JP2006018162A - 照明装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 光源装置を大きくすることなくＬＥＤアレイからの照明光によって液晶ライト
バルブを効率良く十分な光量で照明することができる照明装置等を提供することを目的と
する。
【解決手段】 プロジェクタ１０が３原色の各色照明装置２１，２３，２５を個別に備え
、液晶ライトバルブ３１，３３，３５を個別に照明するので、各色照明装置２１，２３，
２５の有効活用によって高輝度の画像を投射することができる。また、このプロジェクタ
１０では、光結合部材４１が第１光源ユニット２３ａからの第１緑波長の光源光ＳＧ１と
、第２光源ユニット２４ａからの第２緑波長の光源光ＳＧ２とを同一光路に導くことによ
って第２照明光ＬＧを得るので、Ｇ色の液晶ライトバルブ３３を効率良く照明することが
できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶ライトバルブその他の表示装置を照明するための照明装置、並びに、か
かる照明装置を組み込んだプロジェクタに関する。

所謂単板式のプロジェクタとして、ＲＧＢの３色のＬＥＤを用いて単一の液晶ライトバ
ルブを照明するものが存在する（特許文献１参照）。このプロジェクタでは、Ｒ色のＬＥ
ＤアレイとＧ色のＬＥＤアレイとＢ色のＬＥＤアレイとからの各色の光をクロスダイクロ
イックプリズムによって同一光路に導き、このクロスダイクロイックプリズムの射出面に
対向配置された１つの液晶ライトバルブを照明する。

また、所謂３板式のプロジェクタとして、光量確保のためＲＧＢの３色ごとに液晶ライ
トバルブを設け、各液晶ライトバルブからの像光をクロスダイクロイックプリズムにて合
成するものも存在する（特許文献２参照）。このプロジェクタでは、Ｒ色のＬＥＤアレイ
及び導波路ブロックによってＲ光用の液晶ライトバルブを照明し、Ｇ色のＬＥＤアレイ及
び導波路ブロックによってＧ光用の液晶ライトバルブを照明し、Ｂ色のＬＥＤアレイ及び
導波路ブロックによってＢ光用の液晶ライトバルブを照明する。
特開２００１−５１６５１号公報 特開２０００−１１２０３１号公報の図５

しかしながら、前者のプロジェクタは、単一の液晶ライトバルブを照明するものである
ため、所謂３板式のプロジェクタに比較して像光の光量が大幅に少なくなり、高輝度の画
像を投射することができない。また、クロスダイクロイックプリズムの入射面にレンズア
レイやコリメータレンズを介して各色のＬＥＤアレイを対向配置するため、液晶ライトバ
ルブの視野角に起因するエテンデュ（ｅｔｅｎｄｕｅ）の関係から、各色のＬＥＤアレイ
の配列個数に一定の上限が生じる。特に、光量が不足しやすいＧ光については、ＬＥＤア
レイからの照明光によって液晶ライトバルブを効率良く照明することができないといった
傾向が生じる。このようなＬＥＤアレイの配列個数の制限については、ＬＥＤアレイやコ
リメータレンズと液晶ライトバルブとの間隔を広げるという解決方法もあるが、結果的に
光源装置が一挙に大型化してしまうといった問題が発生する。

一方、後者のプロジェクタでも、導波路ブロックの入射面に対向してＬＥＤアレイを配
置するので、ＬＥＤアレイを構成するＬＥＤの配列個数に面積上の制限があり、特にＧ光
の光量不足が生じやすい。なお、前者のプロジェクタの場合と同様に、レンズアレイやコ
リメータレンズを用いて光源光の断面積を少なくすることも考えられるが、上述したエテ
ンデュの関係から、ＬＥＤアレイやコリメータと液晶ライトバルブとの間隔を広げる必要
が生じ、結果的に光源装置が一挙に大型化するという問題がある。

そこで、本発明は、光源装置をほとんど大きくすることなくＬＥＤアレイからの照明光
によって液晶ライトバルブを効率良く十分な光量で照明することができる照明装置、及び
、かかる照明装置を組み込んだプロジェクタを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る照明装置は、（ａ）所定の単一色に対応する波
長域内において互いに異なる複数波長の光源光をそれぞれ個別に発生する複数の光源と、
（ｂ）複数の光源からの複数波長の光源光を結合して同一光路に導くことによって得た結
合光を照明光として射出する光結合部材とを備える。なお、以上の光結合部材は、複数の
光源からの複数波長の光源光をそれらの波長の相違を利用して光結合し同一光路に導くも
のである。

上記照明装置では、光結合部材が複数の光源からの複数波長の光源光を結合して同一光
路に導くことによって得た結合光を照明光として射出するので、同一色の複数の光源光を
同一光路上に互いに遮らないように配置して照明光を得ると同様の効果を達成することが
できる。よって、複数の光源からの光源光の角度範囲を光源の配置やレンズ等に頼って調
節する場合に比較して、液晶ライトバルブ等の対象を効率良く照明することができ、光源
装置延いては照明装置を簡易に小型化することができる。具体例で説明すると、所定の単
一色の光源が例えば２次元的に配列される複数の発光素子からなる場合において、エテン
デュに関連して発光素子の配列個数等に制限があっても、かかる制限個数を超える発光素
子からの光源光を光結合部材を介して制限個数内の発光素子と共通の光路に導くことがで
きるので、光源装置の大型化を制限しつつ、効率良く十分な光量で液晶ライトバルブ等の
対象を照明することができる。

また、本発明の別の具体的態様では、光結合部材が、複数の光源の数よりも１だけ少な
い数のダイクロイックフィルタを含み、複数の光源からの複数波長の光源光を重ね合わせ
て同一光路に導く。この場合、複数の光源からの光源光を少ない損失で簡単に合成するこ
とができる。

また、本発明の別の具体的態様では、複数の光源が、固体発光素子をそれぞれ有する。
この場合、小型で安定性の高い固体発光素子を利用して高効率かつ高輝度の光源光を得る
ことができる。

また、本発明の別の具体的態様では、複数の光源が、２次元的に配列された複数の固体
発光素子をそれぞれ有する。この場合、所定の単一色に対応する各光源が並列的に配列さ
れた複数の固体発光素子でそれぞれ構成されるが、これら固体発光素子によって光源の面
積が必要以上に大きくなることを防止できる。

また、本発明の別の具体的態様では、複数の光源が、複数の固体発光素子に対向する複
数のレンズ要素（レンズエレメント）からなるレンズアレイをそれぞれ有する。この場合
、各固体発光素子からの光源光を各レンズ要素によって効率よく集めて、光結合部材に導
くことができ、液晶ライトバルブ等の対象を効率良く照明することができる。

また、本発明の別の具体的態様では、所定の単一色と異なる少なくとも１色の光源光を
照明光として発生する光源をさらに備える。この場合、複数色の照明光を発生する照明装
置を提供することができる。

また、本発明の別の具体的態様では、所定の単一色が、三原色のうち１つの原色に対応
し、所定の単一色と異なる少なくとも１色は、三原色のうち残りの２つの原色に対応する
。この場合、三原色の照明光を個別に発生する照明装置を提供することができる。

また、本発明の別の具体的態様では、所定の単一色が、ＲＧＢの三原色のうちＧ色であ
り、所定の単一色と異なる少なくとも１色が、ＲＧＢの三原色のうちＲ光及びＢ光である
。この場合、ホワイトバランスを達成する上で他の色に比較して大きな光量を必要とする
場合が多いＧ光について、光結合部材を利用して複数の光源光の重ね合わせが可能になり
、十分な光量を確保することができる。

また、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）上述の照明装置と、（ｂ）光結合部材から
射出される所定の単一色の照明光と、所定の単一色と異なる少なくとも１色の照明光とに
よってそれぞれ照明されるとともに、各色の照明光をそれぞれ変調して各色の変調光を形
成する各色の光変調装置と、（ｃ）各色の光変調装置を経た各色の変調光を合成する光合
成部材と、（ｄ）光合成部材を経ることによって合成された像光の投射像を形成する投射
光学系とを備える。

上記プロジェクタは、上述の照明装置を備えており、照明装置に設けた各色の光源から
の十分な輝度の光源光によって、各色の光変調装置を高輝度で照明することができる。ま
た、本プロジェクタによれば、光結合部材が所定の単一色の複数の光源からの複数波長の
光源光を結合して同一光路に導くことによって得た結合光を所定の単一色の照明光として
射出するので、所定の単一色の光変調装置を効率良く照明することができ、照明装置延い
てはプロジェクタを簡易に小型化することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの構造を概念的に説明するブロック
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４
０と、制御装置５０とを備える。ここで、照明装置２０は、Ｂ光照明装置２１と、Ｇ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３
０は、画像情報に応じて照明光の変調を行う３つの液晶ライトバルブ３１，３３，３５と
、画像合成用の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。

Ｂ光照明装置２１は、Ｂ色の光源光を発生する光源ユニット２１ａと、光源ユニット２
１ａからの光源光を適宜集光する集光レンズアレイ２１ｂとを備える。前者の光源ユニッ
ト２１ａは、固体光源とも呼ばれる固体発光素子である複数のＬＥＤ２１ｆからなり、こ
れらのＬＥＤ２１ｆは、光軸に垂直な面内に延在する回路基板２１ｇ上に、例えばマトリ
ックス配列等の適当な２次元配列で取り付けられている。各ＬＥＤ２１ｆは、サイズが規
格化された既製品であり、３原色のうちＢ色（青色）の範疇に含まれる同一波長の光源光
をそれぞれ発生する。後者の集光レンズアレイ２１ｂは、各ＬＥＤ２１ｆの正面に対向し
て２次元的に配置された複数のビーム整形用のレンズエレメント２１ｈからなり、各レン
ズエレメント２１ｈは、各ＬＥＤ２１ｆから射出されたＢ色の光源光をコリメートし或い
は適当な角度で発散させつつ所望の方向に射出させる。

以上のＢ光照明装置２１において、光源ユニット２１ａからＢ色の光源光は、集光レン
ズアレイ２１ｂによって無駄なく回収され、光変調装置３０のうちＢ光用の液晶ライトバ
ルブ３１に均一化された第１照明光ＬＢとして入射する。

なお、図面では省略しているが、集光レンズアレイ２１ｂと液晶ライトバルブ３１との
間にフライアイレンズやロッドインテグレータ等を配置することもでき、この場合、第１
照明光ＬＢを波面分割と重畳とによってさらに均一化して液晶ライトバルブ３１上の被照
射領域に入射させることができる。また、例えば光源ユニット２１ａと集光レンズアレイ
２１ｂとの間には、偏光変換素子を配置することもでき、この場合、液晶ライトバルブ３
１での変調に適した偏光面を有する第１照明光ＬＢを液晶ライトバルブ３１に入射させる
ことができる。

Ｇ光照明装置２３は、ともにＧ色の光源光を発生する第１及び第２光源ユニット２３ａ
，２４ａと、両光源ユニット２３ａ，２４ａからの光源光を適宜集光する第１及び第２集
光レンズアレイ２３ｂ，２４ｂと、第１及び第２光源ユニット２３ａ，２４ａからの光源
光を結合して同一光路に導く光結合部材４１とを備える。

第１光源ユニット２３ａは、複数のＬＥＤ２３ｆからなり、これらのＬＥＤ２３ｆは、
光軸に垂直な面内に延在する回路基板２３ｇ上に適当な２次元配列で取り付けられている
。各ＬＥＤ２３ｆは、サイズが規格化された既製品であり、３原色のうちＧ色（緑色）の
範疇に含まれる第１緑波長（例えば５３６ｎｍ〜５５０ｎｍ）の光源光ＳＧ１をそれぞれ
発生する。また、第２光源ユニット２４ａも、複数のＬＥＤ２４ｆからなり、これらのＬ
ＥＤ２４ｆは、光軸に垂直な面内に延在する回路基板２４ｇ上に適当な２次元配列で取り
付けられている。各ＬＥＤ２４ｆは、上述のＬＥＤ２３ｆと同様の形状及び構造を有する
が、Ｇ色の範疇に含まれる光のうちＬＥＤ２３ｆよりも短い第２緑波長（例えば５２０ｎ
ｍ〜５３５ｎｍ）の光源光ＳＧ２をそれぞれ発生する。

第１集光レンズアレイ２３ｂは、第１光源ユニット２３ａに組み込まれた各ＬＥＤ２３
ｆの正面に対向して２次元的に配置された複数のビーム整形用のレンズエレメント２３ｈ
からなり、各レンズエレメント２３ｈは、各ＬＥＤ２３ｆから射出された光源光ＳＧ１を
コリメートし或いは適当な角度で発散させつつ所望の方向に射出させる。同様に、第２集
光レンズアレイ２４ｂも、第２光源ユニット２４ａに組み込まれた各ＬＥＤ２４ｆの正面
に対向して２次元的に配置された複数のビーム整形用のレンズエレメント２４ｈからなり
、各レンズエレメント２４ｈは、各ＬＥＤ２４ｆから射出された光源光ＳＧ２をコリメー
トし或いは適当な角度で発散させつつ所望の方向に射出させる。

光結合部材４１は、ダイクロイックプリズムであり、光源光ＳＧ１を透過させるととも
に光源光ＳＧ２を反射するダイクロイックフィルタとしての誘電体多層膜４１ａを内蔵す
る。つまり、この光結合部材４１は、第１集光レンズアレイ２３ｂを射出した第１光源ユ
ニット２３ａからの第１緑波長の光源光ＳＧ１を透過・直進させ、第２集光レンズアレイ
２４ｂを射出した第２光源ユニット２４ａからの第２緑波長の光源光ＳＧ２を反射・偏向
させ、両光源光ＳＧ１，ＳＧ２を同一方向に射出する。

以上のＧ光照明装置２５において、第１光源ユニット２３ａからのＧ色光ＳＧ１は、第
１集光レンズアレイ２３ｂによって無駄なく回収されて光結合部材４１に入射し、第２光
源ユニット２４ａからＧ色光ＳＧ２は、第２集光レンズアレイ２４ｂによって無駄なく回
収されて光結合部材４１に入射する。光結合部材４１に入射した両Ｇ色光ＳＧ１，ＳＧ２
は、誘電体多層膜４１ａの透過・反射特性を利用することによって重ね合わされ、光変調
装置３０のうちＧ光用の液晶ライトバルブ３３に均一化された第２照明光ＬＧとして入射
する。この際、上述の光結合部材４１において、両光源ユニット２３ａ，２４ａからの一
対の光源光を少ない損失で重ね合わせて同一光路に導くことができるので、第１光源ユニ
ット２３ａ単独で得られる光量を省スペースで簡単に上回る明るい第２照明光ＬＧを得る
ことができる。

なお、図面では省略しているが、光結合部材４１と液晶ライトバルブ３３との間にフラ
イアイレンズやロッドインテグレータ等を配置することもでき、この場合、第２照明光Ｌ
Ｇを波面分割と重畳とによってさらに均一化して液晶ライトバルブ３３上の被照射領域に
入射させることができる。また、例えば第１光源ユニット２３ａと集光レンズアレイ２３
ｂとの間や、第２光源ユニット２４ａと集光レンズアレイ２４ｂとの間等には、偏光変換
素子を配置することもでき、この場合、液晶ライトバルブ３３での変調に適した偏光面を
有する第２照明光ＬＧを液晶ライトバルブ３３に入射させることができる。

図２は、Ｇ光照明装置２５の具体的な作製例を説明するグラフである。グラフからも明
らかなように、第１光源ユニット２３ａに使用するＬＥＤ２３ｆとして、波長５４４ｎｍ
に発光ピークを有するもの（グラフ中の二点鎖線）を用い、第２光源ユニット２４ａに使
用するＬＥＤ２４ｆとして、波長５２３ｎｍに発光ピークを有するもの（グラフ中の一点
鎖線）を用いている。また、光結合部材４１に使用する誘電体多層膜４１ａとして、半値
が波長５３２ｎｍのローパスフィルタ（グラフ中の破線）を用いている。両ＬＥＤ２３ｆ
，２４ｆを光結合部材４１によって合成した分光特性は、実線で示すように、波長５１８
ｎｍに最大の第１ピークを有し、波長５４６ｎｍにショルダ状の第２ピークを有するもの
となっており、全体としての光量は、第１ピークと第２ピークとを比較的効率よく加算し
たものとなっている。

以下の表１は、図２のグラフに示す一対のＬＥＤ２３ｆ，２４ｆの照度の計測値と、一
方のＬＥＤ２４ｆの単独ルーメン換算値と、両ＬＥＤ２３ｆ，２４ｆの合成ルーメン換算
値とを示している。表１中の一対のルーメン換算値を比較すると、Ｇ色照明光が合成によ
って単独の場合の１．３３倍程度の明るさになっていることが分かる。

図１に戻って、Ｒ光照明装置２５は、Ｒ色の光源光を発生する光源ユニット２５ａと、
光源ユニット２５ａからの光源光を適宜集光する集光レンズアレイ２５ｂとを備える。前
者の光源ユニット２５ａは、複数のＬＥＤ２５ｆからなり、これらのＬＥＤ２５ｆは、光
軸に垂直な面内に延在する回路基板２５ｇ上に適当な２次元配列で取り付けられている。
各ＬＥＤ２５ｆは、サイズが規格化された既製品であり、３原色のうちＲ色（赤色）の範
疇に含まれる同一波長の光源光をそれぞれ発生する。後者の集光レンズアレイ２５ｂは、
各ＬＥＤ２５ｆの正面に対向して２次元的に配置された複数のビーム整形用のレンズエレ
メント２５ｈからなり、各レンズエレメント２５ｈは、各ＬＥＤ２５ｆから射出されたＲ
色の光源光をコリメートし或いは適当な角度で発散させつつ所望の方向に射出させる。

以上のＲ光照明装置２５において、光源ユニット２５ａからＲ色の光源光は、集光レン
ズアレイ２５ｂによって無駄なく回収され、光変調装置３０のうちＲ光用の液晶ライトバ
ルブ３５に均一化された第３照明光ＬＲとして入射する。

なお、図面では省略しているが、集光レンズアレイ２５ｂと液晶ライトバルブ３５との
間にフライアイレンズやロッドインテグレータ等を配置することもでき、この場合、第３
照明光ＬＲを波面分割と重畳とによってさらに均一化して液晶ライトバルブ３５上の被照
射領域に入射させることができる。また、例えば光源ユニット２５ａと集光レンズアレイ
２５ｂとの間には、偏光変換素子を配置することもでき、この場合、液晶ライトバルブ３
５での変調に適した偏光面を有する第３照明光ＬＲを液晶ライトバルブ３５に入射させる
ことができる。

光変調装置３０は、第１，第２，及び第３照明光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲがそれぞれ入射する
３つの液晶ライトバルブ３１，３３，３５と、各液晶ライトバルブ３１，３３，３５を挟
むように配置される３組の偏光フィルタ３６ａ，３６ｂ，３６ｃとを備える。Ｂ光照明装
置２１からの第１照明光ＬＢは、液晶ライトバルブ３１の被照射面すなわち画面に入射す
る。また、Ｇ光照明装置２３からの第２照明光ＬＧは、液晶ライトバルブ３３の被照射面
すなわち画面に入射する。さらに、Ｒ光照明装置２５からの第３照明光ＬＲは、液晶ライ
トバルブ３５の被照射面すなわち画面に入射する。各液晶ライトバルブ３１，３３，３５
は、入射した照明光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲの空間的強度分布を変調するための非発光型の光変
調装置であり、各液晶ライトバルブ３１，３３，３５にそれぞれ入射した３色の光は、各
液晶ライトバルブ３１，３３，３５に電気的信号として入力された駆動信号或いは画像信
号に応じて画素単位で偏光状態が調整される。その際、入射側及び射出側に配置される一
組の偏光フィルタ３６ａ，３６ｂ，３６ｃによって、各液晶ライトバルブ３１，３３，３
５に入射する照明光の偏光方向が調整されるとともに、各液晶ライトバルブ３１，３３，
３５から射出される光から所定の偏光方向の変調光のみが取り出される。

クロスダイクロイックプリズム３７は、光合成部材であり、Ｂ光反射用の誘電体多層膜
３７ａとＲ光反射用の誘電体多層膜３７ｂとを直交させた状態で内蔵するものであり、液
晶ライトバルブ３１からのＲ光を誘電体多層膜３７ａで反射して進行方向左側に射出させ
、液晶ライトバルブ３３からのＧ光を誘電体多層膜３７ａ，３７ｂを介して直進・射出さ
せ、液晶ライトバルブ３５からのＲ光を誘電体多層膜３７ｂで反射して進行方向右側に射
出させる。このようにして、クロスダイクロイックプリズム３７で合成された合成光は、
カラーの像光として投射光学系である投射レンズ４０に入射する。

制御装置５０は、光源駆動装置２７に制御信号を出力して、各色照明装置２１，２３，
２５に設けた光源ユニット２１ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａを構成する各ＬＥＤ２１ｆ，
２３ｆ，２４ｆ，２４ｆ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。

以下、図１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Ｂ
ＧＲ色照明装置２１，２３，２５からの各色の照明光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲは、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３１，３３，３
５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によって駆動されて光学特
性の２次元的分布を有しており、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。この場合、プロジェクタ１０が３原色の各色照明装置２１，２３，
２５を個別に備え、各色照明装置２１，２３，２５が各液晶ライトバルブ３１，３３，３
５を個別に照明するので、各色照明装置２１，２３，２５の並列的な活用によって高輝度
の画像を投射することができる。また、このプロジェクタ１０では、光結合部材４１が、
第１光源ユニット２３ａからの第１緑波長の光源光ＳＧ１と、第２光源ユニット２４ａか
らの第２緑波長の光源光ＳＧ２とを同一光路に導くことによって第２照明光ＬＧを得てい
るので、不足しがちなＧ色の液晶ライトバルブ３３を効率良く照明することができ、目標
とするホワイトバランスを簡易に達成することができる。この際、光結合部材４１を光路
上に挿入するとともに第２光源ユニット２４ａを光結合部材４１の側面に対向して配置す
るだけで上述の光結合を行っているので、照明装置２０延いてはプロジェクタ１０を簡易
に小型化することができる。

以上の第１実施形態では、Ｇ光照明装置２３において、第１光源ユニット２３ａからの
Ｇ色光ＳＧ１と、第２集光レンズアレイ２４ｂからのＧ色光ＳＧ２とを光結合部材４１に
よって重ね合わせて光量を相対的に増大させた第２照明光ＬＧを得ているが、残りのＢ光
照明装置２１やＲ光照明装置２５においても、複数の光源ユニットを設けこれら光源ユニ
ットからの光源光を光結合部材によって同様に結合することができ、相対的に光量を増加
させたＲ色照明光やＢ色照明光を得ることができる。

また、以上の第１実施形態では、Ｇ光照明装置２５において、２つの光源ユニット２３
ａ，２４ｂを組み込んでいるが、光結合部材４１をクロスダイクロイックミラーとして、
かかるクロスダイクロイックミラーの遮断波長を近似する異なる波長に適宜設定するなら
ば、３つの光源ユニットからの光源光を比較的低損失で重ね合わせることができ、Ｇ色照
明光等の光量をさらに増大させることができる。

〔第２実施形態〕
図３は、第２実施形態に係るプロジェクタの構造を説明する図である。第２実施形態の
プロジェクタは、第１実施形態に係るプロジェクタをＧ光照明装置２３に関して変更した
ものであり、同一部分には同一の符合を付して重複説明を省略する。

第２実施形態のＧ光照明装置１２３では、図１の光結合部材４１をダイクロイックミラ
ー１４１に置き換える。このダイクロイックミラー１４１は、図１に示す誘電体多層膜４
１ａに対応する誘電体多層膜を備える。第１光源ユニット２３ａからの第１緑波長の光源
光ＳＧ１は、ダイクロイックミラー１４１を通過して直進する。第２光源ユニット２４ａ
からの第２緑波長の光源光ＳＧ２は、ダイクロイックミラー１４１で折り曲げられて光源
光ＳＧ１と同一方向に射出する。つまり、ダイクロイックミラー１４１により、一対の光
源ユニット２３ａ，２４ａからの一対の光源光ＳＧ１，ＳＧ２が重ね合わされて同一光路
に射出され、比較的大きな光量を有する第２照明光ＬＧを得ることができる。

以上の第２実施形態では、Ｇ光照明装置１２３において、２つの光源ユニット２３ａ，
２４ｂからの光源光を重ね合わせているが、ダイクロイックミラー１４１を光路上に複数
配置し、これらダイクロイックミラーの遮断波長を適宜設定するならば、３つ以上の光源
ユニットからの光源光を比較的低損失で重ね合わせることもでき、Ｇ色照明光等の光量を
さらに増大させることができる。

〔第３実施形態〕
以下、本発明の第３実施形態に係るプロジェクタについて説明する。第３実施形態のプ
ロジェクタは、第１実施形態を変形したものである。図４に示すように、このプロジェク
タ２１０において、照明装置２２０は、各色の光照明装置２１，２３，２４のほか、クロ
スダイクロイックプリズム２３７を備える。また、照明装置２２０によって照明されるの
は、単板式の液晶ライトバルブ２３０である。この液晶ライトバルブ２３０は、一対の偏
光フィルタ３６ｄ，３６ｄに挟まれている。

クロスダイクロイックプリズム２３７は、Ｂ光反射用の誘電体多層膜２３７ａとＲ光反
射用の誘電体多層膜２３７ｂとを直交させた状態で内蔵するものである。一方の誘電体多
層膜２３７ａは、Ｂ色光を反射するダイクロイックフィルタであり、他方の誘電体多層膜
２７３ｂは、Ｒ色光を反射するダイクロイックミラーである。

Ｂ光照明装置２１からの第１照明光ＬＢは、クロスダイクロイックプリズム２３７の誘
電体多層膜２３７ａで反射され、Ｇ光照明装置２３からの第２照明光ＬＧは、両誘電体多
層膜２３７ａ，２３７ｂを通過し、Ｒ光照明装置２５からの第３照明光ＬＲは、誘電体多
層膜２３７ｂで反射される。これより、各色の光照明装置２１，２３，２４からの第１〜
第３照明光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲが重ね合わされて高輝度の照明光を得ることができ、単板式
の液晶ライトバルブ２３０を、白色の照明光や、時系列でオン状態となる各色の照明光Ｌ
Ｂ，ＬＧ，ＬＲによって照明することができる。

以上のプロジェクタ２１０によれば、特に光量が必要とされるＧ光照明装置２３におい
て、光結合部材４１により一対の光源ユニット２３ａ，２４ａからの一対の光源光ＳＧ１
，ＳＧ２を同一光路に導いて第２照明光ＬＧを得るので、Ｇ色の相対強度を高めて所望の
ホワイトバランスを達成することができる。

〔第４実施形態〕
図５は、第４実施形態に係るプロジェクタの構造を説明する図である。このプロジェク
タ３１０は、第３実施形態と同様の照明装置２２０と、集光レンズ３１６ａと、ロッドイ
ンテグレータ３１６ｂと、重畳レンズ３１８と、反射ミラー３５１と、フィールドレンズ
３５２と、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）３５３と、投射レンズ３５４
とを、システム光軸ＳＡに沿って順に配置して構成されている。

照明装置２２０からは、時系列的に異なるタイミングでＲＧＢの光源光が照明光として
射出される。照明装置２２０から射出された各色の照明光は、集光レンズ３１６ａ、ロッ
ドインテグレータ３１６ｂ、フィールドレンズ３５２等を介してＤＭＤ３５３上に入射し
、ＤＭＤ３５３の均一な照明が達成される。このＤＭＤ３５３は、反射方向制御型の空間
光変調装置であり、これに入射する照明光を、与えられた画像信号に応じて各画素に対応
するマイクロミラーで反射することにより、投射レンズ３５４の方向に画像を表す画像光
を射出する機能を有する。ＤＭＤ３５３から射出される画像光は、フィールドレンズ３５
２及び投射レンズ３５４を介してスクリーン（不図示）上に投射される。このようにして
投射された画像は、Ｇ色についても十分な光量を有し、優れた画質となっている。

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、図１等に示すＬＥＤ２１ｆ，２３ｆ，２４ｆ，２５ｆに代えて、有機
ＥＬ素子や無機ＥＬ素子を組み込むことができる。

第１実施形態のプロジェクタを説明する図である。 Ｇ光照明装置における複数の光源光の合成を説明するグラフである。 第２実施形態のプロジェクタの要部を説明する図である。 第３実施形態のプロジェクタを説明する図である。 第４実施形態のプロジェクタを説明する図である。

符号の説明

１０…プロジェクタ、 ２０…照明装置、 ２１，２３，２５…各色光照明装置、 ２
１ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ…光源ユニット、 ２１ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ…集
光レンズアレイ、 ２１ｆ，２３ｆ，２４ｆ，２４ｆ…ＬＥＤ、 ２１ｈ，２３ｈ，２４
ｈ，２５ｈ…レンズエレメント、 ２７…光源駆動装置、 ３０…光変調装置、 ３１，
３３，３５…各色の液晶ライトバルブ、 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、 ４１…光結合部材、 ４１ａ…誘電体多層膜、
５０…制御装置

Claims (9)

1. 所定の単一色に対応する波長域内において互いに異なる複数波長の光源光をそれぞれ個
   別に発生する複数の光源と、
   前記複数の光源からの前記複数波長の光源光を結合して同一光路に導くことによって得
   た結合光を照明光として射出する光結合部材と
   を備える照明装置。
2. 前記光結合部材は、前記複数の光源の数よりも１だけ少ない数のダイクロイックフィル
   タを含み、前記複数の光源からの前記複数波長の光源光を重ね合わせて同一光路に導くこ
   とを特徴とする請求項１記載の照明装置。
3. 前記複数の光源は、固体発光素子をそれぞれ有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照明装置。
4. 前記複数の光源は、２次元的に配列された複数の固体発光素子をそれぞれ有することを
   特徴とする請求項３記載の照明装置。
5. 前記複数の光源は、前記複数の固体発光素子に対向する複数のレンズ要素からなるレン
   ズアレイをそれぞれ有することを特徴とする請求項４記載の照明装置。
6. 前記所定の単一色と異なる少なくとも１色の光源光を照明光として発生する光源をさら
   に備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項記載の照明装置。
7. 前記所定の単一色は、三原色のうち１つの原色に対応し、前記所定の単一色と異なる少な
   くとも１色は、三原色のうち残りの２つの原色に対応することを特徴とする請求項６記載
   の照明装置。
8. 前記所定の単一色は、ＲＧＢの三原色のうちＧ色であり、前記所定の単一色と異なる少
   なくとも１色は、ＲＧＢの三原色のうちＲ光及びＢ光であることを特徴とする請求項７記
   載の照明装置。
9. 請求項６から請求項８のいずれか一項記載の照明装置と、
   前記光結合部材から射出される前記所定の単一色の照明光と、前記所定の単一色と異な
   る少なくとも１色の照明光とによってそれぞれ照明されるとともに、各色の照明光をそれ
   ぞれ変調して各色の変調光を形成する各色の光変調装置と、
   前記各色の光変調装置を経た各色の変調光を合成する光合成部材と、
   前記光合成部材を経ることによって合成された像光の投射像を形成する投射光学系と
   を備えるプロジェクタ。
   
   

Images