JP2006184666A

JP2006184666A - 光源装置及び画像表示装置

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Publication number: JP2006184666A
Application number: JP2004379150A
Authority: JP
Inventors: Hisaya Sugimoto; 尚也杉本
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-13

Abstract

【課題】照明光の輝度ムラを抑えた光源装置及びこれを用いた画像表示装置を提供すること。
【解決手段】第１の発光手段１２ａ，１２ｃと、第２の発光手段１２ｂと、第１の発光手段１２ａ，１２ｃが出射した照明光と、第２の発光手段１２ｂが出射した照明光とを光学的に合成する光合成手段１１と、第１の発光手段１２ａ，１２ｃと光合成手段１１との間及び第２の発光手段１２ｂと光合成手段１１との間の少なくとも一方に配され、各発光素子から出射した照明光の光路を制御する光路制御手段１３ａ，１３ｂとを有し、光路制御手段１３ａ，１３ｂは、光合成手段１１で合成する際の第１の発光手段１２ａ，１２ｃが出射した照明光の輝度分布と、第２の発光手段１２ｂが出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように光路を制御することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置及び画像表示装置に関する。

近年、発光ダイオード（ＬＥＤ）の高輝度化が急速に進む中で、高輝度ＬＥＤを用いた照明装置（光源装置）が、従来のハロゲンランプやキセノンランプ等のランプ光源を用いた、いわゆるランプ照明装置に替わって利用されようとしている（例えば、特許文献１参照。）。従来のように、ハロゲンランプやキセノンランプ等のランプ光源を用いた場合、このランプ光源から照射された光をダイクロイックミラーによりＲＧＢに分けて使用しているので、各色の照明の輝度ムラは比較的同じであった。

一方、照明装置としてＬＥＤを用いた場合、ＬＣＤ（液晶デバイス）方式のプロジェクタにおいては、ＲＧＢ各色に対応したＬＣＤに同色のＬＥＤを配置し、ダイクロイックプリズムで合成して拡大投影したり、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）方式のプロジェクタにおいては、ＲＧＢ各色のＬＥＤの光をダイクロイックプリズムで合成してＤＭＤに照射することが考えられている。
特開２００４−２２００１５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の照明装置では、ＬＥＤをアレイ状に配置し、発光色別に光源を用意しいているが、ＲＧＢ光源が別なことにより、各色の照明の輝度ムラが異なり、投影画像として色ムラが発生しやすい。特に、ホワイトバランスを合わせるために、必要ＬＥＤ数がＲＧＢで異なったり、ＲＧＢの各色で使用する光量が異なったりする場合に、発生しやすい。このような場合、光源起因の色ムラを映像信号で補正することも可能だが、Dレンジ（ダイナミックレンジ）が犠牲になり、明るさや階調が落ちてしまう。

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、照明光の輝度ムラを抑えた光源装置及びこれを用いた画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の光源装置は、第１の色の照明光を出射する発光素子からなる第１の発光手段と、前記第１の色とは異なる第２の色の照明光を出射すると共に、前記第１の発光手段を構成する発光素子の数とは異なる数の発光素子からなる第２の発光手段と、前記第１の発光手段が出射した照明光と、前記第２の発光手段が出射した照明光とを光学的に合成する光合成手段と、前記第１の発光手段と前記光合成手段との間及び前記第２の発光手段と前記光合成手段との間の少なくとも一方に配され、前記各発光素子から出射した照明光の光路を制御する光路制御手段とを有し、前記光路制御手段は、前記光合成手段で合成する際の前記第１の発光手段が出射した照明光の輝度分布と、前記第２の発光手段が出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように光路を制御することを特徴とする。

本発明に係る光源装置では、第１，第２の発光手段の発光素子から照射された照明光のうち少なくとも一方の照明光は、光路制御手段により光路が制御される。そして、これらの照明光は、光合成手段により光学的に合成される。このとき、光路制御手段において、第１の発光手段が出射した照明光の輝度分布と、第２の発光手段が出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように光路を制御しているため、第１の発光手段が出射した照明光と第２の発光手段が出射した照明光とを合成した後の色ムラの発生を抑制するとともに、発光素子を最低限の個数に抑えることができる。したがって、映像処理信号での補正量が少なくなるため、輝度の低下も抑制することが可能となり、さらには、部品コストの低減を図ることも可能になる。

また、本発明の光源装置は、前記第２の発光手段を構成する発光素子の数は前記第１の発光手段を構成する発光素子の数よりも多く、かつ、前記光路制御手段は、前記第１の発光手段と前記光合成手段との間にのみ配置されていることを特徴とする。

本発明に係る光源装置では、構成する発光素子の数が少ない第１の発光手段と光合成手段との間に、光路制御手段を配置することにより、第１の発光手段の輝度分布と、構成する発光素子の数が多い第２の発光手段の輝度分布とを略同一になるように効率良く制御することができる。

また、本発明の光源装置は、前記光路制御手段が、フライアイレンズであることを特徴とする。
また、本発明の光源装置は、前記光路制御手段が、複数のシリンドリカルレンズを接合したものであることを特徴とする。
また、本発明の光源装置は、前記光路制御手段は、複数のフレネルレンズを接合したものであることを特徴とする。

これら本発明に係る光源装置では、広スペースを必要としないため、光源装置の小型・軽量化を図るとともに、第１の発光手段が出射した照明光の輝度分布と、第２の発光手段が出射した照明光の輝度分布とを略同一にすることができる。

また、本発明の光源装置は、前記発光素子はＬＥＤであることを特徴とする。
本発明に係る光源装置では、発光素子がＬＥＤであるため、第１の発光手段及び第２の発光手段から照射される照明光の発光輝度を調整することができる。

また、本発明の光源装置は、前記光合成手段は、ダイクロイックプリズムであることを特徴とする。
本発明に係る光源装置では、光合成手段としてダイクロイックプリズムを用いるため、特定の色の照明光を通過あるいは反射させるような接合面を備えているため、第１の発光手段及び第２の発光手段から照射される照明光を効率良く合成し、色ムラを抑えることが可能となる。

本発明の光源装置は、第１の色の照明光を出射する複数の発光素子からなる第１の発光手段と、前記第１の色とは異なる第２の色の照明光を出射すると共に、前記第１の発光手段を構成する発光素子の数と同数の発光素子からなる第２の発光手段と、
前記第１の発光手段が出射した照明光と、前記第２の発光手段が出射した照明光とを光学的に合成する光合成手段とを有し、前記第１の発光手段及び前記第２の発光手段のそれぞれの複数の発光素子は、前記光合成手段で合成する際の前記第１の発光手段が出射した照明光の輝度分布と、前記第２の発光手段が出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように千鳥配列されていることを特徴とする。

本発明に係る光源装置では、第１，第２の発光手段の発光素子から照射された照明光は、光合成手段により光学的に合成される。このとき、複数の発光素子は、光合成手段で合成する際の第１の発光手段が出射した照明光の輝度分布と、第２の発光手段が出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように千鳥配列されているため、第１の発光手段が出射した照明光と第２の発光手段が出射した照明光とを合成した後の色ムラの発生を抑制することが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする。
本発明に係る光源装置では、発光素子がＬＥＤであるため、第１の発光手段及び第２の発光手段から照射される照明光の発光輝度を調整することができる。

本発明の画像表示装置は、入力された画像情報に応じた画像を上記の光源装置を用いて表示する画像表示装置であって、前記第１の発光手段から出射した照明光を前記画像情報に応じて変調する第１の画像変調手段と、前記第２の発光手段から出射した照明光を前記画像情報に応じて変調する第２の画像変調手段と、前記第１の画像変調手段で変調された変調光と前記第２の画像変調手段で変調された変調光とが前記光合成手段に入射され合成された変調光をスクリーンに対して投影する投影光学手段とを有することを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置では、第１，第２の発光手段のそれぞれから出射した照明光により第１，第２の画像変調手段の照明を行う。これら照明光は、第１，第２の画像変調手段において変調され、変調された照明光が、光合成手段に入射して合成される。合成された照明光は投影光学手段に照射され、入力された画像情報に応じて変調された画像が、投影光学手段により投影される。この際、光源装置より射出される照明光は、上述したように、色ムラの発生を抑制した照明光であるので、色ムラのない鮮明な画像を投影することが可能になる。

本発明の画像表示装置は、入力された画像情報に応じた画像を上記の光源装置を用いて表示する画像表示装置であって、前記光合成手段から出射した照明光を前記画像情報に応じて変調する画像変調手段と、前記画像変調手段で変調された変調光をスクリーンに対して投影する投影光学手段とを有することを特徴とする。

本発明に係る画像表示装置では、上記光源装置の光合成手段から出射された照明光により画像変調手段の照明を行う。そして、画像変調手段において変調された照明光が投影光学手段に照射され、入力された画像情報に応じて変調された画像が、投影光学手段により投影される。この際、光源装置より射出される照明光は、上述したように、色ムラの発生を抑制した照明光であるので、色ムラのない鮮明な画像を投影することが可能になる。

本発明においては以下の効果を奏する。
本発明に係る光源装置によれば、光制御手段を備えることにより、第１の発光手段が出射した照明光の輝度分布と、第２の発光手段が出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように光路が制御されるため、第１の発光手段が出射した照明光と第２の発光手段が出射した照明光とを合成した後の色ムラの発生を抑制するとともに、発光素子を最低限の個数に抑えることができる。したがって、映像処理信号での補正量が少なくなるため、輝度の低下を抑制することが可能となり、さらには、部品コストの低減を図ることも可能になる。
また、この光源装置を備えた画像表示装置を用いることにより、上述した明るさ（十分な輝度）及び演色性が優れた高効率な照明光を利用できるので、鮮明な画像を投影することが可能になる。

次に、本発明の第１実施形態について、図１から図７を参照して説明する。
本実施形態に係る画像表示装置１は、図１に示すように、入力される画像情報に応じた画像を観察者が観察可能なように投影するものであって、図１に示すように、各色成分の照明光を射出する光源装置１０と、各色成分の光を入力される画像情報に応じて変調される画像変調手段２と、画像変調手段２で変調された画像をスクリーン５上に投影する投影レンズ（投影光学手段）６とを備えている。なお、本実施形態では、画像変調手段２として透過型液晶パネル（以下、ＬＣＤと略す）を用いている。図中符号Ｏは、光源装置１０から照射された照明光の合成後の光軸を示している。

光源装置１０は、ダイクロイックプリズム（光合成手段）１１の第１，第２，第３入射面１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対向して配されるとともに、青色，緑色，赤色のそれぞれの照明光を照射する照明デバイス１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、これら照明デバイス１２ａ，１２ｂ，１２ｃから出射した照明光の光路を制御するシリンドリカルレンズ（光路制御手段）１３ａ，１３ｂとを備えている。また、ダイクロイックプリズム１１は、照明デバイス１２ａ，１２ｂ，１２ｃから照射されたそれぞれの照明光を光学的に合成し、射出面１１ｄから射出させるものである。

上記照明デバイス１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、ダイクロイックプリズム１１の第１の入射面１１ａに対向して配され、第１の入射面１１ａに向かって発光する青色の照明デバイス（第１の発光手段）１２ａと、ダイクロイックプリズム１１の第２の入射面１１ｂに対向して配され、第２の入射面１１ｂに向かって発光する緑色の照明デバイス（第２の発光手段）１２ｂと、ダイクロイックプリズム１１の第３の入射面１１ｃに対向して配され、第３の入射面１１ｃに向かって発光する赤色の照明デバイス（第１の発光手段）１２ｃとである。また、緑色の照明デバイス１２ｂは第２の入射面１１ｂに対向して２つ設けられ、青色，赤色の照明デバイス１２ａ，１２ｃは、第１，第３の入射面１１ａ，１１ｃに対向してそれぞれ１つ設けられている。

緑色の照明デバイス１２ｂは、図２に示すように、拡散する照明光を射出する発光部１１を有するＬＥＤ（発光素子）１２と、ＬＥＤ１２から射出された拡散光を入射させる後述する凹部１８が形成されるとともに、拡散光を略平行光に変換して外部に射出する光学素子１３とを備えている。

また、光学素子１３は、中心部に形成され内面に反射コーティングが施された空洞部１４と、凹部１８から入射した拡散光を略平行光に変換する放物面形状の反射面１３Ａと、凹部１８に入射した照明光及び反射面１３Ａで略平行光に変換された照明光を外部に射出する射出端面１５とを備えている。
凹部１８は、後述するレンズ部２２に嵌合可能な凹状となっており、ＬＥＤ１２からの照明光は、凹部１８から入射するようになっている。

ＬＥＤ１２は、発光部１１が配されたベース部２１と、発光部１１を中心位置に載置してこれを覆うとともに凹部１８と嵌合可能な半球状のレンズ部２２と、ベース部２１の下部に設けられ、ＬＥＤ１２に電圧を印加する電極２３とを備えている。なお、発光部１１は、中心位置がＬＥＤ１２の中心位置であるとともに中心軸Ｌ上となるように配されている。
レンズ部２２の外径は、挿入部１７の内径とされる凹部１８の開口径と略同一とされて互いに嵌合可能とされている。
なお、レンズ部２２は半球状に限らず矩形状であっても構わない。この場合、光学素子の凹部の形状も矩形状のレンズ部を嵌合可能に形成される。

また、青色，赤色の照明デバイス１２ａ，１２ｃは、図３（ａ）に示すように、上記ＬＥＤ１２のみの構成となっている。この構成の場合、ＬＥＤ１２の配向特性は、横軸を配向角度とし，縦軸を光強度とすると、図３（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１２の中心軸Ｌからの角度に対して、山形形状となっている。また、横軸をＬＥＤ１２の位置とし，縦軸を光強度とすると、図３（ｃ）に示すように、ＬＥＤ１２の中心軸Ｌ付近の光強度が強くなっている。
一方、凹部１８にレンズ部２２を嵌合させた状態、すなわち、図４（ａ）に示す緑色の照明デバイス１２ｂのＬＥＤ１２の配向特性は、横軸を配向角度，縦軸を光強度とすると、図４（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１２の中心軸Ｌ付近の光強度が強く、角度依存性が少なくなっている。また、横軸をＬＥＤ１２の位置とし，縦軸を光強度とすると、図４（ｃ）に示すように、広範囲において光強度が強くなっているため、ＬＥＤ１２から照射された光を無駄なく平行光にすることが可能となっている。

上記シリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂは、図１に示すように、青色，赤色の照明デバイス１２ａ，１２ｃとダイクロイックプリズム１１の第１，第３の入射面１１ａ，１１ｃとの間に配された２つの青色用シリンドリカルレンズ，２つの赤色用シリンドリカルレンズで構成されている。このシリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂは、ダイクロイックプリズム１１で合成した後の青色，赤色の照明デバイス１２ａ，１２ｃから照射された照明光の輝度分布と、緑色の照明デバイス１２ｂから照射された照明光の輝度分布とが略同一となるように光路を制御するようになっている。

また、第１，第３の入射面１１ａ，１１ｃと青色用，赤色用シリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂとの間に、青色用，赤色用ＬＣＤ（第１の画像変調手段）２が配されており、第２の入射面１１ｂと緑色の照明デバイス１２ｂとの間に緑用ＬＣＤ（第２の画像変調手段）２が配されている。この青色用，緑色用，赤色用ＬＣＤ２は、それぞれの照明デバイス１２ａ，１２ｂ，１２ｃから照射される青色，緑色，赤色の照明光を変調するものである。

さらに、青色用シリンドリカルレンズ１３ａと青色用ＬＣＤ２との間及び赤色用シリンドリカルレンズ１３ｂと赤色用ＬＣＤ２との間には拡散板２４が設けられており、青色，赤色の照明デバイス１２ａ，１２ｃから照射された照明光の輝度を均一化し、青色，赤色用ＬＣＤ２に均一化された照明光を入射させることができるようになっている。

このように構成された画像表示装置１及び光源装置１０により、スクリーン５上に画像を投影する場合について、以下に説明する。
まず、緑色の照明デバイス１２ｂのＬＥＤ１２の発光部１１から発せられた拡散光が、光学素子１３の射出端面１５から射出される際の作用について説明する。

電極２３より所定の電圧が印加されると、緑色の照明デバイス１２ｂのＬＥＤ１２の発光部１１から拡散光が照射される。ＬＥＤ１２から放射された光のうち、図５に示すように、中心軸Ｌに略平行に照射された光はレンズ部２２を介し空洞部１４から照射される。また、中心軸Ｌに対して比較的狭角の光は、空洞部１４の内面で反射し、平行性の高い光に変換される。さらに、ＬＥＤ１２から照射された光のうち中心軸Ｌに対して比較的広角の光が、反射面１３Ａで全反射して中心軸Ｌと略平行方向に反射され、上方の射出端面１５から射出する。

緑色の照明デバイス１２ｂから照射された光の光量分布は、横軸をＬＥＤ１２の位置とし，縦軸を光強度とすると、図６（ａ）に示すように、２つ並んでいるＬＥＤ１２の中心軸Ｌ付近の光強度が最も強く、広範囲において光強度が強くなっている。このような光強度分布の照明光が、緑色用ＬＣＤ２を通過し、ダイクロイックプリズム１１の第２の入射面１１ｂから入射する。

一方、青色，赤色の照明デバイス１２ａ，１２ｃは、電極２３より所定の電圧が印加されると、青色，赤色の照明デバイス１２ａ，１２ｃのＬＥＤ１２の発光部１１から拡散光が照射される。ＬＥＤ１２から照射された光は、レンズ部２２を介してシリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂに照射され、さらに、拡散板２４に照射される。
青色，赤色の照明デバイス１２ａ，１２ｃから照射されシリンドリカル１３ａ，１３ｂ及び拡散板２４を通過した光の光量分布は、横軸をＬＥＤ１２の位置とし，縦軸を光強度とすると、図６（ｂ）に示すように、シリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂの中央部付近の光強度が最も強くなっている。このような光強度分布の照明光が、青色，赤色用ＬＣＤ２を通過し、ダイクロイックプリズム１１の第１，第３の入射面１１ａ，１１ｃから入射する。

そして、ダイクロイックプリズム１１の第１，２，３の入射面１１ａ，１１ｂ，１１ｃそれぞれから入射した青色，赤色，緑色の照明光は、ダイクロイックプリズム１１により合成され、ダイクロイックプリズム１１の射出面１１ｄから照射される。合成後の色ムラの量は図６（ｃ）に示すように、抑えられていることが分かる。そして、最適な画像が投影レンズ６に入射し、この投影レンズ６により画像がスクリーン５上に投影される。

本実施形態に係る光源装置１０及び画像表示装置１によれば、シリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂを備えることにより、青色の照明デバイス及び赤色の照明デバイス１２ａ，１２ｃから出射した照明光の輝度分布と、緑色の照明デバイス１２ｂから出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように光路を制御しているため、青色の照明デバイス及び赤色の照明デバイス１２ａ，１２ｃから出射した照明光と緑色の照明デバイス１２ｂから出射した照明光とを合成した後の色ムラの発生を抑制することができる。したがって、映像処理信号での補正量が少なくなるため、輝度の低下も抑制することが可能となり、また、ＬＥＤ１２の個数が、青色，緑色及び赤色で異なっていても、照明デバイスより照射された光を複数のシリンドリカルレンズにより分光することができるため、発光素子を最低限の個数に抑えることができるため、部品コストの低減を図ることも可能になる。

ここで、本第１実施形態の比較として、画像表示装置１の光源装置１０に代えて、図７（ａ）に示すように、光源装置３０を用いる。この光源装置３０は、シリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂ及び拡散板２４を備えず、さらに、青色，赤色の照明デバイス３１，３２は、平行光を得るために、本実施形態において用いた緑色の照明デバイス１２ｂと同様の光学素子１３を設けた構成にする。この構成の場合、青色，赤色の照明デバイス３１，３２から照射された光の光量分布は、図７（ｂ）に示すように、中央部付近の光強度が強くなり、緑色の照明デバイス１２ｂから照射された光の光量分布は図７（ｃ）に示すように、中心軸Ｌ付近の光強度が最も強く、広範囲において光強度が強くなっている。これらの光をダイクロイックプリズム１１により合成すると、図７（ｄ）に示すように、図６（ｃ）に比べて、広範囲において色ムラが発生していることが分かる。したがって、本第１実施形態の画像表示装置１は、色ムラの発生を抑えた優れた装置であると言える。

次に、本発明に係る第２実施形態について、図８及び図９を参照して説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、上述した第１実施形態に係る画像表示装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付けて、説明を省略することにする。
本実施形態に係る画像表示装置４０において、光源装置５０の青色，緑色，赤色の照明デバイス５１，５２，５３の配置の配列と、シリンドリカルレンズ１３ａ，１３ｂ及び拡散板２４を用いない点とにおいて、第１実施形態と異なる。

青色，緑色，赤色の照明デバイス５１，５２，５３は、図８に示すように、大光量を得るために上下に２つずつ計４つのＬＥＤ１２がそれぞれ配されている。さらに、青色，緑色，赤色の照明デバイス５１，５２，５３の複数のＬＥＤ１２は、緑色の照明デバイス（第２の発光手段）５２から出射した照明光の輝度分布と、青色，赤色の照明デバイス（第１の発光手段）５１，５３から出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように、図９に示すように、ひし形をなす位置に配されている（千鳥配置）。それぞれの照明デバイス５１，５２，５３に振られた図中のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、ダイクロイックプリズム１１を通過した後、同じ位置となるものを示している。

このように構成された画像表示装置４０及び光源装置５０により、スクリーン５上に画像を投影する場合について、以下に説明する。
まず、それぞれの青色，緑色，赤色の照明デバイス５１，５２，５３のＬＥＤ１２の発光部１１から発せられた拡散光が、第１実施形態の緑色の照明デバイス１２ｂと同様にして、光学素子１３の射出端面１５から射出される。このように、それぞれの射出端面１５から射出された照明光は、各色ごとに略ひし形となっており、青色，緑色，赤色用ＬＣＤ２を通過し、ダイクロイックプリズム１１の第１，第２，第３の入射面１１ａ，１１ｂ，１１ｃから入射する。

そして、ダイクロイックプリズム１１の第１，２，３の入射面１１ａ，１１ｂ，１１ｃそれぞれから入射した青色，赤色，緑色の照明光は、ダイクロイックプリズム１１により合成され、ダイクロイックプリズム１１の射出面１１ｄから照射される。このとき、ダイクロイックプリズム１１に入射する前の照明光の青色，赤色の照明デバイス５１，５３と緑色の照明デバイス５２との輝度ムラは、非対称となっているが、これらの照明光をダイクロイックプリズム１１により合成すると、色ムラの量は図６（ｃ）に示すように抑えられていることが分かる。そして、最適な画像が投影レンズ６に入射し、この投影レンズ６により画像がスクリーン５上に投影される。

本実施形態に係る光源装置５０及び画像表示装置４０によれば、青色の照明デバイス及び赤色の照明デバイス５１，５３から出射した照明光の輝度分布と、緑色の照明デバイス５２から出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように、青色，緑色，赤色の照明デバイス５１，５２，５３の複数のＬＥＤ１２を千鳥配置しているため、青色の照明デバイス及び赤色の照明デバイス５１，５３から出射した照明光と緑色の照明デバイス５２から出射した照明光とを合成した後の色ムラの発生を抑制することができる。したがって、映像処理信号での補正量が少なくなるため、輝度の低下も抑制することが可能となる。
なお、本実施形態において、各ＬＥＤ１２ごとに明るさの色ムラがある場合、明るさが対応するＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの位置に各照明デバイス５１，５２，５３のＬＥＤ１２を配置することにより、色ムラを抑制することが可能となる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に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。
例えば、光路制御手段として複数のシリンドリカルレンズ（本実施形態では２個）１３ａ，１３ｂを接合したものを用いたが、これに限るものではなく、フライアレイレンズ、または、所定数のレンズ接合したフレネルレンズであっても同様の効果が得られる。

また、第１，第２実施形態において、画像変調手段２として透過型液晶パネルを用いたが、これに代えて、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）６０を備えた画像表示装置６１，６２としても良い（図１０及び図１１参照）。また、画像表示装置６２の場合、各照明デバイスとダイクロイックプリズム１１との間に拡散板６３をそれぞれ設けた構成となっている。この構成の場合、ＤＭＤ６０は、入力される画像に応じて変調され、各色に応じて微小可動ミラーをＯＮ、ＯＦＦ制御して角度を変えることで照明光を投影レンズ６に適時入射させる。これにより、最適な画像が投影レンズ６に入射する。そして、投影レンズ６により、この画像がスクリーン５上に投影される。この構成の場合にも、透過型液晶パネル２であるときと同様の効果が得られる。

本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の全体を示す斜視図である。図１の緑色の照明デバイスを示す要部斜視図である。図１の青色，赤色の照明デバイスを示し、（ａ）は要部斜視図であり、（ｂ），（ｃ）は配向特性を示すグラフである。図１の緑色の照明デバイスを示し、（ａ）は要部斜視図であり、（ｂ），（ｃ）は配向特性を示すグラフである。本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の照明デバイスの作用を示す説明図である。本発明の第１実施形態に係る画像表示装置の照明デバイスの光量分布を示し、（ａ）は緑色の照明デバイス、（ｂ）は青色，赤色の照明デバイス，（ｃ）合成後のグラフである。本発明の第１実施形態に係る画像表示装置と比較例するための（ａ）は光源装置であり、（ｂ）は緑色の照明デバイス，（ｃ）は青色，赤色の照明デバイス，（ｄ）は合成後の光量分布のグラフである。本発明の第２実施形態に係る画像表示装置の全体を示す斜視図である。図８の光源装置の展開図である。第１実施形態の画像表示装置の変形例を示す斜視図である。第２実施形態の画像表示装置の変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１，４０，６１，６２画像表示装置
２画像変調手段（ＬＣＤ）
５スクリーン
６投影レンズ（投影光学手段）
１０，５０光源装置
１１ダイクロイックプリズム（光合成手段）
１２ＬＥＤ（発光素子）
１２ａ青色の照明デバイス（第１の発光手段）
１２ｂ緑色の照明デバイス（第２の発光手段）
１２ｃ赤色の照明デバイス（第１の発光手段）
１３ａ，１３ｂシリンドリカルレンズ（光制御手段）

Claims

第１の色の照明光を出射する発光素子からなる第１の発光手段と、
前記第１の色とは異なる第２の色の照明光を出射すると共に、前記第１の発光手段を構成する発光素子の数とは異なる数の発光素子からなる第２の発光手段と、
前記第１の発光手段が出射した照明光と、前記第２の発光手段が出射した照明光とを光学的に合成する光合成手段と、
前記第１の発光手段と前記光合成手段との間及び前記第２の発光手段と前記光合成手段との間の少なくとも一方に配され、前記各発光素子から出射した照明光の光路を制御する光路制御手段とを有し、
前記光路制御手段は、前記光合成手段で合成する際の前記第１の発光手段が出射した照明光の輝度分布と、前記第２の発光手段が出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように光路を制御することを特徴とする光源装置。
前記第２の発光手段を構成する発光素子の数は前記第１の発光手段を構成する発光素子の数よりも多く、かつ、前記光路制御手段は、前記第１の発光手段と前記光合成手段との間にのみ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記光路制御手段が、フライアイレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記光路制御手段が、複数のシリンドリカルレンズを接合したものであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記光路制御手段は、複数のフレネルレンズを接合したものであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記発光素子はＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
前記光合成手段は、ダイクロイックプリズムであることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
第１の色の照明光を出射する複数の発光素子からなる第１の発光手段と、
前記第１の色とは異なる第２の色の照明光を出射すると共に、前記第１の発光手段を構成する発光素子の数と同数の発光素子からなる第２の発光手段と、
前記第１の発光手段が出射した照明光と、前記第２の発光手段が出射した照明光とを光学的に合成する光合成手段とを有し、
前記第１の発光手段及び前記第２の発光手段のそれぞれの複数の発光素子は、前記光合成手段で合成する際の前記第１の発光手段が出射した照明光の輝度分布と、前記第２の発光手段が出射した照明光の輝度分布とが略同一となるように千鳥配列されていることを特徴とする光源装置。
前記発光素子は、ＬＥＤであることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
前記光合成手段は、ダイクロイックプリズムであることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
入力された画像情報に応じた画像を請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の光源装置を用いて表示する画像表示装置であって、
前記第１の発光手段から出射した照明光を前記画像情報に応じて変調する第１の画像変調手段と、
前記第２の発光手段から出射した照明光を前記画像情報に応じて変調する第２の画像変調手段と、
前記第１の画像変調手段で変調された変調光と前記第２の画像変調手段で変調された変調光とが前記光合成手段に入射され合成された変調光をスクリーンに対して投影する投影光学手段とを有することを特徴とする画像表示装置。
入力された画像情報に応じた画像を請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の光源装置を用いて表示する画像表示装置であって、
前記光合成手段から出射した照明光を前記画像情報に応じて変調する画像変調手段と、
前記画像変調手段で変調された変調光をスクリーンに対して投影する投影光学手段とを有することを特徴とする画像表示装置。