JP2005241739A - 光源装置及びこれを用いたプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 ロッドインテグレータ等の光学部品を設けるまでもなく均一で高輝度の光源光を液晶ライトバルブ等の任意形状の対象に供給することができる光源装置を提供すること。
【解決手段】 照明装置を構成するＬＥＤパッケージ２１ｆが、矩形の開口ＯＰを有するカバー・ミラー６５ｃを射出側に備えるので、ミラー部材６３やカバー・ミラー６５ｃ等の働きによって、ＬＥＤ素子２１ｈからの発光光を開口ＯＰに導いて通過させることができ、発光光をＬＥＤパッケージ２１ｆ外にロスなく射出させることができる。また、選択的反射部６５ｂやミラー部材６３、正面透過部６５ａ等の働きによって、ＬＥＤ素子２１ｈからの発光光をＬＥＤパッケージ２１ｆの正面方向に高輝度で出力することができる。よって、液晶ライトバルブを均一かつ高効率で照明することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、液晶ライトバルブその他の光変調装置を照明等するための光源装置、及びこれを照明装置として組み込んだプロジェクタに関する。

ＬＥＤ光源として、モールド樹脂の前方界面に、発光光を直接外部に射出させるレンズ状の直接出射領域と、当該直接出射領域の周囲に発光光を全反射させる全反射領域とを設けたものが存在する（特許文献１，２参照）。このようなＬＥＤ光源では、発光素子から正面方向に射出された発光光は、直接出射領域を通過して正面側に射出される。また、発光素子から斜め方向に射出して全反射領域で反射された発光光は、モールド樹脂の背面に形成された凹面鏡で再度反射されて集光されつつ全反射領域を通過して正面側に射出される。
特開２００２−９４１２９号公報 特開２００２−１３４７９３号公報

しかし、上記のようなＬＥＤ光源から射出される光源光は、円形断面となっており、これを例えば矩形画像を投射するプロジェクタの光源として用いようとした場合、ロッドインテグレータ、集光レンズ等の光学部品によって光源光を効率的に回収しつつ均一化して矩形の液晶ライトバルブを照明する必要がある。

そこで、本発明は、ロッドインテグレータ、集光レンズ等の光学部品を設けるまでもなく均一で高輝度の光源光を液晶ライトバルブ等の任意形状の対象に供給することができる光源装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記のような光源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、本発明に係る光源装置は、（ａ）発光素子の光軸に沿った正面前方に射出される発光光を透過させる正面透過部と、発光素子の斜め前方に射出される発光光を全反射条件を利用して後方に反射する選択的反射部とを有する樹脂封止部材と、（ｂ）発光素子の側方及び後方の少なくとも一方に配置されるとともに、選択的反射部で全反射された発光素子からの発光光を前側に折り返すように反射する回収用反射部材と、（ｃ）発光素子からの発光光を樹脂封止部材外に射出させる際の光射出領域の輪郭を所定形状に制限する射出制限手段とを備える。

上記光源装置では、射出制限手段が発光素子からの発光光を樹脂封止部材外に射出させる際の光射出領域の輪郭を所定形状に制限するので、光源装置からの射出光をそのまま直接的に或いは投影によって間接的に対象に照射することで、対象の形状にかかわらず対象を無駄なく照明することができる。この際、回収用反射部材が、選択的反射部で全反射された発光素子からの発光光を前側に折り返すように反射するので、斜め前方に射出される発光光は選択的反射部及び回収用反射部材で反射されて選択的反射部を通過させることができる。なお、発光素子から正面前方に射出される発光光は正面透過部を経てそのまま直進する。これにより、発光素子からの発光光は、光射出領域から正面方向に効率よく射出される。

本発明の具体的態様では、上記光源装置において、射出制限手段が、回収用反射部材と協動して発光素子からの発光光を反射することによって、発光素子からの発光光を前側に導く補助反射部材であり、光射出領域に対応する開口を有する。この場合、発光素子からの発光光を補助反射部材での反射によってロスなく光射出領域である開口に導くことができる。

本発明の別の具体的態様では、補助反射部材の開口が、被照射対象の外形形状に相似な所定形状を有し、選択的反射部が、当該開口を覆うように設けられている。この場合、選択的反射部等を利用して発光素子の正面方向に配置された被照射対象をその輪郭に応じて効率的に照明することができる。

本発明のさらに別の具体的態様では、回収用反射部材が、選択的反射部で全反射された発光光を前方に反射する凹面ミラーである。この場合、発光素子からの発光光を所望の発散角にして選択的反射部を透過させることができる。なお、正面透過部の表面形状等の設定によって発光素子から正面に射出する発光光も所望の発散角にすることができる。

本発明のさらに別の具体的態様では、回収用反射部材が、円形の輪郭を有する凹面ミラーであり、補助反射部材は、凹面ミラーと同一径を有するとともに開口を中央に有する凹面又は凸面の湾曲ミラーである。この場合、回収用反射部材の曲率等を考慮して選択的反射部を透過する発光光の発散角を一定範囲で調整することができる。

本発明のさらに別の具体的態様では、回収用反射部材が、円形の輪郭を有する凹面ミラーであり、補助反射部材は、凹面ミラーと同一径を有するとともに開口を中央に有する円形の平面ミラーである。この場合、樹脂封止部材の表面を平坦にして開口を有する平面ミラーで覆うだけの簡単な構造で効率的な光源を実現することができる。

本発明のさらに別の具体的態様では、回収用反射部材が、円形の輪郭を有する凹面ミラーであり、補助反射部材が、凹面ミラーと同一径を有するとともに開口を中央に有し、複数の段差を設けた階段状のミラーである。この場合、非連続面である階段状のミラーによって、選択的反射部を透過する発光光の状態を調整することができる。

本発明のさらに別の具体的態様では、樹脂封止部材が、開口を光軸方向に延長した形状に対応する側面を有し、補助反射部材が、樹脂封止部材の側面上に形成したミラーである。この場合、樹脂封止部材自体の形状を被照射対象に適合させて、樹脂封止部材の側面上にミラーを形成するでだけで、発光素子の正面方向に配置された被照射対象を効率的に照明することができる。

また、本発明に係るプロジェクタは、（ａ）上述した光源装置からの発光光を照明光として射出する照明装置と、（ｂ）照明装置からの照明光によって照明される光変調装置と、（ｃ）光変調装置で変調された像光を投射する投射光学系とを備える。

上記プロジェクタでは、光変調装置を照明するため、照明装置が上述の光源装置を備えることによって光源光を射出する。ここで、光源装置は、対象である光変調装置の形状にかかわらず光変調装置を無駄なく照明することがでできる。つまり、ロッドインテグレータ、集光レンズ等の光学部品を設けるまでもなく、均一で高輝度の光源光によって液晶ライトバルブ等の光変調装置を照明することができ、簡易な構造によって高画質の画像を投射することができる。

また、本発明に係る別のプロジェクタは、（ａ）各色ごとに設けた上述の光源装置からの各色の発光光を各色の照明光としてそれぞれ射出する各色の照明装置と、（ｂ）各色の照明装置からの各色の照明光によってそれぞれ照明される各色の光変調装置と、（ｃ）各色の光変調装置で変調された各色の像光を合成して射出する光合成光学系と、（ｄ）光合成光学系を経て合成された像光を投射する投射光学系とを備える。

上記プロジェクタでは、各色の光変調装置を照明するため、各色の照明装置が上述の光源装置を備えることによって各色の光源光を射出する。ここで、各光源装置は、対応する光変調装置の形状にかかわらず光変調装置を無駄なく照明することができる。つまり、ロッドインテグレータ、集光レンズ等の光学部品を設けるまでもなく、均一で高輝度の光源光によって液晶ライトバルブ等の光変調装置を照明することができ、簡易な構造によって高画質の画像を投射することができる。

〔第１実施形態〕
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、像形成部３０と、投射レンズ４０と、制御装置５０とを備える。

照明装置２０は、ＬＥＤパッケージ２１ｆを支持基板２１ｇ上に取り付けた光源装置からなる。このＬＥＤパッケージ２１ｆは、支持基板２１ｇを介して光源駆動装置２７から電力の供給を受けており、発光装置として、光源光である白色光を発生する。ＬＥＤパッケージ２１ｆからの白色光は、そのまま照明光ＩＬとして、このＬＥＤパッケージ２１ｆに対向配置された像形成部３０の液晶ライトバルブ３１に入射する。これにより、液晶ライトバルブ３１に設けた矩形の被照射領域が均一な分布の白色光によって照明される。

図２（ａ）は、ＬＥＤパッケージ２１ｆの上部の側方断面図であり、図２（ｂ）は、同ＬＥＤパッケージ２１ｆの平面図である。図示したＬＥＤパッケージ２１ｆの上部は、樹脂封止部材である上部樹脂封止体６５からなり、断面を上向きにした略半球状の外観を有する。上部樹脂封止体６５の底部には、円形輪郭の凹面鏡であるミラー部材６３が固定されており、このミラー部材６３の中央開口の前方に、ＬＥＤ素子２１ｈが内蔵された状態で固定されている。

上部樹脂封止体６５の頂部には、ドーム状の突起である正面透過部６５ａと、正面透過部６５ａの周囲に形成された矩形輪郭の選択的反射部６５ｂと、選択的反射部６５ｂのさらに周囲に形成された補助反射部材である円形輪郭のカバー・ミラー６５ｃとが形成されている。このうち、正面透過部６５ａは、その突起形状がレンズとして作用し、ＬＥＤ素子２１ｈの光軸ＯＡに沿った正面前方に射出される発光光をコリメートした状態或いは所望の広がり角（発散角）でＬＥＤパッケージ２１ｆ外部に射出させる。次の選択的反射部６５ｂの内角は、ＬＥＤ素子２１ｈからの直接の入射光に対して全反射条件を満たすようになっている。つまり、選択的反射部６５ｂは、ＬＥＤ素子２１ｈの光軸ＯＡに対して傾いた斜め前方に射出される発光光を後方に反射することによって上部樹脂封止体６５内に戻すミラーとして機能する。なお、選択的反射部６５ｂは、上部樹脂封止体６５の屈折率を適当に調節することによって単なる平坦面として形成することもできるが、上部樹脂封止体６５上面を被覆する高屈折率層から形成することもできる。最後のカバー・ミラー６５ｃは、ＬＥＤ素子２１ｈから直接的又は間接的に入射する発光光を完全に反射する射出制限手段である。つまり、カバー・ミラー６５ｃは、上部樹脂封止体６５外に発光光を射出させる際の光射出領域の輪郭を、選択的反射部６５ｂの矩形の輪郭形状に対応するものに制限することができる。このため、カバー・ミラー６５ｃは、選択的反射部６５ｂすなわち光射出領域の形状に対応させた開口ＯＰを有しており、この開口ＯＰは、液晶ライトバルブ３１の有効画像領域である被照射領域の形状と相似な矩形形状を有している。

背面のミラー部材６３は、回収用反射部材であり、ＬＥＤ素子２１ｈの側方及び後方を囲むように配置されている。このミラー部材６３は、選択的反射部６５ｂで全反射されたＬＥＤ素子２１ｈからの発光光を正面前方に折り返すように反射することより、この発光光を選択的反射部６５ｂをコリメートした状態或いは所望の広がり角で透過させ、光軸ＯＡに略沿った状態でＬＥＤパッケージ２１ｆ外に射出させる。また、ミラー部材６３は、選択的反射部６５ｂだけでなく、その外側のカバー・ミラー６５ｃで完全に反射された発光光も前方に折り返すように反射する。つまり、ミラー部材６３とカバー・ミラー６５ｃとの協働によって、ＬＥＤ素子２１ｈからの発光光を漏れなく選択的反射部６５ｂに導いて透過させることができ、ＬＥＤ素子２１ｈからの発光光をＬＥＤパッケージ２１ｆ外にロスなく射出させることができる。以上から明らかなように、選択的反射部６５ｂを通過してＬＥＤパッケージ２１ｆ外に射出される照明光ＩＬや、正面透過部６５ａを通過する照明光ＩＬは、光軸ＯＡに沿って概ね平行でほとんど発散しない高輝度の光束となっている。

ＬＥＤ素子２１ｈは、固体光源チップＳＣと、これを支持するリードフレームＬＦとからなる。固体光源チップＳＣは、ＲＧＢの３色を発光する３つの発光領域からなるものであってもよいが、Ｂ色を発光するものとすることもできる。後者のようにＢ色を発光するものとした場合、固体光源チップＳＣ周辺の封止樹脂を単なる透明樹脂ではなく、Ｂ色を黄色光（すなわちＲ光やＧ光）に変換する蛍光体を含有する樹脂とする。

図１に戻って、像形成部３０は、光透過型の光変調装置である液晶ライトバルブ３１からなり、素子駆動装置３８に駆動されて照明光の偏光方向を画素単位で切替えることにより、照明装置２１からの均一な照明光ＩＬを２次元的に変調する。ここで、液晶ライトバルブ３１は、画素ごとに適当な配列でカラーフィルタを形成したものであり、白色の照明光ＩＬからカラー画像を形成することができる。なお、液晶ライトバルブ３１の入射側には、その入射面に対向して第１偏光フィルタ３６ａが配置されており、液晶ライトバルブ３１を特定方向の偏光成分によって照明することができる。また、液晶ライトバルブ３１の射出側には、その射出面に対向して第２偏光フィルタ３６ｂが配置されており、液晶ライトバルブ３１を通過した特定方向に直交する方向の偏光成分のみを読み出すことができる。

投射レンズ４０は、投射光学系として、像形成部３０から射出した偏調光である像光をスクリーン（不図示）に適当な拡大率で投影する。つまり、プロジェクタ１０によって、液晶ライトバルブ３１によって形成されたカラー画像が、動画又は静止画としてスクリーン上に投射される。

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ＬＥＤパッケージ２１ｆからの照明光ＩＬは、対向する液晶ライトバルブ３１に入射する。液晶ライトバルブ３１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によって変調されて２次元的屈折率分布を有しており、照明光ＩＬを２次元空間的に画素単位で変調する。このように、液晶ライトバルブ３１で変調された照明光ＩＬすなわちカラーの像光は、投射レンズ４０に入射してスクリーンに投影される。この場合、照明装置２０を構成するＬＥＤパッケージ２１ｆが、矩形の開口ＯＰを有するカバー・ミラー６５ｃを射出側に設けているので、ミラー部材６３やカバー・ミラー６５ｃ等の働きによって、ＬＥＤ素子２１ｈからの発光光を開口ＯＰに導いて通過させることができ、発光光をＬＥＤパッケージ２１ｆ外にロスなく射出させることができる。また、選択的反射部６５ｂやミラー部材６３、正面透過部６５ａ等の働きによって、ＬＥＤ素子２１ｈからの発光光をＬＥＤパッケージ２１ｆの正面方向に高輝度で出力することができる。よって、液晶ライトバルブ３１を均一かつ高効率で照明することができる。

〔第２実施形態〕
以下、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、第１実施形態のプロジェクタを変形したものであるので、共通分についての説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図３（ａ）は、第２実施形態のプロジェクタに組み込まれるＬＥＤパッケージの第１例の部分断面を示し、図３（ｂ）は、第２実施形態のプロジェクタに組み込まれるＬＥＤパッケージの第２例の部分断面を示す。なお、両図３（ａ）、３（ｂ）は、図２に相当するパッケージ上部を部分的に表したものである。

図３（ａ）において、ＬＥＤパッケージ１２１ｆは、ＬＥＤ素子２１ｈ（図２（ａ）参照）を内蔵するとともに背面にミラー部材６３を形成した上部樹脂封止体６５からなる。上部樹脂封止体６５の頂部には、正面透過部（不図示）の周囲に形成された選択的反射部６５ｂのほかに、この選択的反射部６５ｂに対応する矩形の開口ＯＰを中央に有する円形輪郭のカバー・ミラー１６５ｃが形成されている。このカバー・ミラー１６５ｃは、階段状の断面を有するとともに、複数の内側に傾斜する輪帯ミラーＭＥからなり、ＬＥＤ素子から直接的又は間接的に入射する発光光を分割して所望の角度方向に反射する。このカバー・ミラー１６５ｃにより、発光光を上部樹脂封止体６５を介してＬＥＤパッケージ１２１ｆ外に射出させる際の光射出領域の輪郭を、選択的反射部６５ｂの輪郭形状（図１の液晶ライトバルブ３１の被照射領域に対応）に制限することができる。

図３（ｂ）に示すＬＥＤパッケージ２２１ｆも、ＬＥＤ素子２１ｈ（図２（ａ）参照）を内蔵するとともに背面にミラー部材６３を形成した上部樹脂封止体６５からなる。上部樹脂封止体６５の頂部には、選択的反射部６５ｂのほかに、この選択的反射部６５ｂに対応する矩形の開口ＯＰを中央に有する円形輪郭のカバー・ミラー２６５ｃが形成されている。このカバー・ミラー２６５ｃも、階段状の断面を有する複数の輪帯ミラーＭＥからなり、ＬＥＤ素子から直接的又は間接的に入射する発光光を分割して所望の角度方向に反射する。ただし、このカバー・ミラー２６５ｃを構成する輪帯ミラーＭＥは、図３（ａ）の場合とは逆向きで外側に傾斜している。このカバー・ミラー２６５ｃによっても、発光光を上部樹脂封止体６５を介してＬＥＤパッケージ２２１ｆ外に射出させる際の光射出領域の輪郭を、選択的反射部６５ｂの輪郭形状（図１の液晶ライトバルブ３１の被照射領域に対応）に制限することができる。

〔第３実施形態〕
図４（ａ）は、第３実施形態のプロジェクタに組み込まれるＬＥＤパッケージの第１例の部分断面を示し、図４（ｂ）は、第３実施形態のプロジェクタに組み込まれるＬＥＤパッケージの第２例の部分断面を示す。なお、両図４（ａ）、４（ｂ）は、図２に相当するパッケージ上部を部分的に表したものである。

図４（ａ）において、ＬＥＤパッケージ３２１ｆは、ＬＥＤ素子２１ｈ（図２（ａ）参照）を内蔵するとともに背面にミラー部材６３を形成した上部樹脂封止体６５からなる。上部樹脂封止体６５の頂部には、正面透過部（不図示）の周囲に形成された選択的反射部６５ｂのほかに、この選択的反射部６５ｂに対応する矩形の開口ＯＰを中央に有する円形輪郭のカバー・ミラー３６５ｃが形成されている。このカバー・ミラー３６５ｃは、内側に向けて凸に湾曲したミラーであり、ＬＥＤ素子から直接的又は間接的に入射する発光光を発散させつつ所望の角度方向に反射する。このカバー・ミラー３６５ｃにより、発光光を上部樹脂封止体６５を介してＬＥＤパッケージ３２１ｆ外に射出させる際の光射出領域の輪郭を、選択的反射部６５ｂの輪郭形状（図１の液晶ライトバルブ３１の被照射領域に対応）に制限することができる。

図４（ｂ）に示すＬＥＤパッケージ４２１ｆも、ＬＥＤ素子２１ｈ（図２（ａ）参照）を内蔵するとともに背面にミラー部材６３を形成した上部樹脂封止体６５からなる。上部樹脂封止体６５の頂部には、選択的反射部６５ｂのほかに、この選択的反射部６５ｂに対応する矩形の開口ＯＰを中央に有する円形輪郭のカバー・ミラー４６５ｃが形成されている。このカバー・ミラー４６５ｃも、湾曲したミラーであり、ＬＥＤ素子から直接的又は間接的に入射する発光光を所望の角度方向に反射する。ただし、このカバー・ミラー４６５ｃは、図４（ａ）の場合とは逆に凹に湾曲しており、反射光を発散させる。このカバー・ミラー４６５ｃによっても、発光光を上部樹脂封止体６５を介してＬＥＤパッケージ４２１ｆ外に射出させる際の光射出領域の輪郭を、選択的反射部６５ｂの輪郭形状（図１の液晶ライトバルブ３１の被照射領域に対応）に制限することができる。

〔第４実施形態〕
図５（ａ）は、第４実施形態のプロジェクタに組み込まれるＬＥＤパッケージの平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＬＥＤパッケージの部分断面である。

ＬＥＤパッケージ５２１ｆは、ＬＥＤ素子２１ｈを内蔵するとともに背面にミラー部材６３を形成した上部樹脂封止体５６５からなる。上部樹脂封止体５６５は、図５（ａ）の紙面に垂直な光軸方向に延びる角柱状の外形を有し、矩形の頂部には、正面透過部６５ａ及び選択的反射部６５ｂが形成されている。また、上部樹脂封止体５６５の周囲の４側面５６５ｆには、矩形輪郭のカバー・ミラー５６５ｃが形成されている。このカバー・ミラー５６５ｃは、上部樹脂封止体５６５の内部から側面５６５ｆに入射する発光光を反射するとともに、選択的反射部６５ｂの形状に対応する矩形の開口ＯＰに入射する発光光を通過させる。このカバー・ミラー５６５ｃにより、発光光をＬＥＤパッケージ５２１ｆ外に射出させる際の光射出領域の輪郭を、選択的反射部６５ｂの輪郭形状（図１の液晶ライトバルブ３１の被照射領域に対応）に制限することができる。

〔第５実施形態〕
図６は、第５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６１０は、照明装置６２０と、像形成部６３０と、投射レンズ４０と、制御装置５０とを備える。ここで、照明装置６２０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、像形成部６３０は、透過型の光変調装置である３つの液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒと、光合成光学系である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３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒ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、ＬＥＤパッケージ６２１ｆと、支持基板２１ｇとからなる。ＬＥＤパッケージ６２１ｆは、第１実施形態で説明したＬＥＤパッケージ２１ｆと同様の構造を有するが、ＬＥＤパッケージ２１ｆと異なり、Ｂ光を発生するＬＥＤ素子を内蔵している。ＬＥＤパッケージ６２１ｆからのＢ色の光源光ＬＢは、そのまま照明光として、このＬＥＤパッケージ６２１ｆに対向配置された液晶ライトバルブ３１Ｂに入射する。これにより、液晶ライトバルブ３１Ｂに設けた矩形の被照射領域が均一な分布の光源光ＬＢによって照明される。

Ｇ光照明装置２３は、ＬＥＤパッケージ６２３ｆと、支持基板２３ｇとからなる。ＬＥＤパッケージ６２３ｆも、Ｂ光用のＬＥＤパッケージ６２１ｆと同様の構造を有するが、ＬＥＤパッケージ６２１ｆと異なり、Ｇ光を発生するＬＥＤ素子を内蔵している。ＬＥＤパッケージ６２３ｆからのＧ色の光源光ＬＧは、そのまま照明光として、このＬＥＤパッケージ６２３ｆに対向配置された液晶ライトバルブ３１Ｇに入射する。これにより、液晶ライトバルブ３１Ｇに設けた矩形の被照射領域が均一な分布の光源光ＬＧによって照明される。

Ｒ光照明装置２５は、ＬＥＤパッケージ６２５ｆと、支持基板２５ｇとからなる。ＬＥＤパッケージ６２５ｆも、Ｂ光用のＬＥＤパッケージ６２１ｆと同様の構造を有するが、ＬＥＤパッケージ６２１ｆと異なり、Ｒ光を発生するＬＥＤ素子を内蔵している。ＬＥＤパッケージ６２５ｆからのＲ色の光源光ＬＲは、そのまま照明光として、このＬＥＤパッケージ６２５ｆに対向配置された液晶ライトバルブ３１Ｒに入射する。これにより、液晶ライトバルブ３１Ｒに設けた矩形の被照射領域が均一な分布の光源光ＬＲによって照明される。

各液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒは、素子駆動装置３８に駆動されて照明光の偏光方向を画素単位で切替えることにより、各液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒに入射した各色光照明装置２１，２３，２５からの照明光をそれぞれ２次元的に変調する。なお、各液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの入射側には、その入射面に対向して第１偏光フィルタ３６ａが配置されており、各液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒを特定方向の偏光成分によって照明することができる。また、各液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒの射出側には、その射出面に対向して第２偏光フィルタ３６ｂが配置されており、各液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒを通過した特定方向に直交する方向の偏光成分のみを読み出すことができる。これら液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒを通過してそれぞれ２次元的に変調された各色の像光は、クロスダイクロイックプリズム３７で合成されて、その一側面から射出する。

投射レンズ４０は、投射光学系として、クロスダイクロイックプリズム３７から射出した合成光の像をスクリーン（不図示）に適当な拡大率で投影する。つまり、プロジェクタ１０によって、各液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒに形成された各色Ｂ，Ｇ，Ｒの画像を合成したカラー画像が、動画又は静止画としてスクリーン上に投射される。

本実施形態においても、照明装置６２０を構成する各ＬＥＤパッケージ６２１ｆ，６２３ｆ，６２５ｆが、図２（ａ），図２（ｂ）等に示す矩形の開口ＯＰを有するカバー・ミラー６５ｃを射出側に備えるので、光源光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲをＬＥＤパッケージ２１ｆ外にロスなく射出させることができる。また、図２（ｂ）等に示す選択的反射部６５ｂやミラー部材６３等の働きによって、光源光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲをＬＥＤパッケージ２１ｆの正面方向に高輝度で出力することができる。よって、各液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒを均一かつ高効率で照明することができ、簡単かつ安価な照明装置６２０によって高画質のカラー画像を投射することができる。

なお、上記第５実施形態において、ＬＥＤパッケージ６２１ｆ，６２３ｆ，６２５ｆは、第２〜第４実施形態として図３〜図５に示すＬＥＤパッケージ１５１ｆ〜５２１ｆと同様の構造を有するものに置き換えることができる。

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。例えば上記第１〜５実施形態等の照明装置２０，６２０において、複数のＬＥＤパッケージ２１ｆ，１２１ｆ，２２１ｆ，３２１ｆ，４２１ｆ，５２１ｆ，６２１ｆ，６２３ｆ，６２５ｆを支持基板２１ｇ等の上に傾きを調節しつつ固定することにより、これらのＬＥＤパッケージ２１ｆ〜５２１ｆ，６２１ｆ〜６２５ｆに対向する液晶ライトバルブ３１等を数倍以上の高輝度で照明することができる。

また、上記各実施形態では、照明装置２０，６２０によって液晶ライトバルブ３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒを照明しているが、かかる照明装置２０，６２０によってデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を照明することもできる。

第１実施形態の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。 （ａ）、（ｂ）は、ＬＥＤパッケージ上部の側方断面図及び平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、第２実施形態のプロジェクタを説明する図である。 （ａ）、（ｂ）は、第３実施形態のプロジェクタを説明する図である。 （ａ）、（ｂ）は、第４実施形態のプロジェクタを説明する図である。 第５実施形態の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。

符号の説明

１０…プロジェクタ、 ２０…照明装置、 ２１ｆ…パッケージ、 ２１ｇ…支持基板、 ２１ｈ…ＬＥＤ素子、 ２３…光照明装置、 ２７…光源駆動装置、 ３０…像形成部、 ３１…液晶ライトバルブ、 ３６ａ…第１偏光フィルタ、 ３６ｂ…第２偏光フィルタ、 ３８…素子駆動装置、 ４０…投射レンズ、 ５０…制御装置、 ６３…ミラー部材、 ６５…上部樹脂封止体、 ６５ａ…正面透過部、 ６５ｂ…選択的反射部、 ６５ｃ…カバー・ミラー

Claims (10)

1. 発光素子の光軸に沿った正面前方に射出される発光光を透過させる正面透過部と、前記発光素子の斜め前方に射出される発光光を全反射条件を利用して後方に反射する選択的反射部とを有する樹脂封止部材と、
   前記発光素子の側方及び後方の少なくとも一方に配置されるとともに、前記選択的反射部で全反射された前記発光素子からの発光光を前側に折り返すように反射する回収用反射部材と、
   前記発光素子からの発光光を前記樹脂封止部材外に射出させる際の光射出領域の輪郭を所定形状に制限する射出制限手段と
   を備える光源装置。
2. 前記射出制限手段は、前記回収用反射部材と協動して前記発光素子からの発光光を反射することによって、前記発光素子からの発光光を前側に導く補助反射部材であり、前記光射出領域に対応する開口を有することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 前記補助反射部材の前記開口は、被照射対象の外形形状に相似な前記所定形状を有し、前記選択的反射部は、当該開口を覆うように設けられていることを特徴とする請求項２記載の光源装置。
4. 前記回収用反射部材は、前記選択的反射部で全反射された発光光を前方に反射する凹面ミラーであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載の光源装置。
5. 前記回収用反射部材は、円形の輪郭を有する凹面ミラーであり、前記補助反射部材は、前記凹面ミラーと同一径を有するとともに前記開口を中央に有する円形の平面ミラーであることを特徴とする請求項３記載の光源装置。
6. 前記回収用反射部材は、円形の輪郭を有する凹面ミラーであり、前記補助反射部材は、前記凹面ミラーと同一径を有するとともに前記開口を中央に有し、複数の段差を設けた階段状のミラーであることを特徴とする請求項３記載の光源装置。
7. 前記回収用反射部材は、円形の輪郭を有する凹面ミラーであり、前記補助反射部材は、前記凹面ミラーと同一径を有するとともに前記開口を中央に有する凹面又は凸面の湾曲ミラーであることを特徴とする請求項３記載の光源装置。
8. 前記樹脂封止部材は、前記開口を光軸方向に延長した形状に対応する側面を有し、前記補助反射部材は、前記樹脂封止部材の前記側面上に形成したミラーであることを特徴とする請求項３記載の光源装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項記載の光源装置からの発光光を照明光として射出する照明装置と、
   前記照明装置からの照明光によって照明される光変調装置と、
   前記光変調装置で変調された像光を投射する投射光学系と
   を備えるプロジェクタ。
10. 各色ごとに設けた請求項１から請求項８のいずれか一項記載の光源装置からの各色の発光光を各色の照明光としてそれぞれ射出する各色の照明装置と、
    前記各色の照明装置からの各色の照明光によってそれぞれ照明される各色の光変調装置と、
    前記各色の光変調装置で変調された各色の像光を合成して射出する光合成光学系と、
    前記光合成光学系を経て合成された像光を投射する投射光学系と
    を備えるプロジェクタ。
    

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