JP2005091383A - 照明装置、及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 光源から照射された光束を効率的に利用可能となる照明装置を提供し、また、投射画像の高輝度化を達成することが可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】 固体光源１０と楕円鏡２０とコリメータレンズ３０とを具備し、楕円鏡２０における第１焦点及び第２焦点のそれぞれの位置に、コリメータレンズ３０の物点と像点とを配置させたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、照明装置、及びプロジェクタに関する。

従来、投光装置等の照明装置においては、楕円リフレクタに凹レンズを付加した構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この投光装置は、楕円リフレクタの焦点（第１焦点）に光源等の発光部を配設させて、当該楕円リフレクタの第１焦点と第２焦点との間に凹レンズを配設するようにしたものである。
このような投光装置においては、光源を覆うガラスの部分にレンズ効果があり、そのガラスによりできた発光部の像の位置に、凹レンズの焦点位置が配置されている。また、楕円リフレクタの第２焦点位置と、凹レンズの焦点位置とを一致させることにより、凹レンズから平行光を取り出すようになっている。
特開平１０−３１１９４４号公報

しかしながら、上記従来技術においては、光源の発光部を覆うガラス部分のレンズ効果は実像を結ばずに虚像となる。このため、凹レンズの焦点位置にランプの発光部の像を結ぶことができないので、凹レンズから平行光を取り出すのが困難になるという問題がある。更に、照明装置のコンパクト化を図るために固体光源を用いた場合には、発光部をパッケージすることによって結像不可能な虚像が発光部の周辺に生じてしまうだけでなく、パッケージのレンズ効果によって正像を作り出すことができないという問題がある。従って、上記特許文献に固体光源を単に用いるだけでは、好適な平行光を取り出すのが困難であり、発光光の利用効率が低いという問題があった。
また、投射型表示装置に代表されるプロジェクタにおいては、当該プロジェクタを構成する照明装置における発光光の利用効率が、スクリーン上に投射された画像の輝度に直接的に影響を与えてしまうことから、プロジェクタによる投射画像の高輝度化を達成するためにも照明装置の発光光を高効率的に利用することが求められていた。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、光源から照射された光束を効率的に利用可能となる照明装置を提供し、また、投射画像の高輝度化を達成す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。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
本発明の照明装置は、固体光源と楕円鏡とコリメータレンズとを具備し、前記楕円鏡における第１焦点及び第２焦点のそれぞれの位置に、前記コリメータレンズの物点と像点とを配置させたことを特徴としている。
ここで、物点とは固体光源における発光点を意味し、像点とはコリメータレンズを通過した発光光が結像する結像点を意味する。
また、第１焦点とは楕円鏡における発光点を意味し、第２焦点とは楕円鏡によって反射された発光光が照明される照明対象位置を意味する。
このようにすれば、発光点が第１焦点及び物点に配置されているので、発光光はコリメータレンズを介する場合と、楕円鏡に反射する場合と、によって第２焦点に集光する。従って、第２焦点に位置する照射面（照明範囲）に対して好適に発光光を照射させることが可能となり、発光光の利用効率を向上させることができる。

また、前記照明装置においては、前記コリメータレンズの焦点距離は、

を満たすことが好ましい。ただし、ｆ１は前記楕円鏡における第１焦点の焦点距離であり、ｆ２は前記楕円鏡における第２焦点の焦点距離であり、ｆ３は前記コリメータレンズの焦点距離であり、β３はコリメータレンズの倍率である。
ここで、コリメータレンズの倍率β３とは、発光光が当該コリメータレンズを介することにより像点に形成される像が所定の照明範囲内や照明領域内に入るように調整されたものであって、楕円鏡の第１焦点や第２焦点等の種種の条件に合うように調整されたものではない。
従って、予め所定の照明領域があって、それに合わせこむためにコリメータレンズの倍率β３を設定し、当該倍率β３に応じた焦点距離ｆ３が上記の数式によって自ずと決まる。即ち、焦点距離ｆ３が決まることによって、好適な位置に、好適な条件で発光点から発光光を集光させることができる。

また、前記照明装置においては、光軸方向に対する前記固体光源の配光角度が９０°以下である場合において、前記コリメータレンズの直径は、

を満たすことが好ましい。ただし、α３は前記コリメータレンズの直径である。
このようにすれば、発光点からの配光特性が光軸方向に対して９０°以下であるので、第１焦点の位置において楕円鏡が最小径となる。また、コリメータレンズの直径は楕円鏡の最小径からの反射光がコリメータレンズに当らないように決められる。
従って、コリメータレンズを具備する楕円鏡の設計条件として、コリメータレンズでコリメートする光と、楕円鏡で反射させる光とを明確に分ける光学配置とすることができる。

また、本発明の照明装置においては、光軸方向に対する前記固体光源の配光角度が９０°より大きい場合に前記コリメータレンズの直径が当該配光角度に応じた前記楕円鏡の開口径から前記コリメータレンズの直径が決定されていることが好ましい。
このようにすれば、発光点からの配光特性が光軸方向に対して９０°より大きいので、第１焦点よりも外側（第２焦点に対向しない側）において楕円鏡が最小径となる。また、コリメータレンズの直径は楕円鏡の最小径からの反射光がコリメータレンズに当らないように決められる。
従って、コリメータレンズを具備する楕円鏡の設計条件として、コリメータレンズでコリメートする光と、楕円鏡で反射させる光とを明確に分ける光学配置とすることができる。

また、本発明の照明装置においては、前記コリメータレンズを保持する保持部材によって前記楕円鏡の内部に前記コリメータレンズが配置されたことが好ましい。
ここで、保持部材の材質としては、透明性を有する材料が好ましく、その屈折率は楕円鏡内の空間の屈折率と同程度であることが好ましい。
このようにすれば、コリメータレンズを所望の位置に配置することが可能となる。

また、本発明のプロジェクタは、上述の照明装置と、当該照明装置から照射された光が入射する光変調手段とを備えたことを特徴としている。
このようなプロジェクタにおいては、照明装置における発光光の利用効率が、スクリーン上に投射された画像の輝度に直接的に影響を与えてしまうという特性を有している。
従って、上記の照明装置をプロジェクタに採用することにより、上述した照明装置によって固体光源による発光光の全てを第２焦点の照射面（照射範囲）に照射するので、発光光の殆ど全てを画像表示に利用することが可能となる。従って、照明装置の発光光を高効率的に利用できるので、投射画像の高輝度化を達成できる。

また、前記プロジェクタにおいては、異なる発光光を照射する複数の前記照明装置を具備することが好ましい。
ここで、例えば、複数の照明装置としてＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の発光光を照射する照明装置を具備した場合には、当該ＲＧＢの発光光を合成させた画像を形成して、投射することが可能となる。

また、前記プロジェクタにおいては、前記照明装置と前記光変調手段との間に、照明対象位置の照明範囲外に設けられた反射板を具備することが好ましい。
このようにすれば、照明範囲外に漏れる光を光源側に戻し、再照明させて、リサイクルすることにより、照明光率を高めることが可能となる。

また、前記プロジェクタにおいては、前記照明装置と前記光変調手段との間に、偏光変換手段を具備することが好ましい。
このようにすれば、偏光変換手段によって、偏光交換が行われるので、偏光を揃えた照明が可能となる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。

［照明装置の第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る照明装置の側面断面図である。本実施形態に係る照明装置１は、主に、固体光源１０と、固体光源１０から照射された光を反射して所定位置に集光させる楕円リフレクタ（楕円鏡）２０と、固体光源１０から照射された光を屈折させて所定位置に集光させるコリメータレンズ３０とによって構成されている。
なお、以下の説明では、図１の紙面上において左右方向がＸ方向、上下方向がＹ方向とし、特に右方向を＋Ｘ方向、左方向を−Ｘ方向として説明する。

固体光源１０としては、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）素子等の固体光源が採用される。また、ＬＥＤ素子は、主に、ｐ型半導体およびｎ型半導体を接合したＬＥＤチップと、Ａｌ等の導電材料からなる一対の電極と、樹脂等の透明材料からなるパッケージとによって構成されている。ＬＥＤチップの一方端面は、一対の電極のうち一方の電極の上面に面接合されている。また、ＬＥＤチップの他方端面と、一対の電極のうち一方の電極の上面とは、ワイヤボンディングによって接続されている。そして、一対の電極およびＬＥＤチップの全体が、パッケージによって密閉封止されている。このパッケージは、全体をエポキシ等の熱硬化性樹脂によって形成してもよいし、固体カバーの内部にジェル等を注入して形成してもよい。なお、一対の電極からパッケージの外部にリードフレームが引き出され、外部からの通電が可能になっている。
なお、固体光源１０として、レーザーを用いた光源を採用してもよい。

ＬＥＤは、接合部に電流が流れると光を放射するダイオードである。単純なホモ接合構造のＬＥＤは、ｐ型半導体およびｎ型半導体の結晶が同じ材料で構成されたものである。ホモ接合構造のＬＥＤに順バイアス電圧を印加すると、ｎ型半導体の電子がｐ型半導体に移動し、エネルギーの高い伝導帯からエネルギーの低い価電子帯に落ちて正孔と再結合する。その際に失われるエネルギーが光として放出され、ＬＥＤが発光する。なお、放出される光の色は伝導帯と価電子帯のエネルギー差（バンドギャップ）に左右され、バンドギャップは使用する半導体材料によって決定される。たとえば、ＡｌＧａＡｓ等を使用すれば赤色に発光し、ＧａＰ等を使用すれば緑色に発光し、ＩｎＧａＮ等を使用すれば青色に発光する。このように、ＬＥＤは単色固体光源となる。

なお、ホモ接合構造のＬＥＤでは発光効率が低いため、固体光源１０にはダブルへテロ接合構造や量子井戸接合構造のＬＥＤを採用するのが好ましい。ダブルへテロ接合構造のＬＥＤは、ｐ型半導体およびｎ型半導体の間に、バンドギャップの小さい活性層を挟み込んだものである。ダブルへテロ接合構造のＬＥＤに順バイアス電圧を印加すると、電子および正孔は活性層に閉じ込められて密度が高くなる。これにより、効率よく再結合が行われて高い発光効率を得ることができる。また、量子井戸接合構造のＬＥＤは、ｐ型半導体およびｎ型半導体の間に、電子の波長（約１０ｎｍ）程度に薄い複数の半導体層を挟み込んだものである。量子井戸接合構造のＬＥＤに順バイアス電圧を印加すると、所定のエネルギーを有する電子および正孔のみを接合領域に集めることができる。これにより、効率よく再結合が行われて高い発光効率を得ることができる。また、波長幅が小さく単色に近い光を得ることができる。このように発光効率の高いＬＥＤを、プロジェクタ等の投射型表示装置の固体光源として採用することにより、画像の輝度を向上させるとともに、消費電力を低下させることができる。

固体光源１０の側方には、楕円リフレクタ（楕円鏡）２０が配置されている。楕円リフレクタ２０の内面は、固体光源からの光を反射しうるように鏡面状態とされている。そして、後述するように楕円リフレクタ２０の第１焦点位置に固体光源１０の発光点が配置されている。また、本実施形態においては、固体光源１０の光源に対する配光角度（配光特性）θが９０°以下であるので、固体光源１０の配光角度θより＋Ｘ方向（発光光の出射方向）のみに楕円リフレクタ２０を設けた構成となっている。この場合、固体光源１０の発光点より−Ｘ方向（固体光源の背面方向）には孔部２２が形成される。なお、この孔部２２を通してリフレクタ外部の空気が内部に流入し、固体光源１０が冷却される。これにより、固体光源１０の寿命を延長することができる。また、固体光源１０を冷却することにより発光効率を向上させることができる。

一方、図１に示すように、固体光源１０における発光光の出射側にはコリメータレンズ３０が配置されている。コリメータレンズ３０は、固体光源１０から放射状に照射された光を屈折させるものである。このコリメータレンズ３０は、ガラスや樹脂等の透明材料からなるパイプ（保持部材）３５の後端に固定されている。また、パイプ３５の前端は、楕円リフレクタ２０に固定されており、楕円リフレクタ２０の内部にコリメータレンズ３０が所望の位置で設置されている。なお、パイプ３５は透明材料で形成されているので、固体光源１０から照射された光はパイプ３５を透過して楕円リフレクタに入射する。したがって、固体光源１０からの光の利用効率を低下させることがない。

そして、本実施形態においては、固体光源１０の発光点とコリメータレンズ３０の物点とが楕円リフレクタ２０の第１焦点位置に配置されていると共に、当該コリメータレンズ３０の像点が楕円リフレクタ２０の第２焦点位置に配置されていることを特徴点としている。
当該特徴点を数式化すると、

を満たすようになっている。ただし、ｆ１は楕円リフレクタ２０における第１焦点位置（焦点距離）であり、ｆ２は楕円リフレクタにおける第２焦点位置（焦点距離）であり、ｆ３はコリメータレンズ３０の焦点距離である。

ここで、ニュートンの式

と、コリメータレンズ３０の倍率の式

と、を（数３）に代入することにより、

が得られる。β３はコリメータレンズの倍率である。また、倍率β３は、固体光源１０の発光光がコリメータレンズ３０を介することにより像点に形成される像が、所定の照明範囲内や照明領域内に入るように調整されたものである。
このように、コリメータレンズ３０の焦点距離は、レンズの倍率β３と楕円リフレクタ２０の第１焦点位置及び第２焦点位置によって規定することが可能となる。

また、本実施形態においては、固体光源１０の配光角度θが９０°以下であるので、９０°配光の発光光が楕円リフレクタ２０に反射してコリメータレンズ３０を介さずに第２焦点に集光することを考慮すると、符号４０に示す光が第２焦点ｆ２に集光するようにコリメータレンズ３０の直径α３を決定する必要がある。従って、

に示す相似関係が得られる。ただし、Ａは孔部２２の直径である。ここで、孔部直径Ａと第１及び第２焦点位置ｆ１、ｆ２との関係は、

が成り立つので、（数８）を（数７）に代入し、これらの式からコリメータレンズ３０の直径α３が次式のように決定する。

次に、本実施形態に係る照明装置１の作用について説明する。
固体光源１０から照射状に出射した発光光のうち、光軸から角度θ１の範囲内で照射された光４１はコリメータレンズ３０に入射する。コリメータレンズ３０はこの光４１を屈折させて当該コリメータレンズの後方（＋Ｘ方向）に出射させて、第２焦点位置の像点に集光させる。
一方、光軸から角度θ１の範囲外に照射された光４２は楕円リフレクタ２０に入射する。楕円リフレクタ２０はこの光を反射することにより楕円リフレクタ２０の後方（＋Ｘ方向）に出射させて、第２焦点位置の像点に集光させる。
また、光軸から９０°の角度で照射された光４０は楕円リフレクタ２０に入射する。楕円リフレクタ２０はこの光を反射することにより楕円リフレクタ２０の後方（＋Ｘ方向）に出射させて、第２焦点位置の像点に集光させる。

上述したように、本実施形態の照明装置１においては、楕円リフレクタ２０における第１焦点及び第２焦点のそれぞれの位置に、コリメータレンズ３０の物点と像点とを配置させた構成を有しているので、固体光源１０からの発光光はコリメータレンズ３０を介する場合と、楕円リフレクタ２０に反射する場合とによって第２焦点に集光する。従って、第２焦点に位置する照射面（照明範囲）に対して好適に発光光を照射させることが可能となり、発光光の利用効率を向上させることができる。
また、上記（数６）に示したようにコリメータレンズ３０の倍率β３に応じて焦点距離ｆ３が決定されているので、好適な位置に好適な条件で発光点からの発光光を集光させることができる。
また、上記（数９）に示したようにコリメータレンズ３０の直径α３が決定されているので、コリメータレンズ３０を具備する楕円リフレクタ２０の設計条件として、コリメータレンズ３０でコリメートする光と、楕円リフレクタ２０で反射させる光とを明確に分ける光学配置とすることができる。

［照明装置の第２実施形態］
図２は、第２実施形態に係る照明装置の側面断面図である。
本実施形態と第１実施形態との相違点について説明すると、第１実施形態における固体光源１０の配光角度が９０°以下である場合の照明装置であるのに対して、本実施形態は配光角度が９０°よりも大きい場合の照明装置を示すものである。
本実施形態において、第１実施形態と同一構成については同一符号を付して説明を簡略化する。

図２に示すように照明装置１’においては、固体光源１０の配光角度θが９０°より大きいので、固体光源１０の背面側（−Ｘ方向）に発光した発光光が楕円リフレクタ２０に反射してコリメータレンズ３０を介さずに第２焦点に集光することを考慮すると、符号４３に示す光が第２焦点ｆ２に集光するようにコリメータレンズ３０の直径α３’を決定する必要がある。従って、

に示す相似関係が得られる。ただし、Ａ’は孔部２２の直径であり、Ｘ’は孔部２２のＸ座標値である。
更に、非球面式

に第１及び第２焦点位置を代入すると、

が得られる。
そして、固体光源１０の配光角度θが９０°より大きいので、９０°より大きい配光の発光光が楕円リフレクタ２０に反射してコリメータレンズ３０を介さずに第２焦点に集光することを考慮すると、符号４３に示す光が第２焦点ｆ２に集光するようにコリメータレンズ３０の直径α３’を決定する必要がある。従って、

に示す相似関係が得られる。
このように（数１２）と（数１３）からコリメータレンズ３０の直径α３’を求めることにより、配光角度が９０°以上である場合に応じて、楕円リフレクタの開口径からコリメータレンズ３０の直径α３’が決定される。
従って、コリメータレンズ３０を具備する楕円リフレクタ２０の設計条件として、コリメータレンズ３０でコリメートする光と、楕円リフレクタ２０で反射させる光とを明確に分ける光学配置とすることができる。

［プロジェクタの第１実施形態］
図３は、本発明に係る照明装置を備えたプロジェクタの第１実施形態の説明図である。
図３に示すようにプロジェクタ１０１は、上記実施形態に記載した照明装置１０５、１０６、１０７と、ロッドインテグレータ１０８と、画像形成装置として機能する液晶ライトバルブ（光変調手段）１０９、１１０、１１１と、クロスダイクロイックプリズム１１２と、スクリーンに画像を投射する投射レンズ１１３とを有した構成となっている。
ここで、照明装置１０５、１０６、１０７のそれぞれは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の固体光源１０と、楕円リフレクタ２０と、コリメータレンズ３０とを具備しており、上記実施形態に記載したように、楕円リフレクタ２０における第１焦点及び第２焦点のそれぞれの位置に、コリメータレンズ３０の物点と像点とを配置させた構成なっている。
また、ロッドインテグレータ１０８は、光束を分割して異なる経路を通した後に、再合成することで光の強度と位置との相関関係（強度分布）を解消し、輝度の均一化を達成するものである。
また、液晶ライトバルブ１０９、１１０、１１１は、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶材料が狭持されたものであり、ＴＦＴ基板のスイッチング機能に応じて液晶材料の配向を変化させることによって照明装置１０５、１０６、１０７の照明光を変調するものである。
クロスダイクロイックプリズム１１２は、液晶ライトバルブ１０９、１１０、１１１を介して入射する光を合成するものである。また、当該合成された光は投射レンズ１１３を介してスクリーンに画像を合成される。

このように構成されたプロジェクタ１０１においては、赤色の照明を行う照明装置１０５からの光束は、ロッドインテグレータ１０８を介して液晶ライトバルブ１１０に入射する。また、緑色の照明を行う照明装置１０６からの光束は、ロッドインテグレータ１０８を介して液晶ライトバルブ１１１に入射する。青色の照明を行う照明装置１０７からの光束は、ロッドインテグレータ１０８を介して液晶ライトバルブ１０９に入射する。
また、各液晶ライトバルブ１０９、１１０、１１１の入射側および出射側には、偏光板（不図示）が配置されている。そして、各照明装置１０５、１０６、１０７からの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブに入射する。

各液晶ライトバルブ１０９、１１０、１１１によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に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十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投写光学系である投射レンズ１１３により投写スクリーン上に投写され、拡大された画像が表示される。

このようなプロジェクタ１０１においては、照明装置１０５、１０６、１０７における発光光の利用効率が、スクリーン上に投射された画像の輝度に直接的に影響を与えてしまうという特性を有している。
従って、先の実施形態に記載した照明装置１０５、１０６、１０７をプロジェクタ１０１に採用することにより、上述した照明装置によって固体光源１０による発光光の全てを第２焦点の照射面（照射範囲）に照射するので、発光光の殆ど全てを画像表示に利用することが可能となる。従って、照明装置の発光光を高効率的に利用できるので、投射画像の高輝度化を達成できる。
また、このようなプロジェクタ１０１においては、異なる発光光（ＲＧＢ）を照射する複数の照明装置を具備しているので、ＲＧＢの発光光を合成させた画像を形成して、投射することができる。

［プロジェクタの第２実施形態］
図４は、本発明に係る照明装置を備えたプロジェクタの第２実施形態の説明図である。
本実施形態は、先に記載のプロジェクタの第１実施系形態の構成に返しミラー（反射板）を設けた構成となっている。本実施形態では、同一構成には同一符号を付して、説明を簡略化する。
図４に示すようにプロジェクタ１０２においては、返しミラー１１４がロッドインテグレータ１０８の光の入口周りに設けられた構成となっている。従って、この構成によれば、ロッドインテグレータ１０８の入口から照明光が外れた場合に、返しミラー１１４光を照明装置１０５、１０６、１０７に戻し、再照明させて光をリサイクルさせることが可能となる。

［プロジェクタの第３実施形態］
図５は、本発明に係る照明装置を備えたプロジェクタの第２実施形態の説明図である。
本実施形態は、先に記載のプロジェクタの第１実施系形態の構成に偏光変換手段（ＰＢＳ）１１５を設けた構成となっている。本実施形態では、同一構成には同一符号を付して、説明を簡略化する。
ここで、ＰＢＳ（Polarized Beam Splitter）とは、偏光分離膜と反射膜とを有する複数のＰＢＳと１／２波長板等の位相差板とが組み合わされたものであって、光源からの光に含まれるｐ偏光、ｓ偏光（直線偏光）のうちの一方を偏光変換して他方の偏光に揃える機能を有するものである。
図５に示すようにプロジェクタ１０３においては、ロッドインテグレータ１０８の照明光入射部にＰＢＳ１５を有しているので、入射した照明光をＰＢＳ１５で偏光方向を揃えることができる。従って、入射側偏光板で反射された光束をリサイクルして液晶ライトバルブに入射させることが可能になり、光の利用効率を向上させることができる。

本発明の照明装置の第１実施形態を示す側断面図。 本発明の照明装置の第２実施形態を示す側断面図。 本発明のプロジェクタの第１実施形態を示す説明図。 本発明のプロジェクタの第２実施形態を示す説明図。 本発明のプロジェクタの第３実施形態を示す説明図。

符号の説明

１、１’、１０５、１０６、１０７…照明装置
１０…固体光源
２０…楕円リフレクタ（楕円鏡）
３０…コリメータレンズ
１０１、１０２、１０３…プロジェクタ
１０９、１１０、１１１…液晶ライトバルブ（光変調手段）
１１４…返しミラー（反射板）
１１５…ＰＢＳ（偏光変換手段）

Claims (9)

1. 固体光源と楕円鏡とコリメータレンズとを具備し、前記楕円鏡における第１焦点及び第２焦点のそれぞれの位置に、前記コリメータレンズの物点と像点とを配置させたことを特徴とする照明装置。
2. 前記コリメータレンズの焦点距離は、
   

   

   を満たすことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
   ただし、ｆ１は前記楕円鏡における第１焦点の焦点距離であり、ｆ２は前記楕円鏡における第２焦点の焦点距離であり、ｆ３は前記コリメータレンズの焦点距離であり、β３はコリメータレンズの倍率である。
3. 光軸方向に対する前記固体光源の配光角度が９０°以下である場合において、前記コリメータレンズの直径は、
   

   

   を満たすことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
   ただし、α３は前記コリメータレンズの直径である。
4. 光軸方向に対する前記固体光源の配光角度が９０°より大きい場合において、前記コリメータレンズの直径は、当該配光角度に応じた前記楕円鏡の開口径から前記コリメータレンズの直径が決定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の照明装置。
5. 前記コリメータレンズを保持する保持部材によって、前記楕円鏡の内部に前記コリメータレンズが配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の照明装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の照明装置と、
   当該照明装置から照射された光が入射する光変調手段と、
   を備えたことを特徴とするプロジェクタ。
7. 異なる発光光を照射する複数の前記照明装置を具備することを特徴とする請求項６に記載のプロジェクタ。
8. 前記照明装置と前記光変調手段との間に、照明対象位置の照明範囲外に設けられた反射板を具備することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のプロジェクタ。
9. 前記照明装置と前記光変調手段との間に、偏光変換手段を具備することを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載のプロジェクタ。

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