JP2008107379A - プロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】透光性部材に超音波供給装置を配設したプロジェクタにおいて、スペックルノイズに起因した照度むらを低減することが可能で、かつ、光利用効率の低下を抑制することが可能なプロジェクタを提供する。
【解決手段】ＬＤ光源１０、中実のインテグレータロッド３０及び超音波良伝達物質５０を介してインテグレータロッド３０に密着して配設され、時間的に周波数が変化する超音波をインテグレータロッド３０に供給する超音波供給装置４０を有する照明装置１００と、照明装置１００からの光を画像情報に応じて変調するマイクロミラー型光変調装置４００と、マイクロミラー型光変調装置４００により変調された光を投写する投写光学系６００とを備えるプロジェクタ１０００。超音波良伝達物質５０と超音波供給装置４０との界面には、反射膜６０が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、プロジェクタに関する。

従来、ＬＤ（半導体レーザ）光源と、ＬＤ光源からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する中実のインテグレータロッドとを備えるプロジェクタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

従来のプロジェクタによれば、インテグレータロッドの側面における反射によって、被照明領域に照射される光の面内光強度分布をより均一なものにすることが可能となる。

特開２００４−３３４０８３号公報

ところで、従来のプロジェクタにおいては、ＬＤ光源から射出されるレーザ光は可干渉性を有するため、ＬＤ光源からの光が互いに干渉してスペックルノイズが発生してしまい、被照明領域においてスペックルノイズに起因した照度むらが発生する場合があるという問題（第１の問題）がある。

このような第１の問題を解決するための手段としては、例えば、時間的に周波数が変化する超音波をインテグレータロッドに供給する超音波供給装置を、超音波良伝達物質（例えばジェルなど。）を介してインテグレータロッドに密着して配設することが考えられる。
なお、超音波良伝達物質とは、超音波供給装置とインテグレータロッドとの間に介在させることにより、インテグレータロッドに対して超音波供給装置からの超音波を効果的に伝達することが可能となる物質のことであり、医療・美容分野等で用いられるジェルを好ましく例示することができる。

インテグレータロッドに上記の超音波供給装置を配設したプロジェクタによれば、超音波供給装置からインテグレータロッドに対して時間的に周波数が変化する超音波を供給することにより、インテグレータロッドに定在波を形成して当該定在波の周期を時間的に変調することが可能となるため、ＬＤ光源からの光が互いに干渉してスペックルノイズが発生したとしても、このようなスペックルノイズを人間の目で見えない速さで高速変調することで被照明領域におけるスペックルノイズに起因した照度むらを低減することが可能となる。

しかしながら、インテグレータロッドに超音波供給装置を配設したプロジェクタにおいては、超音波良伝達物質を介在させてインテグレータロッドに超音波供給装置を配設したことに起因して、以下のような問題が新たに発生してしまう。

図７は、超音波良伝達物質を介在させたことに起因して発生する問題を説明するために示す図である。図７（ａ）は超音波良伝達物質９５０の屈折率ｎ_２がインテグレータロッド９３０の媒質の屈折率ｎ_１よりも大きい場合における、インテグレータロッド９３０に入射する光Ｌ_１，Ｌ_２の軌跡を模式的に示す図であり、図７（ｂ）は超音波良伝達物質９５０の屈折率ｎ_２が１よりも大きくインテグレータロッド９３０の媒質の屈折率ｎ_１よりも小さい場合における、インテグレータロッド９３０に入射する光Ｌ_１，Ｌ_２の軌跡を模式的に示す図である。なお、図７（ａ）及び図７（ｂ）において、光の角度や超音波良伝達物質９５０の厚み等は誇張して示している。また、図７中の光Ｌ_１は、インテグレータロッド９３０の側面で１回反射するような入射角でインテグレータロッド９３０に入射する光であり、光Ｌ_２は光Ｌ_１よりも深い角度でインテグレータロッド９３０に入射する光である。

インテグレータロッド９３０に超音波供給装置９４０を配設したプロジェクタにおいては、超音波良伝達物質９５０の屈折率ｎ_２がインテグレータロッド９３０の媒質の屈折率ｎ_１より大きい場合には、図７（ａ）に示すように、インテグレータロッド９３０の側面のうち超音波良伝達物質９５０が介在する部分においては全反射条件を満たさなくなるため、インテグレータロッド９３０の側面で反射されずに当該側面を透過する光（図７（ａ）に示す光Ｌ_１，Ｌ_２）が発生してしまい、結果として、光利用効率が低下してしまう。超音波良伝達物質９５０の屈折率ｎ_２が１より大きくインテグレータロッド９３０の媒質の屈折率ｎ_１より小さい場合であっても、図７（ｂ）に示すように、インテグレータロッド９３０に入射する際の入射角によって全反射条件を満たさない場合が生じてしまうため、インテグレータロッド９３０の側面で反射されずに当該側面を透過する光（図７（ｂ）に示す光Ｌ_２）が発生してしまい、結果として、光利用効率が低下してしまう。

すなわち、インテグレータロッドに超音波供給装置を配設したプロジェクタにおいては、超音波良伝達物質を介在させてインテグレータロッドに超音波供給装置を配設したことに起因して、超音波良伝達物質の屈折率の大小に関わらず、光利用効率が低下するという問題（第２の問題）が新たに発生してしまう。

なお、超音波良伝達物質を介在させずにインテグレータロッドに超音波供給装置を配設した場合には、超音波供給装置とインテグレータロッドとの間に空気層が存在することとなるため、上記の第２の問題が発生することはなくなるが、空気層が存在することによって、超音波供給装置からインテグレータロッドに対して超音波を効率的に供給することが困難となり、その結果、被照明領域におけるスペックルノイズに起因した照度むらを低減することが困難となる。

なお、上記した第１の問題及び第２の問題は、インテグレータロッドに超音波供給装置を配設したプロジェクタの場合にのみ発生する問題ではなく、インテグレータロッドのように光を透過する透光性部材に超音波供給装置を配設したプロジェクタに共通する問題である。

そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、透光性部材に超音波供給装置を配設したプロジェクタにおいて、スペックルノイズに起因した照度むらを低減することが可能で、かつ、光利用効率の低下を抑制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。

本発明のプロジェクタは、ＬＤ光源を有する照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタであって、前記照明装置は、前記ＬＤ光源と前記電気光学変調装置との間に配置される中実の透光性部材と、超音波良伝達物質を介して前記透光性部材に密着して配設され、時間的に周波数が変化する超音波を前記透光性部材に供給する超音波供給装置とをさらに有し、前記透光性部材と前記超音波良伝達物質との界面又は前記超音波良伝達物質と前記超音波供給装置との界面には、反射部材が形成されていることを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタによれば、超音波供給装置から透光性部材に対して時間的に周波数が変化する超音波を供給することにより、透光性部材に定在波を形成するとともに当該定在波の周期を時間的に変調することが可能となるため、ＬＤ光源からの光が互いに干渉してスペックルノイズが発生したとしても、このようなスペックルノイズを人間の目で見えない速さで高速変調することで被照明領域におけるスペックルノイズに起因した照度むらを低減することが可能となる。

また、本発明のプロジェクタによれば、透光性部材と超音波良伝達物質との界面又は超音波良伝達物質と超音波供給装置との界面に反射部材が形成されているため、透光性部材の側面で反射されずに当該側面を透過する光を反射することが可能となる。すなわち、透光性部材と超音波良伝達物質との界面に反射部材が形成されている場合であれば、透光性部材の側面で反射されずに当該側面を透過する光を透光性部材と超音波良伝達物質との間で反射することが可能となり、超音波良伝達物質と超音波供給装置との界面に反射部材が形成されている場合であれば、透光性部材の側面で反射されずに超音波良伝達物質に入射した光を超音波良伝達物質と超音波供給装置との間で反射することが可能となる。このため、光利用効率の低下を抑制することが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記反射部材は、アルミニウム、銀又は誘電体多層膜からなる反射膜であってもよいし、アルミニウム、銀又は誘電体多層膜からなる反射膜が表面に形成された反射部材であってもよい。

このように構成することにより、透光性部材の側面で反射されずに当該側面を透過する光を反射することが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記反射部材は、前記超音波良伝達物質と前記超音波供給装置との界面に形成されており、前記超音波良伝達物質は、高光透過性材料からなることが好ましい。

このように構成することにより、超音波良伝達物質における光損失を抑制することが可能となるため、光利用効率の低下をさらに抑制することが可能となる。

なお、この明細書において「高光透過性材料」とは、光透過率が比較的高い材料のことをいう。

本発明のプロジェクタにおいては、前記反射部材は、前記透光性部材と前記超音波良伝達物質との界面に形成されており、前記反射部材の表面積は、前記超音波良伝達物質の表面積以上の大きさであることが好ましい。

このように構成することにより、超音波良伝達物質が介在する部分でも必ず光を反射するようになり、光利用効率の低下を抑制することが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記透光性部材は、前記ＬＤ光源からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する中実のインテグレータロッド又は中実の円錐プリズムであることが好ましい。

中実のインテグレータロッドとは、内面全反射タイプの中実のロッド部材（例えばガラスロッド）のことである。

中実の円錐プリズムとは、円錐形状又は円錐形状でかつ底面の周縁部分が平面状にカットされた形状を有する中実の透光性部材のことである。なお、「円錐形状でかつ底面の周縁部分が平面状にカットされた形状」とは、後述する図６（ｂ）に示すように、円錐プリズムにおける側面及び底面の一部が平面状にカットされることにより、底面側（被照明領域側）が四角柱となった形状のことを意味する。円錐プリズムは、ＬＤ光源からの光を光入射面で屈折させることにより、ＬＤ光源からの光のうち比較的明るい中央部分（照明光軸に近い部分）の光と比較的暗い周辺部分（照明光軸から遠い部分）の光とをミキシングして、より均一な面内光強度分布を有する光に変換して射出する機能を有する。

このように、透光性部材が中実のインテグレータロッド又は中実の円錐プリズムであったとしても、本発明のプロジェクタによれば、スペックルノイズに起因した照度むらを低減することが可能で、かつ、光利用効率の低下を抑制することが可能となる。

以下、本発明のプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ１０００の光学系を示す図であり、図１（ｂ）はインテグレータロッド３０及び超音波供給装置４０の拡大図である。

図２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図２（ａ）は超音波良伝達物質５０の屈折率ｎ_２がインテグレータロッド３０の媒質の屈折率ｎ_１よりも大きい場合における、インテグレータロッド３０に入射する光Ｌ_１，Ｌ_２の軌跡を模式的に示す図であり、図２（ｂ）は超音波良伝達物質５０の屈折率ｎ_２が１よりも大きくインテグレータロッド３０の媒質の屈折率ｎ_１よりも小さい場合における、インテグレータロッド３０に入射する光Ｌ_１，Ｌ_２の軌跡を模式的に示す図である。なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）において、光の角度や超音波良伝達物質５０の厚み等は誇張して示している。また、図２中の光Ｌ_１は、インテグレータロッド３０の側面で１回反射するような入射角でインテグレータロッド３０に入射する光であり、光Ｌ_２は光Ｌ_１よりも深い角度でインテグレータロッド３０に入射する光である。

なお、以下の説明においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１（ａ）における照明光軸１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１（ａ）における紙面に平行かつｚ軸に直交する方向）及びｙ軸方向（図１（ａ）における紙面に垂直かつｚ軸に直交する方向）とする。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００は、図１（ａ）に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの光を被照明領域に導光するリレー光学系３１０と、リレー光学系３１０からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置としてのマイクロミラー型光変調装置４００と、マイクロミラー型光変調装置４００によって変調された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタである。

照明装置１００は、ＬＤ光源１０と、ＬＤ光源１０からの光をインテグレータロッド３０に導く凸レンズ２０と、凸レンズ２０とリレー光学系３１０との間に配置される透光性部材としての中実のインテグレータロッド３０と、超音波良伝達物質５０を介してインテグレータロッド３０に密着して配設される超音波供給装置４０とを備える。

ＬＤ光源１０は、赤色光を射出する発光部１２ｒと、緑色光を射出する発光部１２ｇと、青色光を射出する発光部１２ｂと、ＬＤ基板１４と、放熱部（図示せず。）とを有する。

なお、ＬＤ光源１０は、図示しない時分割駆動回路に接続されており、時分割駆動回路によってマイクロミラー型光変調装置４００に表示する画像における例えば１フレーム若しくは１フィールド又はそれ以下の周期で発光部１２ｒ，１２ｇ，１２ｂを時分割駆動している。

凸レンズ２０は、例えば非球面レンズからなり、ＬＤ光源１０からの光をインテグレータロッド３０の光入射面近傍に集光させる機能を有する。なお、凸レンズ２０は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

インテグレータロッド３０は、凸レンズ２０からの光を内面で多重反射させることにより、凸レンズ２０からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有する光学部材である。インテグレータロッド３０は、内面全反射タイプの中実のガラスロッドである。

超音波供給装置４０は、図１（ｂ）に示すように、超音波良伝達物質５０及び反射膜６０を介してインテグレータロッド３０の側面に密着して配設されている。超音波供給装置４０は、時間的に周波数が変化する超音波をインテグレータロッド３０に供給する。インテグレータロッド３０に定在波を形成するとともに当該定在波の周期を時間的に変調する。例えば、発振周波数が２０万Ｈｚである超音波を３００Ｈｚの変調周波数で変調することにより、１５万Ｈｚ〜２５万Ｈｚの範囲で高速変調された超音波をインテグレータロッド３０に対して供給する。これにより、インテグレータロッド３０に定在波を形成するとともに当該定在波の周期を時間的に変調することが可能となる。なお、当該発振周波数及び当該変調周波数の値は、所定範囲内から適宜選択することが可能である。

超音波良伝達物質５０は、高光透過性材料からなる。超音波良伝達物質５０としては、医療・美容分野等で用いられるジェルを好ましく例示することができる。なお、長期安定性を考慮すると、蒸気圧の低い物質からなるジェルを用いることがより好ましい。

超音波良伝達物質５０と超音波供給装置４０との界面には、反射部材としての反射膜６０が形成されている。反射膜６０は、例えば誘電体多層膜からなる。当該誘電体多層膜の膜材料としては、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）、酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などを好適に用いることができる。

リレー光学系３１０は、リレーレンズ３１２と、反射ミラー３１４と、集光レンズ３１６とを有し、照明装置１００からの照明光束をマイクロミラー型光変調装置４００の画像形成領域に導く機能を有する。

リレーレンズ３１２は、集光レンズ３１６とともに、照明装置１００からの照明光束を発散させずにマイクロミラー型光変調装置４００の画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。なお、リレーレンズ３１２は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

反射ミラー３１４は、照明装置１００の照明光軸１００ａｘに対して傾斜して配置され、リレーレンズ３１２からの照明光束を曲折し、マイクロミラー型光変調装置４００へと導光する。これにより、プロジェクタをコンパクトにすることができる。

集光レンズ３１６は、リレーレンズ３１２及び反射ミラー３１４からの照明光束をマイクロミラー型光変調装置４００の画像形成領域にほぼ重畳させ、かつ、マイクロミラー型光変調装置４００によって変調された光を投写光学系６００とともに拡大投写するものである。

ここで、インテグレータロッド３０の光射出面近傍とマイクロミラー型光変調装置４００の画像形成領域近傍とは、リレー光学系３１０により共役関係となる。このため、インテグレータロッド３０から射出される照明光束を照明光軸１００ａｘに沿った方向から見たときに、当該照明光束の断面形状は、マイクロミラー型光変調装置４００の画像形成領域の平面形状と略相似形となっている。

マイクロミラー型光変調装置４００は、リレー光学系３１０からの光を画像情報に応じて各画素に対応するマイクロミラーで反射することにより、画像を表す画像光を投写光学系６００へと射出する機能を有する反射方向制御型光変調装置である。マイクロミラー型光変調装置４００としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。

マイクロミラー型光変調装置４００から射出される画像光は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

マイクロミラー型光変調装置４００と投写光学系６００とは、それぞれの中心軸が一致するように配置されている。なお、実施形態１に係るプロジェクタ１０００をあおり投写の構成を有するプロジェクタとする場合には、マイクロミラー型光変調装置４００の中心軸に対して投写光学系６００の投写光軸６００ａｘがあおり方向にずれるように構成することが好ましい。

以上のように構成された実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、超音波供給装置４０からインテグレータロッド３０に対して時間的に周波数が変化する超音波を供給することにより、インテグレータロッド３０に定在波を形成するとともに当該定在波の周期を時間的に変調することが可能となるため、ＬＤ光源１０からの光が互いに干渉してスペックルノイズが発生したとしても、このようなスペックルノイズを人間の目で見えない速さで高速変調することで被照明領域におけるスペックルノイズに起因した照度むらを低減することが可能となる。

また、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、超音波良伝達物質５０と超音波供給装置４０との界面に反射部材としての反射膜６０が形成されているため、インテグレータロッド３０の側面で反射されずに当該側面を透過する光を反射することが可能となる。

すなわち、超音波良伝達物質５０の屈折率ｎ_２がインテグレータロッド３０の媒質の屈折率ｎ_１より大きい場合には、図２（ａ）に示すように、インテグレータロッド３０の側面のうち超音波良伝達物質５０が介在する部分においては全反射条件を満たさなくなるため、インテグレータロッド３０の側面で反射されずに当該側面を透過する光（図２（ａ）に示す光Ｌ_１，Ｌ_２）が発生するが、当該光Ｌ_１，Ｌ_２は反射膜６０で反射され、インテグレータロッド３０の光射出面から射出される。
また、超音波良伝達物質５０の屈折率ｎ_２が１より大きくインテグレータロッド３０の媒質の屈折率ｎ_１より小さい場合であっても、図２（ｂ）に示すように、インテグレータロッド３０に入射する際の入射角によって全反射条件を満たさない場合が生じてしまい、インテグレータロッド３０の側面で反射されずに当該側面を透過する光（図２（ｂ）に示す光Ｌ_２）が発生するが、当該光Ｌ_２は反射膜６０で反射され、インテグレータロッド３０の光射出面から射出される。

その結果、実施形態１に係るプロジェクタ１０００によれば、光利用効率の低下を抑制することが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００においては、超音波良伝達物質５０は、高光透過性材料からなるため、超音波良伝達物質５０における光損失を抑制することが可能となり、光利用効率の低下をさらに抑制することが可能となる。

［実施形態２］
図３は、実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図である。図３（ａ）はプロジェクタ１００２の光学系を示す図であり、図３（ｂ）はインテグレータロッド３０及び超音波供給装置４０の拡大図である。なお、図３において、図１と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、基本的には実施形態１に係るプロジェクタ１０００と良く似た構成を有するが、反射膜の形成位置及び反射膜の表面積の大きさが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは異なる。

すなわち、実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、図３（ｂ）に示すように、反射膜６２は、インテグレータロッド３０と超音波良伝達物質５０との界面に形成されている。また、反射膜６２の表面積は、超音波良伝達物質５０の表面積以上の大きさである。
なお、反射膜６２は、実施形態１で説明した反射膜６０と同様のものであり、詳細な説明は省略する。

このように、実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、反射膜の形成位置及び反射膜の表面積の大きさが異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、時間的に周波数が変化する超音波をインテグレータロッド３０に供給する超音波供給装置４０を備えるとともに、インテグレータロッド３０と超音波良伝達物質５０との間に反射膜６２が形成されているため、スペックルノイズに起因した照度むらを低減することが可能で、かつ、光利用効率の低下を抑制することが可能なプロジェクタとなる。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、反射膜６２の表面積は、超音波良伝達物質５０の表面積以上の大きさであるため、超音波良伝達物質５０が介在する部分でも必ず光を反射するようになり、光利用効率の低下を抑制することが可能となる。

実施形態２に係るプロジェクタ１００２は、反射膜の形成位置及び反射膜の表面積の大きさが異なる点以外の点では、実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有するため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

［実施形態３］
図４は、実施形態３に係るプロジェクタ１００４の光学系を示す図である。なお、図４において、図１（ａ）と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、電気光学変調装置の種類が、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは異なる。

すなわち、実施形態３に係るプロジェクタ１００４においては、実施形態１で説明したマイクロミラー型光変調装置４００に代えて、図４に示すように、３つの液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂを用いている。なお、電気光学変調装置をマイクロミラー型光変調装置４００から３つの液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂに代えたことにともない、照明装置１００からの光を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００とをさらに備えている。照明装置１００と色分離導光光学系２００との間には、リレーレンズ３２０が配置されている。リレーレンズ３２０は、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂとともに、照明装置１００からの照明光束を発散させずに液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。

色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有する。色分離導光光学系２００は、リレーレンズ３２０から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる３つの液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂに導く機能を有する。

液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂの光路前段には、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。

液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置１００の照明対象となる。
液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂは、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。

また、ここでは図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと各液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、各液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置されている。これら入射側偏光板、液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂ及び射出側偏光板によって入射する各色光の光変調が行われる。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６１０によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

このように、実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、電気光学変調装置の種類が異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、時間的に周波数が変化する超音波をインテグレータロッド３０に供給する超音波供給装置４０を備えるとともに、超音波良伝達物質５０と超音波供給装置４０との間に反射膜６０が形成されているため、スペックルノイズに起因した照度むらを低減することが可能で、かつ、光利用効率の低下を抑制することが可能なプロジェクタとなる。

実施形態３に係るプロジェクタ１００４は、電気光学変調装置の種類が異なる点以外の点では、実施形態１に係るプロジェクタ１０００と同様の構成を有するため、実施形態１に係るプロジェクタ１０００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

［実施形態４］
図５は、実施形態４に係るプロジェクタ１００６の光学系を示す図である。なお、図５において、図１（ａ）及び図４と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、照明装置としてそれぞれが異なる色光を射出する３つの照明装置を備える点及び色分離導光光学系を備えていない点で、実施形態３に係るプロジェクタ１００４とは異なる。

実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、図５に示すように、照明装置として、赤色光を射出する照明装置１０４Ｒと、緑色光を射出する照明装置１０４Ｇと、青色光を射出する照明装置１０４Ｂとを備える。

赤色光用の照明装置１０４Ｒは、赤色光を射出する発光部１１２ｒを有するＬＤ光源１１０Ｒを有する。緑色光用の照明装置１０４Ｇは、緑色光を射出する発光部１１２ｇを有するＬＤ光源１１０Ｇを有する。青色光用の照明装置１０４Ｂは、青色光を射出する発光部１１２ｂを有するＬＤ光源１１０Ｂを有する。
これら３つの照明装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂが、３つの液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂの前段にそれぞれ配置されている。

なお、照明装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂにおけるその他の構成（凸レンズ１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ、インテグレータロッド１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂ、超音波供給装置１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ、超音波良伝達物質１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂなど）については、実施形態１で説明したものとほぼ同じであるため、詳細な説明は省略する。

照明装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂと集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂとの間には、リレーレンズ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂが配置されている。リレーレンズ３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂは、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂとともに、照明装置１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂからの照明光束を発散させずに液晶装置４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。

このように、実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、実施形態３に係るプロジェクタ１００４とは、照明装置としてそれぞれが異なる色光を射出する３つの照明装置を備える点及び色分離導光光学系を備えていない点で異なるが、実施形態１及び３に係るプロジェクタ１０００，１００４の場合と同様に、時間的に周波数が変化する超音波をインテグレータロッド１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂに供給する超音波供給装置１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂを備えるとともに、超音波良伝達物質１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂと超音波供給装置１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂとの間に反射膜１６０Ｒ，１６０Ｇ，１６０Ｂが形成されているため、スペックルノイズに起因した照度むらを低減することが可能で、かつ、光利用効率の低下を抑制することが可能なプロジェクタとなる。

実施形態４に係るプロジェクタ１００６は、照明装置としてそれぞれが異なる色光を射出する３つの照明装置を備える点及び色分離導光光学系を備えていない点以外の点では、実施形態１及び３に係るプロジェクタ１０００，１００４と同様の構成を有するため、実施形態１及び３に係るプロジェクタ１０００，１００４が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

［実施形態５］
図６は、実施形態５に係るプロジェクタ１００８を説明するために示す図である。図６（ａ）はプロジェクタ１００８の光学系を示す図であり、図６（ｂ）は円錐プリズム７０及び超音波供給装置４２の斜視図である。なお、図６（ａ）において、図１（ａ）と同一の部材については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

実施形態５に係るプロジェクタ１００８は、照明装置の構成が、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは異なる。

実施形態５に係るプロジェクタ１００８においては、図６に示すように、照明装置１０６は、ＬＤ光源１０と、ＬＤ光源１０からの光を円錐プリズム７０に導く凸レンズ２２と、凸レンズ２２とリレー光学系３１０との間に配置された透光性部材としての中実の円錐プリズム７０と、円錐プリズム７０の光射出側に配置される導光部材８０と、導光部材８０の光射出側に配置される光均一化光学素子としての光透過率調整部材９０と、超音波良伝達物質５２を介して円錐プリズム７０に密着して配設される超音波供給装置４２とを備える。超音波良伝達物質５２と超音波供給装置４２との界面には、反射部材としての反射膜６４が形成されている。

凸レンズ２２は、例えば非球面レンズからなり、ＬＤ光源１０からの光を略平行光に変換して射出する機能を有する。なお、凸レンズ２２は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

円錐プリズム７０は、凸レンズ２２からの照明光束を光入射面で屈折させることにより、凸レンズ２２からの照明光束のうち比較的明るい中央部分（照明光軸１０６ａｘに近い部分）の光と比較的暗い周辺部分（照明光軸１０６ａｘから遠い部分）の光とをミキシングする機能を有する光学部材である。
円錐プリズム７０は、図６（ｂ）に示すように、円錐形状でかつ底面の周縁部分が平面状にカットされた形状を有する。なお、「底面の周縁部分が平面状にカットされた形状」とは、円錐プリズム７０における側面及び底面の一部が平面状にカットされることにより、底部側（光透過率調整部材９０側）が四角柱となった形状のことを意味している。

導光部材８０は、円錐プリズム７０からの光を内面で多重反射させることにより、円錐プリズム７０からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する機能を有する光学部材である。導光部材８０としては、例えば内面全反射タイプの中実のガラスロッドなどを好適に用いることができる。

円錐プリズム７０の光射出面と導光部材８０の光入射面とは、接着剤によって接着されている。これにより、円錐プリズム７０と導光部材８０との間における望ましくない多重反射が抑制され、光利用効率が低下したり迷光レベルが上昇したりすることがなくなる。また、円錐プリズム７０と導光部材８０とを容易に一体化することができる。また、円錐プリズム７０と導光部材８０との間において、装置組み立て後における位置ずれの発生を未然に防止することができる。
この場合、円錐プリズム７０と導光部材８０とを接着するための接着剤としては、円錐プリズム７０及び導光部材８０とほぼ同じ屈折率を有する接着剤を用いることが好ましい。

導光部材８０の光射出側には、光均一化光学素子として、光透過率調整部材９０が配置されている。光透過率調整部材９０としては、導光部材８０から射出される光の面内光強度分布のパターンとは逆パターンの面内光透過率分布を有するＮＤフィルタなどを好適に用いることができる。なお、「導光部材８０から射出される光の面内光強度分布のパターンとは逆パターンの面内光透過率分布を有するＮＤフィルタ」とは、面内光透過率が、導光部材８０から射出される光の面内光強度が比較的小さな領域に対応する部分に比べて導光部材８０から射出される光の面内光強度が比較的大きな領域に対応する部分が低くなるように構成されたＮＤフィルタのことをいう。

なお、超音波供給装置４２、超音波良伝達物質５２及び反射膜６４については、実施形態１で説明した超音波供給装置４０、超音波良伝達物質５０及び反射膜６０とほぼ同じであるため、詳細な説明は省略する。

このように、実施形態５に係るプロジェクタ１００８は、実施形態１に係るプロジェクタ１０００とは、照明装置の構成が異なるが、実施形態１に係るプロジェクタ１０００の場合と同様に、時間的に周波数が変化する超音波を円錐プリズム７０に供給する超音波供給装置４２を備えるとともに、超音波良伝達物質５２と超音波供給装置４２との間に反射膜６４が形成されているため、スペックルノイズに起因した照度むらを低減することが可能で、かつ、光利用効率の低下を抑制することが可能なプロジェクタとなる。

以上、本発明のプロジェクタを上記の各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００８においては、反射部材として、誘電体多層膜からなる反射膜を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、アルミニウム又は銀からなる反射膜を用いてもよいし、アルミニウム、銀又は誘電体多層膜からなる反射膜が表面に形成された反射部材を用いてもよい。

（２）上記各実施形態に係るプロジェクタ１０００〜１００８においては、１つの透光性部材（インテグレータロッド又は円錐プリズム）に対して１つの超音波供給装置が配設されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの透光性部材に対して複数の超音波供給装置が配設されていてもよい。

（３）上記実施形態２に係るプロジェクタ１００２においては、超音波良伝達物質として、高光透過性材料からなる超音波良伝達物質５０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。透光性部材（インテグレータロッド）と超音波良伝達物質との間に反射部材（反射膜）が形成されている場合には、超音波良伝達物質として、必ずしも高光透過性材料からなる超音波良伝達物質を用いる必要はなく、透光性部材（インテグレータロッド）に対して超音波供給装置からの超音波を効果的に伝達することが可能となる物質を用いればよい。

（４）上記実施形態２〜４に係るプロジェクタ１００２〜１００６においては、透光性部材として、中実のインテグレータロッドを用いた場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、中実のインテグレータロッドに代えて上記実施形態５で説明した中実の円錐プリズムを用いてもよい。

（５）上記実施形態１〜４に係るプロジェクタ１０００〜１００６においては、透光性部材としての中実のインテグレータロッドに超音波供給装置を配設した場合を説明し、上記実施形態５に係るプロジェクタ１００８においては、透光性部材としての中実の円錐プリズムに超音波供給装置を配設した場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、クロスダイクロイックプリズムなどに超音波良伝達物質を介して超音波供給装置を配設したプロジェクタに、本発明を適用することも可能である。すなわち、本発明は、光を透過する透光性部材に超音波良伝達物質を介して超音波供給装置を配設したプロジェクタに対して適用することができる。

（６）上記実施形態５に係るプロジェクタ１００８においては、光均一化光学素子として、導光部材８０から射出される光の面内光強度分布に応じて光透過率が調整された光透過率調整部材９０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、導光部材８０から射出される光を拡散させる光拡散部材を用いてもよい。

（７）上記実施形態３及び４に係るプロジェクタ１００４，１００６は透過型のプロジェクタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、反射型のプロジェクタにも適用することが可能である。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶装置等のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶装置のように光変調手段としての電気光学変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクタにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクタと同様の効果を得ることができる。

（８）上記実施形態３及び４に係るプロジェクタ１００４，１００６においては、３つの液晶装置を用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。

（９）上記実施形態１、２及び５に係るプロジェクタ１０００，１００２，１００８においては、１つのマイクロミラー型光変調装置を用いたプロジェクタを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のマイクロミラー型光変調装置を用いたプロジェクタにも適用可能である。

（１０）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。

実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図。 実施形態１に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図。 実施形態２に係るプロジェクタ１００２を説明するために示す図。 実施形態３に係るプロジェクタ１００４の光学系を示す図。 実施形態４に係るプロジェクタ１００６の光学系を示す図。 実施形態５に係るプロジェクタ１００８を説明するために示す図。 超音波良伝達物質を介在させたことに起因して発生する問題を説明するために示す図。

符号の説明

１０，１１０Ｒ，１１０Ｇ，１１０Ｂ…ＬＤ光源、１２ｒ，１２ｇ，１２ｂ，１１２ｒ，１１２ｇ，１１２ｂ…発光部、１４，１１４Ｒ，１１４Ｇ，１１４Ｂ…ＬＤ基板、２０，２２，１２０Ｒ，１２０Ｇ，１２０Ｂ…凸レンズ、３０，１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂ，９３０…インテグレータロッド、４０，４２，１４０Ｒ，１４０Ｇ，１４０Ｂ，９４０…超音波供給装置、５０，５２，１５０Ｒ，１５０Ｇ，１５０Ｂ，９５０…超音波良伝達物質、６０，６２，６４，１６０Ｒ，１６０Ｇ，１６０Ｂ…反射膜、７０…円錐プリズム、８０…導光部材、９０…光透過率調整部材、１００，１０２，１０４Ｒ，１０４Ｇ，１０４Ｂ，１０６…照明装置、１００ａｘ，１０２ａｘ，１０６ａｘ…照明光軸、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０，３１４…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、２７０，３１２，３２０，３３０Ｒ，３３０Ｇ，３３０Ｂ…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ，３１６…集光レンズ、３１０…リレー光学系、４００…マイクロミラー型光変調装置、４０２Ｒ，４０２Ｇ，４０２Ｂ…液晶装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００，６１０…投写光学系、６００ａｘ…投写光軸、１０００，１００２，１００４，１００６，１００８…プロジェクタ、Ｌ_１，Ｌ_２…光、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (6)

1. ＬＤ光源を有する照明装置と、
   前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する電気光学変調装置と、
   前記電気光学変調装置により変調された光を投写する投写光学系とを備えるプロジェクタであって、
   前記照明装置は、
   前記ＬＤ光源と前記電気光学変調装置との間に配置される中実の透光性部材と、
   超音波良伝達物質を介して前記透光性部材に密着して配設され、時間的に周波数が変化する超音波を前記透光性部材に供給する超音波供給装置とをさらに有し、
   前記透光性部材と前記超音波良伝達物質との界面又は前記超音波良伝達物質と前記超音波供給装置との界面には、反射部材が形成されていることを特徴とするプロジェクタ。
2. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記反射部材は、アルミニウム、銀又は誘電体多層膜からなる反射膜であることを特徴とするプロジェクタ。
3. 請求項１に記載のプロジェクタにおいて、
   前記反射部材は、アルミニウム、銀又は誘電体多層膜からなる反射膜が表面に形成された反射部材であることを特徴とするプロジェクタ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記反射部材は、前記超音波良伝達物質と前記超音波供給装置との界面に形成されており、
   前記超音波良伝達物質は、高光透過性材料からなることを特徴とするプロジェクタ。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記反射部材は、前記透光性部材と前記超音波良伝達物質との界面に形成されており、
   前記反射部材の表面積は、前記超音波良伝達物質の表面積以上の大きさであることを特徴とするプロジェクタ。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のプロジェクタにおいて、
   前記透光性部材は、前記ＬＤ光源からの光をより均一な強度分布を有する光に変換する中実のインテグレータロッド又は中実の円錐プリズムであることを特徴とするプロジェクタ。