
【図５Ａ】図１に示す照明装置のさらに他の実施例を示す図面である。
【図５Ｂ】図１に示す照明装置のさらに他の実施例を示す図面である。
【図５Ｃ】図１に示す照明装置のさらに他の実施例を示す図面である。
【図６】図１に示す照明装置の本発明に係るさらに他の実施例を示す図面である。
【図７Ａ】本発明に係る照明装置の他の実施例を説明するための図面である。
【図７Ｂ】本発明に係る照明装置の他の実施例を説明するための図面である。
【図８】本発明に係る照明装置のさらに他の実施例を示す図面である。
【図９】照明装置を用いた本発明に係るプロジェクションディスプレイ装置の一実施例のブロック図である。
【図１０】図９に示す照明系の一実施例を示す図面である。
【図１１】図９に示す照明系の他の実施例を示す図面である。
【図１２】照明装置を用いた本発明に係る透過型３板式プロジェクションディスプレイ装置の実施例を説明するための図面である。
【図１３】照明装置を用いた本発明に係るＤＬＰ単板式プロジェクションディスプレイ装置の実施例を説明するための図面である。
【図１４】照明装置を用いた本発明に係るプロジェクションディスプレイ装置の他の実施例を説明するための図面である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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