JP2006267579A - 光源装置、照明装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 固体光源から射出された光の利用効率を向上させるとともに、小型化が可能な光源装置、照明装置及びプロジェクタを提供すること。
【解決手段】 光を射出する固体光源５ｒ，５ｇ，５ｂと、該固体光源５ｒ，５ｇ，５ｂから射出された光を固体光源５ｒ，５ｇ，５ｂの射出端面に対して略平行方向に反射させる反射面１６ａを有する主鏡１６と、該主鏡１６の反射面１６ａに対向して配されるとともに、固体光源５ｒ，５ｇ，５ｂから射出された光の一部を固体光源５ｒ，５ｇ，５ｂに向けて反射させる反射面１７ａを有する副鏡１７とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、光源装置、照明装置及びプロジェクタに関する。

従来のプロジェクタ（投射型表示装置）では、その光源として、古くはハロゲンランプ、近年は高輝度高効率である高圧水銀ランプ（ＵＨＰ）が多く用いられてきた。放電型のランプであるＵＨＰを用いた光源は高圧の電源回路を要し、大型で重く、プロジェクタの小型軽量化の妨げになっていた。また、ハロゲンランプよりは寿命が長いものの依然短寿命である他、光源の制御（高速の点灯、消灯、変調）が略不可能で、また立ち上げに数分という長い時間を要していた。

そこで最近、新しい光源としてＬＥＤ発光体が注目されている。ＬＥＤ（固体光源）は超小型・超軽量、長寿命である。また、駆動電流の制御によって、点灯・消灯、出射光量の調整が自由にできる。この点でプロジェクタの光源としても有望であり、既に小型・携帯用の小画面プロジェクタへの応用開発が始まっている。また、ロッドインテグレータを備え、ロッドインテグレータの入射端面には、光源から光を入射させる開口部が設けられているプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、開口部から入射した光は反射型偏光素子で反射され再びロッドインテグレータ内を導光し反射面において反射され、反射型偏光素子に戻るようになっている。
特開２００３−５７４４５号公報

しかしながら、上記特許文献１に提案されている技術は、ロッドインテグレータの入射端面に光源から射出された光を入射させる開口部を設けることから、反射型偏光素子で反射された光が開口部から外部に射出されてしまい、ロッドインテグレータによる光のリサイクル効率が低下する場合がある。また、上記特許文献１の光源としてＬＥＤを複数用いる場合、アレイ状のＬＥＤから射出された光を効率良くロッドインテグレータに入射させるためには、ＬＥＤを配置する領域に対応してロッドインテグレータを大型にする必要が生じる。また、別の方法として、ＬＥＤに対応して複数の開口部をロッドインテグレータに設けること等の措置をとる必要を生じる。

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、固体光源から射出された光の利用効率を向上させるとともに、小型化が可能な光源装置、照明装置及びプロジェクタ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、光を射出する固体光源と、該固体光源から射出された光を前記固体光源の射出端面に対して略平行方向に反射させる反射面を有する主鏡と、該主鏡の反射面に対向して配されるとともに、前記固体光源から射出された光の一部を前記固体光源に向けて反射させる反射面を有する副鏡とを備えることを特徴とする。

本発明に係る光源装置では、固体光源から射出され主鏡に向かった光は、主鏡の反射面において、固体光源の射出端面に対して略平行方向に反射される。一方、固体光源から射出された光の一部は、副鏡の反射面により固体光源に向かって反射され、固体光源に戻った光は、主鏡に向かって反射される。このように、副鏡に向かった光も固体光源の射出端面に対して略平行方向に反射される。したがって、固体光源から射出され、主鏡及び副鏡に向かった光は、固体光源の射出端面に対して略平行方向に反射され、略平行光となるため、コンパクトな構成であるとともに、光の利用効率を向上させることが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記主鏡の反射面が曲面形状であることが好ましい。
本発明に係る光源装置では、主鏡の反射面が曲面形状であるため、固体光源から射出され、主鏡に入射したより多くの光を略平行光として射出させることが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記主鏡の反射面側の凹部の内部には、前記固体光源から射出された光を前記主鏡の反射面に導光させる導光部材が充填されていることが好ましい。
本発明に係る光源装置では、主鏡の反射面側の凹部の内部には導光部材が充填されているため、固体光源から射出された光を導光部材の内部で伝播させるので、固体光源から射出された光は、主鏡の反射面に確実に導かれることになる。

また、本発明の光源装置は、前記副鏡の反射面が曲面形状であることが好ましい。
本発明に係る光源装置では、副鏡の反射面が曲面形状であるため、副鏡によって固体光源に反射される光量が増えることになる。したがって、固体光源から射出された光をより多く主鏡に導くことができるので、光の利用効率を向上させることが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記副鏡の反射面の曲率半径が、前記固体光源の射出端面の長さ寸法と略等しいが好ましい。
本発明に係る光源装置では、固体光源から射出された光を副鏡の反射面において効率良く固体光源に反射させることができ、さらには、副鏡の大きさを最小限にすることができるので、さらなる小型化が可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記副鏡の反射面側の凹部の内部には、前記固体光源から射出された光を前記副鏡の反射面に導光させる導光部材が充填されていることが好ましい。
本発明に係る光源装置では、副鏡の反射面側の凹部の内部には導光部材が充填されているため、固体光源から射出された光を導光部材の内部で伝播させるので、固体光源から射出された光は、副鏡の反射面に確実に導かれることになる。

また、本発明の光源装置は、前記主鏡の一端部及び前記副鏡の一端部が、前記固体光源の射出端面の中心軸上に位置することが好ましい。

本発明に係る光源装置では、固体光源の射出端面の中心軸に対して一方の方向に向かった光は主鏡に向かい、主鏡の反射面において反射される。また、固体光源の射出端面の中心軸に対して他方の方向に向かった光は副鏡に向かい、副鏡の反射面において反射される。このように、主鏡の一端部及び副鏡の一端部が、固体光源の射出端面の中心軸上に位置しているため、固体光源から射出された光は、必ず、主鏡あるいは副鏡の反射面において反射され、主鏡にも副鏡にも入射されない光がない。したがって、固体光源から射出された光の損失を抑えることができるので、主鏡から射出される光を充分に確保することが可能となる。

また、本発明の光源装置は、前記固体光源を複数備え、該複数の固体光源のそれぞれに対応して前記主鏡及び前記副鏡が設けられていることが好ましい。
本発明に係る光源装置では、固体光源を複数備えているため、主鏡及び副鏡により、複数の固体光源から射出されたより多くの光を固体光源の中心軸に対して略垂直方向に射出することが可能となる。

本発明の照明装置は、上記の光源装置と、該光源装置から射出された光の照度分布を均一化する導光素子と、該導光素子から射出された光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光素子とを備えることを特徴とする。

本発明に係る照明装置では、光源装置から射出された光は導光素子内を進行し、反射型偏光素子に導かれる。反射型偏光素子に入射した光のうち特定の振動方向の偏光光は透過する。これに対して、特定の振動方向以外の他の振動方向の光は、反射型偏光素子で反射され光源装置方向に向かう。反射型偏光素子から光源装置に向かった光は、光源装置に設けられた主鏡，固体光源，副鏡で反射され、再び反射型偏光素子に向かって導光素子内を進行する。これにより、反射型偏光素子を透過した光及び光源装置により反射した後反射型偏光素子を透過した光は、特定の方向に振動する光に揃えられているので、消光比を落とすことなく光利用効率の高い照明光を得ることが可能となる。

本発明のプロジェクタは、上記の照明装置と、該照明装置から射出された光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、該空間光変調装置により変調された光を投射する投射手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係るプロジェクタでは、照明装置より射出された光は空間光変調装置に入射される。そして、空間光変調装置により変調された画像が、投射手段によって投影される。このとき、照明装置より射出される光は、上述したように、特定の方向に振動する光に揃えられているため、空間光変調装置を通過する際、光量を落とすことがないので、高い消光比を維持するとともに、明るさが均一な画像を投射することが可能となる。

また、本発明のプロジェクタは、上記の光源装置と、該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、該空間光変調装置により変調された光を投射する投射手段とを備えることが好ましい。
本発明に係るプロジェクタでは、光源装置より射出された光は空間光変調装置に入射される。そして、空間光変調装置により変調された画像が、投射手段によって投影される。このとき、光源装置から射出されたより多くの光が空間光変調装置を通過するため、明るさが均一な画像を投射することが可能となる。

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。

次に、本発明の一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
本実施形態のプロジェクタ１は、図１に示すように、光源から射出されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の異なる色光を、空間光変調装置によりそれぞれ空間変調して、ダイクロイックプリズム３０により合成して、カラー画像を表示する三板式のカラープロジェクタである。

図１は、本実施形態に係るプロジェクタ１の概略を示す図である。
プロジェクタ１は、図１に示すように、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの異なる色光を射出する照明装置１０ｒ、１０ｇ、１０ｂと、それぞれの照明装置１０ｒ、１０ｇ、１０ｂから射出されたＲ、Ｇ、Ｂの輝度を画像信号に応じて変調する透過型液晶ライトバルブ（空間光変調装置）２０ｒ、２０ｇ、２０ｂと、変調された各色光を合成してカラー画像とするダイクロイックプリズム３０と、ダイクロイックプリズム３０から射出されたカラー画像をスクリーン５０に投射する投射レンズ（投射手段）４０とを備えている。

照明装置１０ｒ、１０ｇ、１０ｂは、図１に示すように、光を射出する光源装置１１ｒ、１１ｇ、１１ｂと、これら光源装置１１ｒ、１１ｇ、１１ｂから射出された光を入射端面１２ａより入射させるとともに、入射された光の照度分布を均一化するロッドインテグレータ（導光素子）１２と、ロッドインテグレータ１２の射出端面１２ｂに配されたλ／４板（位相板）１３と、ロッドインテグレータ１２及びλ／４板１３を透過した光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光素子１４とを備えている。

光源装置１１ｒ、１１ｇ、１１ｂは、図２（ａ）に示すように、基台１５の凹部１５ａに設けられ、光を射出する発光部である赤色ＬＥＤ（固体光源）５ｒ，緑色ＬＥＤ（固体光源）５ｇ、青色ＬＥＤ（固体光源）５ｂと、図２（ｂ）に示すように、これらＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂから射出された光をＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの射出端面５Ａに対して略平行方向に反射させる曲面形状の反射面１６ａを有する主鏡１６と、主鏡１６の反射面１６ａに対向して配されるとともに、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂから射出された光の一部をＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂに反射させる反射面１７ａを有する副鏡１７とを備えている。また、射出端面５Ａとは、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの最も面積の大きい面を指している。そして、このＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂは、射出端面５Ａが主鏡１６の反射面１６ａ及び副鏡１７反射面１７ａに対向するように配されている。
また、主鏡１６ａの反射面１６ａはパラボラ形状となっており、好ましくは、断面形状が球面を４等分した１／４球形状である。さらに、主鏡１６の反射面１６ａ及び副鏡１７の反射面１７ａには、反射コーティングが施されている。また、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの断面形状は、一辺の長さがＬの矩形状となっている。

副鏡１７の反射面１７ａは、図２（ｂ）に示すように、断面形状が球面を４等分した１／４球形状となっており、反射面１７ａは、曲率半径ＲがＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの射出端面５Ａの一辺の長さＬの寸法と略等しい形状となっている。また、主鏡１６の一端部１６ｂ及び副鏡１７の一端部１７ｂが、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの射出端面５Ａの中心軸０を含む平面上に位置している。さらに、主鏡１６の反射面１６ａの他端部１６ｃ及び副鏡１７の反射面１７ａの他端部１７ｃは、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの射出端面５Ａと同一面上の基台１５上に位置している。ここで、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの射出端面５Ａの中心軸Ｏとは、射出端面５Ａに対し法線方向に延び、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂを通る軸を指している。

また、本実施形態では、主鏡１６の一端部１６ｂ及び副鏡１７の一端部１７ｂが、中心軸０を含む平面上に位置する構成であるため、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂが等方発光するものであるとすると、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂから射出された光のうち半分は主鏡１６の反射面１６ａに向かい、残りの光は副鏡１７の反射面１７ａに向かうようになっている。

光源装置１１ｒ、１１ｇ、１１ｂは、図３に示すように、各色４つずつＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの中心軸Ｏが点Ｐで交わるように配置されている。そして、これらＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂのそれぞれに対応して上述した主鏡１６及び副鏡１７が設けられている。
また、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂには、反射型偏光素子１４で反射されＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの方向へ進行する光を主鏡１６あるいは副鏡１７の方向へ反射させる反射部１８が設けられている。
反射部１８は、高い光反射率を有する部材、例えば、アルミニウムや銀等の金属部材によって構成されている。この反射部１８を金属部材で構成すると、反射部１８を耐熱性に優れた構成となる。なお、ＬＥＤを駆動する電極が反射部１８として機能しても良い。また、反射部１８としては、基台１５の凹部１５ａの表面に反射コーティングが施されていても良く、また基台１５が反射部材で形成されていても良い。

ロッドインテグレータ１２は、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂと反射型偏光素子１４との間に配され、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの個数に対応して設けられている。また、ロッドインテグレータ１２の入射端面１２ａが、図４に示すように、光源装置５ｒ，５ｇ，５ｂの射出側に配され、射出端面１２ｂがλ／４板１３の入射端面１３ａに直接接触している。このλ／４板１３は、各ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂから射出されたそれぞれの光の波長に対して１／４波長の位相差を発生させるものである。また、ロッドインテグレータ１２は、入射端面１２ａから入射された各色４つずつ配されたＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂから射出された光の照度分布の均一化を行い、射出端面１２ｂより射出させるようになっている。
なお、ロッドインテグレータ１２は、例えば、ガラスや樹脂などの光透過性を有する材料から構成されている。

反射型偏光素子１４は、図４に示すように、λ／４板１３の入射端面１３ｂに直接接触している。このように、ロッドインテグレータ１２，λ／４板１３，反射型偏光素子１４を順に直接接触するように配置することにより、これらの間から光が漏れることを防止することができるので、光利用効率の低下を防止することが可能となっている。

また、反射型偏光素子１４は、特定の振動方向の偏光光、例えばｐ偏光光を透過し、特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光、例えばｓ偏光光を反射する。反射型偏光素子１４で反射されたｓ偏光光は、λ／４板１３を透過することにより円偏光に変換される。そして、λ／４板１３を透過した光は、ロッドインテグレータ１２を透過してＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂに戻るようになっている。そして、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂに戻った光は、反射部１８で反射されて再びロッドインテグレータ１２の方向へ進行する。ロッドインテグレータ１２を透過して再びλ／４板１３に入射する光のうち円偏光は、例えば、直線偏光であるｐ偏光光に変換される。特定の振動方向の偏光光であるｐ偏光光は、反射型偏光素子１４を透過することが可能となっている。これに対して、再度、λ／４板１３を透過することにより特定の振動方向とは異なる他の振動方向に変換された直線偏光は、反射型偏光素子１４で反射され、上述の循環を繰り返すようになっている。

また、反射型偏光素子１４としては、ワイヤグリッド型偏光フィルタを採用している。このワイヤグリッド型偏光フィルタは、構造複屈折型偏光板の一種であり、透明基板上に形成された金属薄膜に、所定方向に延びる微細なリブ（図示略）が形成された構造を有している。この金属薄膜は、アルミニウムやタングステン等を用いて、蒸着法やスパッタ法によって形成することができる。また微細なリブは、２光束干渉露光法や、電子線描画法、Ｘ線リソグラフィー法等と、エッチングとを組み合わせることによって形成することができる。そして、この微細なリブのピッチは、反射すべき光の波長より短く形成されている。これにより、微細なリブと平行方向の直線偏光を透過し、垂直方向の直線偏光を反射することができるようになっている。このワイヤグリッド型偏光フィルタは、構造が単純なので容易に製造することができる。また、無機素材で構成されるため、極めて耐熱性に優れるとともに、光吸収をほとんど生じない。
なお、反射型偏光素子１４として、上述したワイヤグリッド型偏光フィルタに限らず、複屈折性を有する薄膜と複屈折性を有さない薄膜とを複数積層した多層積層型偏光板を用いても良い。

ダイクロイックプリズム３０は、図１に示すように、４つの直角プリズムが貼り合わされた構造からなり、その内部には、青色光を反射する誘電体多層膜（青色光反射ダイクロイック膜３１）及び赤色光を反射する誘電体多層膜（赤色光反射ダイクロイック膜３２）が断面Ｘ字状に形成されている。そして、透過型液晶ライトバルブ２０ｇからの緑色光を透過し、透過型液晶ライトバルブ２０ｒからの赤色光と透過型液晶ライトバルブ２０ｂからの青色光とを折り曲げてこれらの３色の光を合成し、カラー画像を形成する。

次に、以上の構成からなる本実施形態のプロジェクタ１を用いて、画像をスクリーン５０に投射する方法について説明する。
なお、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂから射出された各色光についての作用は同一であるので、ＬＥＤ５ｒから射出された赤色光についての作用を説明し、その他の緑色光、青色光についての作用は説明を省略する。

まず、ＬＥＤ５ｒに電流が供給されると、図２（ｂ）に示すように、それぞれのＬＥＤ５ｒから赤色光のうち半分の光束が主鏡１６の反射面１６ａに向かい、残りの半分の光束が副鏡１７の反射面１７ａに向かって射出される。このとき、主鏡１６の反射面１６ａに向かった光は、主鏡１６の反射面１６ａによって、ＬＥＤ５ｒの射出端面５Ａに対して略平行方向に反射される。また、主鏡１６の反射面１６ａに向かった光のうち一部は、副鏡１７の反射面１７ａに向かって反射され、副鏡１７の反射面１７ａにおいて、ＬＥＤ５ｒの反射部１８に反射される。そして、反射部１８により反射された光は、再び主鏡１６の反射面１６ａに向かって反射される。これを繰り返すことにより、主鏡１６の反射面１６ａに向かった光は、必ずＬＥＤ５ｒの射出端面５Ａに対して略平行方向に反射される。
一方、副鏡１７の反射面１７ａに向かった光は、副鏡１７の反射面１７ａによって、ＬＥＤ５ｒに向かって反射される。そして、ＬＥＤ５ｒに戻った光は、反射部１８により主鏡１６の反射面１６ａに向かって反射され、反射面１６ａにおいて、ＬＥＤ５ｒの射出端面５Ａに対して略平行方向に反射される。

次に、光源装置５ｒから赤色光が、図４に示すように、ロッドインテグレータ１２に向けて射出される。
ロッドインテグレータ１２の入射端面１２ａから内部に入射した赤色光は、ロッドインテグレータ１２内で全反射を繰り返すことにより、その照度分布が均一化され射出端面１２ｂに向けて伝搬する。その後、赤色光は、射出端面１２ｂからλ／４板１３に入射される。

λ／４板１３を透過し、反射型偏光素子１４に入射された赤色光は、反射型偏光素子１４の入射端面より入射される。反射型偏光素子１４に入射した赤色光は、リブ（図示略）の延在方向に平行な方向に振動するｓ偏光が反射され、リブ（図示略）の延在方向に垂直な方向（リブが配列する方向）に振動するｐ偏光が透過する。

反射型偏光素子１４に反射された赤色光のｓ偏光は、ロッドインテグレータ１２内をＬＥＤ５ｒに向けて伝搬し、ＬＥＤ５ｒに入射する。ＬＥＤ５ｒに入射した赤色光は、反射部１８により再びロッドインテグレータ１２の入射端面１２ａに向けて反射される。
このように、反射型偏光素子１４を透過しないｓ偏光は、反射型偏光素子１４と光源装置１１ｒ，１１ｇ，１１ｂとの間のロッドインテグレータ１２内を行き来するが、２回λ／４板１３を透過することにより、位相がλ／２変化することになる。このため、反射型偏光素子１４で反射された直線偏光のうち一部の直線偏光を再度反射型偏光素子１４に入射させるまでに偏光軸が９０度回転して、ｐ偏光に変換することになる。このようにしてｐ偏光に変換された光は、反射型偏光素子１４を透過することになる。

上述のようにして、反射型偏光素子１４を透過した赤色光のｐ偏光は、透過型液晶ライトバルブ２０ｒに入射され、プロジェクタ１に入力された映像信号に基づいて変調され、ダイクロイックプリズム３０に向けて射出される。
ダイクロイックプリズム３０には、同様に、映像信号に基づいて変調された緑色光のｐ偏光及び青色光のｐ偏光も入射される。これらの色光が、青色光を反射する青色光反射ダイクロイック膜３１と赤色光を反射するＲ光反射ダイクロイック膜３２とによって合成されてカラー画像を表す光が形成され、投射レンズ４０に向けて射出される。投射レンズ４０は、カラー画像を表す光をスクリーン５０に向けて拡大投射して、カラー画像を表示する。

本実施形態に係る光源装置１１ｒ、１１ｇ、１１ｂによれば、主鏡１６及び副鏡１７を備えることにより、ＬＥＤ５ｒ、５ｇ、５ｂから射出された光は、ＬＥＤ５ｒ、５ｇ、５ｂの射出端面５Ａに対して略平行方向に射出される。すなわち、ＬＥＤ５ｒ、５ｇ、５ｂから射出された光をできるだけ平行化してからロッドインテグレータ１２内を進行させることができる。したがって、ロッドインテグレータ１２内での反射回数が不必要に増加することによる反射ロスを少なくすることができ、光利用効率の高い照明光を得ることが可能であるとともに、コンパクトな構成にすることもできる。

また、プロジェクタ１及び照明装置１０ｒ、１０ｇ、１０ｂによれば、ロッドインテグレータ１２の射出端面１２ｂに反射型偏光素子１４が配されているため、反射型偏光素子１４において反射された光を効率良くＬＥＤ５ｒ、５ｇ、５ｂに戻すことができる。これにより、反射型偏光素子１４と光源装置１１ｒ、１１ｇ、１１ｂとの間の光路を偏光光が循環（リサイクル）する過程において、反射型偏光素子１４で特定の振動方向の偏光光を次々と取り出すことができる。この結果、高い光利用効率で特定の振動方向の偏光光を得ることができる。これにより、特定の振動方向の偏光光を効率良く供給でき、透過型液晶ライトバルブ２０ｒ、２０ｇ、２０ｂを用いるプロジェクタ１に好適な照明装置１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを得られるという効果を奏する。さらに、照明装置１０ｒ、１０ｇ、１０ｂを用いることにより、照明光の消光比を落とすことなく光利用効率を高めることができ、明るい画像のプロジェクタ１を得られるという効果を奏する。

（光源装置の別の形態）
上記実施形態において、主鏡１６及び副鏡１７は、反射面１６ａ及び反射面１７ａを有する中空形状としたが、図５に示すように、中実な主鏡６５及び副鏡７０を備える光源装置６０ｒ，６０ｇ，６０ｂであっても良い。
主鏡６５の反射面６５ａ及び副鏡７０の反射面７０ａの内部には、ＬＥＤ５ｒ、５ｇ、５ｂから射出された光を主鏡６５の反射面６５ａ及び副鏡７０の反射面７０ａに導光させる導光部材が充填されている。導光部材としては、ガラス，プラスチック，樹脂などの光透過性を有する材料から形成されている。主鏡６５の底面６５ｂ及び副鏡７０の底面７０ｂとＬＥＤ５ｒ、５ｇ、５ｂの射出端面５Ａとはマッチングオイルを介して接触している。

本発明に係る光源装置６０ｒ，６０ｇ，６０ｂでは、反射面６５ａ及び反射面７０ａの内部には導光部材が充填されているため、ＬＥＤ５ｒ、５ｇ、５ｂから射出された光を内部で伝播させるので、主鏡６５の反射面６５ａ及び副鏡７０の反射面７０ａに確実に導くことが可能となっている。

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、本実施形態では、主鏡１６の一端部１６ｂ及び副鏡１７の一端部１７ｂが、中心軸０を含む平面上に位置する構成としたため、主鏡１６及び副鏡１７の形状はこれに限るものではなく、副鏡１７は、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂから射出された光の一部をＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂに反射させる構成であれば良い。

また、図７に示すように、反射面９６ａを有する主鏡９６と、反射面９７ａを有する主鏡９７とを備える光源装置９０ｒ，９０ｇ，９０ｂであっても良い。この光源装置９０ｒ，９０ｇ，９０ｂは、主鏡９６の一端部９６ｂ及び副鏡９７の一端部９７ｂが、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂの射出端面５Ａの副鏡９７が配されている側の端部における法線Ｐを含む平面上に位置している。この構成は、副鏡９７の反射面９７ａにおいて反射され、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂに戻った光は、反射部１８で反射されて主鏡９６の反射面９６ａに向かう。この過程において、光損失（例えば、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂにより光の吸収，副鏡９７における反射による損失）の影響がある場合に有効である。すなわち、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂから射出され主鏡９６の反射面９６ａに入射される光を増やすことができるので、光利用効率を向上させることができる。

また、光源装置１１ｒ，１１ｇ，１１ｂ，６０ｒ，６０ｇ，６０ｂとして、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂを各色４つずつ用いる構成（４灯配置）にしたが、これに限ることはなく、１つであっても良い。なお、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂを複数用いた場合、主鏡は一体的に構成されていても良い。例えば、光源装置１１ｒ，１１ｇ，１１ｂ，６０ｒ，６０ｇ，６０ｂの場合、図６に示すように、ＬＥＤ５ｒ，５ｇ，５ｂのそれぞれに対応した反射面８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄが一体的に構成された主鏡８０であっても良い。この構成の場合、主鏡１６，６５の背面側から光が漏れることがないため、光源装置１１ｒ，１１ｇ，１１ｂ，６０ｒ，６０ｇ，６０ｂから射出される光の利用効率をさらに向上させることが可能となる。
上記実施形態では、空間光変調装置として、透過型液晶ライトバルブを用いたが、反射型液晶ライトバルブであるデジタル・マイクロ・ミラーデバイス等を用いることもできる。また、ロッドインテグレータ１２，反射型偏光素子１４，λ／４板１３は必ずしも備える必要はない。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクタを示す概略図である。 図１の光源装置を示す（ａ）は要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視図である。 図１の光源装置のＸ−Ｘ線矢視図である。 図１の照明装置を示す要部断面図である。 図１の光源装置の変形例を示す断面図である。 図１及び図５の光源装置の主鏡の変形例を示す要部断面図である。 図１の光源装置の変形例を示す断面図である。

符号の説明

Ｏ…ＬＥＤの射出端面の中心軸、Ｒ…曲率半径、Ｌ…ＬＥＤの射出端面の長さ、１…プロジェクタ、５ｒ，５ｇ，５ｂ…ＬＥＤ（固体光源）、５Ａ…ＬＥＤの射出端面、１１ｒ，１１ｇ，１１ｂ、６０ｒ，６０ｇ，６０ｂ、９０ｒ，９０ｇ，９０ｂ…光源装置、１２…ロッドインテグレータ（導光素子）、１４…反射型偏光素子、１６…主鏡、１６ａ…主鏡の反射面、１６ｂ…主鏡の一端部、１７…副鏡、１７ａ…副鏡の反射面、１７ｂ…副鏡の一端部、２０ｒ、２０ｇ、２０ｂ…透過型液晶ライトバルブ（空間光変調装置）、４０…投射レンズ（投射手段）

Claims (11)

1. 光を射出する固体光源と、
   該固体光源から射出された光を前記固体光源の射出端面に対して略平行方向に反射させる反射面を有する主鏡と、
   該主鏡の反射面に対向して配されるとともに、前記固体光源から射出された光の一部を前記固体光源に向けて反射させる反射面を有する副鏡とを備えることを特徴とする光源装置。
2. 前記主鏡の反射面が曲面形状であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記主鏡の反射面側の凹部の内部には、前記固体光源から射出された光を前記主鏡の反射面に導光させる導光部材が充填されていることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記副鏡の反射面が曲面形状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１項に記載の光源装置。
5. 前記副鏡の反射面の曲率半径が、前記固体光源の射出端面の長さ寸法と略等しいことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 前記副鏡の反射面側の凹部の内部には、前記固体光源から射出された光を前記副鏡の反射面に導光させる導光部材が充填されていることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の光源装置。
7. 前記主鏡の一端部及び前記副鏡の一端部が、前記固体光源の射出端面の中心軸上に位置することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の光源装置。
8. 前記固体光源を複数備え、
   該複数の固体光源のそれぞれに対応して前記主鏡及び前記副鏡が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の光源装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光源装置と、
   該光源装置から射出された光の照度分布を均一化する導光素子と、
   該導光素子から射出された光のうち特定の振動方向の偏光光を透過させ、前記特定の振動方向とは異なる他の振動方向の偏光光を反射する反射型偏光素子とを備えることを特徴とする照明装置。
10. 請求項９に記載の照明装置と、
    該照明装置から射出された光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
    該空間光変調装置により変調された光を投射する投射手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。
11. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の光源装置と、
    該光源装置から射出された光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
    該空間光変調装置により変調された光を投射する投射手段とを備えることを特徴とするプロジェクタ。

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