(57)【要約】【課題】光利用効率を増大することができ、かつ、スペックノイズを低減できる照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、複数の光変調素子をそれぞれ照明する複数の色光を含む混色光を射出する光源部１０と、光源部１０の射出光を複数の色光に分離し、各色光を互いに異なる光路にて各光変調素子に照射する照明光学系１１と、を有する。複数の色光の一つはレーザー光であり、照明光学系１１は、レーザー光を用いて形成された光学像を光変調素子上に結像させるリレー光学系１２と、リレー光学系１２の瞳位置に配置された、少なくとも一つの第１の拡散板１４と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光変調素子をそれぞれ照明する複数の色光を含む混色光を射出する光源部と、
前記光源部の射出光を前記複数の色光に分離し、各色光を互いに異なる光路にて各光変調素子に照射する照明光学系と、を有し、
前記複数の色光の一つはレーザー光であり、
前記照明光学系は、
前記レーザー光を用いて形成された光学像を前記光変調素子上に結像させるリレー光学系と、
前記リレー光学系の瞳位置に配置された、少なくとも一つの第１の拡散板と、を有する、照明装置。
【請求項２】
前記リレー光学系は、第１乃至第３のリレーレンズを含み、
前記第１のリレーレンズは前記光源部側に配置され、前記第３のリレーレンズは前記光変調素子側に配置され、前記第２のリレーレンズは前記第１および第３のリレーレンズの間に配置され、前記リレー光学系の瞳位置が前記第２のリレーレンズと前記第３のリレーレンズの間に形成されている、請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光源部は、
前記レーザー光を射出するレーザー光源と、
前記レーザー光源の直後に設けられた、少なくとも一つの第２の拡散板と、を有する、請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光源部は、
前記第２の拡散板と前記レーザー光源との間に設けられた第１の集光レンズと、
前記第２の拡散板を挟んで前記第１の集光レンズと対向する位置に設けられた第２の集光レンズと、を有し、
前記第２の拡散板は、前記第１のレンズの焦点位置に配置されている、請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第２の拡散板の拡散角が前記第１の拡散板の拡散角よりも大きい、請求項３または４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記光源部は、蛍光である色光を射出する蛍光体部と、該蛍光体部の射出光と前記レーザー光源の射出光とを合成して前記混色光を射出する色合成部と、をさらに有する、請求項３乃至５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記レーザー光源は、青色レーザー光を射出する青色レーザー光源である、請求項３乃至６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
前記第１の拡散板を搖動または回転させる手段を、さらに有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置が射出した複数の色光をそれぞれ変調して画像光を形成する複数の光変調素子と、
前記複数の光変調素子が形成した前記複数の画像を重ねて投写する投写光学系と、を有する、プロジェクタ。
【請求項１０】
前記光変調素子は、液晶パネルである、請求項９に記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の色光を含む照明光を発生する照明装置、及び、その照明装置を備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
高輝度なデータプロジェクタの光源には、有害物質である水銀を含む水銀ランプが使用されている。近年、環境への影響を配慮した製品が望まれる中、プロジェクタにおいても、水銀フリーの製品開発が急務となっていた。このような背景の中、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）などを光源とするプロジェクタの開発が進められ、最近では、低輝度のＬＥＤプロジェクタ及びレーザープロジェクタが市場に投入されている。
しかし、高輝度のＬＥＤ光源が量産化されておらず、また、小型で高出力な緑色のＬＤ光源も量産化されていない。このため、これらの光源もしくはこれらの光源を組合せたデータプロジェクタは、未だ市場に投入されていない。
【０００３】
一方、光源に蛍光体を用いた、水銀フリーの高輝度のデータプロジェクタは、既に市場に投入されている。このデータプロジェクタでは、光源部は、励起光で励起されて黄色蛍光（緑色成分及び赤色成分を含む）を放出する蛍光体を備え、蛍光体が射出した黄色蛍光と、レーザー光である青色光とを合成した混色光を射出する。光源部の射出光を赤色光、青色光及び緑色光に分離し、各色光をそれぞれ液晶パネル等の光変調素子を用いて変調することで赤色画像、青色画像及び緑色画像を形成する。そして、投写レンズが赤色画像、青色画像及び緑色画像を重ねて拡大投写する。
上記データプロジェクタでは、青色光としてレーザー光を用いるため、投写画像にスペックルと呼ばれる斑点状のノイズが発生する。一般に、拡散板をレーザー光路上に配置することで、スペックルノイズを低減することができる。スペックルノイズの低減を図るために、多くのデータプロジェクタでは、複数枚の拡散板を光源部に配置している。
特許文献１には、スペックルノイズを低減するために、拡散板をレーザー光路に配置した構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１６３９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、拡散板を光源部に配置したデータプロジェクタにおいては、以下のような問題がある。
複数枚の拡散板を光源部に配置した場合、光源部から投写レンズまでの光路全体に亘って、拡散した青色光（発散光）が伝搬する。この場合、青色光（発散光）が伝搬する光路が長いため、青色光（発散光）のうちの、光路から外れて、投写画像の表示に寄与しない光の量が増大してしまい、その結果、光利用効率が低下する。
【０００６】
なお、青色光（発散光）の光利用効率を増大するためには、拡散板の発散角を小さくするとともに、拡散板を青色光路上の光変調素子に近い所に配置することが望ましい。しかし、拡散板の発散角を小さくすると、スペックノイズの低減効果が小さくなる。一方、スペックノイズの低減効果を大きくするためには、拡散板の発散角を大きくすることが望ましい。しかし、拡散板の発散角を大きくすると、投写画像の表示に寄与しない光の量が増大し、光利用効率が低下する。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題を解決することができる、照明装置およびプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の照明装置は、複数の光変調素子をそれぞれ照明する複数の色光を含む混色光を射出する光源部と、前記光源部の射出光を前記複数の色光に分離し、各色光を互いに異なる光路にて各光変調素子に照射する照明光学系と、を有する。前記複数の色光の一つはレーザー光であり、前記照明光学系は、前記レーザー光を用いて形成された光学像を前記光変調素子上に結像させるリレー光学系と、前記リレー光学系の瞳位置に配置された、少なくとも一つの第１の拡散板と、を有する。
【０００９】
本発明のプロジェクタは、上記の照明装置と、前記照明装置が射出した複数の色光をそれぞれ変調して画像光を形成する複数の光変調素子と、前記複数の光変調素子が形成した前記複数の画像を重ねて投写する投写光学系と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光利用効率を増大することができ、かつ、スペックノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態による照明装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による照明装置の構成を示す模式図である。
【図３】ダイクロイックミラーの透過特性を示す特性図である。
【図４】蛍光体ホイールの構成を示す模式図であって、分図（ａ）は正面図、分図（ｂ）は側面図である。
【図５】液晶パネルを均一に照明する主要な光学系を示す模式図である。
【図６】偏光変換素子の構成を示す模式図である。
【図７】プロジェクタの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による照明装置の構成を示すブロック図である。
図１を参照すると、本実施形態の照明装置は、光源部１０と、照明光学系１１とを有する。光源部１０は、複数の光変調素子をそれぞれ照明する複数の色光を含む混色光を射出する。照明光学系１１は、光源部１０の射出光を複数の色光に分離し、各色光を互いに異なる光路にて各光変調素子に照射する。複数の色光の一つはレーザー光である。
【００１３】
照明光学系１１は、レーザー光を用いて形成された光学像（照明像）を光変調素子上に結像させるリレー光学系１２と、リレー光学系１２内に設けられた、少なくとも一つの第１の拡散板１４と、を有する。第１の拡散板１４は、例えば、リレー光学系１２の瞳位置に配置される。
本実施形態の照明装置によれば、第１の拡散板１４は、光源部１０よりも光変調素子に近いリレー光学系１２内に配置される。この場合、第１の拡散板１４から射出した発散光の光路長は、拡散板を光源部１０内に設けた場合の発散光の光路長よりも短くなるため、投写画像の表示に寄与しない光の量を低減することができ、光利用効率を増大させることが可能である。
【００１４】
また、リレー光学系１２の瞳位置では、角度成分に応じた光学像（照明像）のフーリエ像が形成される。この瞳位置に第１の拡散板１４を配置することで、光学像（照明像）の１点から出射された光を複数の角度から第１の拡散板１４に入射させることができるので、角度多重効果によりスペックノイズが平均化されて抑制される。加えて、第１の拡散板１４で光を拡散させることでスペックノイズを低減できる。このように、角度多重効果と拡散効果の両方を用いてスペックノイズを低減できるので、スペックノイズ低減効果を増大することができる。また、第１の拡散板１４の拡散角を、拡散効果のみでスペックノイズを低減する場合よりも小さくすることができるので、投写画像の表示に寄与しない光の量を低減し、光利用効率を増大させることが可能である。
【００１５】
本実施形態の照明装置において、リレー光学系１２は、第１乃至第３のリレーレンズを含んでいても良い。この場合、第１のリレーレンズは光源部１０側に配置され、第３のリレーレンズは光変調素子側に配置され、第２のリレーレンズは第１および第３のリレーレンズの間に配置され、リレー光学系１２の瞳位置が第２のリレーレンズと第３のリレーレンズの間に形成されても良い。
また、光源部１０は、レーザー光を射出するレーザー光源と、レーザー光源の直後に設けられた、少なくとも一つの第２の拡散板と、を有していても良い。
【００１６】
上記の場合、光源部１０は、第２の拡散板とレーザー光源との間に設けられた第１の集光レンズと、第２の拡散板を挟んで第１の集光レンズと対向する位置に設けられた第２の集光レンズと、を有し、第２の拡散板が、第１のレンズの焦点位置に配置されても良い。また、第２の拡散板の拡散角が第１の拡散板１４の拡散角よりも大きくても良い。さらに、光源部１０は、蛍光である色光を射出する蛍光体部と、該蛍光体部の射出光とレーザー光源の射出光とを合成して混色光を射出する色合成部と、をさらに有しても良い。さらに、レーザー光源は、青色レーザー光を射出する青色レーザー光源であっても良い。
【００１７】
また、本実施形態の照明装置は、第１の拡散板１４を搖動または回転させる手段を、さらに有しても良い。
本実施形態の照明装置と、該照明装置が射出した複数の色光をそれぞれ変調して画像光を形成する複数の光変調素子と、複数の光変調素子が形成した複数の画像を重ねて投写する投写光学系と、を有する、プロジェクタが提供されても良い。このプロジェクタにおいて、光変調素子は、液晶パネルであっても良い。
【００１８】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態による照明装置の構成を示す模式図である。
図２を参照すると、照明装置は、光源部１及び照明光学系２を有する。光源部１は、黄色光と青色ＬＤ光とを混色した白色光を射出する白色光源である。
まず、光源部１の黄色光の光路に関わる構成について説明する。光源部１は、励起光源及び蛍光体部を有する。
【００１９】
励起光源は、複数の青色ＬＤ１ａからなる青色ＬＤアレイと、青色ＬＤ１ａごとに設けられた複数のコリメーターレンズ１ｂとを有する。各青色ＬＤ１ａが射出した青色ＬＤ光（発散光）はそれぞれ、コリメーターレンズ１ｂを通過することで、疑似平行光になる。各コリメーターレンズ１ｂからの疑似平行光が、励起光源の射出光（励起光）である。
励起光源から射出した励起光は、レンズ１ｃ、１ｄ、１ｅを通過する。レンズ１ｃ、１ｄ、１ｅは、励起光源からの光束の径を縮小する縮小光学系を構成する。縮小光学系の射出光は、疑似平行光である。励起光の光束径を小さくすることで、縮小光学系よりも後段の光学系を小さくすることが可能である。
【００２０】
縮小光学系の射出光は、ダイクロイックミラー１ｆに入射する。図３に、ダイクロイックミラー１ｆの透過特性を示す。図３に示すように、ダイクロイックミラー１ｆは、可視波長域において、青色波長域の光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する特性を有する。ダイクロイックミラー１ｆは、縮小光学系からの励起光（青色）を蛍光体ホイール１ｉに向けて反射する。
ダイクロイックミラー１ｆと蛍光体ホイール１ｉの間には、レンズ１ｇ、１ｈが配置されている。レンズ１ｇ、１ｈは、ダイクロイックミラー１ｆからの反射光である励起光を蛍光体ホイール１ｉ上に集光する。
【００２１】
図４に、蛍光体ホイール１ｉの構成を模式的に示す。図４の分図（ａ）は正面図、図４の分図（ｂ）は側面図である。
図４を参照すると、蛍光体ホイール１ｉは、金属盤５ａを有する。金属盤５ａは、金属の円盤上にアルミニウムなどの反射膜を蒸着した円盤からなる。金属盤５ａ上に、励起光で励起されて黄色蛍光を放出する蛍光体を含む黄色蛍光体部５ｂが形成されている。黄色蛍光体部５ｂは、蛍光体をバインダーなどに含有して均一な膜厚で塗布したものである。
【００２２】
黄色蛍光体部５ｂは、青色ＬＤ光である励起光を波長変換した黄色光を発光する。黄色蛍光体部５ｂは、入射した青色光が可能な限り波長変換されるように、蛍光体の濃度および膜厚が調整されている。蛍光体の波長変換効率は、蛍光体の温度に依存し、温度が低いほど波長変換効率が高い。金属盤５ａをモーター５ｃで回転させることで、単位時間当たりの励起光の照射密度を低減する。これにより、蛍光体の温度上昇を抑制し、波長変換効率を確保する。
また、黄色蛍光体部５ｂの発光面積は、蛍光体を励起する青色光の照射サイズに依存する。後段の光学系での光の取り込み効率を考えると、発光面積が小さい方が有利である。したがって、励起光の照射サイズを小さくし、後段での光学系の光の取り込み効率を確保しようとすると、必然的に、蛍光体への照射密度は高くなってしまう。これらを鑑みて蛍光体への照射密度を低減させるため、上述したように蛍光体を塗布した金属盤５ａをモーター５ｃで回転させている。
【００２３】
蛍光体ホイール１ｉから射出した黄色光は、レンズ１ｈ、レンズ１ｇを順次通過してダイクロイックミラー１ｆに入射する。蛍光体は全方位に黄色蛍光を放出するため、蛍光体ホイール１ｉから射出した黄色光は発散光である。この黄色光（発散光）は、レンズ１ｈ、レンズ１ｇを通過することで、疑似平行光となる。
レンズ１ｈ、レンズ１ｇを通過した黄色光（疑似平行光）は、ダイクロイックミラー１ｆを透過する。ダイクロイックミラー１ｆを透過した黄色光は、レンズ１ｊ、１ｋを順次通過する。レンズ１ｊ、１ｋは、光束径を縮小する縮小光学系である。縮小光学系の射出光は、疑似平行光である。励起光の光束径を小さくすることで、縮小光学系よりも後段の光学系を小さくすることが可能である。
【００２４】
次に、光源部１の青色ＬＤ光の光路に関わる構成について説明する。光源部１は、青色光源を有する。
青色光源は、複数の青色ＬＤ１ｌからなる青色ＬＤアレイと、青色ＬＤ１ｌごとに設けられた複数のコリメーターレンズ１ｍとを有する。各青色ＬＤ１ｌが射出した青色ＬＤ光（発散光）はそれぞれ、コリメーターレンズ１ｍを通過することで、疑似平行光になる。各コリメーターレンズ１ｂからの青色ＬＤ光（疑似平行光）は、拡散板１ｎを介してダイクロイックミラー１ｆに入射する。拡散板１ｎは、青色ＬＤ光を拡散する。
【００２５】
ダイクロイックミラー１ｆは、拡散板１ｎからの青色ＬＤ光（拡散光）をレンズ１ｊに向けて反射する。ダイクロイックミラー１ｆからの反射光である青色ＬＤ光は、レンズ１ｊ、１ｋを順次通過する。レンズ１ｊ、１ｋは、青色ＬＤ光の光束径を縮小する。
光源部１では、青色ＬＤ光及び黄色光がダイクロイックミラー１ｆで合成される。光源部１は、青色ＬＤ光と黄色光の混色光を射出する。混色光は、フライアイレンズ２ａに入射する。レンズ１ｊ、１ｋからなる縮小光学系は、後段の照明光学系での光の取り込み効率を確保するために光束径を調整する役割を果たすと同時に、フライアイレンズ２ａに対して疑似平行光で照射させる役割を果たす。
【００２６】
次に、照明光学系２の構成を説明する。照明光学系２は、液晶パネルを均一に照明する。
図５に、液晶パネルを均一に照明する主要な光学系を示す。図５に示すように、フライアイレンズ２ａ、２ｂ、重畳レンズ２ｄ及びフィールドレンズ２ｆ、２ｋからなる光学系が、液晶パネル２ｉ、２ｎを均一に照明する。
【００２７】
フライアイレンズ２ａ、２ｂは、互いに対向するように配置されている。フライアイレンズ２ａ、２ｂはそれぞれ複数の微小レンズを備え、フライアイレンズ２ａの各微小レンズは、フライアイレンズ２ｂの各微小レンズと対向する。
光源部１の射出光は、フライアイレンズ２ａに入射する。フライアイレンズ２ａでは、光源部１の射出光が微小レンズの数に対応する複数の光束に分割される。各微小レンズは、液晶パネルの有効表示領域と相似形状をなしており、光源部１からの光束をフライアイレンズ２ｂ近傍に集光させる。フライアイレンズ２ｂの各微小レンズは、フライアイレンズ２ａの対応する微小レンズの像を液晶パネル２ｉ、２ｎ上に形成する。
【００２８】
重畳レンズ２ｄとフィールドレンズ２ｋは、フライアイレンズ２ａの各微小レンズからの主光線を液晶パネル２ｎの中心部に向け、各微小レンズの像を液晶パネル２ｎ上に重ねあわせる。同様に、重畳レンズ２ｄとフィールドレンズ２ｆは、フライアイレンズ２ａの各微小レンズからの主光線を液晶パネル２ｉの中心部に向け、各微小レンズの像を液晶パネル２ｉ上に重ねあわせる。
フライアイレンズ２ａにて形成される二次光源像の大きさは、フライアイレンズ２ｂの各微小レンズの開口形状よりも大きい。二次光源像が隣接するレンズからはみ出す場合は、はみ出した部分が液晶パネルの有効面の外側を照射する成分となり、その結果、光利用効率が低下する。
【００２９】
再び、図２を参照する。フライアイレンズ２ａ、２ｂの射出光は、偏光変換素子２ｃ及び重畳レンズ２ｄを介してダイクロイックミラー２ｅに入射する。偏光変換素子２ｃは、入射光の偏光方向をＰ偏光又はＳ偏光に揃える。
図６に、偏光変換素子２ｃの構成を示す。図６に示すように、偏光変換素子２ｃは、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する特性を有する偏光分離膜６ａと、１／２波長板６ｂを有する。偏光変換素子２ｃでは、フライアイレンズ２ｂからの白色光（ランダム偏光）が略４５°の入射角で偏光分離膜６ａに入射する。偏光分離膜６ａは、ランダム偏光をＰ偏光とＳ偏光の直線偏光に分離する。偏光分離膜６ａを透過したＰ偏光は、１／２波長板６ｂを通過する。１／２波長板６ｂは、入射したＰ偏光の偏光方向を９０度回転してＳ偏光として射出する。一方、偏光分離膜６ａで反射されたＳ偏光は、隣の偏光分離膜６ａで再度反射され、偏光を維持したまま射出される。このようにして、偏光方向が単一方向に揃えられる。
【００３０】
偏光変換素子２ｃの射出光である白色光（Ｓ偏光）は、重畳レンズ２ｄを介してダイクロイックミラー２ｅに入射する。ダイクロイックミラー２ｅは、可視光のうち、赤色波長域の光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する特性を有する。
偏光変換素子２ｃの出射光のうちの赤色光は、ダイクロイックミラー２ｅで反射される。ダイクロイックミラー２ｅの反射光（赤色）は、フィールドレンズ２ｋ、反射ミラー２ｌ及び偏光板２ｍを介して液晶パネル２ｎに入射する。
ダイクロイックミラー２ｅの透過光（緑色及び青色）は、フィールドレンズ２ｆを介してダイクロイックミラー２ｇに入射する。ダイクロイックミラー２ｇは、可視光のうち、緑色波長域の光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する特性を有する。
【００３１】
フィールドレンズ２ｆを通過した緑色光は、ダイクロイックミラー２ｇで反射される。ダイクロイックミラー２ｇの反射光（緑色）は、偏光板２ｈを介して液晶パネル２ｉに入射する。
フィールドレンズ２ｆを通過した青色光は、ダイクロイックミラー２ｇを透過する。ダイクロイックミラー２ｇの透過光（青色）は、リレーレンズ２ｐ、反射ミラー２ｑ、リレーレンズ２ｒ、拡散板２ｓ、反射ミラー２ｔ、リレーレンズ２ｕ及び偏光板２ｖを介して液晶パネル２ｗに入射する。
【００３２】
ダイクロイックミラー２ｇとリレーレンズ２ｐとの間で、フライアイレンズ２ａの各微小レンズの像を重ねあわせた矩形の均一な照明像が形成される。リレーレンズ２ｐ、反射ミラー２ｑ、リレーレンズ２ｒ、反射ミラー２ｔ、リレーレンズ２ｕからなるリレー光学系は、ダイクロイックミラー２ｇとリレーレンズ２ｐとの間に形成された矩形の均一な照明像の等倍像を液晶パネル２ｗ上に形成する。
リレー光学系は、リレーレンズ２ｒと反射ミラー２ｔの間に瞳位置を形成するように構成されている。拡散板２ｓは、リレー光学系の瞳位置に配置されている。拡散板２ｓをリレー光学系の瞳位置に配置することで、拡散板２ｓによる拡散成分の後段での光利用効率の低減率を抑制すると共に、スペックルノイズを効果的に低減させることが可能である。
詳しく説明すると、リレー光学系の瞳位置には、角度成分に応じたフーリエ像が形成される。この瞳位置に拡散板２ｓを配置すると、効果的に角度多重によるスペックル低減が期待できる。
【００３３】
本実施形態の照明装置においても、拡散板２ｓは、光源部１よりも液晶パネル２ｗに近いリレー光学系内に配置されているので、第１の実施形態と同様、拡散板２ｓから射出した発散光の光路長を短くすることができ、光利用効率を増大させることが可能である。
また、拡散板２ｓをリレー光学系１２の瞳位置に配置したことで、第１の実施形態と同様、角度多重効果と拡散効果の両方を用いてスペックノイズを低減できる。この場合、拡散板２ｓの発散角を小さくすることが可能であるので、投写画像の表示に寄与しない光の量を低減して光利用効率を増大させることも可能である。
【００３４】
また、本実施形態の照明装置においては、拡散板１ｎが、複数の青色ＬＤ１ｌからなる青色光源の直後に配置されている。拡散板１ｎは、スペックルノイズを低減させる役割を果たすと同時に、フライアイレンズ２ａ、２ｂの各微小レンズを用いた照明光の均一化（各微小レンズからの光束を液晶パネル上で重ねたときの照明光の均一性）を向上する役割を果たす。拡散板１ｎの拡散角が大きいほど、照明光の均一性が向上する。
なお、拡散板１ｎを光源部１内に配置すると、拡散板１ｎから射出した発散光の光路が長くなるため、光利用効率が低下する可能性がある。本実施形態では、拡散板２ｓを用いた光利用効率の向上及びスペックルノイズの低減と、拡散板１ｎを用いた照明光の均一性の向上及びスペックルノイズの低減とを考慮し、拡散板１ｎ、２ｓの拡散角を適宜に設定する。例えば、拡散板２ｓを主にスペックルノイズの低減のために用い、拡散板１ｎを主に照明光の均一性の向上のために用いる場合、拡散板１ｎの拡散角を拡散板２ｓの拡散角よりも大きくしても良い。この場合、スペックルノイズの低減効果を維持しつつ、照明光の均一性を高めることが可能である。
【００３５】
本実施形態の照明装置において、拡散板１ｎ、２ｓの少なくとも一方を搖動又は回転させる手段を設けても良い。拡散板１ｎまたは拡散板２ｓを搖動又は回転させることで、拡散板自体が有する周期構造によって生じる強度分布班を低減することができる。なお、フーリエ面に配置した拡散板２ｓを搖動又は回転させる場合のスペックルノイズ低減効果は、拡散板１ｎを搖動又は回転させる場合のスペックルノイズ低減効果よりも大きい。よって、拡散板２ｓに対して、搖動又は回転させる手段を設けることが望ましい。
また、本実施形態の照明装置において、拡散板１ｎの前後に集光レンズを挿入しても良い。この場合、青色ＬＤ１ｌ側の集光レンズの焦点面に拡散板１ｎを配置すれば、より効果的に拡散効果を得られ、また、拡散板１ｎを小さくすることができる。
【００３６】
次に、本実施形態の照明装置を備えたプロジェクタ全体の構成について説明する。
図７は、プロジェクタの構成を示す模式図である。
図７を参照すると、プロジェクタは、図２に示した光源部１及び照明光学系２を含む照明装置と、画像形成部と、投写光学系とを有する。照明装置の構成は上述の説明の通りであるので、ここでは、その説明は省略し、画像形成部及び投写光学系について詳細に説明する。
【００３７】
画像形成部は、偏光板２ｈ、２ｊ、２ｍ、２ｏ、２ｖ、２ｘ、液晶パネル２ｉ、２ｎ、２ｗ及びクロスダイクロイックプリズム２ｙを有する。照明光学系２は、緑色光を液晶パネル２ｉに向けて射出し、赤色光を液晶パネル２ｎに向けて射出し、青色光を液晶パネル２ｗに向けて射出する。
液晶パネル２ｉの入射面側及び射出面側には偏光板２ｈ及び偏光板２ｊがそれぞれ配置されている。これら偏光板２ｈ、２ｊを用いて、液晶パネル２ｉの空間変調に応じた階調特性を得る。同様に、液晶パネル２ｎの入射面側及び射出面側には偏光板２ｍ及び偏光板２ｏがそれぞれ配置され、液晶パネル２ｗの入射面側及び射出面側には偏光板２ｖ及び偏光板２ｘがそれぞれ配置されている。液晶パネル２ｉは緑色画像を形成し、液晶パネル２ｎは赤色画像を形成し、液晶パネル２ｗは青色画像を形成する。
【００３８】
クロスダイクロイックプリズム２ｙは、第１乃至第３の入射面と射出面を有する。液晶パネル２ｎは、クロスダイクロイックプリズム２ｙの第１の入射面と対向して配置されている。液晶パネル２ｉは、クロスダイクロイックプリズム２ｙの第２の入射面と対向して配置されている。液晶パネル２ｗは、クロスダイクロイックプリズム２ｙの第３の入射面と対向して配置されている。
液晶パネル２ｎの射出光（赤色）は、偏光板２ｏを介してクロスダイクロイックプリズム２ｙの第１の入射面に入射する。液晶パネル２ｉの射出光（緑色）は、偏光板２ｊを介してクロスダイクロイックプリズム２ｙの第２の入射面に入射する。液晶パネル２ｗの射出光（青色）は、偏光板２ｘを介してクロスダイクロイックプリズム２ｙの第３の入射面に入射する。
【００３９】
クロスダイクロイックプリズム２ｙでは、第１の入射面から入射した赤色光と、第２の入射面から入射した緑色光と、第３の入射面から入射した青色光とを互いに重ねて射出面から射出する。すなわち、クロスダイクロイックプリズム２ｙは、液晶パネル２ｎ、２ｉ、２ｗからの赤色画像光、緑色画像光、青色画像光を同一の光路に合成して射出する。
投写光学系は、クロスダイクロイックプリズム２ｙの射出面に対向して配置された投写レンズ３ａを含む。液晶パネル２ｎ、２ｉ、２ｗから射出された赤色画像光、緑色画像光、青色画像光は、同一光路で投写レンズ３ａに入射する。投写レンズ３ａは、液晶パネル２ｎ、２ｉ、２ｗそれぞれで形成された画像を拡大投写する。
【００４０】
クロスダイクロイックプリズム２ｙは、互い直交する第１及び第２のダイクロイック膜を有しても良い。この場合、第１のダイクロイック膜は、可視波長域のうち、赤色の波長域の光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する特性を有し、第２のダイクロイック膜は、可視波長域のうち、青色の波長域の光を反射し、それ以外の波長域の光を透過する特性を有する。第１の入射面から入射した赤色光は、第１のダイクロイック膜で反射されて射出面から投写レンズ３ａの方向に射出される。第３の入射面から入射した青色光は、第２のダイクロイック膜で反射されて射出面から投写レンズ３ａの方向に射出される。第２の入射面から入射した緑色光は、第１及び第２のダイクロイック膜を透過して射出面から投写レンズ３ａの方向に射出される。
【００４１】
また、クロスダイクロイックプリズム２ｙの２の入射面に、１／２波長板が設けられても良い。この場合、第１のダイクロイック膜は、Ｓ偏光に対して、可視波長域のうち、赤色の波長域の光を反射し、それ以外の波長域の光を透過し、Ｐ偏光に対して、可視波長域の光を透過する特性を有する。第２のダイクロイック膜は、Ｓ偏光に対して、可視波長域のうち、青色の波長域の光を反射し、それ以外の波長域の光を透過し、Ｐ偏光に対して、可視波長域の光を透過する特性を有する。第１の入射面から入射したＳ偏光の赤色光は、第１のダイクロイック膜で反射されて射出面から投写レンズ３ａの方向に射出される。第３の入射面から入射したＳ偏光の青色光は、第２のダイクロイック膜で反射されて射出面から投写レンズ３ａの方向に射出される。Ｓ偏光の緑色光は、１／２波長板を通過することでＰ偏光の緑色光に変換される。第２の入射面から入射したＰ偏光の緑色光は、第１及び第２のダイクロイック膜を透過して射出面から投写レンズ３ａの方向に射出される。このように、偏光方向に応じた色合成を行うことで、クロスダイクロイックプリズム２ｙでの３色合成時に有効に利用できる波長帯域を広く設定することができる。
【００４２】
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述したような実施形態に限定されものではない。本発明の構成や詳細については、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  光源部
１１  照明光学系
１２  リレー光学系
１４  第１の拡散板
【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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