(57)【要約】【課題】  プロジェクタに代表される投影機の光学系の光源としてＬＥＤを使用しながらも、十分な輝度が得られ、また照射面での色むらや輝度バラツキを生じ難くすることができる光学系構造を提供する。【解決手段】  複数のＬＥＤセル２を２次元に複数個並べてＬＥＤ面光源１を構成する。このＬＥＤ面光源１の光出射方向に第一マルチレンズ群３及び第二マルチレンズ群４を配置する。各マルチレンズ群３，４はＬＥＤセル２に対向する複数のレンズ３１，４１を備えている。ＬＥＤセル２から照射された光を第一マルチレンズ群３の各レンズ３１により個別に集光した後、第二マルチレンズ群４の各レンズ４１により個別に拡大して、その出射光同士を照射面５上で重ね合わせる。【選択図】      図１
2005165126.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤセルを２次元に複数個並べることにより形成したＬＥＤ面光源を用いた投影機の光学系構造において、
上記ＬＥＤ面光源の光出射方向側に配設され、各ＬＥＤセルそれぞれに個別に対向するように配置された第一レンズ体が複数並べられて成り、ＬＥＤ面光源の各ＬＥＤセルから照射された光を各第一レンズ体によって個別に集光する第一マルチレンズ群と、
上記第一マルチレンズ群の光出射方向側に配設され、第一マルチレンズ群の各第一レンズ体それぞれに個別に対向するように配置された第二レンズ体が複数並べられて成り、第一マルチレンズ群から受けた光を各第二レンズ体によって個別に拡大して、これら第二レンズ体からの出射光同士を照射面上で重ね合わせる第二マルチレンズ群とを備えていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項２】
請求項１記載の投影機の光学系構造において、
各ＬＥＤセルのサイズと、それに対向する第一マルチレンズ群の第一レンズ体のサイズと、更にそれに対向する第二マルチレンズ群の第二レンズ体のサイズとは互いに同一に設定されていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項３】
請求項１または２記載の投影機の光学系構造において、
第一及び第二のマルチレンズ群の各レンズ体は、細分化されたレンズの集合体で成るレンズセルとして構成されており、
第一マルチレンズ群にあっては、上記レンズセルを構成する各第一細分化レンズのそれぞれが、ＬＥＤ面光源の各ＬＥＤセルから照射された光を個別に集光するようになっている一方、
第二マルチレンズ群にあっては、レンズセルを構成する各第二細分化レンズのそれぞれが、第一マルチレンズ群の第一細分化レンズから受けた光を個別に拡大して、これら第二細分化レンズからの出射光同士を照射面上で重ね合わせるように構成されていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項４】
請求項３記載の投影機の光学系構造において、
同一レンズセル内における各細分化レンズは互いに同一サイズに設定されていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項５】
請求項３記載の投影機の光学系構造において、
同一レンズセル内における各細分化レンズはサイズが不均一に設定されていると共に、各レンズセルそれぞれにおける細分化形態は互いに同一形態に設定されている一方、
互いに対向する第一マルチレンズ群のレンズセルと第二マルチレンズ群のレンズセルとのそれぞれの細分化形態も互いに同一形態に設定されていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項６】
請求項３記載の投影機の光学系構造において、
同一レンズセル内における各細分化レンズはサイズが不均一に設定されていると共に、各レンズセルそれぞれにおける細分化形態は互いに異なる形態に設定されている一方、
互いに対向する第一マルチレンズ群のレンズセルと第二マルチレンズ群のレンズセルとのそれぞれの細分化形態は互いに同一形態に設定されていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項７】
請求項１〜６のうち何れか一つに記載の投影機の光学系構造において、
第一マルチレンズ群はＬＥＤ面光源に内蔵されていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項８】
請求項１〜７のうち何れか一つに記載の投影機の光学系構造において、
ＬＥＤ面光源は、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤセルを、それぞれ同一面上に２次元に複数個並べることにより構成されていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項９】
請求項８記載の投影機の光学系構造において、
赤色、緑色、青色の各色のＬＥＤの明るさを、光電素子によりモニターし、そのモニタ信号をＬＥＤ駆動回路にフィードバックすることによってホワイトバランスを行うよう構成されていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項１０】
請求項９記載の投影機の光学系構造において、
赤色、緑色、青色の各色のＬＥＤの明るさを、ＬＥＤに流す電流値の調整により制御するよう構成されていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項１１】
請求項９記載の投影機の光学系構造において、
赤色、緑色、青色の各色のＬＥＤが時点灯可能に構成されており、各色のＬＥＤの点灯時間を制御することによりホワイトバランスを行う構成とされていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項１２】
請求項８〜１１のうち何れか一つに記載の投影機の光学系構造において、
投影面に対してカラー画像の投影を可能とするように、赤色、緑色、青色の各色のＬＥＤを時点灯させるよう構成されていることを特徴とする投影機の光学系構造。
【請求項１３】
請求項１〜１２のうち何れか一つに記載の光学系構造を備え、第二マルチレンズ群の第二レンズ体からの出射光同士を照射面上で重ね合わせることにより投影面に対して画像を投影するよう構成されていることを特徴とする投影機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクタに代表される投影機の光学系の構造及びその光学系構造を備えた投影機に関する。特に、本発明は、光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を使用した投影機の光学系において、色むらや輝度バラツキを解消するための対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、企業でのプレゼンテーションが盛んに行われるようになってきたことや、ホームシアターを楽しむ家庭が増えてきたことなどから、これらに用いる大画面表示装置（投影機）としてプロジェクタの市場が急速に拡大してきている。また、この種の投影機を他の様々な製品へ応用することについての研究も盛んに行われている。
【０００３】
これまでの一般的なプロジェクタでは、下記の特許文献１に開示されているように光源として超高圧水銀ランプが用いられていた。このランプが光源として用いられてきた理由は、非常に輝度が高いこと、点光源に非常に近いため出射した光の光学加工が容易なことなどが掲げられる。
【０００４】
しかし、この超高圧水銀ランプは次に述べる欠点があった。先ず、点灯時に非常に高温になるため、ランプを冷却するための冷却装置が大掛かりなものになってしまうことである。このため、プロジェクタ全体の重量が大きくなり、持ち運ぶことが困難であった。特に、点灯中にはプロジェクタ全体が高温度になっていることからも持ち運ぶことは不可能であった。
【０００５】
また、超高圧水銀ランプのもう一つの欠点としては、１００Ｖ程度の高電圧を印加する必要があり消費電力が２００Ｗ程度と高いことが掲げられる。
【０００６】
このように、光源として超高圧水銀ランプを用いている限りにおいては、プロジェクタの持ち運びが容易な小型・軽量化、低電圧駆動化、低消費電力化を図るには限界があった。
【０００７】
そこで近年、特許文献２に開示されているような光源のＬＥＤ化の研究が進められてきている。つまり、プロジェクタの光源として、これまでの超高圧水銀ランプに代えてＬＥＤを採用し、小型・軽量化、低電圧駆動化、低消費電力化を図ろうとする技術が注目されている。
【特許文献１】特開２００２−３５２７６８号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１９２４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、プロジェクタの光源としてＬＥＤを採用しようとする場合、解決せねばならない課題がある。先ず、ＬＥＤ光源は、輝度がランプ光源に比べてかなり低いレベルにあるため、単に光源をＬＥＤに置き換えたのみでは、光源としての十分な輝度を得ることができないことが掲げられる。この輝度を十分に得るための対策として、ＬＥＤチップのサイズを大きくして大電流・高出力化を図ることが考えられる。しかし、これでは発熱量が大きくなってしまい上記超高圧水銀ランプの場合と同様に熱設計的に限界を来してしまう。また、大型のＬＥＤチップでは全体を均一に発光させることが困難であり効率が悪い。
【０００９】
また、ＬＥＤ光源から出射された光を液晶パネル等の照射面に投影した場合、その照射面での色むらや輝度バラツキが生じやすく、この点においてもＬＥＤ光源はランプ光源に比べてかなり劣るものである。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、プロジェクタに代表される投影機の光学系の光源としてＬＥＤを使用しながらも、十分な輝度が得られ、また照射面での色むらや輝度バラツキを生じ難くすることができる光学系構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
−発明の概要−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、光源としてＬＥＤを使用した投影機の光学系において、複数のＬＥＤによって一つの光源を構成すると共に、個々のＬＥＤから照射された光を個別に集光・拡大して照射面上の略全体で重ね合わせるようにしている。これにより、各ＬＥＤの輝度や色あいにバラツキが生じていたとしても、照射面ではその全面に亘って輝度や色合いのバラツキが生じていない均一な光照射が行われるようにしている。
【００１２】
−解決手段−
具体的に、本発明は、ＬＥＤセルを２次元に複数個並べることにより形成したＬＥＤ面光源を用いた投影機の光学系構造を前提とする。この光学系構造に対し、第一マルチレンズ群と第二マルチレンズ群とを備えさせている。第一マルチレンズ群は、ＬＥＤ面光源の光出射方向側に配設され、各ＬＥＤセルそれぞれに個別に対向するように配置された第一レンズ体が複数並べられて成り、ＬＥＤ面光源の各ＬＥＤセルから照射された光を各第一レンズ体によって個別に集光するものである。また、第二マルチレンズ群は、上記第一マルチレンズ群の光出射方向側に配設され、第一マルチレンズ群の各第一レンズ体それぞれに個別に対向するように配置された第二レンズ体が複数並べられて成り、第一マルチレンズ群から受けた光を各第二レンズ体によって個別に拡大して、これら第二レンズ体からの出射光同士を照射面上で重ね合わせるものである。
【００１３】
ＬＥＤは今後高輝度化されていくが、１個のＬＥＤチップでは限界がある。即ち、チップサイズを大きくし、大電流・高出力化を図ろうとしても、発熱量が大きくなり熱設計的に限界がある。また、照射面全体に均一に発光させることが困難になって効率が上がらない。従って、適切なサイズで作られたチップを内蔵するＬＥＤセルを２次元に複数個並べることにより形成したＬＥＤ面光源とした方が高輝度化を図ることが可能である。更には、同一基板上に複数個のＬＥＤチップを並べて形成することにより面光源の小型化も図れる。この面光源の問題として、並べられたＬＥＤセル間で輝度や色合いに差があるために面光源内における各部の輝度や色あいにバラツキが生じることが掲げられる。即ち、こういった面光源からの光を照射面に照射した場合、照射面においても同様に輝度や色合いにバラツキが生じてしまう。
【００１４】
この不具合を解消するのが本解決手段である。つまり、複数のＬＥＤセルから個別に出射された複数の光が照射面の略全面において互いに重ね合わされるように２種類のマルチレンズ群をＬＥＤ面光源の光出射方向側に配設している。このような照射面での光の重ね合わせを行うことにより、仮に各ＬＥＤセル相互の輝度や色合いに個体差（バラツキ）が生じていたとしても、照射面ではその全面に亘って輝度や色合いのバラツキが生じていない均一な光照射が行われることになり、従来の超高圧水銀ランプを使用した場合と遜色のない映像を投影することができる。また、ＬＥＤは、超高圧水銀ランプに比べて発熱量が少ないため、冷却装置の小型化が図れてプロジェクタ全体の重量を小さくすることができ持ち運びが容易になる。
【００１５】
本光学系を構成する各要素の具体的構成としては以下のものが掲げられる。先ず、各ＬＥＤセルのサイズと、それに対向する第一マルチレンズ群の第一レンズ体のサイズと、更にそれに対向する第二マルチレンズ群の第二レンズ体のサイズとを互いに同一に設定している。これにより、各ＬＥＤセルから照射された各光が互いに対向する各レンズ体によって個別に集光・拡大され、正確に照射面上に重ね合わされることになる。
【００１６】
また、第一及び第二のマルチレンズ群の各レンズ体を、細分化されたレンズの集合体で成るレンズセルとして構成する。そして、第一マルチレンズ群にあっては、上記レンズセルを構成する各第一細分化レンズのそれぞれが、ＬＥＤ面光源の各ＬＥＤセルから照射された光を個別に集光するようにする。一方、第二マルチレンズ群にあっては、レンズセルを構成する各第二細分化レンズのそれぞれが、第一マルチレンズ群の第一細分化レンズから受けた光を個別に拡大して、これら第二細分化レンズからの出射光同士を照射面上で重ね合わせるようにしている。
【００１７】
このように第一及び第二のマルチレンズ群の各レンズ体を細分化したことにより、一つのＬＥＤから照射された光を細分化しそれを同一照射面上で重ね合わせることになるため、個々のＬＥＤにおける輝度や色あいのバラツキが吸収されることになって、照射面での輝度及び色合いの均一化を確実に行うことができる。
【００１８】
この場合の細分化方式としては以下のものが掲げられる。先ず、同一レンズセル内における各細分化レンズを互いに同一サイズに設定するものである（図３（ａ）参照）。また、同一レンズセル内における各細分化レンズのサイズを不均一に設定すると共に、各レンズセルそれぞれにおける細分化形態を互いに同一形態に設定する一方、互いに対向する第一マルチレンズ群のレンズセルと第二マルチレンズ群のレンズセルとのそれぞれの細分化形態も互いに同一形態に設定するものである（図３（ｂ）参照）。更に、同一レンズセル内における各細分化レンズのサイズを不均一に設定すると共に、各レンズセルそれぞれにおける細分化形態を互いに異なる形態に設定する一方、互いに対向する第一マルチレンズ群のレンズセルと第二マルチレンズ群のレンズセルとのそれぞれの細分化形態を互いに同一形態に設定するものである（図３（ｃ）参照）。これらは、特に、各ＬＥＤセル相互の輝度の個体差が大きい場合に有効な構成である。
【００１９】
また、第一マルチレンズ群をＬＥＤ面光源に内蔵させた場合には、光学系の構成部品の削減に伴って組み立て作業の簡略化を図ることができる。
【００２０】
この種の光学系として、実際には光の３原色である赤色、緑色、青色のＬＥＤセルが使用される。この場合の具体構成としては以下のものが掲げられる。先ず、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤセルをそれぞれ同一面上に２次元に複数個並べることによりＬＥＤ面光源を構成している。これは、例えば、反射型液晶方式やマイクロミラー方式のプロジェクタの光学系として本発明を採用する場合の構成である。つまり、同一面上に赤色、緑色、青色の各ＬＥＤセルを配列し、所謂時点灯制御によって、３原色それぞれの発光を切り換えていき、それに応じて照射面である反射型液晶やマイクロミラーを制御することにより、各色の画像を高速度で切り換えながら投影していくものである。
【００２１】
この場合のＬＥＤの明るさ調整の手法としては、赤色、緑色、青色の各色のＬＥＤの明るさを、光電素子によりモニターし、そのモニタ信号をＬＥＤ駆動回路にフィードバックすることによってホワイトバランスを行うことが掲げられる。ＬＥＤに対する具体的な制御内容としては、赤色、緑色、青色の各色のＬＥＤの明るさを、ＬＥＤに流す電流値の調整により制御する。また、赤色、緑色、青色の各色のＬＥＤが時点灯可能に構成されており、各色のＬＥＤの点灯時間を制御することによりホワイトバランスを行う。この場合、投影面（スクリーン）に対するカラー画像の投影も、赤色、緑色、青色の各色のＬＥＤを時点灯させることにより行われる。
【００２２】
尚、上述した各解決手段のうち何れか一つに記載の光学系構造を備え、第二マルチレンズ群の第二レンズ体からの出射光同士を照射面上で重ね合わせることにより投影面に対して画像を投影するよう構成された投影機も本発明の技術的思想の範疇である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ＬＥＤ光源を用いながらも、色むらや輝度バラツキのないカラー映像の投影を可能とする光学系を実現することができ、持ち運びが容易な小型・軽量であって、低電圧駆動及び低消費電力のプロジェクタを提供することができる。また、これら効果に伴って、プロジェクタ以外の様々な機器の光学系に対して適用することが可能となり、投影機等の機器の汎用性の拡大を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。先ず、具体的な実施例について説明する前に、本発明に係る投影機の光学系の投影原理について説明する。
【００２５】
−光学系の第１タイプ−
図１に示すように、本形態に係る投影機の光学系は、光源として複数のＬＥＤ１１，１１，…を採用している。具体的には、複数のＬＥＤ１１，１１，…が縦方向及び横方向にマトリックス状に（例えば縦方向及び横方向にそれぞれ１５個ずつ）配列されたＬＥＤ面光源１により光源が構成されている。各ＬＥＤ１１，１１，…は、光源基板１２に一体的に形成された複数のリフレクタ１３，１３，…の内部にそれぞれ１個ずつ個別に収容配置されている。このようにして１個のリフレクタ１３とそれに収容される１個のＬＥＤ１１とによりＬＥＤセル２が構成されており、これによって、本ＬＥＤ面光源１は、複数のＬＥＤセル２，２，…がマトリックス状に配列された構成となっている。
【００２６】
そして、上記ＬＥＤ面光源１の前方（光出射方向）には、各ＬＥＤセル２，２，…に個別に対向するレンズ３１，３１，…が複数個配置された第一マルチレンズ群３が設置されている。これらレンズ３１，３１，…のサイズは対向するＬＥＤセル２，２，…のサイズにそれぞれ一致している。
【００２７】
また、上記第一マルチレンズ群３の更に前方（光出射方向）には、この第一マルチレンズ群３の各レンズ３１，３１，…に個別に対向するレンズ４１，４１，…が複数個配置された第二マルチレンズ群４が設置されている。これらレンズ４１，４１，…のサイズは対向する第一マルチレンズ群３のレンズ３１，３１，…のサイズにそれぞれ一致している。つまり、各ＬＥＤセル２のサイズと、それに対応する第一マルチレンズ群３のレンズ３１のサイズと、更にそれに対向する第二マルチレンズ群４のレンズ４１のサイズとが共に同一に設定されている。
【００２８】
以上の構成により、ＬＥＤセル２から出射した光は、対向する第一マルチレンズ群３のレンズ３１により集光され、更にその前方に設置されて対向する第二マルチレンズ群４のレンズ４１に照射される。そして、第二マルチレンズ群４のレンズ４１に照射された光は、このレンズ４１により拡大され、液晶パネルなどの照射面５の略全面に向けて照射される。このようなＬＥＤセル２からの光の出射、第一マルチレンズ群３のレンズ３１による集光、第二マルチレンズ群４のレンズ４１による拡大が、個々のＬＥＤセル２とレンズ３１とレンズ４１との組み合わせにおいてそれぞれ行われ、その結果、各ＬＥＤ１１，１１，…から個別に出射された複数の光が照射面５の略全面において互いに重ね合わされるようになっている。このため、各ＬＥＤセル２，２，…相互の輝度や色合いに個体差（バラツキ）が生じていたとしても、照射面５ではその全面に亘って輝度や色合いのバラツキが生じていない均一な光照射が行われる構成となっている。
【００２９】
−光学系の第２タイプ−
また、照射面での輝度や色合いのバラツキを確実に生じさせないようにするための改良として図２に示す構成がある。ここでは、上述した第１タイプの光学系との相違点についてのみ説明する。
【００３０】
この図２に示すものでは、第一及び第二のマルチレンズ群３，４の各レンズ３１，４１において、各レンズ３１，４１を細分化し、これらをまとめてレンズセル６として構成している。つまり、第一マルチレンズ群３の各レンズ３１を複数の細分化レンズ３２，３２，…の集合体としてそれぞれ構成し、同様に、第二マルチレンズ群４の各レンズ４１を複数の細分化レンズ４２，４２，…の集合体としてそれぞれ構成している。
【００３１】
上記各レンズセル６，６，…のサイズとこれに対応する各ＬＥＤセル２，２，…のサイズは同一である。また、対向する第一マルチレンズ群３の細分化レンズ３２と第二マルチレンズ群４の細分化レンズ４２のサイズも同一となっている。
【００３２】
本構成の場合、ＬＥＤセル２から出射した光は、対向する第一マルチレンズ群３のレンズ３１の各細分化レンズ３２，３２，…により個別に集光され（つまり、第一マルチレンズ群３によって分光及び集光され）、更にその前方に設置されて対向する第二マルチレンズ群４のレンズ４１の各細分化レンズ４２，４２，…に照射される。そして、この細分化レンズ４２に照射された光は、この細分化レンズ４２により個別に拡大され、照射面５の略全面に向けて照射される。このようなＬＥＤセル２からの光の出射、第一マルチレンズ群３の細分化レンズ３２による集光、第二マルチレンズ群４の細分化レンズ４２による拡大が、個々のＬＥＤセル２と細分化レンズ３２，４２との組み合わせにおいてそれぞれ行われ、その結果、各ＬＥＤ１１，１１，…から個別に出射された光が細分化レンズ３２，４２毎に集光・拡大されて照射面５の略全面において重ね合わされるようになっている。このため、本構成においても、各ＬＥＤセル２，２，…の相互の輝度や色合いに個体差が生じていたとしても、照射面５ではその全面に亘って輝度や色合いのバラツキが生じていない均一な光照射が行われることになる。
【００３３】
本構成の場合におけるレンズセル６の細分化の方式としては、先ず、図３（ａ）に示すように、同一サイズの細分化レンズ３２，３２，…に均等分割する方式（図３（ａ）ではレンズセル６を均等に９分割して細分化レンズ３２，３２，…を形成している）が考えられる。
【００３４】
また、図３（ｂ）に示すように、同一レンズセル６内において各細分化レンズ３２，３２，…を不均一に分割する方式（図３（ｂ）ではレンズセル６を９分割し中央の細分化レンズ３２’を他の細分化レンズ３２よりも小サイズにしていると共に、各レンズセル６の分割形態を互いに一致させている）が考えられる。
【００３５】
更に、図３（ｃ）に示すように、レンズセル６，６，…同士の相互間で各細分化レンズ３２，３２，…の分割形態を不均一にする方式（図３（ｃ）ではレンズセル６を９分割し、同一レンズセル６内において各細分化レンズ３２，３２，…を不均一に分割すると共に、各レンズセル６の分割形態を互いに不一致にしている）が考えられる。
【００３６】
各ＬＥＤセル２，２，…の相互の輝度の個体差が大きい場合には、図３（ｂ）や図３（ｃ）に示すように、レンズセル６内及びレンズセル６同士の間での細分化を不均一とした方が、これらの領域の光が重ね合わされて平均化されるため、照射面５での輝度バラツキを無くすのに有効である。
【００３７】
尚、図３では第一マルチレンズ群３のレンズ３１を細分化する方式について示したが、この場合、第二マルチレンズ群４のレンズ４１においても第一マルチレンズ群３と同様に細分化することになる。
【００３８】
また、このようにマルチレンズ群３，４のレンズ３１，４１を細分化した場合のＬＥＤセル２，２，…の配列としては、各ＬＥＤセル２の光軸と細分化レンズ３２，４２の光軸とを一致させるようにしてもよいし、これら光軸を平行にずらすようにしてもよい（例えばＬＥＤセル２，２，…にあっては光源基板１２上に均等に配列させる構成）。
【００３９】
尚、上記第一マルチレンズ群３は、予め、ＬＥＤ面光源１に取り付けて一体化しておくことが可能である。
【００４０】
また、同一ＬＥＤ面光源１上に配置されるＬＥＤセル２，２，…の発光色としては、プロジェクタの投影方式によって選択される。例えば、液晶３板方式（３原色液晶シャッタ投影方式ともいう）のプロジェクタに適用する場合には、一つのＬＥＤ面光源１が一色の光源として機能することになるので、同一ＬＥＤ面光源１上に配置されるＬＥＤセル２，２，…の発光色は全て同一色となる。つまり、図１や図２に示すＬＥＤ面光源１、第一マルチレンズ群３、第二マルチレンズ群４、照射面５のセットが各色（３原色）に対応して３セット備えられ、それぞれからのカラー画像がクロスダイクロイックプリズム等で合成されて投影レンズよりスクリーンに投影されることになる。
【００４１】
一方、反射型液晶方式やマイクロミラー（ＤＭＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）方式のプロジェクタに適用する場合には、一つのＬＥＤ面光源１上に赤色、緑色、青色の各色のＬＥＤセル２，２，…が配列され、所謂時点灯制御によって、３原色それぞれの発光を切り換えていき、それに応じて照射面５である反射型液晶やＤＭＤを制御することにより、各色の画像を高速度で切り換えながら投影レンズよりスクリーンに投影していくことになる。
【００４２】
尚、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤセル２，２，…を、それぞれ同一面上に２次元に複数個並べることにより形成したＬＥＤ面光源１を用いて、赤色、緑色、青色の光を重ね合わせて（同時発光させて）、照射面５上に白色光を照射する構成としてもよい。この場合、白色光は各３原色に分光された後にそれぞれの画像が形成されて合成されることになる。
【００４３】
また、一般に、ＬＥＤ１１は、同じ電流を流しても輝度、色合いに個体差が生じる。また、経時変化、温度変化等によっても輝度、色合いが変化する。従って、例えば、赤色、緑色、青色の光を重ね合わせてカラー映像を投影する場合、各色のＬＥＤ光源の明るさを、光電素子によりモニターし、これらの信号をＬＥＤ駆動回路にフィードバックする事により、ホワイトバランスを行う構成としておく。ＬＥＤの明るさを制御する方法としては、ＬＥＤに流す電流値を制御する方法と、３色のＬＥＤを時点灯させて使用するものにあっては各色のＬＥＤの点灯時間を制御する方法が掲げられる。
【実施例】
【００４４】
次に、上記投影原理をプロジェクタの光学系に適用した具体的な実施例について図４を用いて説明する。ここでは、上記第２タイプの光学系を使用した場合について説明する。
【００４５】
図４に示すように、ＬＥＤ面光源１の前方（光出射方向）には第一マルチレンズ群３が配置され、その前方には第二マルチレンズ群４が配置され、更にその前方には２個のコンデンサーレンズ７，７が配置され、加えて、その前方にはＤＭＤや液晶パネル等の描画素子８が配置されている。上記コンデンサーレンズ７，７は、照射光を、描画素子８の形状に合わせるように光学加工するためのものである。
【００４６】
ＬＥＤ面光源１には、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤチップを、それぞれ同一基板上に２次元に複数個並べて成る複数のＬＥＤセル２，２，…が形成されている。第一マルチレンズ群３及び第二マルチレンズ群４は、ＬＥＤセル２と同一サイズのレンズセル６を備えており、このレンズセル６は、更に、縦３列、横３列に分割された９個の細分化レンズ３２，３２，…、４２，４２，…により構成されている。
【００４７】
また、対応する第一マルチレンズ群３及び第二マルチレンズ群４のレンズセル６，６同士のサイズは同一サイズとなっている。また、第一マルチレンズ群３の細分化レンズ３２のサイズと第二マルチレンズ群４の細分化レンズ４２のサイズも同一サイズとなっている。
【００４８】
以上の構成により、赤色、緑色、青色の各ＬＥＤセル２，２，…が時点灯し、これと同期した描画素子８が各色の映像を描画する所謂フィールドシーケンシャルにより作成されたカラー映像が図示しないスクリーンに投影されるようになっている。
【００４９】
−その他の実施例−
上述した実施形態では、ＬＥＤ面光源１、第一マルチレンズ群３、第二マルチレンズ群４をそれぞれ独立して設置させるか、または、ＬＥＤ面光源１と第一マルチレンズ群３とを一体化させる場合について説明した。本発明はこれに限らず、第一マルチレンズ群３と第二マルチレンズ群４と一体化させたり、上記三者を一体化させる構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】光学系の投影原理を説明するための第１タイプの光学系を示す概略構成図である。
【図２】光学系の投影原理を説明するための第２タイプの光学系を示す概略構成図である。
【図３】レンズセル細分化方式の複数の例を示す図である。
【図４】実施例に係る光学系の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１      ＬＥＤ面光源
１１    ＬＥＤ
２      ＬＥＤセル
３      第一マルチレンズ群
４      第二マルチレンズ群
３１    レンズ（第一レンズ体）
４１    レンズ（第二レンズ体）
３２    細分化レンズ（第一細分化レンズ）
４２    細分化レンズ（第二細分化レンズ）
５      照射面
６      レンズセル
【図１】
2005165126.tif 000003
【図２】
2005165126.tif 000004
【図３】
2005165126.tif 000005
【図４】
2005165126.tif 000006