JP6318554B2 - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクターに関するものである。

プロジェクターは、光源部から射出される光を、光変調装置で画像情報に応じて変調し、得られた画像を投写レンズによって拡大投写するものである。近年、このようなプロジェクターに用いられる光源装置の光源として、高輝度且つ高出力な光が得られる半導体レーザー（ＬＤ）などのレーザー光源が注目されている。

従来、上述のようなレーザー光源から構成された光源装置を備えたプロジェクターでは、複数の球面レンズがアレイ状に配置されたコリメータレンズアレイが用いられている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１２−１１８２２０号公報

しかしながら、上記従来技術においては、アレイ光源を構成する複数の光源のうちいずれかの光源の位置が所定の位置からずれていると、各光源と各コリメータレンズとの光軸合せが困難となるといった問題があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光軸合せを容易に行うことが可能な光源装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明の第１態様に従えば、第１の方向に配列された複数の光源と、前記複数の光源からの光が入射する第１のシリンドリカルレンズと、前記第１のシリンドリカルレンズからの光が入射するレンズユニットと、前記レンズユニットを支持する支持部材と、前記支持部材に設けられたガイド部と、を備えた光源装置であって、前記ガイド部は、前記第１のシリンドリカルレンズと前記レンズユニットとの間隔を規定するスペーサ部材を含み、前記第１のシリンドリカルレンズの母線は前記第１の方向と平行であり、前記レンズユニットは、前記複数の光源各々に対応して設けられた複数のシリンドリカルレンズを備え、前記複数のシリンドリカルレンズ各々の母線は前記第１の方向と交差し、前記複数の光源は第１の発光素子を含み、前記複数のシリンドリカルレンズは、前記第１の発光素子に対応する第２のシリンドリカルレンズを含み、前記第２のシリンドリカルレンズは、前記複数のシリンドリカルレンズのうち前記第２のシリンドリカルレンズと隣り合うシリンドリカルレンズとは独立して、前記第１の発光素子の配置に応じて配置されており、前記第２のシリンドリカルレンズは、シリンドリカル面からなるレンズ面と、前記レンズ面に交差する側面である第１の平坦面と、前記レンズ面に対向する第２の平坦面とを有し、前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第１の平坦面が前記支持部材に接触するとともに、前記第２の平坦面が前記第１のシリンドリカルレンズに対向するように、前記支持部材上に配置され、前記第２の平坦面の一部が前記スペーサ部材に接触した状態で、前記第２のシリンドリカルレンズが前記支持部材に固定されている光源装置が提供される。

第１態様に係る光源装置の構成によれば、第１のシリンドリカルレンズおよび第２のシリンドリカルレンズにより光源から射出された光を平行化することができる。また、各第２のシリンドリカルレンズをそれぞれ第１の方向に移動させることで光源と光軸合せを行うことができる。したがって、複数の光源のそれぞれに対する光軸合せを簡便且つ確実に行う事ができる。

上記第１態様において、前記複数の光源各々から射出される光の最大放射角方向は、前記第１の方向と交差する構成としてもよい。
この構成によれば、第１の方向における光源同士の間隔を小さくすることができる。よって、第１のシリンドリカルレンズを小型化できる。

上記第１態様において、前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第２のシリンドリカルレンズのレンズ面と垂直な第１の平坦面を有し、前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第１の平坦面を介して前記支持部材に支持されている構成としてもよい。
この構成によれば、アライメント時に支持部材に対して第２のシリンドリカルレンズを容易に移動させることができる。

上記第１態様において、前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第２のシリンドリカルレンズのレンズ面と対向する第２の平坦面を有し、前記第２の平坦面は、前記ガイド部と接触している構成としてもよい。
この構成によれば、第２の平坦面がガイド部に沿って移動するので、第２のシリンドリカルレンズを容易に平行移動させることができる。すなわち、第２のシリンドリカルレンズへの光の入射角を一定に保ちながら、第２のシリンドリカルレンズのアラインメントを行うことができる。
この場合において、前記第２の平坦面は、前記第１のシリンドリカルレンズと対向している構成とするのが好ましい。
このようにすれば、ガイド部によって第２のシリンドリカルレンズと第１のシリンドリカルレンズとが所定距離だけ離間した状態に対向配置される。よって、第２のシリンドリカルレンズと第１のシリンドリカルレンズが接触するのを防止できる。

上記第１態様において、前記ガイド部は、前記第１のシリンドリカルレンズと前記レンズユニットとの間隔を規定する構成としてもよい。
この構成によれば、ガイド部を第１のシリンドリカルレンズと第２のシリンドリカルレンズとのスペーサとして機能させることができる。

上記第１態様において、前記複数の光源を支持する第１の平面をさらに備え、前記第１のシリンドリカルレンズの母線は前記第１の平面と平行である構成としてもよい。
この構成によれば、複数の光源と第１のシリンドリカルレンズとの光軸合せを容易に行うことができる。
この場合において、前記支持部材は、前記レンズユニットを支持する第２の平面を備え、前記第１の平面は前記第２の平面と平行である構成とするのが好ましい。
このようにすれば、複数の光源とレンズユニットとの位置合わせを容易に行うことができる。

本発明の第２態様に従えば、照明光を照射する照明装置と、前記照明光を画像情報に応じて変調した画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、前記照明装置として、上記第１態様に係る光源装置を用いるプロジェクターが提供される。

第２態様に係るプロジェクターの構成によれば、上述の光源装置を備えるので、本プロジェクター自体も光軸合せを容易に行うことが可能である。

本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す平面図である。 本実施形態に係る照明装置の概略構成を示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は半導体レーザーの要部構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）はコリメート光学系の詳細構成を示す図である。 コリメート光学系における光軸のアライメント動作の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（プロジェクター）
先ず、図１に示すプロジェクター１００の一例について説明する。
なお、図１は、このプロジェクター１００の概略構成を示す平面図である。

本実施形態に係るプロジェクターは、スクリーン（被投射面）上にカラー映像（画像）を表示する投射型画像表示装置である。また、このプロジェクター１００が備える照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザー（ＬＤ）などのレーザー光源を用いている。

具体的に、プロジェクター１００は、照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂと、光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂと、合成光学系１０３と、投射光学系１０４と、を備える。

照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂは、それぞれが赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色に対応したレーザー光（照明光）を射出する。

照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ各々は、後述のように光源として赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色に対応した半導体レーザーを用いる以外は、基本的に同じ構成を有している。そして、各照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂは、照明光を各光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに向かって照射する。

光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂ各々は、各照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂからのレーザー光を画像信号に応じてそれぞれ変調し、各色に対応した画像光を形成する。
光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂは、液晶ライトバルブ（液晶パネル）からなり、各々は、各色に対応した照明光を画像情報に応じて変調した画像光を形成する。なお、各光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂの入射側及び射出側には、偏光板（不図示）が配置されており、特定の方向の直線偏光（例えば、Ｓ偏光）の光のみを通過させるようになっている。

合成光学系１０３は、各光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂからの画像光を合成する。
合成光学系１０３は、クロスダイクロイックプリズムからなり、各光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂからの画像光が入射する。合成光学系１０３は、各色に対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学系１０４に向かって射出する。

投射光学系１０４は、投射レンズ群からなり、合成光学系１０３により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向かって拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー映像（画像）が表示される。

（照明装置）
続いて、照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂの具体的な構成について説明する。
なお、照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ各々は、上述したように、光源として赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）の各色に対応した半導体レーザー（光源）を用いる以外は、基本的に同じ構成である。したがって、以下の説明では、照明装置１０１Ｒを例に挙げて、その構成について説明し、照明装置１０１Ｇ，１０１Ｂの詳細な説明については省略するものとする。

図２は、照明装置１０１Ｒの概略構成を示す平面図であり、図３（ａ）、（ｂ）は、照明装置においてレーザー光を射出する半導体レーザーの要部構成を示す図である。図４（ａ），（ｂ）は照明装置１０１Ｒにおけるコリメート光学系の詳細構成を示す図であり、図５は、コリメート光学系における光軸のアライメントを説明するための図である。

照明装置１０１Ｒは、図２に示すように、光源ユニット１０と、アフォーカル光学系４と、回折光学素子６と、重畳光学系７と、を備えている。

光源ユニット１０は、複数の固体光源２ａを含むアレイ光源２と、各固体光源２ａから射出されて入射した光Ｌ１を平行光に変換するコリメータ光学系３とを含む。

アフォーカル光学系４は、コリメータ光学系３により変換された平行光のサイズ（スポット径）を調整する。回折光学素子６は、回折光Ｌ２を重畳光学系７に入射させて、重畳光学系７により重畳された光Ｌ３が照明光として光変調装置１０２Ｒに照射される。

アレイ光源２では、図３（ａ）に示すように、第１基台２１の上面（第１の平面）２１ａ上には、複数の固体光源２ａが１列に配置されている。なお、図３（ａ）では、複数（例えば、７個）の固体光源２ａが後述するベース部１１の第１基台２１上に設置された状態を示している。

図３（ｂ）に示すように、固体光源２ａは、射出される光の光軸方向から視て長手方向Ｗ１と短手方向Ｗ２とを有する細長い矩形の半導体レーザーである。固体光源２ａは、長手方向Ｗ１と平行な偏光方向を有する赤色光（直線偏光）Ｌ１を射出する。光Ｌ１の短手方向Ｗ２への拡がりは、光Ｌ１の長手方向Ｗ１への拡がりよりも大きい。そのため、光Ｌの断面形状ＢＳは、Ｗ２を長手方向とする矩形形状若しくは楕円形状となる。すなわち、各固体光源２ａ各々から射出される光Ｌ１の最大放射角方向は、短手方向Ｗ２で規定することができる。本実施形態の場合、固体光源２ａの長手方向Ｗ１の幅は例えば１８μｍであり、固体光源２ａの短手方向Ｗ２の幅は例えば２μｍであるが、固体光源２ａの形状はこれに限定されない。

なお、照明装置１０１Ｇにおいて各固体光源２ａは、コリメータ光学系３の光入射面に対して緑色光（直線偏光）を射出させ、照明装置１０１Ｂにおいて各固体光源２ａは、コリメータ光学系３の光入射面に対して青色光（直線偏光）を射出させる。

本実施形態において、光源ユニット１０は、図４に示すように、アレイ光源２およびコリメータ光学系３と、これらを保持するベース部（支持部材）１１と、を有している。以下、図４、５を用いた説明において、ＸＹＺ座標系を用いて説明する。図４、５において、Ｘ方向は固体光源２ａから射出される光Ｌ１の光軸の方向を規定し、Ｙ方向とは複数の固体光源２ａの配列方向を規定し、Ｚ方向はＸＺ方向に直交する方向であって鉛直方向を規定する。

ベース部１１は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１基台２１と第２基台２２とを含む。第１基台２１は、第２基台２２と一体に形成されている。第１基台２１の上面（第１の平面）２１ａおよび第２基台２２の上面（第２の平面）２２ａは水平面を規定するＹＸ平面と平行である。すなわち、上面２１ａおよび上面２２ａは互いに平行であり、上面２１ａは上面２２ａよりも高い位置に設定されている。第１基台２１は、上面２１ａに配置された固体光源２ａから射出される光Ｌ１の光軸が、後述する前段シリンドリカルレンズ８の母線８Ｍと交差するように設計されている。

複数の固体光源２ａは、各レーザー発光面をＹＺ平面と平行にした状態でＹ方向（第１の方向）に沿って第１基台２１の上面２１ａに配列されている。すなわち、本実施形態において、各固体光源２ａの発光領域がＹ方向に沿って配置されている。

本実施形態において、各固体光源２ａ各々から射出される光Ｌ１の最大放射角方向（図３（ｂ）で示した短手方向Ｗ２）は、固体光源２ａの配列方向（第１の方向）であるＹ方向と直交（交差）するＺ方向となっている。

コリメータ光学系３は、前段シリンドリカルレンズ（第１のシリンドリカルレンズ）８と、レンズユニット９とを含む。前段シリンドリカルレンズ８およびレンズユニット９は、第２基台２２の上面２２ａに接着固定されている。

前段シリンドリカルレンズ８は、Ｙ方向に沿う母線８Ｍと、凸状のシリンドリカル面（レンズ面）８ａと、平坦な裏面８ｂと、を有する。すなわち、前段シリンドリカルレンズ８の母線８Ｍは、複数の固体光源２ａが配置される第１基台２１の上面２１ａと平行である。

前段シリンドリカルレンズ８は、裏面８ｂ（裏面）側を各固体光源２ａの発光領域に対向させるように配置される。本実施形態において、前段シリンドリカルレンズ８は、側面が平坦な設置面８ｃとなっており、該設置面８ｃが第２基台２２の上面２２ａに固定されることで裏面８ｂが鉛直方向に沿って配置される。本実施形態では、設置面８ｃと上面２２ａとの間にはスペーサ部材３０が配置されているが、スペーサ部材３０は配置されていなくても良い。スペーサ部材３０を設けることによって、光Ｌ１の光軸が前段シリンドリカルレンズ８の母線８Ｍと交差するように、前段シリンドリカルレンズ８の高さを調整することができる。
このような構成に基づき、前段シリンドリカルレンズ８は、母線と直交するＺＸ平面内においてのみレンズ効果を生じさせることで光Ｌ１をＺＸ平面内において平行化する。

一方、レンズユニット９は、複数のシリンドリカルレンズ（第２のシリンドリカルレンズ）１２を有する。レンズユニット９は、固体光源２ａに対応した数のシリンドリカルレンズ１２を有する。各シリンドリカルレンズ１２は、隣り合う他のシリンドリカルレンズ１２とは独立して、固体光源２ａの配置に応じて配置されている。

シリンドリカルレンズ１２は、その母線１２Ｍが前段シリンドリカルレンズ８の母線方向（Ｙ方向）に交差するように配置される。本実施形態では、母線１２Ｍは前段シリンドリカルレンズ８の母線方向と直交している。すなわち、シリンドリカルレンズ１２は、Ｚ方向に沿う母線と、凸状のシリンドリカル面（レンズ面）１２ａと、平坦面（第２の平坦面）１２ｂを有する。シリンドリカルレンズ１２は、平坦面１２ｂ（裏面）側を前段シリンドリカルレンズ８のシリンドリカル面８ａに対向させるように配置される。本実施形態において、シリンドリカルレンズ１２は、側面が平坦な設置面（第１の平坦面）１２ｃとなっており、該設置面１２ｃが第２基台２２の上面２２ａに固定されることで平坦面１２ｂが鉛直方向に沿って配置される。
このような構成に基づき、シリンドリカルレンズ１２は、母線と直交するＸＹ平面内においてのみレンズ効果を生じさせることで光Ｌ１をＸＹ平面内において平行化する。

本実施形態において、前段シリンドリカルレンズ８は、スペーサ部材３１を介して第１基台２１（固体光源２ａ）との間隔が所定距離に保持された状態で上面２２ａに接着固定されている。スペーサ部材３１は、第２基台２２の上面２２ａであって、第１基台２１の側面と前段シリンドリカルレンズ８の裏面８ｂとの間に配置されている。

また、シリンドリカルレンズ１２は、スペーサ部材３２を介して前段シリンドリカルレンズ８との間隔が所定距離に保持された状態で上面２２ａに接着固定されている。なお、シリンドリカルレンズ１２は、固体光源２ａの光軸に対する後述のアライメントが行われた状態で接着固定されている。

このように本実施形態に係る光源ユニット１０は、固体光源２ａから射出された光Ｌ１を２つのシリンドリカルレンズを含むコリメータ光学系３によって平行光に変換することが可能である。

続いて、光源ユニット１０の組み立て方法について説明する。
まず、第１基台２１の上面２１ａに複数の固体光源２ａ（アレイ光源２）を設置したベース部１１を用意する。続いて、ベース部１１の第２基台２２の上面２２ａに前段シリンドリカルレンズ８とレンズユニット９とを仮配置する。このとき、スペーサ部材３０、３１、３２も合わせて配置される。

スペーサ部材３０の厚さは、固体光源２ａから射出される光Ｌ１の光軸と前段シリンドリカルレンズ８とが所定の位置関係になるように調整されている。たとえば、固体光源２ａから射出される光Ｌ１の光軸が母線８Ｍと交差するようにスペーサ部材３０の厚さが調整されている。本実施形態では、前段シリンドリカルレンズ８の母線８Ｍが第１基台２１の上面２１ａと平行であるため、複数の固体光源２ａと前段シリンドリカルレンズ８との光軸合せが容易である。

この状態で、シリンドリカルレンズ１２のシリンドリカル面１２ａ側に対し、例えば、バネ等の付勢部材を介してレンズ押さえ部材を螺子で押し付けて、前段シリンドリカルレンズ８およびシリンドリカルレンズ１２が傾かない状態にする。

ここで、前段シリンドリカルレンズ８は、ＸＺ平面内でのみレンズ効果を生じることから、Ｙ方向において固体光源２ａに対するアライメントを考慮する必要が無い。また、本実施形態において、前段シリンドリカルレンズ８は、スペーサ部材３１を介して固体光源２ａに対する間隔が所定距離に保持されている。そのため、前段シリンドリカルレンズ８は調整時にスペーサ部材（ガイド部材）３１に接触した状態でＺ方向にガイドされる。よって、前段シリンドリカルレンズ８における固体光源２ａに対する位置合わせ（アライメント）は１方向（Ｚ方向）のみを考慮すればよいことから簡便なものとなる。本実施形態では、スペーサ部材３１を、前段シリンドリカルレンズ８を移動させる際のガイド部として用いているが、これに限定されず、ガイドとしては上面２２ａに設けた壁や畝状部でも良い。

前段シリンドリカルレンズ８のアライメント後、スペーサ部材３０、３１、３２、前段シリンドリカルレンズ８、およびシリンドリカルレンズ１２と、ベース部１１と、の隙間にＵＶ硬化接着剤を浸透させる。

続いて、各シリンドリカルレンズ１２を、例えば、ピンセットなどの道具を用いて、水平方向に独立して動かすことで、固体光源２ａから射出されて前段シリンドリカルレンズ８を透過した光Ｌ１のスポットが所定の位置に来るように調整する。

例えば、シリンドリカルレンズ１２を介した光Ｌ１をスクリーンＳＣＲ上に照射したままでシリンドリカルレンズ１２を第２基台２２の上面２２ａ上において水平方向（Ｙ方向）に動かす。シリンドリカルレンズ１２は、設置面１２ｃが平坦面となっているため、上面２２ａに対して容易に移動させることができる。本実施形態において、ベース部１１は、第２基台２２の上面２２ａと第１基台２１の上面２１ａとが平行となっているので、複数の固体光源２ａと各シリンドリカルレンズ１２との位置合わせを容易に行うことができる。

このとき、図５に示すように、光Ｌ１のスポットがスクリーンＳＣＲ上で移動する。例えば、スクリーンＳＣＲ上にマーキングした位置合わせ用マークＭＫと比較することで固体光源２ａに対するシリンドリカルレンズ１２の位置合わせ（アライメント）を行うことができる。例えば、シリンドリカルレンズ１２のシリンドリカル面１２ａから射出される光Ｌ１がＸ方向に沿った平行光に変換される位置に調整する。

ここで、シリンドリカルレンズ１２は、ＸＹ平面内でのみレンズ効果を生じることから、Ｚ方向において固体光源２ａに対するアライメントを考慮する必要が無い。また、本実施形態において、シリンドリカルレンズ１２は、スペーサ部材３２を介して前段シリンドリカルレンズ８との間隔が所定距離に保持されている。そのため、シリンドリカルレンズ１２は調整時に平坦面１２ｂがスペーサ部材（ガイド部材）３２に接触した状態でスムーズにガイドされてアライメントが容易となる。また、アライメント時にスペーサ部材３２によってシリンドリカルレンズ１２及び前段シリンドリカルレンズ８が接触することが防止される。また、シリンドリカルレンズ１２への光Ｌ１の入射角を一定に保ったまま、シリンドリカルレンズ１２のアライメントを容易に行うことができる。
よって、シリンドリカルレンズ１２における固体光源２ａに対する位置合わせ（アライメント）は１方向（Ｙ方向）のみを考慮すればよいことから簡便なものとなる。本実施形態では、スペーサ部材３２をシリンドリカルレンズ１２を移動させる際のガイド部として用いているが、これに限定されず、ガイドとしては上面２２ａに設けた壁や畝状部でも良い。

以上のようにして、固体光源２ａに対する前段シリンドリカルレンズ８および各シリンドリカルレンズ１２のアライメントが終了した後、上部からＵＶ光を照射し、接着剤を固定する。その後、レンズ押さえ部材、バネ、螺子等を取り外す。なお、レンズ押さえは、接着剤によってシリンドリカルレンズ１２に接着されていても良い。
このようにして、本実施形態に係る光源ユニット１０の組み立てが完了する。

図２に戻り、アフォーカル光学系４は、レンズ４ａ，４ｂから構成されている。回折光学素子６は、計算機合成ホログラム（ＣＧＨ：Computer Generated Hologram）から構成される。

回折光学素子６は、入射した光Ｌ１を回折することによって、後述する光変調装置１０２Ｒに入射する赤色の光（回折光）Ｌ１の強度分布を均一化し、且つ、光変調装置１０２Ｒに入射する光Ｌ１の利用効率を高める機能を有する。

回折光学素子６は、例えば石英（ガラス）や合成樹脂などの光透過性材料からなる基材の表面に、計算機によって設計された微細な凹凸構造を有する表面レリーフ型のホログラム素子からなる。また、回折光学素子６は、回折現象を利用して入射光の波面を変換する波面変換素子である。特に、位相変調型のＣＧＨでは、入射光波のエネルギーをほとんど失うことなく波面変換が可能である。したがって、ＣＧＨは、均一な強度分布や単純な形状の強度分布を発生させることができる。

回折素子パターンは、このような微細な凹凸構造からなり、互いに異なる深さで断面視矩形状に形成された複数の凹部と、これら凹部の間に互いに異なる高さで断面視矩形状に形成された凸部とを有する。回折光学素子６では、回折素子パターンにおいて、凹部の幅及び凹部の深さ（凸部の高さ）を含む設計条件を適宜調整することによって、回折素子パターンに所望の拡散機能を持たせることができる。また、回折素子パターンの設定条件を最適化する手法としては、例えば反復フーリエ法などの演算手法を挙げることができる。

ここで、回折光学素子６には、偏光方向変換素子５から射出された複数の光が入射する。このため、回折光学素子６からは、複数の１次回折光が射出される。また、各１次回折光の主光線は互いに平行である。したがって、本発明では、特に断りがない場合はこれら複数の１次回折光の束を１つの回折光Ｌ２として扱うものとする。また、この回折光Ｌ２の中心部での主光線の方向は、複数の１次回折光の束の中心を通り、且つ、各１次回折光の主光線と平行な方向とする。

また、回折光学素子６は、配光分布が全体として矩形状を為すと共に、この配光分布のアスペクト比（縦横比）が照明対象（光変調装置の画像形成領域）のアスペクト比（縦横比）と一致するような回折光分布を生成する。これにより、矩形状を為す光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂの画像形成領域に対して全体として矩形状を為す照明光を効率的に入射させることができる。

また、回折光学素子６では、回折光学素子６の入射面６ａに対して光Ｌ１を垂直に入射させることが好ましい。光Ｌ１の光軸方向は、入射面６ａと直交している。これにより、上述した回折光Ｌ２を得るためのＣＧＨの回折光学設計が容易となる。

以上のような構成を有する照明装置１０１Ｒによれば、コリメータ光学系３と固体光源２ａとの光軸合せを行う際、各シリンドリカルレンズ１２をそれぞれ第１の方向（シリンドリカルレンズ１２の母線と交差する方向）に移動させるだけで行うことができる。したがって、複数の固体光源２ａのそれぞれに対する光軸合せを簡便且つ確実に行う事ができる。

また、各固体光源２ａから射出される光Ｌ１の最大放射角方向が固体光源２ａの配列方向と直交している。また、前段シリンドリカルレンズ８は、シリンドリカルレンズ１２の母線方向において光Ｌ１を平行化している。したがって、本実施形態によれば、シリンドリカルレンズ１２を小型化することでコスト低減を図ることができる。

また、回折光学素子６としてＣＧＨを用いることによって、重畳光学系７による収差を小さくしながら、より均一な照度分布（明るさ）を有する照明光を生成することができる。そして、このような照明光を照明対象となる上記光変調装置１０２Ｒの画像形成領域に対して効率的に照射することができる。

したがって、この照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂをプロジェクター１００に適用することによって、プロジェクター１００自体も更なる小型化を図りつつ、画像品質に優れた表示を行うことが可能となる。

本実施形態に係るプロジェクター１００では、照明装置１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂの各々から所定の直線偏光の照明光を射出させるため、照明光を光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂに確実に入射させることができる。

なお、本発明の一実施形態を例示して説明したが、本発明は上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

また、上記実施形態では、３つの光変調装置１０２Ｒ，１０２Ｇ，１０２Ｂを備えるプロジェクター１００を例示したが、１つの光変調装置でカラー映像（画像）を表示するプロジェクターに適用することも可能である。さらに、光変調装置としては、上述した液晶パネルに限らず、例えばデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ：米国テキサスインツルメンツ社の登録商標）などを用いることもできる。

また、上記実施形態では、回折光学素子６として、表面レリーフ型ホログラム素子を用いたが、体積ホログラム型素子を用いてもよい。また、表面レリーフ型ホログラムと体積ホログラムとの複合型ホログラム素子を用いてもよい。

２ａ…固体光源（光源）、８…前段シリンドリカルレンズ（第１のシリンドリカルレンズ）、８Ｍ…母線、８ａ，１２ａ…シリンドリカル面（レンズ面）、８ｃ…設置面（第１の平坦面）、９…レンズユニット、１１…ベース部（第１の支持部）、１２…シリンドリカルレンズ（第２のシリンドリカルレンズ）、１２Ｍ…母線、１２ｂ…平坦面（第２の平坦面）、１２ｃ…設置面（第１の平坦面）、２１ａ…上面（第１の平面）、２２ａ…上面（第２の平面）、３１、３２…スペーサ部材（ガイド部）、１００…プロジェクター、１０１Ｒ，１０１Ｇ，１０１Ｂ…照明装置、１０４…投写光学系。

Claims (5)

1. 第１の方向に配列された複数の光源と、
   前記複数の光源からの光が入射する第１のシリンドリカルレンズと、
   前記第１のシリンドリカルレンズからの光が入射するレンズユニットと、
   前記レンズユニットを支持する支持部材と、
   前記支持部材に設けられたガイド部と、を備えた光源装置であって、
   前記ガイド部は、前記第１のシリンドリカルレンズと前記レンズユニットとの間隔を規定するスペーサ部材を含み、
   前記第１のシリンドリカルレンズの母線は前記第１の方向と平行であり、
   前記レンズユニットは、前記複数の光源各々に対応して設けられた複数のシリンドリカルレンズを備え、
   前記複数のシリンドリカルレンズ各々の母線は前記第１の方向と交差し、
   前記複数の光源は第１の発光素子を含み、
   前記複数のシリンドリカルレンズは、前記第１の発光素子に対応する第２のシリンドリカルレンズを含み、
   前記第２のシリンドリカルレンズは、前記複数のシリンドリカルレンズのうち前記第２のシリンドリカルレンズと隣り合うシリンドリカルレンズとは独立して、前記第１の発光素子の配置に応じて配置されており、
   前記第２のシリンドリカルレンズは、シリンドリカル面からなるレンズ面と、前記レンズ面に交差する側面である第１の平坦面と、前記レンズ面に対向する第２の平坦面とを有し、
   前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第１の平坦面が前記支持部材に接触するとともに、前記第２の平坦面が前記第１のシリンドリカルレンズに対向するように、前記支持部材上に配置され、
   前記第２の平坦面の一部が前記スペーサ部材に接触した状態で、前記第２のシリンドリカルレンズが前記支持部材に固定されていることを特徴とする光源装置。
2. 前記複数の光源各々から射出される光の最大放射角方向は、前記第１の方向と交差することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記複数の光源を支持する第１の平面をさらに備え、
   前記第１のシリンドリカルレンズの母線は前記第１の平面と平行であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記支持部材は、前記レンズユニットを支持する第２の平面を備え、前記第１の平面は前記第２の平面と平行であることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 照明光を照射する照明装置と、
   前記照明光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、
   前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、
   前記照明装置として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源装置を用いるプロジェクター。

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