(57)【要約】【課題】発光素子を備え、自然な光束を射出できる光源装置を提供すること。【解決手段】単波長とみなせる光束を射出する発光素子を基板８１上に複数配置して構成される光源装置８Ｒは、異なる波長の光束を射出する複数種類の発光素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６を備え、画像表示装置に用いられ所定の波長領域の光束を透過する光透過性フィルタの透過光束のスペクトル分布、または画像表示装置に用いられる光源の射出光束のスペクトル分布に応じて各種類の発光素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の数が設定され、これらが基板８１上にランダムに配置されている。このような光源装置８Ｒにより、原色の強調を抑えた光束を射出できる。【選択図】 図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単波長とみなせる光束を射出する発光素子を基板上に複数配置して構成される光源装置であって、
異なる波長の光束を射出する複数種類の発光素子を備え、
画像表示装置に用いられ所定の波長領域の光束を透過する光透過性フィルタの透過光束のスペクトル分布、または前記画像表示装置に用いられる光源の射出光束のスペクトル分布に応じて各種類の発光素子の数が設定され、これらが前記基板上にランダムに配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記複数種類の発光素子から射出される光束の所定の波長範囲の輝度分布が、ガウス分布に近似していることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
単波長とみなせる光束を射出する発光素子を基板上に複数配置して構成される光源装置であって、
異なる波長の光束を射出する複数種類の発光素子を備え、
各種類の発光素子は、前記基板上に均等な数でランダムに配置され、
各発光素子の発光輝度を制御する輝度制御部を備えていることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光源装置において、
前記輝度制御部は、前記発光素子の単位時間当たりの発光回数を制御することを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項３に記載の光源装置において、
前記輝度制御部は、前記発光素子に流す電流または電圧を制御することを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光源装置において、
前記基板は、半導体ウェハであり、
前記発光素子は、ＬＥＤ素子であることを特徴とする光源装置。
【請求項７】
光源と、この光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、形成された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、
請求項１〜６のいずれかに記載の光源装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単波長とみなせる光束を射出する発光素子を基板上に複数配置して構成される光源装置およびこの光源装置を備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、会議、学会、展示会等でのプレゼンテーションや、家庭での映画鑑賞等にプロジェクタが用いられている。このようなプロジェクタは、外装ケース内に設けられた光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、この光学像を拡大投写する。近年、このようなプロジェクタの光源として、キセノンランプ、ハロゲンランプおよび高圧水銀ランプ等に代表される放電光源と比較して、長寿命であり、かつ、光電変換効率の高い発光素子を採用することが検討されてきた。
【０００３】
このような発光素子を用いたプロジェクタとして、発光ダイオードを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このプロジェクタでは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光ダイオードを用い、それぞれの発光ダイオードから射出された光束（Ｒ）、光束（Ｇ）、光束（Ｂ）を合成して１つの光束とし、この光束を光路後段に配置された液晶ライトバルブ（ＬＣＤ）に照射して光学像を形成する。このようなプロジェクタでは、一方では、電球交換等のメンテナンスを不要とすることができ、また他方では、光束照射時に発生する熱量を小さくでき、プロジェクタ内部の冷却構造を簡素化することができる。
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のプロジェクタでは、各発光ダイオードから射出される光束は、単波長であり、かつ、従来のフィルタ等によって分離された幅のある波長領域を有する光束や、高圧水銀ランプ等の放電光源の射出光束とは異なるスペクトル分布を有しているので、各発光ダイオードから射出された赤、緑、青の色光から光学像を形成し、これら光学像を合成しても、原色が強調されるなど、形成された光学像の色調が不自然になるという問題がある。
また、このような画像が表示されることに対しては、光学像の色調等を調整するソフトウェアが組み込まれた制御部をプロジェクタ内部に配置し、このソフトウェアにより微妙な色合わせを行う方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、実際にプロジェクタによって光学像を表示して、その調整具合をソフトウェアによって制御しなければならず、このようなソフトウェア開発に要する期間が長くなり、コストアップの要因になるという問題がある。
このため、ソフトウェアによる色合わせが不要で、発光素子から射出された光束により形成された光学像において、原色が強調されない光束を射出する光源装置が要望されてきた。
【０００６】
本発明の目的は、発光素子を備え、自然な光束を射出できる光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の光源装置は、単波長とみなせる光束を射出する発光素子を基板上に複数配置して構成される光源装置であって、異なる波長の光束を射出する複数種類の発光素子を備え、画像表示装置に用いられ、所定の波長領域の光束を透過する光透過性フィルタの透過光束のスペクトル分布、または前記画像表示装置に用いられる光源の射出光束のスペクトル分布に応じて各種類の発光素子の数が設定され、これらが前記基板上にランダムに配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、異なる波長の光束を射出する複数種類の発光素子の数は、画像表示装置に用いられる光透過性フィルタの透過光束や、同じく画像表示装置に用いられる光源の射出光束のスペクトル分布に合わせて設定されるので、光源装置の射出光束のスペクトル分布を、これらスペクトル分布に近似させることができる。これにより、光学像の形成に用いられる光束を、幅のある波長領域を有する光束とすることができるので、形成された光学像の色調が、原色が強調された不自然なものとなることを抑えることができる。従って、幅のある波長領域を有する自然な光束を射出することができ、原色の強調を抑えた光学像を形成することができる光束を射出する光源装置を提供することができる。
【０００９】
本発明では、前記複数種類の発光素子から射出される光束の所定の波長範囲の輝度分布が、ガウス分布に近似していることが好ましい。
本発明によれば、各種発光素子から射出される光束の所定波長領域の輝度分布をガウス分布に近似させることにより、この光束を用いて形成された光学像の演色性を向上することができる。ここで、プロジェクタのように、光源装置から射出された光束を光学像の形成に用いる場合では、ガウス分布様の輝度分布を有する光束を利用することにより、自然な発色を示す光学像を形成できる。従って、これら発光素子から射出される光束を光学像の形成に利用することにより、光学像における原色の強調を一層抑えることができるとともに、光学像の演色性を向上することができる。
【００１０】
また、本発明の光源装置は、単波長とみなせる光束を射出する発光素子を基板上に複数配置して構成される光源装置であって、異なる波長の光束を射出する複数種類の発光素子を備え、各種類の発光素子は、前記基板上に均等な数でランダムに配置され、各発光素子の発光輝度を制御する輝度制御部を備えていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、所望の波長の光束を射出する複数種類の発光素子が、基板上に均等な数でランダムに配置されることにより、所望のスペクトル分布を有する光束を射出でき、また、輝度制御部により各種発光素子の射出光束の輝度が制御されることにより、所望の波長特性を有する光束を射出する光源装置を構成することができる。ここで、輝度制御部により、各種発光素子の射出光束がガウス分布様の輝度分布を示すように、各種発光素子の輝度制御を行う場合では、前述のように、この射出光束を利用して形成された光学像の発色を自然なものとすることができ、原色が強調されるような不自然な表示となることを抑えることができる。従って、所望の波長特性を示す光源装置を構成でき、かつ、この光源装置の射出光束を利用することにより、自然な色調を有する光学像の形成を可能とすることができる。
【００１２】
本発明では、前記輝度制御部は、前記発光素子の単位時間当たりの発光回数を制御することが好ましい。
本発明によれば、輝度制御部が、各種発光素子の単位時間当たりの発光回数を制御することにより、それぞれの発光素子から射出される光束の輝度を調整することができる。すなわち、単位時間当たりの発光素子の発光回数を低く設定すれば、その発光素子の射出光束の輝度を低くすることができ、逆に、発光回数を高く設定すれば、射出光束の輝度を高くすることができる。従って、各種発光素子の射出光束の輝度を調節して、光源装置の射出光束の波長特性を、所望の波長特性に合わせやすくすることができる。
【００１３】
あるいは、本発明では、前記輝度制御部は、前記発光素子に流す電流または電圧を制御することが好ましい。
本発明によれば、輝度制御部が、発光素子に流す電流または電圧を制御するので、各種発光素子から射出される光束の輝度を調整することができる。すなわち、発光素子に流す電流値または電圧値を小さくすれば、発光素子の射出光束の輝度を下げることができ、逆に、電流値または電圧値を大きくすれば、射出光束の輝度を上げることができる。従って、光源装置から射出される光束の波長特性を所望の波長特性に一層合わせやすくすることができる。
【００１４】
本発明では、前記基板は、半導体ウェハであり、前記発光素子は、ＬＥＤ素子であることが好ましい。
本発明によれば、ＬＥＤ素子は、理論上寿命がないので、放射光源と比較して、光源装置を半永久的に使用することができるだけでなく、放電光源を用いた場合のような寿命等による電球交換等のメンテナンスを不要とすることができる。また、ＬＥＤ素子は、光電変換率が高いので、高い光量を維持したまま消費電力を低減することができる。従って、光源装置の用途および汎用性を向上することができる。
【００１５】
本発明のプロジェクタは、光源と、この光源から射出された光束を、画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置と、形成された光学像を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタであって、前述の光源装置を備えたことを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、前述した光源装置と略同様の作用効果を奏することができる。すなわち、形成される光学像の自然な表示を可能とすることができる。また、発光素子としてＬＥＤ素子を用いた場合では、発光に伴う発熱量が少ないので、光源装置の冷却構造を簡素化することができ、ひいては、プロジェクタ内部の構造を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
〔１．第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
（１）外観構成
図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１を上方前面側から見た斜視図である。図２は、プロジェクタ１を下方前面側から見た斜視図である。図３は、プロジェクタ１を後方背面側から見た斜視図である。図４は、プロジェクタ１の外装ケース２の一部を示す斜視図である。
プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投写面上に拡大投写する。このプロジェクタ１は、図１ないし図３に示すように、略直方体状の外装ケース２、およびこの外装ケース２から露出する投写レンズ３を備えている。
投写レンズ３は、後述する光変調装置としての液晶パネルで変調形成された光学像を拡大投写する投写光学系としての機能を具備するものであり、レンズ保持筒内部に複数のレンズが収納された組レンズとして構成されている。
【００１８】
外装ケース２は、平面略矩形形状の合成樹脂製の外装筐体であり、プロジェクタ１の光学ユニット（後述）を含む装置本体を収納する。この外装ケース２は、装置本体の上部部分を覆うアッパーケース２１と、装置本体の下部部分を覆うロアーケース２２と、装置本体の前面部分を覆うフロントケース２３と、装置本体の側面部分の一部を覆うサイドケース２４と、装置本体の背面部分を覆うリアケース２５（図３参照）とを備えている。
なお、この外装ケース２の上面、前面、側面、底面、背面の角部分は、曲面状に形成されている。
アッパーケース２１は、装置本体の上部を覆う平面略矩形形状の上面部２１Ａと、この上面部２１Ａの長辺方向の一方の端部から略垂下する側面部２１Ｂと、上面部２１Ａの長辺方向の他方の端部の前方部分から略垂下する側面部２１Ｃと、上面部２１Ａの後端部から略垂下する背面部２１Ｄ（図３参照）とを備えている。
上面部２１Ａの後方側略中央部分には、図１または図３に示すように、プロジェクタ１の起動・調整操作を実施する操作パネル２６が左右方向に延びるように設けられている。操作パネル２６の操作ボタン２６１を適宜押下すると、操作パネル２６内部に配置される図示しない回路基板に実装されたタクトスイッチと接触し、所望の操作が可能となる。また、前記回路基板には、ここでは図示しない発光ダイオードが取り付けられており、所望の操作に応じて発光するようになっている。
さらに、操作パネル２６は、操作ボタン２６１を囲むように配置される化粧板２６２を備えており、前記発光ダイオードからの光は化粧板２６２を介して拡散される。
【００１９】
また、この上面部２１Ａの前方側（図１右側）からは、投写レンズ３を上下左右に動かし、投写レンズ３の位置を調整する投写レンズ位置調整装置３０（図４参照）を構成する２つのダイアル３１１，３２１が露出している。この２つのダイアル３１１，３２１のうち、図１左側に配置されたダイアル３１１をＹ１方向（下方）に動かすと、投写レンズ３がＹ３方向（下方）に動き、ダイアル３１１をＹ２方向（上方）に動かすと、投写レンズ３がＹ４方向（上方）に動くこととなる。
また、図１右側に配置されたダイアル３２１をＸ１方向（プロジェクタ１後方からみて右方向）に動かすと、投写レンズがＸ３方向（右方向）に動き、ダイアル３２１をＸ２方向（プロジェクタ１後方から見て左方向）に動かすと、投写レンズ３がＸ４方向（左方向）に動くこととなる。
さらに、上面部２１Ａの内面側には、図示しないが、投写レンズ３の外周を囲うようなリブが立設されている。
【００２０】
側面部２１Ｃには、複数の羽根板７１１から構成されるルーバ７１が露出する切り欠き２１Ｃ１が形成されている。
また、図３に示すように、背面部２１Ｄには、リアケース２５が係合する切り欠き２１Ｄ１が形成されている。
【００２１】
ロアーケース２２は、図１〜図４に示すように、底面部２２Ａ、側面部２２Ｂ、２２Ｃ、背面部２２Ｄ、前面部２２Ｅを備えている。
底面部２２Ａは、平面略矩形形状であり、この底面部２２Ａのプロジェクタ１の後方側略中央には、固定脚部２２Ａ１が設けられるとともに、前方側長辺方向両端に調整脚部２７が設けられている。
調整脚部２７は、底面部２２Ａから面外方向に進退自在に突出する軸状部材２７１（図５参照）を備えており、プロジェクタ１の投写時におけるプロジェクタ１の上下方向および左右方向の傾斜位置を調整可能としている。
また、底面部２２Ａには、外装ケース２の内部と連通する開口部２２Ａ３が形成されている。
この開口部２２Ａ３は、外装ケース２外部の冷却空気を外装ケース２内部に取り込む吸気口であり、この開口部２２Ａ３には、複数の開口が形成されたカバー２２Ａ５が取り付けられている。
さらに、この底面部２２Ａには、図４に示すように、投写レンズ３の外周を囲うようなリブ２２Ａ６が立設されている。
【００２２】
側面部２２Ｂは、底面部２２Ａの長辺方向の一方の端部から立設されたものであり、図２に示すように、アッパーケース２１の側面部２１Ｂと係合して、外装ケース２の側面を構成する。
この側面部２２Ｂには、アッパーケース２１側に窪んだ窪み部２２Ｂ１が形成されており、この窪み部２２Ｂ１はプロジェクタ１を把持する際に把持部として使用される。
図１に示すように、側面部２２Ｃは、底面部２２Ａの長辺方向の他方の端部の前方側部分から立設されたものであり、アッパーケース２１の側面部２１Ｃと係合して、外装ケース２の側面の一部を構成する。この側面部２２Ｃは、その上端が大きく切りかかれており、この切り欠き２２Ｃ１からルーバ７１が露出する。すなわち、側面部２１Ｃの切り欠き２１Ｃ１と、側面部２２Ｃの切り欠き２２Ｃ１とにより、ルーバ７１が露出する開口が形成される。この開口からは、プロジェクタ１内部を冷却した空気が排出されることとなる。
図３に示すように、背面部２２Ｄは、底面部２２Ａの短辺方向の一方の端部から立設されたものであり、この背面部２２Ｄには、リアケース２５が係合する切り欠き２２Ｄ１が形成されている。すなわち、本実施形態では、背面部２１Ｄ、２２Ｄ、リアケース２５とで、外装ケース２の背面が構成されることとなる。
この背面部２２Ｄには、矩形状の開口２２Ｄ２が形成され、この開口２２Ｄ２からは、インレットコネクタ２２Ｄ３が露出している。インレットコネクタ２２Ｄ３は、外部電源からプロジェクタ１に電力を供給する端子であり、後述する電源ユニット６（図５）と電気的に接続される。
再度、図１に示すように、前面部２２Ｅは、底面部２２Ａの短辺方向の他方の端部から立設されたものである。この前面部２２Ｅは、フロントケース２３と係合し、これらにより外装ケース２の前面が構成されることとなる。
【００２３】
図１および図２に示すように、フロントケース２３は、略楕円形状であり、その長手方向端部側（図１右側）に投写レンズ３を露出させるための開口２３１が形成されている。なお、この開口２３１から露出する投写レンズ３には、ここでは図示しないが、開口２３１および投写レンズ３の外周間の隙間を塞ぐ第１の遮光部材と、投写レンズ３および投写レンズ位置調整装置３０との間の隙間を塞ぐ第２の遮光部材１２と（図４参照）が取り付けられている。
また、このフロントケース２３の略中央部分には、リモコン受光窓２３２が形成されている。このリモコン受光窓２３２の内側には、図示しないリモートコントローラからの操作信号を受信する図示しないリモコン受光モジュールが配置されている。
なお、リモートコントローラには、前述した操作パネル２６に設けられる起動スイッチ、調整スイッチ等と同様のものが設けられていて、リモートコントローラを操作すると、この操作に応じた赤外線信号がリモートコントローラから出力され、赤外線信号は、リモコン受光窓２３２を介して受光部で受光され、後述する制御基板で処理される。
さらに、フロントケース２３の内面には、図４に示すように、投写レンズ３の外周を囲むようにリブ２３４が立設されており、リブ２３４、ロアーケース２２の底面部２２Ａのリブ２２Ａ６、アッパーケース２１の上面部２１Ａのリブとで投写レンズ３の周囲を囲むレンズ室が形成されることとなる。
【００２４】
サイドケース２４は、図１および図３に示すように、上面部２４Ａと、上面部２４Ａから略垂下した側面部２４Ｃとを備えている。上面部２４Ａは、アッパーケース２１の上面部２１Ａに係合して、外装ケース２の上面を構成する。
側面部２４Ｃは、アッパーケース２１の側面部２１Ｃ、ロアーケース２２の側面部２２Ｃに係合する。
【００２５】
図３に示すように、リアケース２５は、アッパーケース２１の背面部２１Ｄの切り欠き２１Ｄ１と、ロアーケース２２の背面部２２Ｄの切り欠き２２Ｄ１とで形成される開口に嵌め込まれて固定されるものである。
このリアケース２５は平面略矩形形状であり、その長手方向端部近傍には、フロントケース２３と同様のリモコン受光窓２３２が形成されている。
また、このリアケース２５には、外装ケース２内部側に窪んだ凹部２５１が形成されており、この凹部２５１から複数の接続端子２５２が露出している。
接続端子２５２は、外部の電子機器からの画像信号、音声信号等を入力するためのものであり、この接続端子２５２は、リアケース２５の内側に位置するインターフェイス基板に接続されている。
なお、このインターフェイス基板は、後述する制御基板と、電気的に接続されており、このインターフェイス基板にて処理された信号は、制御基板に出力される。
【００２６】
（２）内部構成
図５は、プロジェクタ１の内部構成を示す図である。具体的には、外装ケース２のロアーケース２２のみ残し、アッパーケース２１と、フロントケース２３と、サイドケース２４と、リアケース２５とを外した図である。
外装ケース２の内部には、プロジェクタ１の装置本体が収容されており、この装置本体は、外装ケース２の長手方向に沿って左右方向に延びる光学ユニット４と、この光学ユニット４の上方に配置される制御基板５と、電源ユニット６とを備えている。
【００２７】
(2-1) 光学ユニット４の構造
図６は、プロジェクタ１内部に配置された光学ユニット４の光学系を模式的に示した図である。
光学ユニット４は、光源装置から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を形成し、投写レンズ３を介してスクリーン上に投写画像を形成するものである。この光学ユニット４は、図６に示すように、インテグレータ照明光学系４１（４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂ）と、光変調装置および色合成光学装置を一体化した光学装置４２と、これら光学部品４１、４２を収納配置する部品収納部材４５（図５）とに機能的に大別される。
インテグレータ照明光学系４１は、光源から射出された光束を照明光軸直交面内における照度を均一にするための光学系であり、光学装置４２の後述する液晶ライトバルブ４２１に照射する色光ごとに、赤色光、緑色光、青色光を射出するインテグレータ光学系４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂに分類される。
これらインテグレータ照明光学系４１Ｒ，４１Ｇ，４１Ｂは、光源装置４１１、レンズアレイ４１２、偏光変換素子４１３、および重畳レンズ４１４を備えて構成されている。
【００２８】
この光源装置４１１は、インテグレータ照明光学系４１Ｒに設けられ、赤色成分を射出する光源装置４１１Ｒと、インテグレータ照明光学系４１Ｇに設けられ、緑色成分を射出する光源装置４１１Ｇと、インテグレータ照明光学系４１Ｂに設けられ、青色成分を射出する光源装置４１１Ｂとに分類され、光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂには、それぞれベース基板４１５が設けられ、このベース基板４１５上に、赤色光を射出する赤色発光ダイオード８Ｒ，緑色光を射出する緑色発光ダイオード８Ｇ，青色光を射出する青色発光ダイオード８Ｂが設けられている。また、各発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂには、図示しないリフレクタが設けられており、各発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂから射出される光束を、光路後段のレンズアレイ４１２の光束入射面全面に照射させる。
なお、光源装置４１１の構成については、後に詳述する。
【００２９】
ここで、光源装置４１１に、発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを用いたことにより、従来のキセノンランプ、メタルハライドランプおよび高圧水銀ランプ等の放電光源を用いた場合に必要とされた、ランプの寿命や破損による交換等のメンテナンス作業を不要とすることができる。
また、発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、光電変換の効率が良いので、高い光量を備えるとともに、消費電力を抑えることができる。このため、従来の放電光源を用いた場合に比べ、光源装置４１１のみならずプロジェクタ１の消費電力を削減することができる。
さらに、発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの光電変換効率が良いことにより、光源装置４１１の発光に伴う発熱を抑えることができる。このため、光源装置４１１を冷却する冷却構造を簡素化することができ、ひいては、プロジェクタ１の内部構造を簡素化することができる。
【００３０】
レンズアレイ４１２は、照明領域の照度を略均一にするためのもので、照明光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備している。各小レンズは、光源装置４１１から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。
【００３１】
偏光変換素子４１３は、レンズアレイ４１２からの光を略１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置４２での光の利用効率が高められている。
具体的に、偏光変換素子４１３によって略１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ４１４によって最終的に光学装置４２の後述する液晶ライトバルブ４２１Ｒ，４２１Ｇ，４２１Ｂ上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶ライトバルブ４２１Ｒ，４２１Ｇ，４２１Ｂを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置４１１からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子４１３を用いることにより、光源装置４１１から射出された光束を略１種類の偏光光に変換し、光学装置４２における光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子４１３は、例えば、特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。
【００３２】
光学装置４２は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成する。この光学装置４２は、インテグレータ照明光学系４１からの各色光が入射される３つの光変調装置としての液晶ライトバルブ４２１（４２１Ｒ，４２１Ｇ，４２１Ｂ）と、色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム４２２とを備えている。
【００３３】
液晶ライトバルブ４２１Ｒ，４２１Ｇ，４２１Ｂは、図示を略すが、照明光軸方向から順に、入射側偏光板、液晶パネルおよび射出側偏光板を含んで構成される。この液晶パネルは、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として用いたものであり、対向配置される一対の透明基板内に液晶が密封封入されている。そして、これら液晶パネルは、光束入射側に設けられた入射側偏光板を介して入射する光束を画像情報に応じて変調し、光束射出側に設けられた射出側偏光板を介して射出する。
【００３４】
ここで、入射側偏光板は、一定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、サファイアガラス等の基板に偏光膜が貼付されたものである。
また、射出側偏光板も、入射側偏光板と略同様に構成され、液晶パネルから射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものであり、透過させる偏光光の偏光軸は、入射側偏光板における透過させる偏光光の偏光軸に対して直交するように設定されている。
【００３５】
クロスダイクロイックプリズム４２２は、液晶ライトバルブ４２１の射出側偏光板から射出され、各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成するものである。このクロスダイクロイックプリズム４２２には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられ、これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成される。
以上説明した液晶ライトバルブ４２１Ｒ，４２１Ｇ，４２１Ｂおよびクロスダイクロイックプリズム４２２は、一体的にユニット化されている。
【００３６】
(2-2) 制御基板５の構造
図５に示すように、制御基板５は、上述した部品収納部材４５の上方に配置される。この制御基板５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置が実装された回路基板として構成され、プロジェクタ１全体を制御する。この制御基板５は、前述のインターフェイス基板から出力される信号に基づいて液晶ライトバルブ４２１Ｒ，４２１Ｇ，４２１Ｂを駆動制御する。そして、液晶ライトバルブ４２１Ｒ，４２１Ｇ，４２１Ｂは、光変調を実施して光学像が形成される。また、この制御基板５は、前述の操作パネル２６の回路基板、および前述の図示しないリモコン受光モジュールから出力される操作信号を入力し、この操作信号に基づいてプロジェクタ１の構成部材に適宜、制御指令を出力する。
【００３７】
(2-3) 電源ユニット６の構成
電源ユニット６は、光源装置４１１および制御基板５等に電力を供給するものであり、外装ケース２のフロントケース２３の長手方向に沿って配置されている。この電源ユニット６は、電源回路を備えた電源ブロック６１と、この電源ブロック６１の下方に配置される光源駆動ブロック（図５では図示略）とを備えている。
電源ブロック６１は、インレットコネクタ２２Ｄ３に接続された電源ケーブルを通して外部から供給された電力を光源駆動ブロックおよび制御基板５等に供給する。この電源ブロック６１は、入力される交流を低電圧の直流に変換するトランスや該トランスからの出力を所定の電圧に変換する変換回路等が片面に実装された回路基板と、この回路基板を覆うシールド部材としての筒状部材６１１とを備える。このうち、筒状部材６１１は、アルミニウムから構成され、両端が開口された略箱状に形成されている。
光源駆動ブロックは、前述した光源装置４１１に安定した電圧で電力を供給するための変換回路であり、電源ブロック６１から入力した商用交流電流は、この光源駆動ブロックによって整流、変換されて、直流電流や交流矩形波電流となって光源装置４１１に供給される。
【００３８】
なお、このような電源ユニット６の側方には、排気ファン７２が設置されており、電源ユニット６を冷却した空気をルーバ７１が取り付けられた開口から排出している。また、この電源ユニット６と、部品収納部材４５との間には、ダクト７３が設置されており、光源収納部４８内の光源装置４１１を冷却した空気は、排気ファン７２により引き寄せられ、ダクト７３を通って、開口から排出される。
【００３９】
（３）光源装置４１１の構造
図７は、光源装置４１１の正面図である。このうち、図７（Ａ）〜（Ｃ）には、それぞれ光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂが示されている。また、図８には、各光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂの射出光束の波長特性が示されている。なお、図８において、８Ｒ，８Ｇ，８Ｂで示した部分は、各発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂが射出する光束の波長特性を示している。
図７（Ａ）に示すように、光源装置４１１Ｒのベース基板４１５上には、赤色光を射出する発光ダイオード８Ｒが上下に４個ずつ、合計８個、等間隔に配設されている。また、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）に示すように、光源装置４１１Ｇのベース基板４１５上には、緑色光を射出する発光ダイオード８Ｇが上下に７個ずつ、合計１４個、等間隔に配設され、光源装置４１１Ｂのベース基板４１５上には、青色光を射出する発光ダイオード８Ｂが上下に６個ずつ、合計１２個、等間隔に配設されている。
【００４０】
このような各光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ、４１１Ｂに設けられる発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの数は、図８に示した波長特性の相対輝度に基づいている。
すなわち、図８に示したグラフは、プロジェクタ等の光源装置に用いられる高圧水銀ランプの射出光束のうち、赤色光、緑色光および青色光の波長特性を近似化してグラフ化したものであり、各光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂは、それぞれ図８に示す各波長の光束を射出するように構成されている。
詳述すると、発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂはそれぞれ、図８中８Ｒ，８Ｇ，８Ｂで示したスペクトル分布を示し、それぞれ同じ射出光量を保持するように構成され、光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂには、これら発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂからの射出光量が、図８に示した相対輝度に沿って配置される。このため、光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂへの発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの配設数は、８個、１４個、１２個となる。
これら発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、ＬＥＤ素子８３（図９）が複数配設される半導体ウェハ８１と、この半導体ウェハ８１の射出面を覆う略ドーム状の光透過性カバー８２とを含んで構成されている。
【００４１】
図９には、発光ダイオード８Ｒの半導体ウェハ８１上に設けられたＬＥＤ素子８３Ｒの配列を示す図である。
図９に示すように、発光ダイオード８Ｒの半導体ウェハ８１上には、それぞれ単波長で、かつ、それぞれ波長の異なる赤色光を射出する複数種類のＬＥＤ素子８３Ｒがマトリクス状に複数配設されている。本実施形態では、１つの半導体ウェハ８１上には、ＬＥＤ素子８３Ｒが５２個配設されており、それぞれのＬＥＤ素子８３は、略０．２〜０．３ｍｍ角の大きさで、略０．３ｍｍ間隔で配置されている。
【００４２】
半導体ウェハ８１に配設されるＬＥＤ素子８３Ｒは、前述のように、すべてが同じ波長の赤色光を射出するのではなく、それぞれ異なる波長の赤色光を射出するＬＥＤ素子８３Ｒが配設されている。
すなわち、赤色光を射出する発光ダイオード８Ｒでは、半導体ウェハ８１上に、５９０〜６００ｎｍの単波長の光束を射出するＬＥＤ素子８３Ｒ１と、６００〜６１０ｎｍの単波長の光束を射出するＬＥＤ素子８３Ｒ２と、６１０〜６２０ｎｍの単波長の光束を射出するＬＥＤ素子８３Ｒ３と、６２０〜６３０ｎｍの単波長の光束を射出するＬＥＤ素子８３Ｒ４と、６３０〜６４０ｎｍの単波長の光束を射出するＬＥＤ素子８３Ｒ５と、６４０〜６５０ｎｍの単波長の光束を射出するＬＥＤ素子８３Ｒ６とが設けられている。これらＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の配設数は、図８中８Ｒで示した波長領域の相対輝度に合わせて、それぞれ１：４：８：８：４：１の割合で、２、８、１６、１６、８、２個ずつとされ、これらが半導体ウェハ８１上にランダムに配置されている。
このため、発光ダイオード８Ｒの射出光束は、６２０ｎｍ付近にピーク波長を有するガウス分布様の輝度分布を示す。
【００４３】
なお、発光ダイオード８Ｇ，８Ｂについても略同様の構成とされ、図示を略すが、発光ダイオード８Ｇについては、それぞれ５１０〜５２０、５２０〜５３０、５３０〜５４０、５４０〜５５０、５５０〜５６０、５６０〜５７０ｎｍの波長領域に属する単波長の光束で、かつ、同じ輝度の光束を射出する６種類のＬＥＤ素子が、それぞれ２、８、１６、１６、８、２個ずつランダムに半導体ウェハ８１上に配設されている。また、同様に、発光ダイオード８Ｂについても、それぞれ４２０〜４３０、４３０〜４４０、４４０〜４５０、４５０〜４６０、４６０〜４７０、４７０〜４８０ｎｍの波長領域の単波長の光束で、かつ、同じ輝度の光束を射出する６種類のＬＥＤ素子が、それぞれ２、８、１６、１６、８、２個ずつランダムに半導体ウェハ８１上に配設されている。
このため、発光ダイオード８Ｇの射出光束は、５４０ｎｍ付近にピーク波長を有するガウス分布様のスペクトル分布を示し、発光ダイオード８Ｂの射出光束は、４５０ｎｍ付近にピーク波長を有するガウス分布様のスペクトル分布を示す。
【００４４】
以上の構成により、プロジェクタ等の画像表示装置に用いられ、特定の波長域の光束を透過するバンドパスフィルタの透過光束のスペクトル分布や、同じく画像表示装置に用いられる放電光源の射出光束のスペクトル分布に近似するように、発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを構成し、これら発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを備えた光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂをプロジェクタ１に用いることにより、光学像形成に用いる赤、緑、青の色光を幅のある波長領域を有する光束とすることができる。ここで、従来の赤、緑、青の色光を射出する発光ダイオードを備えた光源装置では、各発光ダイオードから射出される光束が、それぞれ狭い単波長の光束であるため、光学像の色調が不自然になるという問題があった。これに対して、プロジェクタ１に設けられた光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂでは、高圧水銀ランプのような放電光源の赤、緑、青の波長領域に近似した光束を射出でき、これらの光束を光学像の形成に用いることができるので、形成された光学像において、原色が強調されることを抑え、自然な表示を可能とすることができる。
【００４５】
また、各発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、それぞれ波長の異なる単波長の光束を射出する６種類のＬＥＤ素子から構成され、これらＬＥＤ素子から射出される光束が合成されて得られる光束の輝度分布が、ガウス分布に近似する。これによれば、それぞれの発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂは、一層幅のある波長領域の光束を射出することができる。従って、赤、緑、青の原色が強調された光学像が形成されることを防ぐとともに、より自然な色調の光学像を形成・投写することができる。
【００４６】
さらに、光源装置４１１Ｇから射出される緑色光の輝度が、他の光源装置４１１Ｒ，４１１Ｂから射出される赤色光および青色光の輝度よりも高く設定されているので、光学像のコントラストを向上し、光学像の演色性を向上することができる。従って、より自然な色調の光学像を形成することができる。
【００４７】
発光ダイオード８Ｒの半導体ウェハ８１には、同輝度の光束を射出し、かつ、それぞれ発色波長の異なるＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６が、数を違えて配設されている。これによれば、所望の輝度分布を有する光束を得るのに、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の輝度を調整するための制御部等を新たに設ける必要がない。従って、光源装置４１１Ｒの構成を簡素化することができる。なお、このような効果は、同様に、光源装置４１１Ｇ，４１１Ｂにおいても奏することができる。
【００４８】
〔２．第２実施形態〕
次に、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、前述の第１実施形態で示したプロジェクタと略同じ構成を備えるが、光源装置に設けられた発光ダイオードの半導体ウェハ上に配設される各種ＬＥＤ素子の数と、これらＬＥＤ素子の輝度制御を行う輝度制御部の設定とにおいて、第１実施形態と相違点を有する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００４９】
第２実施形態では、インテグレータ照明光学系４１Ｒには、光源装置４１１Ｒの代わりに、光源装置４１１Ｒ１が設けられている。この光源装置４１１Ｒ１には、赤色光を射出する８つの発光ダイオード８Ｒ１と、これら発光ダイオード８Ｒ１が配設されるベース基板４１５と、発光ダイオード８Ｒ１に設けられたＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の輝度を制御する輝度制御部８４Ｒとが設けられている。このうち、発光ダイオード８Ｒ１には、半導体ウェハ８１と、光透過性カバー８２と、ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６とが設けられ、これらＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６は、半導体ウェハ８１上に、ランダムに配設されている。
【００５０】
ここで、前述の光源装置４１１Ｒでは、各発光ダイオード８Ｒから射出される光束の輝度分布がガウス分布に近似するように、同じ輝度の光束を射出するＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の数を、１：４：８：８：４：１の比率にして半導体ウェハ８１上に配置した。これに対し、光源装置４１１Ｒ１では、各発光ダイオード８Ｒ１の半導体ウェハ８１上に配設されるＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の数はそれぞれ同数とされ、本実施形態ではそれぞれ８個ずつ、合計４８個配設されている。なお、１発光当たりの発光光量は、それぞれのＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６で略同じである。
【００５１】
図１０には、ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の輝度制御を説明するブロック図が示されている。
光源装置４１１Ｒに設けられた輝度制御部８４Ｒは、図１０に示すように、前述の電源ユニット６に設けられた光源駆動ブロック６２と、ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６とに接続され、特に各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６には、それぞれ別々に接続されている。この輝度制御部８４Ｒは、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の単位時間当たりの発光回数を制御することにより、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の射出光束の輝度を調整し、発光ダイオード８Ｒ１の射出光束に含まれる各波長域の光束の輝度を制御する。
【００５２】
図１１には、単位時間当たりの各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の発光タイミングが示されている。このうち、図１１（Ａ）は、ＬＥＤ素子８３Ｒ１，８３Ｒ６の発光タイミングを示し、図１１（Ｂ）は、ＬＥＤ素子８３Ｒ２，８３Ｒ５の発光タイミングを示し、図１１（Ｃ）は、ＬＥＤ素子８３Ｒ３，８３Ｒ４の発光タイミングを示している。これらの図１１（Ａ）〜（Ｃ）において、それぞれ１つの凸状部分は、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の１回の発光を示している。
【００５３】
輝度制御部８４Ｒによる各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の輝度制御は、図示しないクロック等を利用して各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６をそれぞれ一定周期で点消灯させる。
具体的には、それぞれの発光ダイオード８Ｒ１の射出光束が、図８中８Ｒで示す波長特性を有するとした場合、前述のように、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の射出光束の相対輝度は、略１：４：８：８：４：１の比率とされるので、輝度制御部８４Ｒは、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の単位時間当たりの発光回数を上記比率と略同じに設定する。
すなわち、図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、輝度制御部８４Ｒは、単位時間当たりの発光回数を、ＬＥＤ素子８３Ｒ１，８３Ｒ６では１回、ＬＥＤ素子８３Ｒ２，８３Ｒ５では４回、ＬＥＤ素子８３Ｒ３，８３Ｒ４では８回に設定することにより、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の射出光束の相対輝度を制御する。
これにより、各発光ダイオード８Ｒ１は、図８中８Ｒに示した波長特性を備えた光束を射出する。
なお、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の１発光当たりの発光時間は略同じとする。
【００５４】
なお、図示を略したが、インテグレータ照明光学系４１Ｇ，４１Ｂに設けられ、緑色光を射出する光源装置および青色光を射出する光源装置についても、赤色光を射出する光源装置４１１Ｒ１と略同じ構成とされている。すなわち、緑色光または青色光を射出する光源装置は、緑色光を射出する１４個の発光ダイオードまたは青色光を射出する１２個の発光ダイオードと、これら発光ダイオードが配設されるベース基板４１５と、各発光ダイオードに設けられたＬＥＤ素子８３の輝度制御を行う輝度制御部８４とを備えて構成されている。また、それぞれの輝度制御部８４による各ＬＥＤ素子８３の輝度制御に関しても、光源装置４１１Ｒ１の輝度制御部８４Ｒによる輝度制御と略同じである。
【００５５】
このような構成により、光源装置４１１Ｒ１は、所望の幅の波長域を有する波長特性を備えた光束を射出することができる。
すなわち、光源装置４１１Ｒ１の発光ダイオード８Ｒ１には、単波長で、かつ、それぞれ波長の異なる６種類のＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６が設けられているので、幅広な波長領域を有する赤色光を射出できる。また、輝度制御部８４Ｒにより、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の単位時間当たりの発光回数が制御されるので、赤色成分光のうちの各波長域の相対輝度を調整することができる。これにより、発光ダイオード８Ｒ１の射出光束を、所望の波長特性を有する光束とすることができる。また、このような効果は、光源装置４１１Ｒ１と構成が略同で、緑色光を射出する光源装置および青色光を射出する光源装置においても奏することができる。従って、各光源装置の射出光束の波長特性を、プロジェクタ等の画像表示装置に用いられる光透過性フィルタの透過光束や放電光源の射出光束の波長特性に合わせることができ、自然な色調の光学像を形成することができる。
【００５６】
また、光源装置４１１Ｒ１では、輝度制御部８４Ｒにより、各発光ダイオード８Ｒ１から射出される光束の輝度分布が、図８中８Ｒに示すようなガウス分布を示すように、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の発光回数を制御することができる。また同様に、このような効果は、緑色光または青色光を射出する光源装置においても奏することができる。これによれば、前述の光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂと同様に、各光源装置から射出される光束を、高圧水銀ランプ等の波長特性を有する光束に近似させることができるので、赤、緑、青の原色が強調された光学像が形成されることを防ぎ、光学像の演色性を一層向上することができる。
【００５７】
光源装置４１１Ｒ１の輝度制御部８４Ｒは、ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６のそれぞれの単位時間当たりの発光回数を制御することにより、発光ダイオード８Ｒ１の射出光束に含まれる各波長域の光束の相対輝度を制御する。これによれば、所望の光束に含まれる各波長域の光束の相対輝度に応じて、半導体ウェハ８１上に配設する各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の数を決定し、その数に対応して各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６を配設する場合に比べ、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の射出光束の相対輝度をより細かく調整でき、光源装置４１１Ｒ１が、所望の波長特性に一層近似する光束を射出することができる。また、このことは緑色光または青色光を射出する光源装置においても同様である。従って、これら光源装置から射出される光束を利用することにより、自然な発色を示す光学像を形成することができる。
【００５８】
また、発光ダイオード８Ｒ１が前述のような波長特性を有する光束を射出するとした場合、輝度分布については、輝度制御部８４Ｒによる各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の輝度制御を行えばよいので、発光ダイオード８Ｒ１を、その波長特性に応じて製造する必要が無い。すなわち、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の輝度制御は、輝度制御部８４Ｒによって行えばよく、発光ダイオード８Ｒ１自体は、あらかじめ特定波長の光束を射出するＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６を、半導体ウェハ８１上にランダムに配設して構成しておけばよい。従って、発光ダイオード８Ｒ１の製造過程を簡素化することができるとともに、汎用性の高い発光ダイオード８Ｒ１を製造することができる。また、これと略同様な効果は、緑色光または青色光を射出する発光ダイオードにおいても奏することができる。
【００５９】
プロジェクタ１は、前述のような発光ダイオードが設けられた光源装置を備えているので、前述の第１実施形態と同様に、メンテナンス作業を不要とし、消費電力を削減し、かつ、冷却構造の簡素化を図ることができるプロジェクタ１を実現できる。
【００６０】
〔３．実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
すなわち、前記第２実施形態では、輝度制御部は、各ＬＥＤ素子の単位時間当たりの発光回数を制御することにより、各波長域の光束の相対輝度を制御するとしたが、他の制御系により、各ＬＥＤ素子の射出光束の輝度制御を行うとしてもよい。例えば、輝度制御部が、各ＬＥＤ素子に流す電流の電流値をそれぞれ変えることによって、輝度制御を行うように構成してもよい。
【００６１】
一般に、ＬＥＤ素子は、順方向に電圧を印加して電流を流すことにより発光する。この発光時の輝度は、流れる電流値に略比例して増加する。このため、光源装置４１１Ｒ１では、発光ダイオード８Ｒ１の半導体ウェハ８１上に同数ずつ配設されたＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６に流す電流値を、輝度制御部８４Ｒがそれぞれ変えることにより、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６から射出される光束の輝度を制御することができる。
【００６２】
具体的には、発光ダイオード８Ｒ１の射出光束が、図８中８Ｒに示すようなスペクトル分布を有する光束であるとする場合、それぞれのＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の射出光束の相対輝度は、前述のように略１：４：８：８：４：１の比率であるので、この比率に合わせた電流値の電流を、それぞれＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６に流す。
すなわち、ＬＥＤ素子８３Ｒ１，８３Ｒ６に流す電流値に対して、ＬＥＤ素子８３Ｒ２，８３Ｒ５には４倍の電流を流し、ＬＥＤ素子８３Ｒ３，８３Ｒ４には８倍の電流を流ことにより、ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６を備えた発光ダイオード８Ｒ１は、図８中８Ｒに示すガウス分布様の波長特性を有する光束を射出することができる。
なお、ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６の特性により、同じ輝度を得るのにそれぞれ異なる電流値の電流を流さなければならない場合は、各ＬＥＤ素子８３Ｒ１〜８３Ｒ６が同じ輝度の光束を射出するときの電流値を、それぞれの基準電流値とし、この基準電流値にそれぞれの倍数を乗算した電流値の電流を流すことで、所望のスペクトル分布を有する光束を得ることができる。
【００６３】
従って、このような各ＬＥＤ素子に流す電流値の大小による輝度制御を、光源装置４１１Ｒ１だけでなく、緑色光および青色光を射出する光源装置の輝度制御部８４が行うことにより、前述の第２実施形態のプロジェクタ１と略同じ効果を奏することができる。
すなわち、赤色光、緑色光、青色光を射出する各光源装置に設けられる発光ダイオードの半導体ウェハ８１上に、それぞれ同じ輝度の光束を射出し、かつ、それぞれの射出光束の波長が異なるＬＥＤ素子を同数ずつランダムに配設し、輝度制御部８４が、各ＬＥＤ素子８３の射出光束の輝度を、各ＬＥＤ素子８３に流す電流値の大小によって制御する。これによれば、各ＬＥＤ素子８３の射出光束の波長における輝度を自在に変えることができ、各発光ダイオードに、所望の波長特性を有する光束を射出させることが可能となる。
これにより、各発光ダイオードの射出光束を、プロジェクタ等の画像表示装置に用いられる光透過性フィルタの透過光束や、放電光源の射出光束のスペクトル分布および輝度分布を有する波長特性に近似した光束とすることができる。従って、第２実施形態と同様に、赤、緑、青の原色が強調される不自然な光学像の形成を抑え、自然な発色を示す光学像を形成することができる。
【００６４】
また、各発光ダイオードから射出される各色光の輝度分布が、ガウス分布様であり、また、各光源装置から射出される赤色光、緑色光、青色光のうち、緑色光の輝度が最も高くなるように構成されているので、太陽光の波長特性と近似させることができ、光学像のコントラストを向上することができる。従って、演色性の高い光学像を形成することができる。
【００６５】
各光源装置に設けられた輝度制御部８４は、同じく各光源装置に設けられた発光ダイオードの各ＬＥＤ素子８３に流す電流の電流値を、それぞれ変えることによって、各ＬＥＤ素子８３の輝度制御を行う。これによれば、第２実施形態の場合と同様に、各ＬＥＤ素子８３の輝度調整をより細かく行うことができるので、所望の波長特性に一層近似させることができる。従って、より自然な発色を示す光学像を形成することができる。
【００６６】
なお、このような輝度制御部８４による輝度制御は、制御対象がＬＥＤ素子８３であるので電流制御としたが、発光素子の種類によっては、発光素子への印加電圧の高低によって制御する電圧制御の構成としてもよい。すなわち、印加電圧の高低によって発光輝度が変化する発光素子の場合は、輝度制御部８４は、所定の発光素子へ印加する電圧を他の発光素子より高く、あるいは低く設定することにより、これら発光素子の輝度を制御する構成としてもよい。この場合、前述と略同じ効果を奏することができる。
【００６７】
また、前記各実施形態では、赤色光を射出する光源装置４１１Ｒ，４１１Ｒ１は、８個の発光ダイオード８Ｒ，８Ｒ１を備え、緑色光を射出する光源装置４１１Ｇは、１４個の発光ダイオード８Ｇを備え、青色光を射出する光源装置４１１Ｂは、１２個の発光ダイオード８Ｂを備えるとしたが、本発明では、発光ダイオードの数はこれらの数に限定されるものではなく、１つでもそれ以上でもよい。すなわち、発光ダイオードの数は適宜設定してよい。
【００６８】
前記各実施形態では、発光ダイオード８Ｒ，８Ｒ１に設けられたＬＥＤ素子８３Ｒは、５９０〜６５０ｎｍの赤色光領域を１０ｎｍで区切り、それぞれの波長域の光束を射出するＬＥＤ素子としたが、本発明はこれに限らない。例えば、射出する赤色光の波長範囲を６１０〜７８０ｎｍとしてもよく、また、これより狭い波長範囲としてもよい。また、このような波長範囲の区切りは、１０ｎｍ以下でもそれ以上であってもよい。すなわち、６１０〜７８０ｎｍの波長範囲にある単波長の赤色光を射出するＬＥＤ素子を複数備えた発光ダイオードの射出光束が、所定の光透過性フィルタの透過光束および放電光源の射出光束の赤色光領域の波長特性に近似するように、発光ダイオードが構成されていればよい。
なお、緑色光を射出する発光ダイオード８Ｇおよび青色光を射出する発光ダイオード８Ｂについても同様である。
また、各色光のピーク波長においても、適宜変更してよい。
【００６９】
前記各実施形態では、発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ，８Ｒ１の射出光束は、ガウス分布様の輝度分布を示すとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、最大ピーク波長に対して線対称なガウス分布様のスペクトル分布でなくともよい。なお、ガウス分布様のスペクトル分布を有する光束を射出する光源装置として構成すれば、前述のように、演色性の高い光学像を形成することができる。
【００７０】
前記第１実施形態では、各光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂに設けられた各発光ダイオード８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの射出光束が、それぞれガウス分布に近似する輝度分布を示す光束となるように、各ＬＥＤ素子８３の数を決めて半導体ウェハ８１上にランダムに配設するとした。また、前記第２実施形態では、光源装置４１１Ｒ１に設けられた各発光ダイオード８Ｒ１の射出光束が、ガウス分布に近似する輝度分布の波長特性を示すように、輝度制御部８４により輝度制御を行うとした。しかしながら、本発明はこれに限らず、各光源装置４１１Ｒ，４１１Ｇ，４１１Ｂ，４１１Ｒ１のそれぞれに設けられた発光ダイオード全体で、ガウス分布様の輝度分布を示す光束を射出するように、光源装置を構成してもよい。
【００７１】
前記第１実施形態では、ＬＥＤ素子８３が、それぞれ半導体ウェハ８１上に合計５２個配設されるとし、前記第２実施形態では、合計４８個配設されるとしたが、１つの半導体ウェハ８１上に配設されるＬＥＤ素子８３の数は、適宜設定してよい。
【００７２】
前記各実施形態では、３つの液晶ライトバルブ４２１を用いたプロジェクタの例のみを挙げたが、４つ以上の液晶ライトバルブを用いたプロジェクタにも適用可能である。
また、前記各実施形態では、液晶ライトバルブに、光入射面と光射出面とが異なる透過型の液晶パネルを用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。
さらに、前記各実施形態では、スクリーンを観察する方向から投写を行なうフロントタイプのプロジェクタの例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを観察する方向とは反対側から投写を行なうリアタイプのプロジェクタにも適用可能である。
加えて、前記各実施形態では、画像表示装置としてプロジェクタを挙げたが、液晶ディスプレイ等のバックライトとしても採用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明は、プロジェクタに利用できる他、液晶ディスプレイ等の画像表示装置にも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを上方前面側から見た斜視図。
【図２】前記実施形態におけるプロジェクタを下方前面側から見た斜視図。
【図３】前記実施形態におけるプロジェクタを上方背面側から見た斜視図。
【図４】前記実施形態におけるプロジェクタのロアーケースおよびフロントケースを上方から見た斜視図。
【図５】前記実施形態におけるプロジェクタの内部構造を示す斜視図。
【図６】前記実施形態における光学ユニットの光学系の模式図。
【図７】（Ａ）前記実施形態における赤色光を射出する光源装置の正面図。  （Ｂ）前記実施形態における緑色光を射出する光源装置の正面図。  （Ｃ）前記実施形態における青色光を射出する光源装置の正面図。
【図８】前記実施形態における発光ダイオードの射出光束の波長特性を示すグラフ。
【図９】前記実施形態におけるＬＥＤ素子の配列を示す半導体ウェハの正面図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る輝度制御を説明するブロック図。
【図１１】（Ａ）前記実施形態におけるＬＥＤ素子の発光タイミングを説明するグラフ。  （Ｂ）前記実施形態におけるＬＥＤ素子の発光タイミングを説明するグラフ。  （Ｃ）前記実施形態におけるＬＥＤ素子の発光タイミングを説明するグラフ。
【符号の説明】
【００７５】
１…プロジェクタ（画像表示装置）、３…投写レンズ（投写光学系）、４１１…光源装置、４２１（４２１Ｒ，４２１Ｇ，４２１Ｂ）…液晶ライトバルブ（光変調装置）、８１…基板（半導体ウェハ）、８３，８３Ｒ（８３Ｒ１〜８３Ｒ６）…ＬＥＤ素子（発光素子）、８４，８４Ｒ…輝度制御部。
【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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【図１０】
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【図１１】
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