(57)【要約】【課題】発光素子の放射角が所定の角度となるように複数の発光素子を配列した発光素子アレイを使用することによって、発光素子が発光した光を効率よく集光光学系に入射することができ、光の損失を減少することができ、明るい室内でも十分に見える明るい映像を表示することができるようにする。【解決手段】一方向に並べられ、表示データに従って発光する発光素子を備える発光素子アレイと、前記発光素子が並べられる方向に対して垂直な方向に前記発光素子の光を走査する光走査器と、前記発光素子アレイの光を集光してスクリーンに結像させる走査光学系と、前記光走査器の動作と発光素子の発光動作とを整合させて映像を表示する制御部とを有する光走査プロジェクタ装置であって、前記発光素子は微小共振型ＬＥＤであり、放射角が光強度半値で２０度以下である。【選択図】図１
2008070865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）一方向に並べられ、表示データに従って発光する発光素子を備える発光素子アレイと、
（ｂ）前記発光素子が並べられる方向に対して垂直な方向に前記発光素子の光を走査する光走査器と、
（ｃ）前記発光素子アレイの光を集光してスクリーンに結像させる走査光学系と、
（ｄ）前記光走査器の動作と発光素子の発光動作とを整合させて映像を表示する制御部とを有する光走査プロジェクタ装置であって、
（ｅ）前記発光素子は微小共振型ＬＥＤであり、放射角が光強度半値で２０度以下であることを特徴とする光走査型プロジェクタ装置。
【請求項２】
（ａ）一方向に並べられ、表示データに従って発光する発光素子を備える発光素子アレイと、
（ｂ）前記発光素子が並べられる方向に対して垂直な方向に前記発光素子の光を走査する光走査器と、
（ｃ）前記発光素子アレイの光を集光してスクリーンに結像させる走査光学系と、
（ｄ）前記光走査器の動作と発光素子の発光動作とを整合させて映像を表示する制御部とを有する光走査プロジェクタ装置であって、
（ｅ）前記発光素子は一体的に形成されたマイクロレンズを備え、放射角が光強度半値で２０度以下であることを特徴とする光走査型プロジエクタ装置。
【請求項３】
前記マイクロレンズの口径は前記発光素子の発光径に対して２倍以上である請求項２に記載の光走査型プロジェクタ装置。
【請求項４】
（ａ）一方向に並べられ、表示データに従って発光する発光素子を備える発光素子アレイと、
（ｂ）前記発光素子が並べられる方向に対して垂直な方向に前記発光素子の光を走査する光走査器と、
（ｃ）前記発光素子アレイと光走査器との間に配設された集光光学系と、
（ｄ）前記光走査器によって走査された光をスクリーンに結像させる走査光学系と、
（ｅ）前記光走査器の動作と発光素子の発光動作とを整合させて映像を表示する制御部とを有する光走査プロジェクタ装置であって、
（ｆ）前記発光素子アレイの長さＬと発光素子の放射角θとが、集光光学系の口径Ｄ及び焦点距離ｆに対して、次の式（１）の関係を満たすことを特徴とする光走査型プロジェクタ装置。
ｔａｎθ＜（Ｄ−Ｌ）／２ｆ・・・式（１）
【請求項５】
ｎ個の前記発光素子アレイが間隔Ｐで互いに平行に配設され、次の式（２）の関係を満たす請求項４に記載の光走査型プロジェクタ装置。
Ｐ＜Ｌ／（ｎ−１）・・・式（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査型プロジェクタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、パーソナルコンピュータ、テレビ等のディスプレイに使用され、種々の映像を表示するプロジェクタ装置は、光源として高圧水銀ランプやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子を使用している。そして、光源からの光を選択する映像素子として、液晶パネルや、反射鏡面の傾きを制御するマイクロミラーアレイのようなデバイスが使用されている。これに対して、ＬＥＤ素子をアレイ状に並べたＬＥＤアレイからの光を走査する光走査型プロジェクタ装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような光走査型プロジェクタ装置は、ＬＥＤ素子を光源及び映像素子として使用するので、簡素な構成になり、小型化が可能である。
【特許文献１】特開平１０−２４０１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記従来の光走査型プロジェクタ装置において、ＬＥＤアレイからの光量が弱いため、明るい室内でも十分に見える明るい映像を表示することが極めて困難であった。
【０００４】
本発明は、前記従来の光走査型プロジェクタ装置の問題点を解決して、発光素子の放射角が所定の角度となるように複数の発光素子を配列した発光素子アレイを使用することによって、発光素子が発光した光を効率よく集光光学系に入射することができ、光の損失を減少することができ、明るい室内でも十分に見える明るい映像を表示することができる光走査型プロジェクタ装置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】
【０００５】
そのために、本発明の光走査型プロジェクタ装置においては、一方向に並べられ、表示データに従って発光する発光素子を備える発光素子アレイと、前記発光素子が並べられる方向に対して垂直な方向に前記発光素子の光を走査する光走査器と、前記発光素子アレイの光を集光してスクリーンに結像させる走査光学系と、前記光走査器の動作と発光素子の発光動作とを整合させて映像を表示する制御部とを有する光走査プロジェクタ装置であって、前記発光素子は微小共振型ＬＥＤであり、放射角が光強度半値で２０度以下である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光走査型プロジェクタ装置は、発光素子の放射角が所定の角度となるように複数の発光素子を配列した発光素子アレイを使用するようになっている。これにより、発光素子が発光した光を効率よく集光光学系に入射することができ、光の損失を減少することができ、明るい室内でも十分に見える明るい映像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるプロジェクタの概略図である。
【０００９】
図において、１０は光走査型プロジェクタ装置としてのプロジェクタであり、例えば、パーソナルコンピュータ、テレビ等においてディスプレイとして使用され、種々の映像を表示するために使用されるものであるが、いかなる種類の装置に使用されてもよく、いかなる用途に使用されるものであってもよい。そして、前記プロジェクタ１０は、３色アレイ基板１１、光走査器としてのポリゴンミラー２２、映像を表示するスクリーン２４、並びに、前記３色アレイ基板１１及びポリゴンミラー２２の動作を制御する制御部４０を有する。
【００１０】
ここで、前記３色アレイ基板１１は、赤色の光を発光するＲ発光素子アレイ１２、緑色の光を発光するＧ発光素子アレイ１３、及び、青色の光を発光するＢ発光素子アレイ１４を備える。なお、前記３色アレイ基板１１には、Ｒ発光素子アレイ１２、Ｇ発光素子アレイ１３及びＢ発光素子アレイ１４の各発光素子を駆動するドライバ素子として、後述されるＲドライバＩＣ１２ａ、ＧドライバＩＣ１３ａ及びＢドライバＩＣ１４ａも実装されている。
【００１１】
前記Ｒ発光素子アレイ１２、Ｇ発光素子アレイ１３及びＢ発光素子アレイ１４は、それぞれ、発光素子としての発光ダイオード、すなわち、後述されるＬＥＤ３１を所定間隔でＹ方向（図における上下方向）に、例えば、６００個以上、ほぼ１列に並べて形成された発光素子アレイから成り、発光点が、例えば、６００〔ｄｐｉ〕以上の密度で形成されている。また、Ｒ発光素子アレイ１２、Ｇ発光素子アレイ１３及びＢ発光素子アレイ１４は、互いに、例えば、数〔ｍｍ〕程度の間隔を開けて、Ｘ方向（図における左右方向）に平行となるように並べられている。
【００１２】
また、３色アレイ基板１１とポリゴンミラー２２との間には、集光光学系としての集光レンズ２１が配設され、ポリゴンミラー２２より下流側には、走査光学系としての投影レンズ２３及びスクリーン２４が順に配設されている。そして、前記集光レンズ２１と投影レンズ２３とによって、スクリーン２４上にＲ発光素子アレイ１２、Ｇ発光素子アレイ１３及びＢ発光素子アレイ１４の光像２５ａ、２５ｂ及び２５ｃが拡大されて結像するようになっている。なお、光像２５ａ〜２５ｃを統合的に説明する場合は、光像２５として説明する。
【００１３】
そして、前記投影レンズ２３とスクリーン２４との間に受光センサ１５が配設されている。該受光センサ１５は、ポリゴンミラー２２が走査開始位置に回転してきたときに、走査された光を受光することができる位置に置かれ、受光したときに同期信号Ｓを発生して制御部４０に送信する。
【００１４】
前記ポリゴンミラー２２が矢印Ａで示される方向に等角速度で回転すると、光像２５はスクリーン２４上を矢印Ｂで示される方向に移動する。この場合、前記ポリゴンミラー２２の１面による光走査で、スクリーン２４上に１画面の表示を行うことができる。なお、前記ポリゴンミラー２２は、図示されないＤＣモータを内蔵し、制御部４０が該ＤＣモータの動作を制御することによって、ポリゴンミラー２２の回転が制御される。そして、ポリゴンミラー２２は、反射面として６面を備え、例えば、３００〔ｒｐｍ〕を維持して回転すると、毎秒３０画面がスクリーン２４上に表示される。
【００１５】
次に、ＬＥＤ３１の構成について詳細に説明する。
【００１６】
図２は本発明の第１の実施の形態における発光素子アレイ上に並ぶ１個のＬＥＤの構成を示す図、図３は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤが発光した光の放射角特性を示すグラフである。
【００１７】
本実施の形態において、ＬＥＤ３１は、一方向に並べられ、表示データに従って発光する発光素子であり、微小共振器型ＬＥＤである。そして、図２において、３７は基板であり、例えば、サファイアにＧａＮ層を成長させたものである。また、基板３７の上には、ｎ型ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）層３６が設けられている。該ｎ型ＤＢＲ層３６は、ブラッグ反射鏡であり、例えば、ｎ−ＡｌＧａＮ／ｎ−ＧａＮを交互に積層して形成され、発光波長に対してほぼ１００〔％〕の反射率を有する。
【００１８】
そして、ｎ型ＤＢＲ層３６の上にｎ型クラッド層３５、活性層３４及びｐ型クラッド層３３が順次積層されている。さらに、該ｐ型クラッド層３３の上に、ｐ型ＤＢＲ層３２が設けられている。該ｐ型ＤＢＲ層３２は、ブラッグ反射鏡であり、例えば、誘電体多層膜であって、発光波長に対しての反射率が約７０〔％〕である。また、前記ｎ型ＤＢＲ層３６とｐ型ＤＢＲ層３２との間隔は発光波長の３倍に設定され、これにより微小共振器が構成される。そして、前記活性層３４から発生した光は、両側のクラッド層、すなわち、ｎ型クラッド層３５及びｐ型クラッド層３３によって構成されるダブルヘテロ構造により発光効率が高められる。さらに、前記微小共振器によって共振する波長が選択され、矢印Ｃで示されるように、ｐ型ＤＢＲ層３２の上方外部に向けて発光する。
【００１９】
このとき、発光した光の放射角特性は、図３に示されるようになっている。なお、図において、横軸は放射角θを示し、縦軸は光強度を示す。図から、ＬＥＤ３１が発光する光の放射角θは光強度半値で約２０度以下であることが分かる。このように、前記ＬＥＤ３１は、微小共振器構造を有することによって、放射角θが約２０度以下となるような指向性を得ることができる。よって、放射角θを、光強度半値以上の光強度が得られる角度とする。なお、放射角θは、ＬＥＤ３１から投影面に対する垂線から広がって放出させる光路の垂線に対する角度である。
【００２０】
次に、３色アレイ基板１１及び制御部４０の構成について詳細に説明する。
【００２１】
図４は本発明の第１の実施の形態における３色アレイ基板及び制御部の構成を示す図である。
【００２２】
前記制御部４０は、演算手段、記憶手段、通信インターフェイス等を備える一種のコンピュータであり、例えば、マイクロコンピュータであるが、いかなる種類の装置から成るものであってもよい。そして、前記制御部４０は、ポリゴンミラー２２の動作とＬＥＤ３１の発光動作とを整合させて映像を表示する。そのため、前記制御部４０は、図に示されるように、外部装置４１から表示データを受信するインターフェイス回路４２と、表示信号をデジタル化して表示データを生成するエンコーダ回路４３とを有する。さらに、前記制御部４０は、受光センサ１５からの同期信号Ｓを受信する。なお、前記外部装置４１は、例えば、パーソナルコンピュータ、テレビ等の装置であって、プロジェクタ１０に映像を表示させる装置である。
【００２３】
また、前記制御部４０は、制御回路４５及び画面メモリ４４を更に有する。そして、前記制御回路４５は、画面メモリ４４のデータ書き込み及びデータ読み出しの制御、並びに、３色アレイ基板１１へのデータ送信及び３色アレイ基板１１の動作の制御を行う。また、前記画面メモリ４４は、カラー画像データ用にＲ、Ｇ及びＢの各色の表示データに対応する画面用のメモリ領域を備える。
【００２４】
そして、前記３色アレイ基板１１は、Ｒ発光素子アレイ１２、Ｇ発光素子アレイ１３及びＢ発光素子アレイ１４の各素子を駆動するためのドライバ素子として、ＲドライバＩＣ１２ａ、ＧドライバＩＣ１３ａ及びＢドライバＩＣ１４ａを有する。前記Ｒ発光素子アレイ１２、Ｇ発光素子アレイ１３及びＢ発光素子アレイ１４と前記ＲドライバＩＣ１２ａ、ＧドライバＩＣ１３ａ及びＢドライバＩＣ１４ａとは、それぞれ、結線されている。なお、ＲドライバＩＣ１２ａ、ＧドライバＩＣ１３ａ及びＢドライバＩＣ１４ａは、それぞれ、１列分の表示データのシフトレジスタとラッチ回路とを内蔵する。
【００２５】
次に、前記構成のプロジェクタ１０の動作について説明する。まず、スクリーン２４に映像を表示するための制御部４０の動作について説明する。
【００２６】
図５は本発明の第１の実施の形態における制御部の動作を示すタイムチャートである。なお、図５（ａ）は表示データを画面メモリに格納するタイミングを示し、図５（ｂ）は制御回路が３色アレイ基板に送信するデータのタイミングを示し、図５（ｃ）は受光センサから受信する同期信号Ｓのタイミングを示している。
【００２７】
本実施の形態において、表示データは、図５（ａ）におけるｍで示されるようなタイミングで、画面メモリ４４に格納される。この場合、インターフェイス回路４２が外部装置４１からの表示信号を受信し、エンコーダ回路４３が表示データを生成する。そして、制御回路４５は、前記表示データを画面メモリ４４に格納する。なお、該画面メモリ４４は、カラーの表示データにおけるＲ、Ｇ及びＢの各色に対応して、それぞれ、２画面分のメモリ領域を有する。そして、一方のメモリ領域が画像を表示するために使用されている間に、他方のメモリ領域に表示データが書き込まれる。
【００２８】
次に、制御回路４５は、図５（ｃ）で示されるようなタイミングで受光センサ１５から同期信号Ｓを受信するために、図５（ｂ）におけるｄで示されるようなタイミングでダミーデータを送信する。すると、該ダミーデータが３色アレイ基板１１のＲドライバＩＣ１２ａに送信され、所定の発光素子が発光する。そして、該発光素子からの光が受光センサ１５に入射すると、該受光センサ１５は、同期信号Ｓを発生して、制御回路４５に送信する。続いて、該制御回路４５は、所定の間隔で順次、ダミーデータをＧドライバＩＣ１３ａとＢドライバＩＣ１４ａとに送信し、所定の発光素子を順次発光させる。このようにして、制御回路４５は、Ｒ、Ｇ及びＢの各色用の同期信号Ｓを順次受信する。
【００２９】
前記制御回路４５は、受光センサ１５からＲ色用の同期信号Ｓを受信した所定時間後に、図５（ｂ）におけるｅで示されるように、画面メモリ４４のＲ色に対応するメモリ領域から１列分の表示データを読み取り、３色アレイ基板１１のＲドライバＩＣ１２ａに送信する。すると、該ＲドライバＩＣ１２ａは、１列分の表示データをシフトレジスタに入力し、制御回路４５からのラッチ信号によってラッチ回路にラッチする。次に、制御回路４５からＲドライバＩＣ１２ａに駆動信号が送信され、前記ラッチ回路にラッチされた表示データに従って、Ｒ発光素子アレイ１２が発光する。
【００３０】
また、前記制御回路４５は、Ｇ色用の同期信号Ｓを受信すると、同様に、画面メモリ４４のＧ色に対応するメモリ領域から１列分の表示データを読み取り、３色アレイ基板１１のＧドライバＩＣ１３ａに送信し、Ｇ発光素子アレイ１３を発光駆動する。
【００３１】
さらに、前記制御回路４５は、Ｂ色用の同期信号Ｓを受信すると、同様に、画面メモリ４４のＢ色に対応するメモリ領域から１列分の表示データを読み取り、３色アレイ基板１１のＢドライバＩＣ１４ａに送信し、Ｂ発光素子アレイ１４を発光駆動する。
【００３２】
このようにして、画面メモリ４４に格納されたすべての表示データが１列毎に読み出されて３色アレイ基板１１に送信され、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４が発光させられると、１画面分の走査が終了する。
【００３３】
続いて、同様に、２画面以降の表示動作が行われ、スクリーン２４上に表示像を得ることができる。
【００３４】
次に、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４におけるＬＥＤ３１の配列を決定する方法について説明する。
【００３５】
図６は本発明の第１の実施の形態における発光素子アレイの並び方向に対して垂直な方向に関する発光素子の放射角を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態における発光素子アレイの並び方向に関する発光素子の放射角を示す図である。
【００３６】
本実施の形態において、Ｒ発光素子アレイ１２、Ｇ発光素子アレイ１３及びＢ発光素子アレイ１４は、図７に示されるように、３色アレイ基板１１上に、隣接するもの同士の間隔がＰとなるように並べられて実装されている。そして、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４におけるＬＥＤ３１から放射された光のほとんどが集光レンズ２１に入射することで、スクリーン２４上に明るい映像を得ることができる。
【００３７】
図６に示されるように、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４において、該発光素子アレイ１２、１３及び１４の長さをＬ、ＬＥＤ３１の放射角をθ、集光レンズ２１の口径をＤ及び集光レンズ２１の焦点距離ｆとすると、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４からの光を集光するためには、それぞれ、次の式（１）の関係を満たすことが必要になる。
ｔａｎθ＜（Ｄ−Ｌ）／２ｆ  ・・・式（１）
そして、図７に示されるように、ｎ個のアレイ素子が間隔Ｐで並ぶとき、Ｌ＞（ｎ−１）Ｐにすれば、前記式（１）が光学系損失を決める。
【００３８】
例えば、各色のドライバＩＣ１２ａ、１３ａ及び１４ａの幅を１〔ｍｍ〕以下として、Ｐを２〔ｍｍ〕以下とする。この場合、２Ｐが４〔ｍｍ〕以下であって、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４の長さＬが４〔ｍｍ〕より大きく、式（１）を満足するので、光学系の損失を減らすことができる。
【００３９】
前記集光レンズ２１においては、口径Ｄと焦点距離ｆとによって明るさＦ＝Ｄ／ｆを表わすことができ、Ｆ≦１の関係がある。図３で説明したように、本実施の形態においては、ＬＥＤ３１は、微小共振器構造を有することによって、約２０度以下の指向性を得ることができる。
【００４０】
例えば、第１の条件として、θ＝２０度、Ｄ＝ｆ＝３０〔ｍｍ〕とすると、前記式（１）から、Ｌ≦８〔ｍｍ〕となる。この場合、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４においてＬＥＤ３１が１０００個並んでいるとすると、ＬＥＤ３１のピッチ、すなわち、素子ピッチは８〔μｍ〕となる。
【００４１】
また、例えば、第２の条件として、θ＝２５度、Ｄ＝ｆ＝３０〔ｍｍ〕とすると、前記式（１）から、Ｌ≦２〔ｍｍ〕となる。この場合、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４においてＬＥＤ３１が１０００個並んでいるとすると、ＬＥＤ３１のピッチ、すなわち、素子ピッチは２〔μｍ〕となり、現在の技術では実現性がない。
【００４２】
さらに、例えば、第３の条件として、θ＝１５度、Ｄ＝ｆ＝３０〔ｍｍ〕とすると、前記式（１）から、Ｌ≦１４〔ｍｍ〕となる。この場合、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４においてＬＥＤ３１が１０００個並んでいるとすると、ＬＥＤ３１のピッチ、すなわち、素子ピッチは１４〔μｍ〕となり、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４の形成が容易になる。
【００４３】
また、前記集光レンズ２１の口径Ｄと焦点距離ｆが大きくなるほど、集光レンズ２１から出力する光束が大きくなるので、これに対応してポリゴンミラー２２のミラー面を大きくする必要がある。そして、該ポリゴンミラー２２のミラー面を大きくするとその製造が困難となり、かつ、ポリゴンミラー２２を回転させるＤＣモータの負荷が大となる。また、集光レンズ２１においてＤ＝ｆ＝３０〔ｍｍ〕以上にすると、小型化が困難である。
【００４４】
以上説明したように、プロジェクタ１０においては、微小共振器構造のＬＥＤ３１をアレイ化したＲ発光素子アレイ１２、Ｇ発光素子アレイ１３及びＢ発光素子アレイ１４を使用するので、ＬＥＤ３１の放射角θを２０度以下にすることができ、かつ、集光レンズ２１の口径Ｄ及び焦点距離ｆ、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４の長さＬ、及び、ＬＥＤ３１のピッチが前記式（１）の関係を満たすので、光学系の損失の少ない明るい画像を得ることを可能にした。
【００４５】
さらに好ましくは、ＬＥＤ３１の出力側ＤＢＲ、すなわち、ｐ型ＤＢＲ層３２の反射率を約８０〔％〕に高めると、ＬＥＤ３１の共振器としての性能を高めることができ、これにより、ＬＥＤ３１の放射角θを１５度以下にすることができる。また、各色の発光素子アレイ１２、１３及び１４の長さＬと、ＬＥＤ３１のピッチを大きくすることが可能となり、製造が容易になる。
【００４６】
なお、前記ｐ型ＤＢＲ層３２の反射率を更に高めるとレーザとなり、コヒーレント光を得ることができるが、プロジェクタ１０では装置の外部に光を放出するので、コヒーレント光は安全上の問題が大きい。しかし、本実施の形態においては、コヒーレント光でないＬＥＤ３１からの光を使用するので、安全上の問題はない。
【００４７】
このように、本実施の形態において、プロジェクタ１０のＬＥＤ３１が微小共振構造を有するので、ＬＥＤ３１が発光した光を集光レンズ２１に効率よく入射させることができ、光学系の光損失を減らすことができる。これによって、明るい室内でも十分に見える明るい映像をスクリーン２４に表示することができる。
【００４８】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成を有するものについては、同じ符号を付与することによって、その説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び効果についても、その説明を省略する。
【００４９】
図８は本発明の第２の実施の形態における発光素子アレイの構造を示す図、図９は本発明の第２の実施の形態における光の放射角と発光素子の発光径に対するマイクロレンズ口径の比との関係を示すグラフである。なお、図８（ａ）は側面図であり、図８（ｂ）は正面図である。図９において縦軸は光の放射角（θ）を示し、横軸は発光素子の発光径に対するマイクロレンズの口径の比（Ｅ／Ｄ）を示している。
【００５０】
図８において、５１は、ＬＥＤ、ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子等から成る発光素子である。そして、各色の発光素子アレイ５３は、それぞれ、１列に並べられた複数の発光素子５１を備え、各発光素子５１の発光面上には、マイクロレンズ５２が１対１で形成されている。該マイクロレンズ５２は発光素子アレイ５３と一体的に形成される。なお、図８において、Ｄは発光素子５１の発光径を示し、Ｅはマイクロレンズ５２の口径を示している。
【００５１】
本実施の形態において、発光素子５１自体は、放射に関して指向性を有しない。また、マイクロレンズ５２は、半導体製造技術を応用して作成することができる。例えば、レンズ有機材料を発光素子アレイ５３上に薄く塗布した後、フォトレジストによって一定の大きさに形成し、さらに、溶融してレンズ形状に形成し、後に焼成して固形化する。
【００５２】
発光素子５１が発光し、マイクロレンズ５２を介して放射される光の放射角θは、図９に示されるように、発光素子５１の発光径Ｄに対応するマイクロレンズ５２の口径の比に対応して変化する。図９から分かるように、Ｅ／Ｄが大きくなるに従って、放射角θは小さくなり、指向性が高くなる。そして、放射角θを２０度にするには、Ｅ／Ｄを２とする必要がある。すなわち、マイクロレンズ５２の口径は発光素子５１の発光径に対して２倍以上であることが望ましい。
【００５３】
例えば、発光素子５１の発光径Ｄを４〔μｍ〕とすると、マイクロレンズ５２の口径Ｅは８〔μｍ〕となる。この場合、１０００個の発光素子５１が並ぶ発光素子アレイ５３を作成すると、該発光素子アレイ５３の長さＬは８〔ｍｍ〕となる。なお、前記第１の実施の形態において説明した第１の条件を採用すると、θ＝２０度、Ｄ＝ｆ＝３０〔ｍｍ〕であるので、前記式（１）から、Ｌ≦８〔ｍｍ〕となる。そのため、発光素子アレイ５３から放射された光は、集光レンズ２１によって集光され、効率よくスクリーン２４に照射される。これにより、光学系の損失の少ない明るい映像を得ることができる。
【００５４】
このように、本実施の形態においては、発光素子アレイ５３の各発光素子５１の発光面上にマイクロレンズ５２が１対１で形成されているので、発光素子５１から発光した光を集光レンズ２１に効率よく入射することができ、光学系の光損失を減らすことができる。これにより、明るい室内でも十分に見える明るい映像を表示することができる。
【００５５】
なお、本発明のプロジェクタ１０は、フロント型プロジェクタ及びリア型プロジェクタに利用することができる。
【００５６】
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプロジェクタの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における発光素子アレイ上に並ぶ１個のＬＥＤの構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤが発光した光の放射角特性を示すグラフである。
【図４】本発明の第１の実施の形態における３色アレイ基板及び制御部の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における制御部の動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態における発光素子アレイの並び方向に対して垂直な方向に関する発光素子の放射角を示す図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における発光素子アレイの並び方向に関する発光素子の放射角を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における発光素子アレイの構造を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態における光の放射角と発光素子の発光径に対するマイクロレンズ口径の比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１０    プロジェクタ
２１    集光レンズ
２２    ポリゴンミラー
２３    投影レンズ
２４    スクリーン
３１    ＬＥＤ
４０    制御部
【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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