(57)【要約】【課題】投写画像の面内表示特性に優れ、装置の小型化を図ることが可能なプロジェクタを提供する。【解決手段】二次元状に配列された複数の発光部を有するＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、偏光変換部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ及びロッド部６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂを有する偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂとを備える照明装置と、液晶装置と、投写光学系とを備えるプロジェクタ１０００。偏光変換部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂは、偏光分離面と、反射面と、位相差板とを有する。ロッド部６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂの光射出面は、液晶装置における画像形成領域の平面形状と略同一である。【選択図】図１
2007333773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元状に配列された複数の発光部を有するＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を略１種類の直線偏光成分を有する光に変換する偏光変換部及び前記偏光変換部を通過した光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するロッド部を有する偏光変換ロッドとを備える照明装置と、
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタであって、
前記偏光変換部は、前記ＬＥＤ光源からの光のうち第１の偏光成分に係る光を透過し第２の偏光成分に係る光を反射する偏光分離面と、前記偏光分離面で反射された前記第２の偏光成分に係る光を前記偏光分離面を透過した前記第１の偏光成分に係る光に平行な方向に向けて反射する反射面と、前記偏光分離面に対応する位置又は前記反射面に対応する位置に配置され、第１の偏光成分に係る光を第２の偏光成分に係る光に又は第２の偏光成分に係る光を第１の偏光成分に係る光に変換する位相差板とを有し、
前記ロッド部の光射出面は、前記電気光学変調装置における画像形成領域の平面形状と略同一であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
前記ＬＥＤ光源は、各発光部に対応して配設され、各発光部からの光の角度を変換して射出する角度変換素子をさらに有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプロジェクタにおいて、
前記ＬＥＤ光源は、前記電気光学変調装置における画像形成領域の略半分の大きさであることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項４】
請求項１又は２に記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置は、前記ＬＥＤ光源と前記偏光変換ロッドとの間に配置され、前記ＬＥＤ光源からの光を前記偏光変換ロッドに導くリレーレンズをさらに備え、
前記ＬＥＤ光源は、前記電気光学変調装置における画像形成領域の略半分の大きさよりも小さいことを特徴とするプロジェクタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記照明装置は、前記偏光変換ロッドの光射出側に配置され、前記偏光変換ロッドからの光をさらに均一な強度分布を有する光に変換する光均一化光学素子をさらに備えることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項６】
請求項５に記載のプロジェクタにおいて、
前記光均一化光学素子は、前記偏光変換ロッドから射出される光の面内光強度分布に応じて光透過率が調整された光透過率調整部材又は前記偏光変換ロッドから射出される光を拡散させる光拡散部材であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
前記偏光変換部の光射出面と前記ロッド部の光入射面とは接着されている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、プロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高圧水銀ランプを有する光源装置と、インテグレータロッドとを備えるプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。従来のプロジェクタによれば、インテグレータロッドを備えているため、光源装置からの照明光束をより均一な強度分布を有する光に変換することが可能となる。その結果、従来のプロジェクタは、投写画像の面内表示特性に優れたプロジェクタとなる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−９０８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のプロジェクタにおいては、高圧水銀ランプ自体が比較的大きなものであるため、プロジェクタを小型化することが容易ではない。また、ランプ点灯時にランプの周辺部分が非常に高温になるため、冷却のための冷却機構が大掛かりなものになる結果、装置の大型化を招いてしまう。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、投写画像の面内表示特性に優れ、装置の小型化を図ることが可能な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】
【０００６】
本発明のプロジェクタは、二次元状に配列された複数の発光部を有するＬＥＤ光源と、前記ＬＥＤ光源からの光を略１種類の直線偏光成分を有する光に変換する偏光変換部及び前記偏光変換部を通過した光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するロッド部を有する偏光変換ロッドとを備える照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタであって、前記偏光変換部は、前記ＬＥＤ光源からの光のうち第１の偏光成分に係る光を透過し第２の偏光成分に係る光を反射する偏光分離面と、前記偏光分離面で反射された前記第２の偏光成分に係る光を前記偏光分離面を透過した前記第１の偏光成分に係る光に平行な方向に向けて反射する反射面と、前記偏光分離面に対応する位置又は前記反射面に対応する位置に配置され、第１の偏光成分に係る光を第２の偏光成分に係る光に又は第２の偏光成分に係る光を第１の偏光成分に係る光に変換する位相差板とを有し、前記ロッド部の光射出面は、前記電気光学変調装置における画像形成領域の平面形状と略同一であることを特徴とする。
【０００７】
このため、本発明のプロジェクタによれば、ＬＥＤ光源からの光がロッド部を通過することとなるため、ＬＥＤ光源からの光をより均一な強度分布を有する光に変換することが可能となる。その結果、本発明のプロジェクタは、投写画像の面内表示特性に優れたプロジェクタとなる。
また、本発明のプロジェクタによれば、光源としてＬＥＤ光源を用いているため、高圧水銀ランプを光源として用いたものに比べ、装置の小型化を図ることが可能となる。また、従来のプロジェクタの場合のような大掛かりな冷却機構は必要でないため、装置の大型化を招くこともない。
したがって、本発明のプロジェクタは、投写画像の面内表示特性に優れ、装置の小型化を図ることが可能なプロジェクタとなる。
【０００８】
また、本発明のプロジェクタによれば、ＬＥＤ光源からの光が上記の構成を有する偏光変換部を通過することとなるため、ＬＥＤ光源から射出される光の偏光方向を略１種類の偏光方向に揃えることが可能となる。したがって、液晶装置のように偏光方向を制御する電気光学変調装置を用いたプロジェクタにおいて特に好適なものとなる。
【０００９】
また、本発明のプロジェクタによれば、光源として、二次元状に配列された複数の発光部を有するＬＥＤ光源を用いているため、照明装置から射出される照明光束の総光量を増大することが可能となり、プロジェクタの高輝度化を図ることが可能となる。
【００１０】
また、本発明のプロジェクタによれば、ロッド部の光射出面が電気光学変調装置における画像形成領域の平面形状と略同一であるため、偏光変換ロッドからの光が電気光学変調装置の画像形成領域に効率よく入射することとなり、光利用効率の低下を極力抑制することが可能となる。また、アナモフィック光学系を用いたリレー光学系を用いなくとも、偏光変換ロッドからの光をそのまま電気光学変調装置の画像形成領域に照射することが可能となる。
【００１１】
また、本発明のプロジェクタによれば、光源としてＬＥＤ光源を用いているため、高圧水銀ランプを光源として用いたものと比べ、光源の寿命が長寿命であり、消費電力が比較的少なく、瞬時点灯・消灯が可能で、色再現性に優れたプロジェクタとなる。
【００１２】
本発明のプロジェクタにおいては、前記偏光変換ロッドは、中空のロッド部を有する偏光変換ロッドであってもよいし、中実のロッド部を有する偏光変換ロッドであってもよい。
【００１３】
中空のロッド部を有する偏光変換ロッドとしては、ロッド部が、例えば４枚の反射ミラーにおける反射面を内側に貼り合わせた筒状のライトトンネルからなる偏光変換ロッドなどを好適に用いることができる。また、中実のロッド部を有する偏光変換ロッドとしては、ロッド部が、例えば内面全反射タイプの中実のロッド部材（ガラスロッド）からなる偏光変換ロッドなどを好適に用いることができる。
【００１４】
本発明のプロジェクタにおいては、前記ＬＥＤ光源は、各発光部に対応して配設され、各発光部からの光の角度を変換して射出する角度変換素子をさらに有することが好ましい。
【００１５】
このように構成することにより、角度変換素子の機能によって、ＬＥＤ光源の各発光部から射出される発散光の角度を変換することが可能となる。これにより、偏光変換ロッドに入射する光を全反射条件を満たすように変換することが可能となるため、偏光変換ロッドにおける光損失をなくすことが可能となる。
【００１６】
本発明のプロジェクタにおいては、前記ＬＥＤ光源は、前記電気光学変調装置における画像形成領域の略半分の大きさであることが好ましい。
【００１７】
このように構成することにより、ＬＥＤ光源の大きさと偏光変換部の光入射面（偏光分離面に対応した光入射面）の大きさとが略同一となるため、ＬＥＤ光源からの光が偏光変換ロッドに効率よく入射することとなり、光利用効率の低下を極力抑制することが可能となる。
【００１８】
本発明のプロジェクタにおいては、前記照明装置は、前記ＬＥＤ光源と前記偏光変換ロッドとの間に配置され、前記ＬＥＤ光源からの光を前記偏光変換ロッドに導くリレーレンズをさらに備え、前記ＬＥＤ光源は、前記電気光学変調装置における画像形成領域の略半分の大きさよりも小さいことが好ましい。
【００１９】
このように構成することにより、偏光変換ロッドに入射する光の入射角度を浅くすることができ、偏光変換ロッドから射出される光の射出角度を浅くすることができるため、ＮＡの小さな（Ｆナンバーの大きな）投写光学系を用いることが可能となる。その結果、本発明のプロジェクタは、比較的安価なプロジェクタとなる。本発明のプロジェクタをリア投写型プロジェクタとして用いた場合に特に効果が大きい。
【００２０】
本発明のプロジェクタにおいては、前記照明装置は、前記偏光変換ロッドの光射出側に配置され、前記偏光変換ロッドからの光をさらに均一な強度分布を有する光に変換する光均一化光学素子をさらに備えることが好ましい。
【００２１】
このように構成することにより、光均一化光学素子の働きによって、画像形成領域に照射される光の面内光強度分布をさらに均一なものとすることが可能となる。
【００２２】
ところで、偏光変換ロッドにおけるロッド部単独で所定の光均一化効果を得るようにした場合、ロッド部の長さを比較的長くする必要がある。これに対し、本発明のプロジェクタによれば、光均一化光学素子による光均一化効果によって、ロッド部の長さを比較的短くすることが可能となり、照明装置の小型化、ひいてはプロジェクタの小型化を図ることが可能となる。
【００２３】
本発明のプロジェクタにおいては、前記光均一化光学素子は、前記偏光変換ロッドから射出される光の面内光強度分布に応じて光透過率が調整された光透過率調整部材又は前記偏光変換ロッドから射出される光を拡散させる光拡散部材であることが好ましい。
【００２４】
光透過率調整部材としては、偏光変換ロッドから射出される光の面内光強度分布のパターンとは逆パターンの光透過率分布を有するＮＤフィルタやダイクロイックフィルタなどを好適に用いることができる。
光拡散部材としては、表面を光拡散面とした部材、光拡散機能を有する粒状体を表面又は内面に含む部材、フレネルレンズ又はマイクロプリズムアレイなどを好適に用いることができる。なお、マイクロプリズムアレイとは、表面にプリズム状物を複数配置したものであり、光拡散機能を有するものである。
【００２５】
本発明のプロジェクタにおいては、前記偏光変換部の光射出面と前記ロッド部の光入射面とは接着されていることが好ましい。
【００２６】
このように構成することにより、偏光変換部とロッド部との間における不要な反射が低減するため、光利用効率が向上するとともに迷光レベルが低減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明のプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００２８】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図である。図２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図２（ａ）は偏光変換ロッド４０Ｒの斜視図であり、図２（ｂ）はロッド部６０Ｒの光射出面６４Ｒを示す図であり、図２（ｃ）は液晶装置４００Ｒにおける画像形成領域Ｓを示す図であり、図２（ｄ）はＬＥＤ光源１０Ｒの平面形状を示す図である。なお、図２（ａ）においては、偏光変換ロッド４０Ｒの光射出側に配置される光透過率調整部材７０Ｒの図示を省略している。
【００２９】
なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１における照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから射出される光の進行方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。
【００３０】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、赤色光用の照明装置１００Ｒと、緑色光用の照明装置１００Ｇと、青色光用の照明装置１００Ｂと、照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂからの３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としての液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタである。
【００３１】
赤色光用の照明装置１００Ｒは、赤色光を射出するＬＥＤ光源１０Ｒと、偏光変換部５０Ｒ及びロッド部６０Ｒを有する偏光変換ロッド４０Ｒと、偏光変換ロッド４０Ｒの光射出側に配置される光均一化光学素子としての光透過率調整部材７０Ｒとを有する。
【００３２】
ＬＥＤ光源１０Ｒは、複数の発光部１２Ｒと、ＬＥＤ基板１４Ｒと、放熱部（図示せず。）と、複数の発光部１２Ｒの光射出側に配置されるレンズアレイ２０Ｒとを有する。複数の発光部１２Ｒは、二次元状に配列され、赤色光を射出するように構成されている。
ＬＥＤ光源１０Ｒは、図２（ｄ）に示すように、「ｙ軸方向に沿った縦寸法（Ｗｙ）：ｘ軸方向に沿った横寸法（Ｗｘ）＝９：８」の平面形状を有し、図２（ｃ）と比較してわかるように、液晶装置４００Ｒの画像形成領域Ｓの略半分の大きさである。
【００３３】
レンズアレイ２０Ｒは、ＬＥＤ光源１０Ｒにおける各発光部１２Ｒに対応して複数の小レンズ２２Ｒが配列された構成を有している。各発光部１２Ｒから射出される発散光が偏光変換ロッド４０Ｒに入射した際に全反射条件を満たすような角度成分を有する光（発散光）に変換して射出する角度変換素子としての機能を有する。
【００３４】
偏光変換ロッド４０Ｒは、ＬＥＤ光源１０Ｒからの光を略１種類の直線偏光成分を有する光に変換する偏光変換部５０Ｒと、偏光変換部５０Ｒを通過した光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有するロッド部６０Ｒとを有する。
【００３５】
偏光変換部５０Ｒは、ＬＥＤ光源１０からの光のうちＰ偏光成分（第１の偏光成分）に係る光を透過しＳ偏光成分（第２の偏光成分）に係る光を反射する偏光分離面５２Ｒと、偏光分離面５２Ｒで反射されたＳ偏光成分に係る光を偏光分離面５２Ｒを透過したＰ偏光成分に係る光に平行な方向に向けて反射する反射面５４Ｒと、偏光分離面５２Ｒに対応する位置に配置され、Ｐ偏光成分に係る光をＳ偏光成分に係る光に変換する位相差板５６Ｒとを有する。偏光変換部５０Ｒの偏光変換機能により、ＬＥＤ光源１０Ｒからの光をＳ偏光成分に係る光に揃えてロッド部６０Ｒに射出することが可能となる。
【００３６】
なお、位相差板５６Ｒを、偏光分離面５２Ｒに対応する位置ではなく反射面５４Ｒに対応する位置に配置してもよい。この場合には、ロッド部６０Ｒに入射する光をＰ偏光成分に係る光に揃えることが可能となる。
また、偏光変換部５０Ｒは、Ｐ偏光成分に係る照明光束を透過しＳ偏光成分に係る照明光束を反射する偏光分離面５２Ｒを、Ｓ偏光成分に係る照明光束を透過しＰ偏光成分に係る照明光束を反射する他の偏光分離面に替えることも可能である。この場合、位相差板５６Ｒを他の偏光分離面に対応する位置に配置すれば、ロッド部６０Ｒに入射する光をＰ偏光成分に係る光に揃えることが可能となり、位相差板５６Ｒを反射面５４Ｒに対応する位置に配置すれば、ロッド部６０Ｒに入射する光をＳ偏光成分に係る光に揃えることが可能となる。
【００３７】
ロッド部６０Ｒは、偏光変換部５０Ｒからの光を内面で多重反射させることにより、偏光変換部６０Ｒからの光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有する光学部材である。ロッド部６０Ｒは、例えば内面全反射タイプの中実のガラスロッドからなる。ロッド部６０Ｒの光射出面６４Ｒは、図２（ｂ）に示すように、「ｙ軸方向に沿った縦寸法（ｄｙ）：ｘ軸方向に沿った横寸法（ｄｘ）＝９：１６」の平面形状を有し、図２（ｃ）と比較してわかるように、液晶装置４００Ｒにおける画像形成領域Ｓの平面形状と略同一である。
【００３８】
偏光変換ロッド４０Ｒの光射出側には、光均一化光学素子として、光透過率調整部材７０Ｒが配置されている。光透過率調整部材７０Ｒとしては、偏光変換ロッド４０Ｒから射出される光の面内光強度分布のパターンとは逆パターンの光透過率分布を有するＮＤフィルタなどを好適に用いることができる。
【００３９】
緑色光用の照明装置１００Ｇ及び青色光用の照明装置１００Ｂは、赤色光用の照明装置１００Ｒとほぼ同じ構成を有しているため、詳細な説明は省略する。
【００４０】
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの照明対象となる。
液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
液晶装置４００Ｒの画像形成領域Ｓは、図２（ｃ）に示すように、「ｙ軸方向に沿った縦寸法（Ｄｙ）：ｘ軸方向に沿った横寸法（Ｄｘ）＝９：１６」の平面形状を有する。他の液晶装置４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓも液晶装置４００Ｒの画像形成領域Ｓと同一の平面形状を有する。
【００４１】
また、図１に示すように、照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂと各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂが介在配置され、各液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂが介在配置されている。これら入射側偏光板４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ及び射出側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂによって入射する各色光の光変調が行われる。
【００４２】
クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂから射出された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光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００４３】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。
【００４４】
以上のように構成された実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの光がロッド部６０Ｒを通過することとなるため、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの光をより均一な強度分布を有する光に変換することが可能となる。その結果、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、投写画像の面内表示特性に優れたプロジェクタとなる。
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、光源としてＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いているため、高圧水銀ランプを光源として用いたものに比べ、装置の小型化を図ることが可能となる。また、従来のプロジェクタの場合のような大掛かりな冷却機構は必要でないため、装置の大型化を招くこともない。
したがって、実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、投写画像の面内表示特性に優れ、装置の小型化を図ることが可能なプロジェクタとなる。
【００４５】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの光が上記の構成を有する偏光変換部５０Ｒを通過することとなるため、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから射出される光の偏光方向を略１種類の偏光方向（例えばＳ偏光）に揃えることが可能となる。したがって、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたプロジェクタ１０００において特に好適なものとなる。
【００４６】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、光源として、二次元状に配列された複数の発光部１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂを有するＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いているため、照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから射出される照明光束の総光量を増大することが可能となり、プロジェクタ１０００の高輝度化を図ることが可能となる。
【００４７】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、ロッド部６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂの光射出面６４Ｒ，６４Ｇ，６４Ｂが液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにおける画像形成領域Ｓの平面形状と略同一であるため、偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂからの光が液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓに効率よく入射することとなり、光利用効率の低下を極力抑制することが可能となる。また、アナモフィック光学系を用いたリレー光学系を用いなくとも、偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂからの光をそのまま液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域Ｓに照射することが可能となる。
【００４８】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、光源としてＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いているため、高圧水銀ランプを光源として用いたものと比べ、光源の寿命が長寿命であり、消費電力が比較的少なく、瞬時点灯・消灯が可能で、色再現性に優れたプロジェクタとなる。
【００４９】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、複数の小レンズ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを有するレンズアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂをさらに有するため、複数の小レンズ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの機能によって、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの各発光部１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂから射出される発散光の角度を変換することが可能となる。これにより、偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂに入射する光を全反射条件を満たすように変換することが可能となるため、偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂにおける光損失をなくすことが可能となる。
【００５０】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂにおける画像形成領域Ｓの略半分の大きさであるため、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの大きさと偏光変換部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの光入射面（偏光分離面５２Ｒ，５２Ｇ，５２Ｂに対応した光入射面）の大きさとが略同一となる。このため、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂからの光が偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂに効率よく入射することとなり、光利用効率の低下を極力抑制することが可能となる。
【００５１】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂからの光をさらに均一な強度分布を有する光に変換する光透過率調整部材７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂをさらに備えるため、光透過率調整部材７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂの働きによって、画像形成領域Ｓに照射される光の面内光強度分布をさらに均一なものとすることが可能となる。
【００５２】
ところで、偏光変換ロッドにおけるロッド部単独で所定の光均一化効果を得るようにした場合、ロッド部の長さを比較的長くする必要がある。これに対し、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、光透過率調整部材７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂによる光均一化効果によって、ロッド部６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂの長さを比較的短くすることが可能となり、照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの小型化、ひいてはプロジェクタ１０００の小型化を図ることが可能となる。
【００５３】
実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、偏光変換部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂの光射出面とロッド部６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂの光入射面とは接着されている。これにより、偏光変換部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂとロッド部６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂとの間における不要な反射が低減するため、光利用効率が向上するとともに迷光レベルが低減する。
【００５４】
なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、複数の発光部１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの光射出側に配置され、複数の小レンズ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを有するレンズアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを有するＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形も可能である。
【００５５】
［変形例１］
図３は、実施形態１の変形例１におけるＬＥＤ光源１０ａを説明するために示す図である。図３（ａ）はＬＥＤ光源１０ａを上から見た図であり、図３（ｂ）は発光部１２ａ及び小レンズ２４ａを拡大して示す図である。
【００５６】
変形例１におけるＬＥＤ光源１０ａは、基本的には実施形態１で説明したＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとよく似た構成を有するが、複数の小レンズを有するレンズアレイに代えて、各発光部に対応して配設される複数の小レンズを有する点で、実施形態１におけるＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂとは異なっている。
【００５７】
すなわち、変形例１におけるＬＥＤ光源１０ａにおいては、図３に示すように、複数の発光部１２ａに対応して配設される複数の小レンズ２４ａを有する。複数の小レンズ２４ａは、各発光部１２ａから射出される発散光が偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ（図示せず。）に入射した際に全反射条件を満たすような角度成分を有する光（発散光）に変換して射出する角度変換素子としての機能を有する。
なお、複数の小レンズ２４ａ以外の構成については、実施形態１で説明したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５８】
このように構成された変形例１におけるＬＥＤ光源１０ａによっても、実施形態１で説明したＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの場合と同様に、偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ（図示せず。）には全反射条件を満たすような角度成分を有する光が入射することとなる。
【００５９】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、図１及び図２（ａ）に示す構成の偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形も可能である。
【００６０】
［変形例２］
図４は、実施形態１の変形例２における偏光変換ロッド４０ａを説明するために示す図である。
【００６１】
変形例２における偏光変換ロッド４０ａは、基本的には実施形態１で説明した偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂとよく似た構成を有するが、偏光変換部の構成が実施形態１における偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂとは異なっている。
【００６２】
すなわち、変形例２における偏光変換ロッド４０ａにおいては、図４に示すように、反射面５４ａが三角柱プリズムの外面に配置されている。
なお、偏光変換ロッド４０ａ以外の構成については、実施形態１で説明したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６３】
このように構成された変形例２における偏光変換ロッド４０ａによっても、実施形態１で説明した偏光変換ロッド４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂの場合と同様に、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ（図示せず。）から射出される光の偏光方向を略１種類の偏光方向に揃えることが可能となる。
【００６４】
また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、ＬＥＤ光源と偏光変換ロッドとの間には何も配置されていないが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形も可能である。
【００６５】
［変形例３］
図５は、実施形態１の変形例３における照明装置１００ａを説明するために示す図である。
【００６６】
変形例３における照明装置１００ａは、基本的には実施形態１で説明した照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂとよく似た構成を有するが、ＬＥＤ光源と偏光変換ロッドとの間にリレーレンズが配置されている点で、実施形態１における照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂとは異なっている。
【００６７】
すなわち、変形例３における照明装置１００ａは、図５に示すように、実施形態１で説明したＬＥＤ光源１０Ｒ、偏光変換ロッド４０Ｒ及び光透過率調整部材７０Ｒに加えて、ＬＥＤ光源１０Ｒと偏光変換ロッド４０Ｒとの間に配置されるリレーレンズ３０Ｒをさらに備えている。また、リレーレンズ３０Ｒをさらに備えることにともない、実施形態１で説明したＬＥＤ光源１０Ｒとは異なる大きさのＬＥＤ光源１１０Ｒを備えている。
【００６８】
リレーレンズ３０Ｒは、ＬＥＤ光源１１０Ｒからの光を偏光変換ロッド４０Ｒに導く機能を有するレンズである。
【００６９】
ＬＥＤ光源１１０Ｒは、複数の発光部１１２Ｒと、ＬＥＤ基板１１４Ｒと、放熱部（図示せず。）と、複数の発光部１１２Ｒの光射出側に配置されるレンズアレイ１２０Ｒとを有する。ＬＥＤ光源１１０Ｒの平面形状は、ここでは図示による説明を省略するが、液晶装置４００Ｒの画像形成領域Ｓの略半分の大きさよりもさらに小さなものである。
【００７０】
なお、レンズアレイ１２０Ｒについては、実施形態１で説明したレンズアレイ２０Ｒと構成及び機能がほぼ同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００７１】
このように構成された変形例３における照明装置１００ａによっても、実施形態１で説明した照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの場合と同様に、ＬＥＤ光源１１０Ｒからの光がロッド部６０Ｒを通過することとなるため、均一度の高い照明光束を射出することが可能で、装置の小型化を図ることが可能な照明装置となる。
【００７２】
また、変形例３における照明装置１００ａにおいては、リレーレンズ３０Ｒをさらに備えるため、偏光変換部５０Ｒに入射する光の入射角度を浅くすることができ、ロッド部６０Ｒから射出される光の射出角度を浅くすることができるため、ＮＡの小さな投写光学系を用いることが可能となる。その結果、変形例３における照明装置１００ａを用いたプロジェクタは、比較的安価なプロジェクタとなる。
【００７３】
［実施形態２］
図６は、実施形態２に係る照明装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ及びプロジェクタ１００２の光学系を示す図である。なお、図６において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７４】
実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００とよく似た構成を有しているが、赤色光を射出するＬＥＤ光源及び青色光を射出するＬＥＤ光源の配置位置が、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは異なっている。
【００７５】
すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、図６に示すように、緑色光を射出するＬＥＤ光源１０Ｇの光射出方向と揃えるように、赤色光を射出するＬＥＤ光源１０Ｒ及び青色光を射出するＬＥＤ光源１０Ｂがそれぞれ配置されている。また、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｂの配置位置を変更したことにともない、ロッド部の一部が折り曲げられた構造を有する偏光変換ロッド４２Ｒ，４２Ｂを用いている。
【００７６】
偏光変換ロッド４２Ｒのロッド部９０Ｒは、ＬＥＤ光源１０Ｒからの光の進行方向を９０度曲げるような（図６において右方向に進む光を下方向に向けて曲げるような）構造を有する。また、偏光変換ロッド４２Ｂのロッド部９０Ｂは、ＬＥＤ光源１０Ｂからの光の進行方向を９０度曲げるような（図６において右方向に進む光を上方向に向けて曲げるような）構造を有する。
【００７７】
なお、偏光変換ロッド４２Ｒ，４２Ｂ以外の構成については、実施形態１で説明したものと同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７８】
このように、実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、赤色光を射出するＬＥＤ光源及び青色光を射出するＬＥＤ光源の配置位置が異なっているが、その他の点については実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有しているため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、投写画像の面内表示特性に優れ、装置の小型化を図ることが可能なプロジェクタとなる。
【００７９】
また、実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、ＬＥＤ光源１０Ｒ，１０Ｂの配置位置を変更したことにともない、ロッド部の一部が折り曲げられた構造を有する偏光変換ロッド４２Ｒ，４２Ｂを用いているため、装置のさらなる小型化を図ることが可能となるという効果もある。
【００８０】
以上、本発明のプロジェクタ及び照明装置を上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８１】
（１）上記各実施形態のプロジェクタ１０００，１００２においては、光均一化光学素子として、偏光変換ロッドから射出される光の面内光強度分布に応じて光透過率が調整された光透過率調整部材を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、偏光変換ロッドから射出される光を拡散させる光拡散部材を用いてもよい。
【００８２】
（２）上記各実施形態のプロジェクタ１０００，１００２においては、液晶装置として、画像形成領域Ｓが、「ｙ軸方向に沿った縦寸法（Ｄｙ）：ｘ軸方向に沿った横寸法（Ｄｘ）＝９：１６」の平面形状を有する液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像形成領域Ｓが、「ｙ軸方向に沿った縦寸法（Ｄｙ）：ｘ軸方向に沿った横寸法（Ｄｘ）＝３：４」の平面形状を有する液晶装置を用いることもできる。この場合、偏光変換ロッドの光射出面は、「ｙ軸方向に沿った縦寸法（ｄｙ）：ｘ軸方向に沿った横寸法（ｄｘ）＝３：４」の平面形状を有することが好ましく、ＬＥＤ光源は、「ｙ軸方向に沿った縦寸法（Ｗｙ）：ｘ軸方向に沿った横寸法（Ｗｘ）＝３：２」の平面形状を有することが好ましい。
【００８３】
（３）上記各実施形態のプロジェクタ１０００，１００２においては、二次元状に配列された複数の発光部を有するＬＥＤ光源（図２（ｄ）参照。）を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、面状の発光部を有する面発光型のＬＥＤ光源を用いてもよい。
【００８４】
（４）上記各実施形態のプロジェクタ１０００，１００２においては、偏光変換ロッドとして、中実のロッド部を有する偏光変換ロッドを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、中空のロッド部を有する偏光変換ロッドを用いてもよい。
【００８５】
（５）上記各実施形態のプロジェクタ１０００，１００２においては、レンズアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂと偏光変換部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ，８０Ｒ，８０Ｂとが離隔して配置されている場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、レンズアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂと偏光変換部５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ，８０Ｒ，８０Ｂとが接着層を介して接着されていてもよい。
【００８６】
（６）上記各実施形態のプロジェクタ１０００，１００２は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶装置のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。
【００８７】
（７）上記各実施形態のプロジェクタ１０００，１００２においては、３つの液晶装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。
【００８８】
（８）上記各実施形態のプロジェクタ１０００，１００２においては、電気光学変調装置として液晶装置を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。電気光学変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置などを利用してもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。
【００８９】
（９）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施形態１に係るプロジェクタ１０００の光学系を示す図。
【図２】実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図。
【図３】実施形態１の変形例１におけるＬＥＤ光源１０ａを説明するために示す図。
【図４】実施形態１の変形例２における偏光変換ロッド４０ａを説明するために示す図。
【図５】実施形態１の変形例３における照明装置１００ａを説明するために示す図。
【図６】実施形態２に係るプロジェクタ１００２の光学系を示す図。
【符号の説明】
【００９１】
１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ，１０ａ，１１０Ｒ…ＬＥＤ光源、１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ，１２ａ，１１２Ｒ…発光部、１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ，１４ａ，１１４Ｒ…ＬＥＤ基板、２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ，１２０Ｒ…レンズアレイ、２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ…（レンズアレイの）小レンズ、２４ａ…小レンズ、３０Ｒ…リレーレンズ、４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ，４０ａ…偏光変換ロッド、５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ，５０ａ，８０Ｒ，８０Ｂ…偏光変換部、５２Ｒ，５２ａ…偏光分離面、５４Ｒ，５４ａ…反射面、５６Ｒ，５６ａ…位相差板、６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ，６０ａ，９０Ｒ，９０Ｂ…ロッド部、６４Ｒ，６４Ｇ，６４Ｂ…（ロッド部の）光射出面、７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂ…光透過率調整部材、１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ，１００ａ，１０２Ｒ，１０２Ｂ…照明装置、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶装置、４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ…入射側偏光板、４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ…射出側偏光板、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、１０００，１００２…プロジェクタ、Ｓ…画像形成領域、ＳＣＲ…スクリーン
【図１】
2007333773.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007333773.tif 000006
【図６】
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【図２】
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