(57)【要約】【課題】小型で、明るい投写像を得ることができるプロジェクタを提供すること。【解決手段】光を供給する光源部１０１と、光源部１０１からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置１０３と、変調された光を投写する投写レンズ１０４とを有し、空間光変調装置１０３は、空間光変調装置１０３の変調領域の中心軸ＡＸ１と投写レンズ１０４の光軸ＡＸ２とが略一致する位置に設けられ、光源部１０１からの光のうち主光線ＰＲが変調領域の略中心Ｃに入射し、かつ空間光変調装置１０３で反射された光のうち主光線ＰＲが投写レンズ１０４の略中心へ入射するような光源部の位置を光源基準位置ＳＴＤとしたとき、光源部１０１は、光源基準位置ＳＴＤ近傍に設けられている。【選択図】図１
2008070903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を供給する光源部と、
前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記変調された光を投写する投写レンズとを有し、
前記空間光変調装置は、前記空間光変調装置の変調領域の中心軸と前記投写レンズの光軸とが略一致する位置に設けられ、
前記光源部からの光のうち主光線が前記変調領域の略中心に入射し、かつ前記空間光変調装置で反射された光のうち前記主光線が前記投写レンズの略中心へ入射するような前記光源部の位置を光源基準位置としたとき、
前記光源部は、前記光源基準位置近傍に設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記光源部は、第１色光を供給する第１色光用光源部と、第２色光を供給する第２色光用光源部と、第３色光を供給する第３色光用光源部とからなることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記光源部は、第１色光と第２色光と第３色光とを供給する単一の素子であることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記第１色光を反射し、前記第２色光を透過させる第１ダイクロイック面と、前記第３色光を反射し、前記第２色光を透過させる第２ダイクロイック面とを有し、前記第１ダイクロイック面と前記第２ダイクロイック面とをＸ字型に配置したクロスダイクロイックプリズムを有し、
前記第１色光用光源部からの前記第１色光は、前記クロスダイクロイックプリズムに入射し、前記第１のダイクロイック面で反射された後、前記空間光変調装置側へ射出され、
前記第３色光用光源部からの前記第３色光は、前記クロスダイクロイックプリズムに入射し、前記第２のダイクロイック面で反射された後、前記空間光変調装置側へ射出され、
前記第２色光用光源部からの前記第２色光は、前記クロスダイクロイックプリズムに入射し、前記第１のダイクロイック面及び前記第２のダイクロイック面を透過した後、前記空間光変調装置側へ射出され、
前記第１色光用光源部、前記第２色光用光源部、前記第３色光用光源部は、それぞれ前記光源基準位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記第１色光を反射し、前記第３色光を透過させるダイクロイック面を有するダイクロイックプリズムを有し、
前記第１色光用光源部からの前記第１色光は、前記ダイクロイック面で反射された後、前記空間光変調装置側へ射出され、
前記第３色光用光源部からの前記第３色光は、前記ダイクロイック面を透過した後、前記空間光変調装置側へ射出され、
前記第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部及び前記第３色用光源部とは、前記投写レンズの光軸に対して略対称な前記光源基準位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記第１色光及び前記第３色光を透過し、前記第２色光を反射するダイクロイックミラーを有し、
前記第１色光用光源部からの前記第１色光と、前記第３色光用光源部からの前記第３色光とは、前記ダイクロイックミラーを透過した後、前記空間光変調装置側へ射出され、
前記第２色光用光源部からの前記第２色光は、前記ダイクロイックミラーで反射された後、前記空間光変調装置側へ射出され、
前記第１色光用光源部と前記第３色光用光源部とは、前記投写レンズ近傍の前記光源基準位置近傍に設けられ、
前記第２色光用光源部は、前記空間光変調装置と略同一面上の前記光源基準位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記ダイクロイックミラーは、前記第２色光用光源部からの前記第２色光を前記空間光変調装置の方向へ集光させるような曲率を有することを特徴とする請求項６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、プロジェクタに関するものであって、特に、光源部として固体発光素子を用いるプロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給された画像信号に応じて画像を表す光（投写光）を投写することにより、画像を表示する画像表示装置である。プロジェクタの光源部としては、古くはハロゲンランプ、近年は超高圧水銀ランプが主として用いられている。近年、光源部の主流となっている超高圧水銀ランプは、明るく高輝度な光を供給できる。しかし、超高圧水銀ランプは、大型で重い駆動回路を必要とする。このため、プロジェクタ本体の小型化、軽量化の妨げとなる。ここで、固体発光素子は超小型、超軽量である。固体発光素子の発光効率は著しく進歩してきているため、固体発光素子はプロジェクタの光源部として好適な素子である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−４２４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
プロジェクタの光源部からの光は、空間光変調装置によって変調されて、スクリーン上で画像が形成される。空間光変調装置とは、各画素に照射された照明光の出射方向を画像情報に応じて制御することにより、光を変調して画像を形成する装置のことを言う。空間光変調装置としては、ディジタルマイクロミラーデバイス（テキサスインスツルメンツ社の登録商標。以下、「ＤＭＤ」という。）等が挙げられる。
【０００５】
上述のように、固体発光素子は超小型、超軽量であり、その発光効率は著しく進歩してきているため、固体発光素子はプロジェクタの光源部として好適な素子である。また、プロジェクタの空間光変調装置としてＤＭＤを用いる場合は、光の損失が少ないという特徴を有する。固体発光素子は、小型であるために素子からの光束量が小さいので、高い照明効率を得るために光の損失は最低限にすることが望ましい。このことから、固体発光素子とＤＭＤとを用いると、プロジェクタのさらなる小型化、軽量化が見込まれる。なお、固体発光素子とＤＭＤとを組み合わせたプロジェクタは従来知られていない。
【０００６】
ＤＭＤを構成する可動ミラー素子は、その偏角が最大±１２°程度である。このため、ＤＭＤに入射して、可動ミラー素子で反射される光は、最大２４°のふれ角を有する。このため、固体発光素子は、ＤＭＤの変調領域の略中心における法線（以下、「中心軸」という。）に対して±２４°の範囲の直線上に配置される必要がある。また、プロジェクタでは、スクリーンに投写される像の収差を低減すること等のために、投写レンズの光軸と、ＤＭＤの中心軸とが一致するように配置されている。このように、ＤＭＤに対して、固体発光素子を設ける理想的な位置、及び投写レンズを設ける理想的な位置がほぼ決まってしまう。
【０００７】
しかしながら、例えば光量を増加させるためには、複数の固体発光素子を配列することが望ましい。また、フルカラー像を投写するためには、異なる波長領域の光を供給する複数の固体発光素子を用いることが必要となる。上述の理想的な位置に全ての複数の固体発光素子を配置することは困難であるため問題である。
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、小型で、明るい投写像を得ることができるプロジェクタ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】
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、光を供給する光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記変調された光を投写する投写レンズとを有し、前記空間光変調装置は、前記空間光変調装置の変調領域の中心軸と前記投写レンズの光軸とが略一致する位置に設けられ、前記光源部からの光のうち主光線が前記変調領域の略中心に入射し、かつ前記空間光変調装置で反射された光のうち前記主光線が前記投写レンズの略中心へ入射するような前記光源部の位置を光源基準位置としたとき、前記光源部は、前記光源基準位置近傍に設けられていることを特徴とするプロジェクタを提供できる。これにより、光源基準位置近傍から光が供給されるため、照明効率を低下させることなく、明るい投写像を得ることができる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源部は、第１色光を供給する第１色光用光源部と、第２色光を供給する第２色光用光源部と、第３色光を供給する第３色光用光源部とからなることが望ましい。これにより、フルカラー像を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源部は、第１色光と第２色光と第３色光とを供給する単一の素子であることが望ましい。これにより、光源部を単一の素子としてパッケージ化することで、光源部全体を小型化、軽量化できる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１色光を反射し、前記第２色光を透過させる第１ダイクロイック面と、前記第３色光を反射し、前記第２色光を透過させる第２ダイクロイック面とを有し、前記第１ダイクロイック面と前記第２ダイクロイック面とをＸ字型に配置したクロスダイクロイックプリズム有し、前記第１色光用光源部からの前記第１色光は、前記クロスダイクロイックプリズムに入射し、前記第１のダイクロイック面で反射された後、前記空間光変調装置側へ射出され、前記第３色光用光源部からの前記第３色光は、前記クロスダイクロイックプリズムに入射し、前記第２のダイクロイック面で反射された後、前記空間光変調装置側へ射出され、前記第２色光用光源部からの前記第２色光は、前記クロスダイクロイックプリズムに入射し、前記第１のダイクロイック面及び前記第２のダイクロイック面を透過した後、前記空間光変調装置側へ射出され、前記第１色光用光源部、第２色光用光源部、第３色光用光源部は、それぞれ前記基準位置に設けられていることが望ましい。これにより、第１色光、第２色光、第３色光のいずれの光も光源基準位置から発せられるように構成できるため、高い照明効率で明るい投写像を得ることができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１色光を反射し、前記第３色光を透過させるダイクロイック面を有するダイクロイックプリズムを有し、前記第１色光用光源部からの前記第１色光は、前記ダイクロイック面で反射された後、前記空間光変調装置側へ射出され、前記第３色光用光源部からの前記第３色光は、前記ダイクロイック面を透過した後、前記空間光変調装置側へ射出され、前記第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部及び前記第３色光用光源部とは、前記投写レンズの光軸に対して略対称な前記基準位置に設けられていることが望ましい。これにより、光源部の配置の自由度が高いので、簡易な構成で良好なカラーバランスの投写像を得ることができる。また、光源部からの光が透過又は反射するダイクロイック面の数を減らすことで光量の損失を低減でき、明るい投写像を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１色光及び前記第３色光を透過し、前記第２色光を反射するダイクロイックミラーを有し、前記第１色光用光源部からの前記第１色光と、前記第３色光用光源部からの前記第３色光とは、前記ダイクロイックミラーを透過した後、前記空間光変調装置側へ射出され、前記第２色光用光源部からの前記第２色光は、前記ダイクロイックミラーで反射された後、前記空間光変調装置側へ射出され、前記第１色光用光源部と前記第３色光用光源部とは、前記投写レンズ近傍の前記光源基準位置近傍に設けられ、前記第２色光用光源部は、前記空間光変調装置と略同一面上の前記光源基準位置に設けられていることが望ましい。これにより、光源部の配置の自由度が高いので、簡易な構成で良好なカラーバランスの投写像を得ることができる。また、光源部からの光が透過又は反射するダイクロイック面の数を減らすことで光量の損失を低減でき、明るい投写像を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記ダイクロイックミラーは、前記第２色光用光源部からの前記第２色光を前記空間光変調装置の方向へ集光させるような曲率を有することが望ましい。これにより、第２色光用光源部からの第２色光をさらに有効に使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１００の概略構成を示す図である。まず、プロジェクタ１００の全体について説明した後に、本実施形態に特徴的な構成を説明する。光源部１０１は、第１色光用光源部であるＬＥＤ１０１Ｒと、第２色光用光源部であるＬＥＤ１０１Ｇと、第３色光用光源部であるＬＥＤ１０１Ｂとからなる。ＬＥＤ１０１Ｒは、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という）を供給する。ＬＥＤ１０１Ｇは、第２色光である緑色光（以下、「Ｇ光」という）を供給する。ＬＥＤ１０１Ｂは、第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」という）を供給する。これにより、後述する手順でフルカラー像を投写できる。
各色用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂに対応して、照明レンズ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂが設けられている。照明レンズ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂは、空間光変調装置１０３に対して効率良く照明する機能を有する。
【００１６】
空間光変調装置１０３は、入射した光を画像信号に応じて変調して、射出する。なお、空間光変調装置１０３としてはティルトミラーデバイスを用いることができる。従来のティルトミラーデバイスの例の一つは、ＤＭＤである。空間光変調装置１０３で変調された光は投写レンズ１０４の光入射側の開口部に入射する。投写レンズ１０４は、空間光変調装置１０３で変調された光をスクリーン１０５へ投写する。また、照明レンズ１０２Ｒ、１０２Ｇ、１０２Ｂは、投写レンズ１０４の入射瞳の位置に各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの像を形成するため、空間光変調装置１０３をケーラー照明することができる。これにより、均一な照明光で空間光変調装置１０３を照明できる。
【００１７】
空間光変調装置１０３は、空間光変調装置１０３の変調領域の中心軸ＡＸ１と投写レンズ１０４の光軸ＡＸ２とが略一致する位置に設けられている。そして、仮想の光源部からの光のうち主光線ＰＲが変調領域の略中心位置Ｃに入射し、かつ空間光変調装置１０３で反射された光のうち主光線ＰＲが投写レンズ１０４の略中心へ入射するような仮想の光源部の位置を光源基準位置ＳＴＤとする。光源基準位置ＳＴＤから発せられた光は、空間光変調装置１０３で全て適正に変調されてスクリーン１０５へ投写される。これに対して、光源基準位置ＳＴＤから離れた位置から発せられた光は、空間光変調装置１０３に入射することはできても空間光変調装置１０３が有効に取り込める角度範囲を外れてしまう場合がある。
この場合、変調された光は投写レンズ１０４の有効径に入射できないので、照明効率の低下を招いてしまう。
【００１８】
本実施形態では、各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂが、光源基準位置ＳＴＤ近傍に設けられている。各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの構成を図２に示す。図２は、光源部１０１と空間光変調装置１０３とを投写レンズ１０４の方向から見た図である。なお、簡単のため照明レンズ１０２の記載は省略する。光源部１０１を構成する各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂは、それぞれ光源基準位置ＳＴＤに最も近くなる位置に設けられている。
これにより、光源基準位置ＳＴＤ近傍からＲ光、Ｇ光、Ｂ光が供給されるため、照明効率を低下させることなく、明るい投写像を得ることができる。
【００１９】
次に、各色光用ＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂの点灯時間について説明する。映像の１フレーム間で、ＬＥＤ１０１Ｒ、ＬＥＤ１０１Ｇ、ＬＥＤ１０１Ｂの各ＬＥＤを順次点灯させて空間光変調装置１０３を照明する。Ｒ光とＧ光とＢ光とを順次投写して、全体として白色の投写画像を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の光束量に対して６０％から８０％程度にする必要がある。このため、Ｒ光用、Ｂ光用、及びＧ光用の各ＬＥＤを同数量ずつ配列した場合は、ＬＥＤ１０１Ｇの点灯時間を、ＬＥＤ１０１Ｒ、ＬＥＤ１０１Ｂの点灯時間よりも長くすることが望ましい。また、例えば、Ｇ光用のＬＥＤ１０１Ｇを、Ｒ光用やＢ光用のＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｂよりも多く配置する場合、Ｇ光用のＬＥＤ１０１Ｇの点灯時間は、他のＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｂの点灯時間と同程度又はそれ以下に短くすることもできる。そして、観察者は、肉眼でＲ光とＧ光とＢ光とを積分した状態で認識できる。これにより、スクリーン１０５上にフルカラー像を投写できる。
【００２０】
（第１実施形態の変形例）
また、上記第１実施形態の変形例として各色光用のＬＥＤ１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂをさらに複数のＬＥＤで構成しても良い。複数のＲ光用ＬＥＤ、複数のＧ光用ＬＥＤ、複数のＢ光用ＬＥＤを光源基準位置ＳＴＤ近傍にランダムに配置する。そして、各色光用のＬＥＤを上述のように順次間欠的に点灯させる。これにより、スクリーン１０５上において色むらの低減された投写像を得ることができる。
【００２１】
（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係るプロジェクタ３００の概略構成を示す図である。
上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、光源部３０１の構成が上記第１実施形態と異なる。
図４は、光源部３０１の構成を示す図である。光源部３０１は、第１色光であるＲ光を供給するＲ光用チップ３０１Ｒと、第２色光であるＧ光を供給するＧ光用チップ３０１Ｇと、第３色光であるＢ光を供給するＢ光用チップ３０１Ｂとを有する単一の素子である。各色光用チップ３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂは光学的に透明な樹脂レンズ部３０１Ｌに封入されている。樹脂レンズ部３０１Ｌは、凸面形状を有し、屈折作用により各色光用チップ３０１Ｒ、３０１Ｇ、３０１Ｂからの光を照明レンズ３０２の方向へ集光させる機能を有する。照明レンズ３０２は、照明光を効率良く空間光変調装置１０３へ導く機能に加えて、光源部３０１の像を投写レンズ１０４の入射瞳の位置に形成する機能を有する。これにより、上記第１実施形態と同様にケーラー照明により均一な照明を行うことができる。
【００２２】
光源部３０１は、上述の構成により、単一の素子でＲ光、Ｇ光、Ｂ光を供給できる。また、光源部３０１は光源基準位置ＳＴＤの位置に設けられている。これにより、光源部３０１からの光は、全て空間光変調装置１０３で適正に変調されうる。この結果、全ての光は投写レンズ１０４の有効径に入射できるので明るい投写像を得ることができる。また、光源部３０１を単一の素子としてパッケージ化することで、光源部３０１全体を小型化、軽量化できる。なお、本実施形態においては各チップ１個ずつとなっているが、これに限られるものではなく、各チップ複数個でも良い。
【００２３】
本実施形態では、映像の１フレーム間で、Ｒ光用チップ３０１Ｒ、Ｇ光用チップ３０１Ｇ、Ｂ光用チップ３０１Ｂの各チップを順次点灯させて空間光変調装置１０３を照明する。上述のようにＲ光とＧ光とＢ光とを順次投写して、全体として白色の投写画像を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の光束量に対して６０％から８０％程度にする必要がある。Ｇ光用チップ３０１Ｇの点灯時間を、Ｒ光用チップ３０１Ｒ、Ｂ光用チップ３０１Ｂの点灯時間よりも長くすることが望ましい。観察者は、肉眼でＲ光とＧ光とＢ光とを積分した状態で認識できる。これにより、スクリーン１０５上にフルカラー像を投写できる。
【００２４】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態に係るプロジェクタ５００の概略構成を示す図である。
上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態は、図６に示す光源部５０１近傍の構成が上記第１実施形態と異なる。本実施形態では、クロスダイクロイックプリズム５０３により、Ｒ光用のＬＥＤ５０１Ｒ、Ｇ光用のＬＥＤ５０１Ｇ、Ｂ光用のＬＥＤ５０１Ｂからの光を合成する。クロスダイクロイックプリズム５０３は、第１色光であるＲ光を反射し、第２色光であるＧ光を透過させる第１ダイクロイック面５０３Ｒと、第３色光であるＢ光を反射し、第２色光であるＧ光を透過させる第２ダイクロイック面５０３Ｂとを有し、第１ダイクロイック面５０３Ｒと第２ダイクロイック面５０３ＢとをＸ字型に配置した構成である。
【００２５】
Ｒ光用のＬＥＤ５０１ＲからのＲ光は、クロスダイクロイックプリズム５０３の第１面Ｓ１から入射し、第１のダイクロイック面５０３Ｒで反射された後、第４面Ｓ４から空間光変調装置側１０３へ射出される。Ｂ光用のＬＥＤ５０１ＢからのＢ光は、クロスダイクロイックプリズム５０３の第３面Ｓ３から入射し、第２のダイクロイック面５０３Ｂで反射された後、第４面Ｓ４から空間光変調装置１０３側へ射出される。Ｇ光用のＬＥＤ５０１ＧからのＧ光は、クロスダイクロイックプリズム５０３の第２面Ｓ２から入射し、第１のダイクロイック面５０３Ｒ及び第２のダイクロイック面５０３Ｂを透過した後、第４面Ｓ４から空間光変調装置１０３側へ射出される。
【００２６】
Ｒ光用のＬＥＤ５０１Ｒ、Ｇ光用のＬＥＤ５０１Ｇ、Ｂ光用のＬＥＤ５０１Ｂは、それぞれクロスダイクロイックプリズム５０３を介して光源基準位置ＳＴＤに設けられている。これにより、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光のいずれの光も光源基準位置ＳＴＤから発せられるように構成できるため、高い照明効率で明るい投写像を得ることができる。なお、本実施形態における各色用ＬＥＤ５０１Ｒ、５０１Ｇ、５０１Ｂの点灯時間については上記第１実施形態と同様である。
【００２７】
（第４実施形態）
図７は、第４実施形態に係るプロジェクタ７００の概略構成を示す図である。
上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、Ｇ光用のＬＥＤ７０１Ｇと、Ｒ光用のＬＥＤ７０１Ｒ及びＢ光用のＬＥＤ７０１Ｂとは、投写レンズ１０４の光軸ＡＸ２に対して略対称な光源基準位置ＳＴＤに設けられている。
【００２８】
ダイクロイックプリズム７０３は、第１色光であるＲ光を反射し、第３色光であるＢ光を透過させるダイクロイック面７０３Ｒを有する。Ｒ光用のＬＥＤ７０１ＲからのＲ光は、ダイクロイック面７０３Ｒで反射された後、空間光変調装置１０３側へ射出される。Ｂ光用のＬＥＤ７０１ＢからのＢ光は、ダイクロイック面７０３Ｒを透過した後、空間光変調装置１０３側へ射出される。また、投写レンズ１０４の光軸ＡＸ２に関して、ＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｂと略対称な光源基準位置ＳＴＤに配置されたＧ光用のＬＥＤ７０１ＧからのＧ光は、照明レンズ７０２Ｇを介して空間光変調装置１０３に入射する。
【００２９】
各色光用のＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｇ、７０１Ｂのそれぞれに対応して照明レンズ７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂが設けられている。照明レンズ７０２Ｒ、７０２Ｇ、７０２Ｂは、上記各実施形態と同様に、各色光用のＬＥＤ７０１Ｒ、ＬＥＤ７０１Ｇ、ＬＥＤ７０１Ｂの像を投写レンズ１０４の入射瞳の位置に形成する。これにより、空間光変調装置１０３をケーラー照明により均一に照明できる。
【００３０】
ダイクロイック面は一般に誘電体多層膜を形成して構成されている。ダイクロイック面では、誘電体多層膜の層数や入射光の角度特性により反射光量の損失や透過光量の損失を生ずる場合がある。本実施形態では、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の３色光のうち、２色光のＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｂを一方の光源基準位置ＳＴＤに配置し、残りの１色光のＬＥＤ７０１Ｇを他方の光源基準位置ＳＴＤに配置している。この構成により、各色光がダイクロイック面を透過又は反射する回数を低減できる。従って、光量の損失を低減できるため、明るい投写像を得ることができる。
【００３１】
次に、各色光用のＬＥＤの点灯時間とタイミングについて説明する。上述のように、Ｒ光とＧ光とＢ光とを順次投写して、全体として白色の投写画像を得るためには、Ｇ光の光束量を全体の光束量に対して６０％から８０％程度にする必要がある。各色光のＬＥＤを同一出力のものを同一数量設けると、Ｇ光の光束量が不足してしまう。このため、図８（ａ）に示すように、Ｇ光用のＬＥＤ７０１Ｇの点灯時間ＧＴを、Ｒ光用のＬＥＤ７０１Ｒの点灯時間ＲＴとＢ光用のＬＥＤ７０１Ｂの点灯時間ＢＴよりも長くする。
【００３２】
また、Ｒ光用のＬＥＤ７０１ＲとＧ光用のＬＥＤ７０１ＧとＢ光用のＬＥＤ７０１Ｂとの数量配分によっては、Ｇ光の光束量を全体の６０％から８０％程度にするため、Ｇ光の階調表現時間ＧＫを、Ｒ光階調表現時間ＲＫ及びＢ光階調表現時間ＢＫよりも長くしても良い。この場合、図８（ｂ）に示すように、映像の階調をｎビット（ｎは正の整数）で表現すると、Ｇ光階調表現時間ＧＫの単位ビットの長さとＲ光又はＢ光の階調表現時間ＲＫ、ＢＫの単位ビットの長さとは異なる。ここで、階調表現時間とは、空間光変調装置（ティルトミラーデバイス）が、画像信号によって表される色光の強度（階調）を実現するために必要な時間期間である。
さらに、例えば、Ｇ光用のＬＥＤ７０１Ｇを、Ｒ光用のＬＥＤ７０１ＲやＢ光用のＬＥＤ７０１Ｂよりも多く配置する場合、Ｇ光用のＬＥＤ７０１Ｇの点灯時間は、他のＬＥＤ７０１Ｒ、７０１Ｂの点灯時間と同程度又はそれ以下に短くすることもできる。
【００３３】
次に、本実施形態における空間光変調装置１０３であるＤＭＤの動作について説明する。ＤＭＤは、複数の可動ミラー素子から構成される。可動ミラー素子は第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択できる。Ｒ光用のＬＥＤ７０１ＲとＢ光用のＬＥＤ７０１Ｂとは、可動ミラー素子が第１の反射位置にあるときは、可動ミラー素子への入射光を投写レンズ１０４の方向に反射し、可動ミラー素子が第２の反射位置にあるときは、入射光を投写レンズ１０４以外の方向に反射するような位置に設けられている。Ｇ光用のＬＥＤ７０１Ｇは、可動ミラー素子が第１の反射位置にあるときは、入射光を投写レンズ１０４以外の方向に反射し、可動ミラー素子が第２の反射位置にあるときは、入射光を投写レンズ１０４の方向に反射するような位置に設けられている。
【００３４】
即ち、Ｇ光を投写レンズ１０４の方向へ導くときの可動ミラー素子の反射位置（第２の反射位置）と、Ｒ光又はＢ光を投写レンズ１０４の方向へ導くときの可動ミラー素子の反射位置（第１の反射位置）とは反対の位置状態である。このため、図８（ａ）の駆動極性反転時間に示すように、可動ミラー素子のための駆動極性は、Ｇ光用のＬＥＤ７０１Ｇと、Ｒ光用のＬＥＤ７０１Ｒ又はＢ光用のＬＥＤ７０１Ｂとで反転させている。本実施形態のように、光源部の配置の自由度が高ければ、簡易な構成で良好なカラーバランスの投写像を得ることができる。
【００３５】
（第５実施形態）
図９は、第５実施形態に係るプロジェクタ９００の概略構成を示す図である。
上記第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態では、Ｒ光用のＬＥＤ９０１ＲとＢ光用のＬＥＤ９０１Ｂとは、投写レンズ１０４近傍の光源基準位置ＳＴＤ近傍に設けられている。また、Ｇ光用のＬＥＤ９０１Ｇは、空間光変調装置１０３と略同一面上の光源基準位置ＳＴＤに設けられている。
【００３６】
ダイクロイックミラー９１０は、第１色光であるＲ光及び第３色光であるＢ光を透過し、第２色光であるＧ光を反射する光学特性を有する。Ｒ光用のＬＥＤ９０１ＲからのＲ光は、照明レンズ９０２Ｒを透過した後ダイクロイックミラー９１０に入射する。同様にＢ光用のＬＥＤ９０１ＢからのＢ光は照明レンズ９０２Ｂを透過した後ダイクロイックミラー９１０に入射する。Ｒ光とＢ光とは、ダイクロイックミラー９１０を透過した後、空間光変調装置１０３側へ射出される。
次に、Ｇ光用のＬＥＤ９０１ＧからのＧ光は照明レンズ９０２Ｇを透過した後、ダイクロイックミラー９１０に入射する。Ｇ光は、ダイクロイックミラー９１０で反射された後、空間光変調装置１０３側へ射出される。これにより、光源部９０１Ｒ、９０１Ｇ、９０１Ｂの配置の自由度が高いので、簡易な構成で良好なカラーバランスの投写像を得ることができる。また、光源部９０１Ｒ、９０１Ｇ、９０１Ｂからの光が透過又は反射するダイクロイック面の数を減らすことで光量の損失を低減でき、明るい投写像を得ることができる。さらに、Ｇ光用のＬＥＤ９０１は、空間光変調装置１０３に関して対称的な点線で示す位置９０１Ｇ’に設けても良い。なお、本実施形態における光源部９０１Ｒ、９０１Ｇ、９０１Ｂの点灯タイミングは上記第１実施形態と同一である。
【００３７】
次に、上記第５実施形態の変形例を図１０に基づいて説明する。本変形例では、ダイクロイックミラー９１１が、Ｇ光を空間光変調装置１０３の方向へ集光させるような曲率を有する点が上記第５実施形態と異なる。その他の上記第５実施形態と同一の部分には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。これにより、Ｇ光用のＬＥＤ９０１ＧからのＧ光をさらに有効に使用することができる。
【００３８】
なお、上記各実施形態において、光源部である固体発光素子にＬＥＤを用いて説明したが、半導体レーザやエレクトロルミネッセント（ＥＬ）素子を固体発光素子として用いても良い。また、上記各実施形態においては、ケーラー照明を行っているが、これに限られるものではない。例えば、照明レンズ１０２は、光源部１０１の像を空間光変調装置１０３上に形成させる直接照明とする構成でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図２】第１実施形態の光源部と空間光変調装置との構成図。
【図３】第２実施形態に係るプロジェクタの構成図。
【図４】第２実施形態の光源部の構成図。
【図５】第３実施形態に係るプロジェクタの構成図。
【図６】第３実施形態の光源部近傍の構成図。
【図７】第４実施形態に係るプロジェクタの構成図。
【図８】第４実施形態のＬＥＤの点灯タイミング図。
【図９】第５実施形態に係るプロジェクタの構成図。
【図１０】第５実施形態の変形例の構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１００…プロジェクタ、１０１…光源部、１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ…ＬＥＤ、ＳＴＤ…光源基準位置、ＰＲ…主光線、１０２，１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ…照明レンズ、１０３…空間光変調装置、Ｃ…中心位置、ＡＸ１…中心軸、ＡＸ２…光軸、１０４…投写レンズ、１０５…スクリーン、３００…プロジェクタ、３０１…光源部、３０１Ｒ，３０１Ｇ，３０１Ｂ…チップ、３０１Ｌ…樹脂レンズ部、３０２…照明レンズ、５００…プロジェクタ、５０１…光源部、５０１Ｒ，５０１Ｇ，５０１Ｂ…ＬＥＤ、５０３…クロスダイクロイックプリズム、５０２Ｒ，５０２Ｇ，５０２Ｂ…照明レンズ、Ｓ１…第１面、Ｓ２…第２面、Ｓ３…第３面、Ｓ４…第４面、５０３Ｒ…第１ダイクロイック面、５０３Ｂ…第２ダイクロイック面、７００…プロジェクタ、７０１Ｒ，７０１Ｇ，７０１Ｂ…ＬＥＤ、７０３…ダイクロイックプリズム、７０３Ｒ…ダイクロイック面、９００…プロジェクタ、９０１Ｒ，９０１Ｇ，９０１Ｂ…ＬＥＤ、９０２Ｒ，９０２Ｇ，９０２Ｂ…照明レンズ、９１０，９１１…ダイクロイックミラー。
【図１】
2008070903.tif 000003
【図２】
2008070903.tif 000004
【図３】
2008070903.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008070903.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008070903.tif 000009
【図８】
2008070903.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2008070903.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成19年12月10日(2007.12.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１色光を供給する第１色光用光源部と、第２色光を供給する第２色光用光源部と、第３色光を供給する第３色光用光源部とからなる光源部と、
前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記変調された光を投写する投写レンズと、
前記第１色光を反射し、前記第３色光を透過させるダイクロイック面を有するダイクロイックプリズムと、を有し、
前記空間光変調装置は、前記空間光変調装置の変調領域の中心軸と前記投写レンズの光軸とが略一致する位置に設けられ、
前記第１色光用光源部からの前記第１色光は、前記ダイクロイック面で反射された後、前記空間光変調装置側へ射出され、
前記第３色光用光源部からの前記第３色光は、前記ダイクロイック面を透過した後、前記空間光変調装置側へ射出され、
所定の位置から射出された光のうち主光線が前記変調領域の略中心に入射し、かつ前記空間光変調装置で反射された光のうち前記主光線が前記投写レンズの略中心へ入射するような前記所定の位置を光源基準位置としたとき、
前記第２色光用光源部と、前記第１色光用光源部及び前記第３色用光源部とは、前記投写レンズの光軸に対して略対称な前記光源基準位置に設けられていることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
前記空間光変調装置として、ティルトミラーデバイスを用いたものであることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記ティルトミラーデバイスは複数の可動ミラーから構成され、前記可動ミラー素子は第１の反射位置と第２の反射位置とを択一的に選択でき、前記第１色光用光源部と前記第３色光用光源部とは前記可動ミラー素子が第１の反射位置にあるときに前記可動ミラー素子への前記第１色光と前記第３色光との入射光を前記投写レンズの方向に反射するような位置に設けられており、前記第２色光用光源部は前記可動ミラー素子が第２の反射位置にあるときに前記可動ミラー素子への前記第２色光の入射光を前記投写レンズの方向に反射するような位置に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記光源部は各色の前記固体発光素子を映像の１フレーム内で順次点灯させて前記空間光変調装置を照明することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
【請求項５】
前記光源部は前記第１色光〜前記第３色光が赤色光、緑色光、青色光であり、前記緑色光の点灯時間が他の色光の点灯時間よりも長いことを特徴とする請求項５に記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記各色光用光源部のそれぞれが複数の発光素子で構成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のプロジェクタ。