(57)【要約】【課題】  発光部に輝度分布が存在する場合にも、その輝度分布を簡易かつ経済的に均一化した照明によって高品位の画像を投射することができるプロジェクタを提供すること。【解決手段】  光分布調整部材２１ｂ，２３ｂ，２５ｂを設けて照明光の予備的均一化を行っているので、液晶ライトバルブ３１，３３，３５を各ＬＥＤパッケージ２１ｈ，２３ｈ，２５ｈの発光部が有する不均一な輝度分布に拘わらず極めて均一なものとすることができる。これにより、均一かつ十分な照明光量で液晶ライトバルブ３１，３３，３５を照明することができ、高品位の画像をスクリーン上に形成することができる。【選択図】  図１
2005208387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
不均一な輝度分布を示す発光部を有する光源装置と、
前記発光部からの照明光を変調して像光を形成する光変調装置と、
前記光源装置と前記光変調装置との間に配置されるとともに、入射側に設けた複数の被照射領域に入射する前記光源装置からの照明光である入射光について、当該複数の被照射領域への入射後にそれぞれの入射光相互間で部分的な移行を行って、前記発光部の不均一な輝度分布を緩和する光分布調整手段と
を備えるプロジェクタ。
【請求項２】
前記光分布調整手段は、前記複数の被照射領域の１つに入射した入射光を反射現象を利用して部分的に分割し、当該１つの被照射領域に隣接する別の被照射領域を通過する光とともに射出させることを特徴とする請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項３】
前記発光部は、光軸に垂直な所定方向に所定間隔で配置された光射出部を有し、前記光源装置は、前記複数の被照射領域に対応する明暗パターンを前記光分布調整手段の入射面に形成することを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項４】
前記光分布調整手段は、前記複数の照射領域のそれぞれに対応して配置される複数の光分岐用光学素子を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項５】
各光分岐用光学素子は、半透過性の反射面を有し当該反射面を介して入射光を分割及び合成するプリズム部材であることを特徴とする請求項４記載のプロジェクタ。
【請求項６】
各プリズム部材は、光軸に対して傾斜した偏光分離面を有する偏光ビームスプリッタであり、光軸に垂直で前記偏光分離面の傾斜方向に垂直な方向を長手方向として延びるとともに、短手方向に配列されて接合されていることを特徴とする請求項５記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記光源装置は、前記発光部として複数の半導体発光素子をパッケージして一体化した半導体光源デバイスであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項８】
前記光分布調整手段と前記光変調装置との間に、光均一化手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項９】
前記光均一化手段は、ロッドインテグレータであることを特徴とする請求項８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、所望の画像を正面もしくは背面から投射するためのプロジェクタに関し、特にＬＥＤパッケージ等の半導体素子を光源として用いたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタとして、ＬＥＤのアレイを光源として用い、ＬＥＤのアレイからの照明光を複数のロッドレンズを並べた照明均一化手段によって均一化するとともに、偏光ビームスプリッタを並べた偏光変換手段によって偏光状態を一方に揃えて液晶ライトバルブに入射させるものが存在する（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−２９５３１５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、上記のようなプロジェクタでは、ＬＥＤごとにロッドレンズを設けているので、ＬＥＤの発光部の輝度分布に起因して照明光の輝度分布が残存しやすい。
【０００４】
そこで、本発明は、発光部に輝度分布が存在する場合にも、その輝度分布を簡易かつ経済的に均一化した照明によって高品位の画像を投射す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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）不均一な輝度分布を示す発光部を有する光源装置と、（ｂ）発光部からの照明光を変調して像光を形成する光変調装置と、（ｃ）光源装置と光変調装置との間に配置されるとともに、入射側に設けた複数の被照射領域に入射する照明光である入射光について、当該複数の被照射領域への入射後にそれぞれの入射光相互間で部分的な移行を行って、発光部の不均一な輝度分布を緩和する光分布調整手段とを備える。
【０００６】
上記プロジェクタでは、光分布調整手段が、複数の被照射領域への入射光に対してそれぞれの入射光相互間で部分的な移行を行って、発光部の不均一な輝度分布を緩和するので、不均一な発光部からの照明光に対する効率的な均一化が可能になり、光変調装置を簡易な光源によって均一に照明することができる。これにより、ＬＥＤその他の発光素子を複数組み込んだこと等によって輝度分布が形成される光源装置を用いる場合であっても、光源である発光部の輝度分布の不均一を相殺して均一な照明を行うことができ、このように簡易に均一化した照明によって高品位の画像を投射することができる。
【０００７】
本発明の具体的態様では、上記プロジェクタにおいて、光分布調整手段が、複数の被照射領域の１つに入射した入射光を反射現象を利用して部分的に分割し、当該１つの被照射領域に隣接する別の被照射領域を通過する光とともに射出させる。この場合、反射を利用して簡易に移行光量の調整を行いつつ発光部の輝度分布の不均一を正確に相殺することができ、均一な照明によって高品位の画像を投射することができる。
【０００８】
本発明の別の具体的態様では、発光部が、光軸に垂直な所定方向に所定間隔で配置された光射出部を有し、光源装置が、複数の被照射領域に対応する明暗パターンを光分布調整手段の入射面に形成する。この場合、周期的に配置された発光部を有する光源装置が形成する明暗パターンを、光分布調整手段によって均一化することができる。
【０００９】
本発明のさらに別の具体的態様では、光分布調整手段が、複数の照射領域のそれぞれに対応して配置される複数の光分岐用光学素子を有する。この場合、複数の光分岐用光学素子によって、これらへの入射光相互間で部分的な移行を行うことができる。
【００１０】
本発明のさらに別の具体的態様では、各光分岐用光学素子が、半透過性の反射面を有し当該反射面を介して入射光を分割及び合成するプリズム部材である。この場合、プリズム部材の分岐作用や合波作用を利用して省スペースで照明光の効率的な均一化を達成することができる。
【００１１】
本発明のさらに別の具体的態様では、各プリズム部材が、光軸に対して傾斜した偏光分離面を有する偏光ビームスプリッタであり、光軸に垂直で偏光分離面の傾斜方向に垂直な方向を長手方向として延びるとともに、短手方向に配列されて接合されている。この場合、偏光分離を利用して照明光の効率的な均一化を達成することができる。
【００１２】
本発明のさらに別の具体的態様では、光源装置が、発光部として複数の半導体発光素子をパッケージして一体化した半導体光源デバイスである。この場合、小型で高効率の半導体発光素子を利用した小型の光源装置延いてはプロジェクタを提供することができる。
【００１３】
本発明のさらに別の具体的態様では、光分布調整手段と光変調装置との間に光均一化手段をさらに備える。この場合、光均一化手段によってさらに均一な照明光を形成することができ、さらに高品位の画像を投射することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の具体的態様では、光均一化手段が、ロッドインテグレータである。この場合、低コストで照明光の均一化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔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の全体構造を説明するブロック図である。このプロジェクタ１０は、照明装置２０と、光変調装置３０と、投射レンズ４０と、制御装置５０とを備える。ここで、照明装置２０は、Ｇ光照明装置２１と、Ｂ光照明装置２３と、Ｒ光照明装置２５と、光源駆動装置２７とを有する。また、光変調装置３０は、空間光変調装置である３つの液晶ライトバルブ３１，３３，３５と、光合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム３７と、各液晶ライトバルブ３１，３３，３５に駆動信号を出力する素子駆動装置３８とを有する。
【００１６】
照明装置２０において、Ｇ光照明装置２１は、光源装置２１ａと、光分布調整部材２１ｂと、ロッドインテグレータ２１ｃとを備える。ここで、光源装置２１ａは、第１光源ユニット２１ｆと集光レンズアレイ２１ｇとからなる。前者の第１光源ユニット２１ｆは、半導体光源デバイスである複数のＬＥＤパッケージ２１ｈを表面実装基板２１ｉ上に２次元的配列で取り付けたものであり、各ＬＥＤパッケージ２１ｈは、３原色のうち緑（Ｇ）の範疇に含まれるＧ光をそれぞれ発生する。第１光源ユニット２１ｆからの第１照明光ＩＧは、集光レンズアレイ２１ｇによって無駄なく回収されて、光分布調整手段である光分布調整部材２１ｂの入射面ＩＳ全体を重畳照明する。光分布調整部材２１ｂは、光軸に垂直なＹ方向に延びる６つの偏光ビームスプリッタＰＳをＸ方向に配列して接合した構造を有し、射出側に偏光方向を調整するためのλ／２波長板ＷＰを取り付けている。光源装置２１ａからの照明光ＩＧは、光分布調整部材２１ｂを経ることによって光源パターンが予め均一化されて、対向するロッドインテグレータ２１ｃに入射する。ロッドインテグレータ２１ｃは、照明光ＩＧの輝度をさらに均一化して、かかる均一化後の照明光ＩＧを光変調装置３０のうちＧ光用の液晶ライトバルブ３１に入射させる。
【００１７】
図２は、第１光源ユニット２１ｆ及び光分布調整部材２１ｂの配置関係等を説明するための図であり、図２（ａ）は、第１光源ユニット２１ｆに設けた各ＬＥＤパッケージ２１ｈの発光部ＬＥＰを示す正面図であり、図２（ｂ）は、光分布調整部材２１ｂの入射側を示す背面図であり、図２（ｃ）は、光分布調整部材２１ｂの入射側の照明状態を説明する図である。
【００１８】
図２（ａ）に示すように、各ＬＥＤパッケージ２１ｈの発光部ＬＥＰは、高輝度を達成するべく３つのストライプ状の光射出部ＬＥＰ１〜ＬＥＰ３を有しており、これらの光射出部ＬＥＰ１〜ＬＥＰ３は、全体として不均一な輝度分布を示す発光部となっている。各光射出部ＬＥＰ１〜ＬＥＰ３は、固体光源とも呼ばれる半導体発光素子であるＬＥＤのＰＮ接合部に対応し、外部からの電流の供給を受けて所望の波長（この場合、Ｇ光の波長）で発光する。以上のように、ＬＥＤパッケージ２１ｈの発光部ＬＥＰは、本来的に不均一な輝度分布を有しており、このような輝度分布すなわち明暗パターンを均一化することが、液晶ライトバルブ３１を均一に照明する上で重要となる。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、光分布調整部材２１ｂは、６つの柱状の偏光ビームスプリッタＰＳからなっている。各偏光ビームスプリッタＰＳは、同一形状及び構造を有する光分岐用光学素子（プリズム部材）であり、紙面に垂直な光軸に対して直交するＹ方向（長手方向）に延びている。各偏光ビームスプリッタＰＳは、それぞれの入射面が６分割された被照射領域となっており、光軸とＸ方向（短手方向）とを含む面内で所定方向に傾斜する偏光分離面ＳＳを内蔵する（図１参照）。これら６つの偏光ビームスプリッタＰＳは、Ｘ方向に隙間なく配列された状態で接合されており、半透過性の反射面である偏光分離面ＳＳの存在により、入射したＳ偏光をそのまま通過させることができるだけでなく、入射したＰ偏光を偏光ビームスプリッタＰＳの幅に対応する距離ΔＸだけＸ方向にシフトさせて通過させる。
【００２０】
図２（ｃ）に示すように、光分布調整部材２１ｂの入射面ＩＳ上には、ＬＥＤパッケージ２１ｈの発光部ＬＥＰからの像光が投射される。この際、発光部ＬＥＰと入射面ＩＳとは正確に共役位置に配置されていないが、入射面ＩＳ上には、発光部ＬＥＰに対応する輝度分布が形成され、３つの帯状部分ＢＺで輝度が増加した状態となる。ここで、３つの帯状部分ＢＺのＸ方向の配置周期はＰとなっており、この周期Ｐは、ＬＥＤパッケージ２１ｈ中の光射出部ＬＥＰ１〜ＬＥＰ３の周期に投射倍率を掛けたものに相当している。また、一対の帯状部分ＢＺのＸ方向の間隔はＱとなっており、帯状部分ＢＺの幅よりも狭くなっている。なお、図面では、３つの帯状部分ＢＺが周辺から明確に区別されているように表現したが、実際には、なだらかな輝度分布の像が投射されており、各帯状部分ＢＺの輪郭は図示のように明確でない。
【００２１】
図３は、光分布調整部材２１ｂをＹ方向から見た平面図である。図からも明らかなように、光分布調整部材２１ｂに入射した照明光がＳ偏光である場合、照明光は、光分布調整部材２１ｂを構成する偏光ビームスプリッタＰＳをそのまま通過する。一方、光分布調整部材２１ｂに入射した照明光がＰ偏光である場合、照明光は、光分布調整部材２１ｂを通過する際に偏光ビームスプリッタＰＳに設けた偏光分離面ＳＳで２度反射されてＸ方向にΔＸだけシフトする。つまり、Ｓ偏光の照明光は、偏光ビームスプリッタＰＳのアレイから位置ズレなくそのまま射出し、Ｐ偏光の照明光は、偏光ビームスプリッタＰＳの一個分の幅ΔＸだけＸ方向に位置ずれして偏光ビームスプリッタＰＳのアレイを射出する。
【００２２】
図４は、光分布調整部材２１ｂの役割を説明するグラフである。横軸はＸ方向の位置を示し、縦軸は光の強度を示す。グラフ中で、実線は、光分布調整部材２１ｂの入射面ＩＳ上における照明光の輝度分布を示す。また、点線は、光分布調整部材２１ｂをそのまま通過するＳ偏光を示し、一点鎖線は、光分布調整部材２１ｂを通過する際にＸ方向にΔＸだけシフトして射出するＰ偏光を示す。なお、ＬＥＤパッケージ２１ｈからランダム偏光が射出する場合、光分布調整部材２１ｂに入射するＳ偏光と光分布調整部材２１ｂに入射するＰ偏光との強度はほぼ等しくなっている。そして、破線は、光分布調整部材２１ｂに設けた偏光ビームスプリッタＰＳのアレイを通過したＳ偏光とＰ偏光とを合成した輝度分布を示し、光分布調整部材２１ｂの第１射出面ＯＳ１通過後における照明光の輝度分布を示している。なお、光分布調整部材２１ｂの第２射出面ＯＳ２通過後における照明光の輝度分布も、λ／２波長板ＷＰを通過しただけであり、特に変化はない。
【００２３】
以上のグラフからも明らかなように、光分布調整部材２１ｂに入射する段階で実線のようであった輝度分布は、光分布調整部材２１ｂを射出する段階で、分割・合成の結果として破線のように比較的滑らかになる。このような比較的均一な照明光をロッドインテグレータ２１ｃに入射させることにより、ロッドインテグレータ２１ｃにおける均一化が効率的に行われ、ロッドインテグレータ２１ｃから射出される照明光を極めて均一なものとすることができる。この結果、簡易な構造にも拘わらず、極めて均一な輝度の第１照明光ＩＧによって、Ｇ光用の液晶ライトバルブ３１を極めて均一に照明することができる。或いは、図示のロッドインテグレータ２１ｃを短くして小型化しても、元のようにロッドインテグレータ２１ｃが長く光分布調整部材２１ｂが存在しない場合と同程度の均一度を達成することができる。
【００２４】
ここで、光分布調整部材２１ｂの入射面ＩＳ上における輝度分布と、偏光ビームスプリッタＰＳの寸法及び配置との関係を説明する。光分布調整部材２１ｂを通過する際のＰ偏光のシフト量ΔＸは、照明光を十分に均一化するため、図２（ｃ）に示す帯状部分ＢＺの間隔Ｑが例えばＱ≦（１／２）Ｐなる関係を満たす場合、帯状部分ＢＺの間隔Ｑ以上であることが望ましい。その一方、Ｐ偏光のシフト量ΔＸは、これが過剰となって照明光の均一化が妨げられることを防止するため、図２（ｃ）に示す帯状部分ＢＺの周期Ｐから間隔Ｑを引いたもの以下であることが望ましい。このような関係を数式で表すと、
Ｑ≦ΔＸ≦Ｐ−Ｑ  …  （１）
となる。つまり、上記関係式を満たすように各偏光ビームスプリッタＰＳのＸ方向の幅を調節することによって、光分布調整部材２１ｂによる照明光の均一化を効率的なものとすることができる。実際の光分布調整部材２１ｂでは、Ｑ≦（１／２）Ｐの条件を満足する照明が行われており、ΔＸ＝（１／２）Ｐとしている。
【００２５】
参考までに説明しておくと、以上説明した場合のようにＱ≦（１／２）Ｐではなく、Ｑ>（１／２）Ｐの条件を満足する照明が行われている場合、
Ｐ−Ｑ≦ΔＸ≦Ｑ  …  （２）
の条件でシフト量ΔＸを設定することになる。
【００２６】
なお、図２（ｂ）、図３等に説明する光分布調整部材２１ｂは、６つの偏光ビームスプリッタＰＳからなり、ＸＹ面内の輪郭をロッドインテグレータ２１ｃの入射面の寸法と一致させているが、左端のものを除いた５つの偏光ビームスプリッタＰＳの輪郭をロッドインテグレータ２１ｃの入射面の寸法と一致させることもできる。この場合、Ｐ偏光とＳ偏光とを等しい光量でロッドインテグレータ２１ｃに入射させることができる。逆に、ロッドインテグレータ２１ｃの右端に偏光ビームスプリッタを追加して、７つの偏光ビームスプリッタＰＳの輪郭をロッドインテグレータ２１ｃの入射面の寸法と一致させることもできる。この場合も、Ｐ偏光とＳ偏光とが等しい光量でロッドインテグレータ２１ｃに入射するだけでなく、照明光の損失がなくなる。
【００２７】
また、図面では省略しているが、ロッドインテグレータ２１ｃと液晶ライトバルブ３１との間には、液晶ライトバルブ３１に入射する照明光を特定方向の偏光光に変換する偏光変換素子を配置することもできる。
【００２８】
図１に戻って、Ｂ光照明装置２３は、光源装置２３ａと、光分布調整部材２３ｂと、ロッドインテグレータ２３ｃとを備える。ここで、光源装置２３ａは、第２光源ユニット２３ｆと集光レンズアレイ２３ｇとからなる。前者の第２光源ユニット２３ｆは、複数のＬＥＤパッケージ２３ｈを表面実装基板２３ｉ上に２次元的配列で取り付けたものであり、各ＬＥＤパッケージ２３ｈは、複数の光射出部を内蔵しており、３原色のうち緑（Ｂ）の範疇に含まれるＢ光をそれぞれ発生する。光分布調整部材２３ｂやロッドインテグレータ２３ｃの構造は、Ｇ光照明装置２１に設けた光分布調整部材２１ｂやロッドインテグレータ２１ｃと同様である。第２光源装置２３ａからの第２照明光ＩＢは、集光レンズアレイ２３ｇによって無駄なく回収され、光分布調整部材２３ｂ及びロッドインテグレータ２３ｃを通過して、光変調装置３０のうちＢ光用の液晶ライトバルブ３３に入射する。この際、光分布調整部材２３ｂによって第２照明光ＩＢの予備的な均一化が行われ、ロッドインテグレータ２３ｃによって第２照明光ＩＢの最終的な均一化が行われるので、ロッドインテグレータ２３ｃから射出される照明光を極めて均一なものとすることができる。この結果、第２照明光ＩＢによってＢ光用の液晶ライトバルブ３３を極めて均一に照明することができる。
【００２９】
なお、図面では省略しているが、ロッドインテグレータ２３ｃと液晶ライトバルブ３３との間には、液晶ライトバルブ３３に入射する照明光を特定方向の偏光光に変換する偏光変換素子を配置することもできる。
【００３０】
Ｒ光照明装置２５は、光源装置２５ａと、光分布調整部材２５ｂと、ロッドインテグレータ２５ｃとを備える。ここで、光源装置２５ａは、第３光源ユニット２５ｆと集光レンズアレイ２５ｇとからなる。前者の第３光源ユニット２５ｆは、複数のＬＥＤパッケージ２５ｈを表面実装基板２５ｉ上に２次元的配列で取り付けたものであり、各ＬＥＤパッケージ２５ｈは、複数の光射出部を内蔵しており、３原色のうち緑（Ｒ）の範疇に含まれるＲ光をそれぞれ発生する。光分布調整部材２５ｂやロッドインテグレータ２５ｃの構造は、Ｇ光照明装置２１に設けた光分布調整部材２１ｂやロッドインテグレータ２１ｃと同様である。第３光源装置２５ａからの第３照明光ＩＲは、集光レンズアレイ２５ｇによって無駄なく回収され、光分布調整部材２５ｂ及びロッドインテグレータ２５ｃを通過して、光変調装置３０のうちＲ光用の液晶ライトバルブ３５に入射する。この際、光分布調整部材２５ｂによって第３照明光ＩＲの予備的な均一化が行われ、ロッドインテグレータ２５ｃによって第３照明光ＩＲの最終的な均一化が行われるので、ロッドインテグレータ２５ｃから射出される照明光を極めて均一なものとすることができる。この結果、第３照明光ＩＲによってＲ光用の液晶ライトバルブ３５を極めて均一に照明することができる。
【００３１】
なお、図面では省略しているが、ロッドインテグレータ２５ｃと液晶ライトバルブ３５との間には、液晶ライトバルブ３５に入射する照明光を特定方向の偏光光に変換する偏光変換素子を配置することもできる。
【００３２】
各液晶ライトバルブ３１，３３，３５にそれぞれ入射した各色光照明装置２１，２３，２５からの光は、これら液晶ライトバルブ３１，３３，３５によってそれぞれ２次元的に変調される。各液晶ライトバルブ３１，３３，３５を通過した各色の光は、クロスダイクロイックプリズム３７で合成されて、その一側面から射出する。クロスダイクロイックプリズム３７から射出した合成光の像は、投射光学系である投射レンズ４０に入射してその前方に配置されたスクリーン（不図示）に適当な拡大率で投影される。つまり、プロジェクタ１０によって、各液晶ライトバルブ３１，３３，３５に形成された各色Ｇ，Ｂ，Ｒの画像を合成した画像が、動画又は静止画としてスクリーン上に投射される。なお、図示を省略しているが、各液晶ライトバルブ３１，３３，３５の周辺の適所には、これらの液晶ライトバルブ３１，３３，３５を偏光光で照明し読み出すため、偏光板が配置されている。
【００３３】
制御装置５０は、光源駆動装置２７に制御信号を出力して、各色光照明装置２１，２３，２５に設けた第１〜第３光源装置２１ａ，２３ａ，２５ａを構成する各ＬＥＤパッケージ２１ｈ，２３ｈ，２５ｈを適当なタイミングで発光させる。また、制御装置５０は、素子駆動装置３８に制御信号を出力して、各液晶ライトバルブ３１，３３，３５に投射画像の輝度に対応する２次元的な偏光特性分布を形成する。
【００３４】
以下、図１等に示すプロジェクタ１０の動作について説明する。照明装置２０に設けたＧＢＲ光照明装置２１，２３，２５からの各色の照明光は、これらに設けた光分布調整部材２１ｂ，２３ｂ，２５ｂやロッドインテグレータ２１ｃ，２３ｃ，２５ｃによってそれぞれ十分に均一化された状態で、対応する液晶ライトバルブ３１，３３，３５にそれぞれ入射する。各液晶ライトバルブ３１，３３，３５は、外部からの画像信号に応じて動作する素子駆動装置３８によって変調されて２次元的屈折率分布を有しており、各色の照明光を２次元空間的に画素単位で変調する。このように、各液晶ライトバルブ３１，３３，３５で変調された照明光すなわち像光は、クロスダイクロイックプリズム３７で合成されて投射レンズ４０に入射してスクリーン（不図示）に投影される。ここで、本実施形態では、光分布調整部材２１ｂ，２３ｂ，２５ｂを設けて照明光の予備的均一化を行っているので、液晶ライトバルブ３１，３３，３５を各ＬＥＤパッケージ２１ｈ，２３ｈ，２５ｈの発光部が有する不均一な輝度分布に拘わらず極めて均一なものとすることができる。これにより、均一かつ十分な照明光量で液晶ライトバルブ３１，３３，３５を照明することができ、高品位の画像をスクリーン上に形成することができる。
【００３５】
〔第２実施形態〕
以下、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第２実施形態のプロジェクタは、第１実施形態のプロジェクタを変形したものであるので、共通分にはついての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。
【００３６】
図５は、第２実施形態のプロジェクタにおける第１光源ユニット２１ｆ（図１参照）の配置関係等を説明するための図であり、図５（ａ）は、第１光源ユニット２１ｆに設けた各ＬＥＤパッケージ１２１ｈの発光部ＬＥＰ’を示す正面図であり、図５（ｂ）は、光分布調整部材１２１ｂの入射側を示す背面図であり、図５（ｃ）は、光分布調整部材１２１ｂの入射側の照明状態を説明する図である。
【００３７】
図５（ａ）に示すように、ＬＥＤパッケージ１２１ｈの発光部ＬＥＰ’は、第１実施形態の場合と異なり、Ｘ方向やＹ方向に対して傾いた３つのストライプ状の光射出部ＬＥＰ１〜ＬＥＰ３を有している。図５（ｂ）に示すように、光分布調整部材１２１ｂは、紙面に垂直な光軸に対して直交するＹ方向に延びるとともに、Ｘ方向に関して幅ΔＸ’を有する６つの偏光ビームスプリッタＰＳからなる。図５（ｃ）に示すように、光分布調整部材１２１ｂの入射面ＩＳ上には、ＬＥＤパッケージ１２１ｈの発光部ＬＥＰ’からの像光が投射される。この場合、ＬＥＤパッケージ１２１ｈの発光部ＬＥＰ’は、全体として回転したように傾斜しているので、３つの帯状部分ＢＺも傾いて投影される。この結果、３つの帯状部分ＢＺに関するＸ方向の周期はＰ’となっており、一対の帯状部分ＢＺについてのＸ方向の間隔はＱ’となっている。
【００３８】
ここで、光分布調整部材１２１ｂを通過する際のＰ偏光のシフト量ΔＸ’は、照明光を十分に均一化するため、図５（ｃ）に示す帯状部分ＢＺの間隔Ｑ’が例えばＱ’≦（１／２）Ｐ’なる関係を満たす場合、帯状部分ＢＺの間隔Ｑ’以上であることが望ましい。その一方、Ｐ偏光のシフト量ΔＸ’は、これが過剰となって照明光の均一化が妨げられることを防止するため、図５（ｃ）に示す帯状部分ＢＺの周期Ｐから間隔Ｑを引いたもの以下であることが望ましい。このような関係を数式で表すと、
Ｑ’≦ΔＸ’≦Ｐ’−Ｑ’  …  （３）
となる。つまり、上記関係式を満たすように偏光ビームスプリッタＰＳのＸ方向の幅ΔＸ’を調節することによって、光分布調整部材２１ｂによる照明光の均一化を効率的なものとすることができる。
【００３９】
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、第１〜第３光源装置２１ａ〜２５ａを構成する発光素子としてＬＥＤパッケージを用いているが、これに代えて有機ＥＬ発光素子、レーザダイード等を用いることができる。
【００４０】
また、上記実施形態では、ＲＧＢの各色で個別に照明した３つの液晶ライトバルブ３１〜３５からの像光をクロスダイクロイックプリズムで合成しているが、カラー型の液晶ライトバルブを白色光源で照明するタイプのプロジェクタに本発明を適用できることはいうまでもない。この場合も、輝度分布を有する白色光源とロッドインテグレータ等との間に上述の光分布調整部材を配置することで、照明光の簡易な均一化が可能になる。
【００４１】
また、上記実施形態では、光分布調整部材２１ｂを６つの偏光ビームスプリッタＰＳで形成しているが、偏光ビームスプリッタＰＳの個数等は、ＬＥＤパッケージ２１ｈ，２３ｈ，２５ｈの発光部のパターン等に応じて適宜変更することができる。さらに、偏光ビームスプリッタＰＳは、偏光分離面ＳＳをハーフミラーに置き換えたプリズム部材とすることもできる。
【００４２】
また、光変調装置３０は、液晶ライトバルブのような透過型に限らず、反射型のものでもよい。そして、プロジェクタ１０からの像光を投射する対象は、正面から画像を投射するフロント投射タイプのスクリーンとすることもできるが、背後から画像を投射する背面投射型のスクリーンとすることもできる。
【００４３】
また、上記実施形態では、光変調装置として液晶ライトバルブ３１，３３，３５を用いているが、液晶ライトバルブ３１，３３，３５に代えてデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタを示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）はＧ光照明装置における配置関係を説明する図である。
【図３】光照明装置に設けた光分布調整部材をＹ方向から見た平面図である。
【図４】光分布調整部材の役割を説明するグラフである。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は第２実施形態の光照明装置の配置関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…プロジェクタ、  ２０…照明装置、  ２１，２３，２５…各色光照明装置、  ２１ａ〜２５ａ…光源装置、  ２１ｂ〜２５ｂ…光分布調整部材、  ２１ｃ〜２５ｃ…ロッドインテグレータ、  ２１ｆ〜２５ｆ…光源ユニット、  ２１ｇ〜２５ｆ…集光レンズアレイ、  ２１ｈ〜２５ｈ…ＬＥＤパッケージ、  ３１，３３，３５…液晶ライトバルブ、  ３７…クロスダイクロイックプリズム、  ３８…素子駆動装置、  ４０…投射レンズ、  ５０…制御装置、  ＩＧ…第１照明光、  ＩＢ…第２照明光、  ＩＲ…第３照明光、  ＩＳ…入射面、  ＬＥＰ…発光部、  ＬＥＰ１〜ＬＥＰ３…光射出部、  ＰＳ…偏光ビームスプリッタ
【図１】
2005208387.tif 000003
【図２】
2005208387.tif 000004
【図３】
2005208387.tif 000005
【図４】
2005208387.tif 000006
【図５】
2005208387.tif 000007