(57)【要約】【課題】テーパロッドの出射後の光ビームの広がりを一段と小さく抑制する光源ユニット、照明装置およびプロジェクタ装置を提供する。【解決手段】被照射６体に光ビームを照射するＬＥＤ２と、ＬＥＤ２から被照射体６までの光ビームの光路状に配置され、テーパ形状の導光部であるテーパロッド１とを備え、テーパロッド１は、ＬＥＤ２からの光ビームが出射される側の端面が、光ビームが入射される側の端面よりも大きく、かつ出射側の端面がＲ面などの凸型形状面で構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射体に光ビームを照射する光源と、
前記光源から前記被照射体までの前記光ビームの光路状に配置され、テーパ形状を有する導光部とを備え、
前記導光部は、前記光源からの前記光ビームが出射される側の第１の端面が、前記光ビームが入射される側の第２の端面よりも大きく、かつ前記第１の端面が凸型形状面であることを特徴とする光源ユニット。
【請求項２】
前記凸型形状面は、Ｒ面と、台形面と、前記Ｒ面上を沿うように形成された複数の平面とのうち、少なくともいずれかの形状を有することを特徴とする請求項１記載の光源ユニット。
【請求項３】
前記導光部は、傾斜を有するミラーにて囲まれた中空状のロッドを有し、
前記中空状のロッドは、前記光源からの前記光ビームが出射される側の第１の端部が、前記光ビームが入射される側の第２の端部よりも大きく、かつ前記第１の端部に凸型形状部材が配置されることを特徴とする請求項１または２記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記凸型形状部材は、凸型レンズと、台形プリズムと、前記凸型レンズのレンズ形状に沿うように形成された複数の平面とのうち少なくともいずれかの形状を有することを特徴とする請求項３記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記光源は、前記第２の端面近傍および前記第２の端部近傍に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記凸型形状面および前記凸型形状部材は、前記光ビームの出射端部の最外部における出射光を、光軸に対して平行ないし光軸に対して集光させるような形状であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の光源ユニット。
【請求項７】
マトリクス状に配置された請求項１から６のいずれか１項記載の光源ユニットと、光透過性を有する微小なレンズが複数配列されたレンズアレイと、集光光学系とを備え、
光源から被照射体に照射される光ビームを透過する場合に、前記光源ユニットと前記レンズアレイと前記集光光学系とにおける、前記光ビームのそれぞれの出射端形状を前記被照射体に重ねて照明することを特徴とする照明装置。
【請求項８】
前記光源ユニットの前記出射端形状は、前記被照射体の形状と相似するよう形成されたことを特徴とする請求項７記載の照明装置。
【請求項９】
請求項７または８記載の照明装置と、アレイ状に配置され光ビームを変調する光変調素子と、投影光学系とを備え、
光源から被照射面に照射される光ビームを透過する場合に、前記照明装置における前記光ビームの出射端形状を前記光変調素子に重ねて照明し、照明された前記光変調素子を前記投影光学系にて前記被照射面に投影することを特徴とするプロジェクタ装置。
【請求項１０】
前記照明装置における前記光ビームの前記出射端形状は、前記光変調素子の形状と相似するよう形成されたことを特徴とする請求項９記載のプロジェクタ装置。
【請求項１１】
前記照明装置が備える光源ユニットとレンズアレイとの光路中に、偏光変換素子を有することを特徴とする請求項９または１０記載のプロジェクタ装置。
【請求項１２】
前記照明装置は、赤色光と緑色光と青色光との照明光をそれぞれ発光源として備え、前記照明光ごとに設けられることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項記載のプロジェクタ装置。
【請求項１３】
前記照明装置は、白色光の照明光を発光源として備え、
前記プロジェクタ装置は、前記照明装置から照明される前記照明光を赤色光と緑色光と青色光とに分光する分光手段を有することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項記載のプロジェクタ装置。
【請求項１４】
前記照明装置は、赤色光と緑色光と青色光と白色光との照明光を発光源として備え、かつ当該発光源における各色のカラーバランスが均等化されるようアレイ状に配列され、
前記プロジェクタ装置は、前記照明装置から照明される前記照明光を赤色光と緑色光と青色光とに分光する分光手段を有することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項記載のプロジェクタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高い集光機能を有する光源ユニット、照明装置およびプロジェクタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体レーザ（ＬＥＤ）の輝度が向上し、各種の照明光源として注目され、プロジェクタの光源としての検討もなされてきている。ＬＥＤをプロジェクタの光源とすることのメリットとしては、ランプの長寿命化やカラーバランスの取りやすさなどが挙げられる。
【０００３】
しかしながら、プロジェクタの光源としてＬＥＤを考えた場合、現状として次のような問題点を解決する必要がある。第１の問題点は光量不足に関し、ＬＥＤ１つ１つの発光光量が低いことが挙げられ、カップリング効率の高い光学系やＬＥＤを多数並べて配置するアレイ化方式などを採る必要がある。
【０００４】
第２の問題点はコリメート性（光束の平行性）に関し、ＬＥＤは面発光での平行光束が得られないので、光路中での光量損失が少なく光利用効率の高い光路構成が必要となる。第３の問題点は照度均一性に関し、光量分布が均一（フラット）ではないので、均一照明のためのインテグレータなどが必要となる。
【０００５】
これらの問題を解決する手段として、テーパを持たせたロッドインテグレータ（以下、テーパロッドと称する）をアレイ状に配列させて、かつフライアイレンズと組み合わせる方法が考えられている。
【０００６】
テーパロッドは入射面から出射面に向かって次第に断面サイズが大きくなるような傾斜を持っている。このため、テーパロッド内にて反射を繰り返すうちに次第に反射光が光軸に平行に近づくため、普通の直方体のロッドインテグレータに比べて出射後のビームの広がりをはるかに小さく抑えることができる。
【０００７】
また従来技術として、特許文献１には、スペクトル特性または色特性を容易に制御可能で、かつ信頼できる手法で確立できる照明光の生成方法を提供する発明が開示されており、特に文献中の図３には、ＬＥＤアレイとテーパロッドとを組み合わせた例示がなされている。
【特許文献１】特開２００５−０４９８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、テーパロッドを用いても、ロッドを出たビームはかなりの広がりを持ってしまう。このため、フライアイレンズをテーパロッドの出射面と同等のサイズにすると光量の損失が大きくなり、光量の損失をなくすためにフライアイのサイズを大きくすると、アレイ化できる数が減ってしまう。アレイ数をある程度確保しつつ、フライアイでの光量損失を小さく抑えるためには、テーパロッドの出射面から出る光ビームの広がりをさらに抑える必要がある。
【０００９】
このような課題に鑑み、本発明は、テーパロッドの出射後の光ビームの広がりを一段と小さく抑制する光源ユニット、照明装置およびプロジェクタ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、被照射体に光ビームを照射する光源と、光源から被照射体までの光ビームの光路状に配置され、テーパ形状を有する導光部とを備え、導光部は、光源からの光ビームが出射される側の第１の端面が、光ビームが入射される側の第２の端面よりも大きく、かつ第１の端面が凸型形状面である光源ユニットであることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光源ユニットにおいて、凸型形状面は、Ｒ面と、台形面と、Ｒ面上を沿うように形成された複数の平面とのうち、少なくともいずれかの形状を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の光源ユニットにおいて、導光部は、傾斜を有するミラーにて囲まれた中空状のロッドを有し、中空状のロッドは、光源からの光ビームが出射される側の第１の端部が、光ビームが入射される側の第２の端部よりも大きく、かつ第１の端部に凸型形状部材が配置されることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の光源ユニットにおいて、凸型形状部材は、凸型レンズと、台形プリズムと、凸型レンズのレンズ形状に沿うように形成された複数の平面とのうち少なくともいずれかの形状を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の光源ユニットにおいて、光源は、第２の端面近傍および第２の端部近傍に配置されることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の光源ユニットにおいて、凸型形状面および凸型形状部材は、光ビームの出射端部の最外部における出射光を、光軸に対して平行ないし光軸に対して集光させるような形状であることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、マトリクス状に配置された請求項１から６のいずれか１項記載の光源ユニットと、光透過性を有する微小なレンズが複数配列されたレンズアレイと、集光光学系とを備え、光源から被照射体に照射される光ビームを透過する場合に、光源ユニットとレンズアレイと集光光学系とにおける、光ビームのそれぞれの出射端形状を被照射体に重ねて照明する照明装置であることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７記載の照明装置において、光源ユニットの出射端形状は、被照射体の形状と相似するよう形成されたことを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項７または８記載の照明装置と、アレイ状に配置され光ビームを変調する光変調素子と、投影光学系とを備え、光源から被照射面に照射される光ビームを透過する場合に、照明装置における光ビームの出射端形状を光変調素子に重ねて照明し、照明された光変調素子を投影光学系にて被照射面に投影するプロジェクタ装置であることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９記載のプロジェクタ装置において、照明装置における光ビームの出射端形状は、光変調素子の形状と相似するよう形成されたことを特徴とする。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項９または１０記載のプロジェクタ装置において、照明装置が備える光源ユニットとレンズアレイとの光路中に、偏光変換素子を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、請求項９から１１のいずれか１項記載のプロジェクタ装置において、照明装置は、赤色光と緑色光と青色光との照明光をそれぞれ発光源として備え、照明光ごとに設けられることを特徴とする。
【００２２】
請求項１３に記載の発明は、請求項９から１１のいずれか１項記載のプロジェクタ装置において、照明装置は、白色光の照明光を発光源として備え、プロジェクタ装置は、照明装置から照明される照明光を赤色光と緑色光と青色光とに分光する分光手段を有することを特徴とする。
【００２３】
請求項１４に記載の発明は、請求項９から１１のいずれか１項記載のプロジェクタ装置において、照明装置は、赤色光と緑色光と青色光と白色光との照明光を発光源として備え、かつ当該発光源における各色のカラーバランスが均等化されるようアレイ状に配列され、プロジェクタ装置は、照明装置から照明される照明光を赤色光と緑色光と青色光とに分光する分光手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
このように本発明の光源ユニット、照明装置およびプロジェクタ装置によれば、テーパロッドの出射後の光ビームの広がりを一段と小さく抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本実施形態では、テーパロッドの出射端面を凸形状にすることによって、ビームの広がりを一段と抑えることを可能としている。凸形状としては、Ｒ面や台形形状、Ｒ面に沿って微小な平面を沿わせた形状などが考えられる。
【００２６】
また、テーパロッドは透明のガラス材料あるいはプラスチック材料で作られ、ミラーを組み合わせた中空テーパロッドなども考えられる。この場合、出射端面は存在しないが、集光機能を有する別の部材を出射端面に配することによって、同等の効果を得ることができる。
【００２７】
以下に、本実施形態の光源ユニット、照明装置およびプロジェクタ装置について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態は以下に述べるものに限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。
【００２８】
図１は、従来の光源ユニットの導光部および本実施形態の光源ユニットの導光部を模式的に示す図である。
図１では、本実施形態の光源ユニットの導光部における基本単位を、従来のロッドインテグレータ、テーパロッドと比較しつつ示している。
図１（ａ）は、一般的にロッドインテグレータとして用いられている直方体のロッドの入射端面近傍にＬＥＤチップ光源を配置した場合を示している。この場合、出射端面から出射される光ビームは入射時と同じ角度で出ていくため、ビームの広がりが大きくなってしまう。
【００２９】
図１（ｂ）では、従来のテーパロッドを示している。
光ビームはテーパロッドのテーパ部で反射されるごとに光軸に平行に近づくため、出射端面から出た光ビームの広がりは、直方体ロッドの場合に比べてはるかに小さい。しかしながら、光ビームの広がりを抑制するにも自ずと限界があり、ロッド端面から出射される光ビームの幅をロッド端面サイズと同等に抑えることはできない。
【００３０】
図１（ｃ）は、本実施形態に係る凸面付きテーパロッドを示す図である。ここでは凸面形状の一例としてＲ面にしたものを用いている。テーパロッドにより光軸に平行に近づけられた光ビームを、さらに凸面（Ｒ面）を透過させることで外周部の光線（光ビーム）を中央に寄せることが可能となり、より光軸に平行な光ビームを得ることができる。
【００３１】
図２は、本実施形態の端面Ｒ付テーパロッド方式の光源ユニットを示す図である。
【００３２】
ロッド入射端でのカップリング効率について見てみる。ＬＥＤ等の固体光源から発された光ビームは、テーパロッド１の入射端で屈折されてロッド内に入射される。したがって、発光面とロッド入射端とを密着させれば、カップリング効率は１００％にすることができる。実際には発熱等のため若干の隙間を持たせるとしても、かなり高いカップリング効率を持たせることが可能である。
【００３３】
次に、テーパロッド１内の光ビームの伝播について見てみる。たとえば、硝材がＢＫ７（屈折率約１．５２）の場合、臨界角は約４１．１４°であるので、入射端からテーパロッド１内に入った光ビームと光軸とのなす角は４１．１４°以下となる。したがって、これらの光ビームはテーパロッド１の側面（テーパ面）で全反射されるため、ロッド内のビームの伝播に係る光量の損失はほとんどない。
【００３４】
また、テーパ面の角度をαとすれば、１回反射するごとに２αだけ光ビームの角度は光軸に近づく。もしテーパロッド１が無限に長ければ、全ての光ビームはロッドの角度以下になって出射端に到達する。
【００３５】
しかしながら出射端のサイズ上の制約もあり、長くするといっても自ずと限界がある。入射端および出射端のサイズを固定すると、ロッドが短ければテーパ角は大きくなり、一度の反射でのビーム角度減少は大きくなるが反射回数が減る。一方、ロッドを長くすると反射回数は増えるが１回の反射でのビーム角度減少は小さくなる。いずれにしても出射端ではロッドの角度よりも大きな角度をもつビームが存在する。このうちの角度最大のものをロッド内最大角ビームと呼ぶことにする。
【００３６】
次に出射面での光ビームの挙動を見てみる。もし出射面が光軸に直角な平面であるならば、光軸に対して角度を持つ光ビームは出射面で屈折してより大きな角度の光ビームとなって発散していく。これを極力押えるために出射端面にはＲが付けられている。図２においては、このＲは出射端面の上下端におけるロッド内最大角ビームがロッド出射後光軸と平行になるようなＲとして形成されている。したがってこのとき、出射後の光ビーム平行領域を最も長く取ることが可能となる。この平行領域の長さが、プロジェクタ照明系の光効率に効果を発揮するが、これについては後述する。
【００３７】
本実施形態では、テーパロッド１の端部形状はＲ面に限定されず、図３や図４に示すように、例えば台形面やＲ面に沿うように多数の平面を配列することでも、同様の効果を得ることができる。また透明体のテーパロッド１の代わりに、光軸に対して傾斜を持たせた４枚のミラーを四角錐状に組み合わせた中空テーパロッドでも同様の効果が得られる。ただし、中空ロッドの場合は出射端面が存在しないので、出射部にＲ面や台形面のような凸形状面を別部材で構成する。
【００３８】
端面の凸形状を前述した形状のどれにするか、また透明体で構成するか反射体で構成するかなどは、製品に要求される照明仕様、製作性、組み付け性を含めた製造コスト等によって選択される。本実施形態では様々な組み合わせが可能である。
【００３９】
次に、前述した光源ユニットをアレイ化して照明装置として用いる場合について説明する。以下では、端面Ｒ付きのテーパロッドを用いて説明するが、他の端面形状、中空ロッドを用いた場合も同様の効果を得ることができるので、ここでは説明を省略する。
【００４０】
図５は、本実施形態の照明装置の一例を示す図である。
図５（ａ）に示すように本実施形態の照明装置は、テーパロッド１とＬＥＤ２とを組としてアレイ化した光源ユニット３と、フライアイレンズ４と、コンデンサレンズ５と、被照射体６とを備えている。
【００４１】
各テーパロッド１の出射端では、ロッドのインテグレート作用により均一な照度分布が得られている。テーパロッド１の出射端から出射された光ビームは、出射端に設けられたＲ面の作用により、ビーム平行領域が形成される。この領域内にフライアイレンズ４を配置することにより、テーパロッド１から出射された光ビームは損失なくフライアイレンズ４に入射される。
【００４２】
フライアイレンズ４は、光透過性を有する微小な単レンズを縦・横に配列したレンズアレイである。フライアイレンズ４とコンデンサレンズ５とは、テーパロッド１出射端の形状を被照射体６上に重ねて投影する。したがって、被照射体６は各テーパロッド１の端部の照度を合成した形で照明される。前述の通り各テーパロッド１の出射端は均一な照度分布になっているので、これらを合成した被照射面も均一な照度分布になる。
【００４３】
すなわち、ＬＥＤ２のＬＥＤアレイと、端面Ｒ付きテーパロッド１のテーパロッドアレイと、フライアイレンズ４と、コンデンサレンズ５とを組み合わせることにより、光量損失の少ない均一な照度分布の照明装置を得ることができる。図５では一方向のみを示しているが、被照射体６の縦横両方向について考えれば、ロッド出射端形状を被照射体６と相似形状にすることで効率のよい照明系が構成される。
【００４４】
なお、本実施形態の照明装置に用いるＬＥＤ２は、白色ＬＥＤあるいは単色ＬＥＤでもよいが、図５（ｂ）に示すように光の三原色であるＲ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ），Ｂ（Ｂｌｕｅ）をマトリックス上に組み合わせたものでもよい。また、各ロッドは光量の差はほとんどなく被照射体に投影されるので、図５（ｂ）左側のようにまだらに組み合わせてもよいが、図５（ｂ）右側のように色ごとに集めることもできる。
【００４５】
次に、本実施形態の照明装置を照明光学系として用いたプロジェクタ装置について説明する。図６は、本実施形態のプロジェクタ装置の照明光学系（照明装置）を模式的に示す図である。基本的には照明光学系の構成は図５と同じであるが、若干考慮する必要がある。
【００４６】
第１の考慮点としては、本実施形態のプロジェクタ装置の被照射体たるライトバルブ（画像形成素子又は光変調素子という）６１への光ビームの入射角である。本実施形態のプロジェクタ装置では、ライトバルブ６１を照射した光ビームは投射レンズによってスクリーンに投射される。ライトバルブ６１の照明光が光軸に対して大きな角度を持っていると、投射レンズでけられてしまうため、照射ビームは光軸に平行に近いビームであることが望まれる。投射レンズによる照射光のけられをどこまで許容できるかは、投射レンズの明るさ等のプロジェクタ装置の設計で決まる。後述でも例示するが、本発明においては、ライトバルブは反射型または透過型のいずれであっても実施可能であることは言うまでもない。
【００４７】
照射ビームを光軸に平行に近づけるためには、コンデンサレンズとライトバルブ６１との距離を長くとる必要がある。ところで、このコンデンサレンズとライトバルブ６１との距離を長くとるためには、テーパロッド１のロッド端とフライアイレンズ４との距離を長くとる必要がある。
【００４８】
ここで効いてくるのが、ロッド出射後の光ビームの平行領域の存在である。テーパロッド１の出射端が平面である従来型のテーパロッドや、出射端面にＲがついていても不十分なものは、テーパロッド１から出射された光ビームは出射直後から広がっていってしまう。これに対して光量損失なく、あるいは光量損失を少なくして光ビームを拾うためには、例えば図６（ｂ）に示すようにフライアイレンズ４の径を大きくしなければならない。フライアイレンズ４の径を大きくすると、アレイの数が減ってしまい、結局光量は稼げなくなってしまう。したがって、ビーム平行領域を設けることで、アレイの数を確保しつつ、かつテーパロッド１からの出射ビームを損失なくフライアイレンズ４に取り込むことができる。
【００４９】
なお図６では、コンデンサレンズは第１コンデンサレンズ５１と第２コンデンサレンズ５２との２枚構成となっている。この第２コンデンサレンズ５２はライトバルブ６１を照射する光ビームの照射角を小さくするためのものであり、必ずしも必須ではない。しかし、投射レンズでのけられを少なくするためには２枚構成にすることがより好ましい。
【００５０】
第２の考慮点としては、偏光変換素子の配置の仕方である。一般的な高圧ランプ（＋放物面リフレクタ）を用いたプロジェクタ装置ではフライアイレンズを２セット（１対）用いて、偏光変換素子は第２のフライアイレンズの直後（光ビームの照射面方向）に配置するのが普通である。これは、リフレクタからの平行（に近い）光ビームを第１のフライアイレンズにより、第２のフライアイレンズ近傍に集光させるためである。この集光位置近傍に偏光変換素子を配置して、偏光変換素子部での光量損失を減少させる。
【００５１】
しかしながら本実施形態のようにテーパロッドを用いた方式の場合には、フライアイレンズ（一般的なプロジェクタ装置における第２フライアイレンズに相当）の後に配置すると光ビームが広がってしまう。つまり、照射方向から見てフライアイレンズの後に偏光変換素子を配置すると、光量損失が大きくなってしまう。ここでも、テーパロッド出射後の光ビーム平行領域が効いてくる。すなわち図７に示すように、この光ビーム平行領域に偏光変換素子を配置すれば、偏光変換素子による光ビームの損失を抑えることができる。
【００５２】
図８は、本実施形態のプロジェクタ装置において、前述したＲ，Ｇ，Ｂの構成ごとの照明系３系統を備えた透過型ライトバルブタイプのプロジェクタ装置を模式的に示す図である。図９は、照明系を１系統備え、ダイクロイックミラーでＲ，Ｇ，Ｂに分離した場合を示す図である。図１０は、照明系をＲ，Ｇ，Ｂの３系統備えた反射型ライトバルブタイプのプロジェクタ装置を模式的に示す外観図である。
【００５３】
ＬＥＤアレイから照射された光ビームは、光路中のダイクロイックミラーＲ，Ｇ，Ｂの各色に色分解され、それぞれライトバルブである赤ＬＣＤ９１，緑ＬＣＤ９２，青ＬＣＤ９３を介してクロスプリズム１０に入射され、投影光学系である投影レンズ１１へと送られる。ＬＥＤは白色ＬＥＤでもよく、また図９の上部に例示したようにＲ，Ｇ，Ｂを適当なバランスで配置するようなマトリクス配列としてもよい。このように配列することで、カラーバランスを考慮したＬＥＤ光源の構成をとることができる。
【００５４】
また図１０に示すプロジェクタ装置の場合には、ダイクロイックミラー８および各色のＬＣＤ９１〜９３の代わりに、ＰＢＳ（偏向ビームスプリッタ）１２およびＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon：反射型ライトバルブ）１３を用いている。このような構成を用いることでも、カラーバランスを考慮したＬＥＤ光源の構成をとることができる。
【００５５】
このように、出射端面Ｒ付きのテーパロッドを用いることで、光利用効率が高く、アレイ化が容易で、均一な照度を有するＬＥＤ光源のプロジェクタ装置を提供することができる。
【００５６】
本実施形態の光源ユニット、照明装置およびプロジェクタ装置によれば、テーパロッドの端面が凸形状のものを用いることで、発光面積の大きい固体光源でも出射後の光ビームの広がりを抑えた光源ユニットが得られる。特に、出射端側の上下端における出射後の光ビームが光軸と平行となるように出射端の形状を設定することで、出射後の光ビームの平行領域を長くとることができる。
【００５７】
本実施形態によれば、端面が凸形状のテーパロッドと、フライアイレンズと、コンデンサレンズとを組み合わせることで、光利用効率が高く、照度分布が均一でアレイ化が容易な照明装置やプロジェクタ装置を提供することができる。
【００５８】
また、端面が凸形状のテーパロッドと、フライアイレンズと、コンデンサレンズとを組み合わせ、さらにテーパロッドの出射端の直後に偏光変換素子を配置することで、ＬＥＤのような発光面が大きい固体発光光源を用いても、けられ等の光量損失のない照明系を構成することができる。
【００５９】
また、本実施形態のプロジェクタ装置に、テーパロッドを用いたＬＥＤ照明系をＲ，Ｇ，Ｂの３系統備える構成や、Ｒ，Ｇ，Ｂ３系統のうちの１系統を備えてダイクロイックミラーでＲ，Ｇ，Ｂに分離する構成や、ＬＥＤをアレイ化した照明系とする構成などを適用することで、カラーバランスを考慮したＬＥＤ光源の構成が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（ａ）および（ｂ）は従来の光源ユニットの導光部を示す図であり、（ｃ）は本実施形態の光源ユニットの導光部を示す図である。
【図２】本実施形態の光源ユニットの導光部の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】本実施形態の光源ユニットの導光部の他の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】導光部の出射側端面の形状例を示す断面図である。
【図５】（ａ）は本実施形態の照明装置を示す図であり、（ｂ）はＲ，Ｇ，ＢごとのＬＥＤアレイの配置例を模式的に示す図である。
【図６】（ａ）はフライアイレンズのレンズ径を小さくした場合の照明光学系を示す図であり、（ｂ）はフライアイレンズのレンズ径を大きくした場合の照明光学系を示す図である。
【図７】照明装置に偏光変換素子を設けた場合を示す図である。
【図８】Ｒ，Ｇ，Ｂの色ごとに照明装置が設けられたプロジェクタ装置を示す図である。
【図９】白色またはＲ，Ｇ，Ｂ各色のマトリクス配列で構成されたＬＥＤアレイを備えた照明装置を有するプロジェクタ装置の一例を示す図である。
【図１０】本実施形態のプロジェクタ装置の外観を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    テーパロッド
２    ＬＥＤ
３    光源ユニット
４    フライアイレンズ
５    コンデンサレンズ
５１    第１コンデンサレンズ
５２    第２コンデンサレンズ
６    被照射体
６１    ライトバルブ
７    偏光変換素子
８    ダイクロイックミラー
９１    赤色ＬＣＤ
９２    緑色ＬＣＤ
９３    青色ＬＣＤ
１０    クロスプリズム
１１    投影レンズ
１２    偏向ビームスプリッタ
１３    ＬＣＯＳ
【図１】
2008070769.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008070769.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008070769.tif 000007
【図６】
2008070769.tif 000008
【図７】
2008070769.tif 000009
【図８】
2008070769.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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