JP4028551B2 - 照明装置、照明装置システム、照明方法、プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、大画面映像をスクリーン上に投影するための照明装置、照明装置システム、照明方法、プログラム、および記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大画面表示が可能な投写型の映像機器として、複数の光源を用いた投写型表示装置（プロジェクタ）が注目されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここに、特許文献１の全ての開示は、そっくりそのままここに引用（参照）することにより、一体化される。
【０００４】
これらの投写型表示装置は、（１）光源から放射された光を利用して、光変調が行える光変調素子（透過型、反射型の液晶や、アレイ状に配置された微小ミラーによって反射方向を変化できるＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）など）を照明し、（２）外部から供給される映像信号に応じた光学像を光変調素子上に形成し、（３）光変調素子により変調された照明光である光学像を投写レンズによってスクリーン上に拡大投影するものである。
【０００５】
（Ａ）さて、大画面への拡大投影表示に関する重要な光学的特性として、その表示画面内の明るさ均一性が挙げられる。
【０００６】
表示領域内の明るさ均一性については、ランプから発生された光が、中央部と周辺部とで明るさむらの少ない光束として、光変調素子に照明されることが重要である。つまり、照明光束の明るさ均一性が重要である。
【０００７】
図１０〜１１には、光変調素子としての透過型液晶パネルと、投写レンズとをさらに用いて投写型表示装置を実現するための、複数の光源を用いた従来の照明装置がそれぞれ示されている。
【０００８】
図１０には、均一な照明を可能にするインテグレータと呼ばれる光学要素として、複数のレンズが二次元状に配置されたレンズアレイ１２２、１２３を用いた光学系が示されている。また、図１１には、インテグレータとして四角柱状のガラスロッド１２５を用いた光学系が示されている。
【０００９】
これらの照明装置（図１０〜１１参照）のランプ１５１、１６１から出射された光は、（１）楕円面鏡（凹面鏡）１５２、１６２で集光され、（２）楕円面鏡１５２、１６２の開口部から出射され、（３）複数の光束を所定の方向に反射するための合成ミラー部１３０の、側面が反射コーティングされた三角柱形状のプリズム１３１によって反射される。
【００１０】
プリズム１３１によって反射された光束は、光束の中央付近と周辺部とでの輝度差が大きい、明るさむらのある光束である。
【００１１】
そこで、照明すべき領域上の輝度均一化を図るため、プリズム１３１によって反射された光束を部分光束に分割後、照明すべき領域上でそれら部分光束を重畳し、照明光の均一性を向上させる。
【００１２】
複数のレンズが二次元状に配置されたレンズアレイ１２２、１２３が用いられる場合（図１０参照）においては、照明ユニット部１２０へ入射された光束は、リレーレンズ１２１によって、照明ユニット部１２０の光軸に対しておよそ平行な光束とされた後、複数の第一レンズが二次元状に配置されたレンズアレイ１２２によって、部分光束に分割される。各部分光束は、レンズアレイ１２２内の個々のレンズに対応するレンズをもつレンズアレイ１２３によって、レンズアレイ１２２内の各レンズ開口と相似形で結像し、受光部１１０の照明すべき領域上で重畳される。
【００１３】
レンズアレイ１２２に入射する時点では明るさむらのある光束が様々な輝度分布をもつ各部分光束に分割され、これらの各部分光束が重畳される。このようにして、照明すべき領域内で均一性の向上された照明が実現される。
【００１４】
四角柱状のガラスロッド１２５が用いられる場合（図１１参照）においては、照明ユニット部１２０へ入射された光束は、ガラスロッド１２５の端面に入射される。ガラスロッド１２５の内部に入射された光は、ガラスロッド１２５の内部を透過あるいは全反射されながら、ガラスロッド１２５の入射側端面と反対側の端面から出射される。このとき、出射側端面から出射される光は、ガラスロッド１２５への入射角度に対応した回数分だけガラスロッド１２５内で全反射されるので、ガラスロッド１２５の出射側端面という一つの開口部から異なる角度で出射される部分光束となる。各部分光束は、リレーレンズ１２４によって、受光部１１０の照明すべき領域上で重畳される。
【００１５】
ガラスロッド１２５に入射する時点では明るさむらのある光束が様々な輝度分布をもつ各部分光束となり、これらの各部分光束が重畳される。このようにして、照明すべき領域内で明るさ均一性の向上された照明が実現される。
【００１６】
よって、照明装置（図１０〜１１参照）を用いた投写型表示装置は、照明を行う面に配置した光変調素子としての液晶パネル（図示省略）によって形成された画像を、投写レンズ（図示省略）を介してスクリーン（図示省略）上に拡大することで、明るさ均一性の高い映像を映し出すことができる。
【００１７】
（Ｂ）また、図１２には、上述した照明装置と同様の構成を有する、９台の照明装置３００を用いて透過型のマルチ画面５００の後方から投写を行い、スクリーン上に一つのまとまった映像をマルチ画面５００によって形成する照明装置システムが示されている。
【００１８】
複数の照明装置３００を用いて一つのまとまった映像を表示する照明装置システム（図１２参照）を利用することにより、より解像度の高い映像の表示や多くの情報の同時表示を実現することができる。
【特許文献１】
特開２０００−１７１９０１号公報
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
（Ａ）ところで、このように複数の光源を用いた光学系では、複数の光源全てが同時に使用されず、ユーザのマニュアル操作に応じて複数の光源の内の一部が使用される場合があることに、本発明者は気付いた。
【００２０】
より具体的に述べると、照明装置などによく使用される光源である高圧水銀ランプの寿命は、約２０００〜５０００時間であって、セットの寿命約５〜１０年に比べてかなり短い。このため、表示画面内の明るさが特に要求されない場合や、少しでもランプ交換までの時間を延ばしたい場合などには、複数の光源の内の一部が使用されることが多い。
【００２１】
また、複数の光源が使用されていても、突然のランプ破裂や不点灯などのトラブルが発生してしまった場合などには、複数の光源の内の一部が使用されることになる。
【００２２】
しかしながら、複数の光源を用いた光学系では、全ての光源が使用される状態のみを想定して均一な照明が可能であるようにデバイス設計が行われている。要するに、複数の光源を用いた光学系では、複数の光源全てが使用されない場合に、表示画面内の明るさ均一性が劣化することがあった。
【００２３】
（Ｂ）また、複数の照明装置を用いて一つのまとまった映像を表示する照明装置システムにおいては、図１３に示されているように、一つのまとまった映像内で明るさが波打つように変化する現象が発生してしまう場合があることに、本発明者は気付いた。
【００２４】
より具体的に述べると、３×３のマルチ画面５００は、各照明装置に対応する小画面の中央部に最も明るい部分を有し、同小画面の周辺部に最も暗い部分を有するために、一つのまとまった映像内では、（１）縦軸方向の輝度分布がグラフ６０１のような三つのピークを有する山形を呈し、（２）横軸方向の輝度分布がグラフ６０２のような三つのピークを有する山形を呈してしまう。
【００２５】
しかしながら、このように一つのまとまった映像内で明るさが波打つように変化する現象は、多くのユーザにとって美的ではない。要するに、複数の照明装置を用いて一つのまとまった映像を表示する照明装置システムでは、表示品位が低下してしまうことがあった。
【００２６】
本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、たとえば、投写表示における表示品質をより向上することができる照明装置、照明装置システム、照明方法、プログラム、および記録媒体を提供することを目的とするものである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、光を生成する複数個の光源と、
前記複数個の光源の全部または一部によって生成された光を反射かつ合成する光反射合成手段と、
前記反射された光の反射光路を調節できるように、前記光反射合成手段を位置変更可能に保持する光反射合成手段保持手段と、
前記反射された光を重畳する光重畳手段と、
前記重畳された光の強度分布を測定する光強度分布測定手段と、を備え、
前記調節は、前記測定の結果に基づいて行われる、照明装置である。
【００２９】
第２の本発明は、前記反射された光を回転する光回転手段をさらに備えた第１の本発明の、照明装置である。
【００３０】
第３の本発明は、前記光反射合成手段は、プリズムまたはミラーを利用して構成されている第１の本発明の、照明装置である。
【００３１】
第４の本発明は、前記光重畳手段は、レンズアレイまたはガラスロッドを利用して構成されている第１の本発明の、照明装置である。
【００３２】
第５の本発明は、複数台の第１の本発明の照明装置を備え、
前記各照明装置の光反射合成手段の位置変更は、あらかじめ定められた所定の関係を満足するように行われる、照明装置システムである。
【００３３】
第６の本発明は、複数個の光源の全部または一部によって生成された光を反射かつ合成する光反射合成手段を、前記反射された光の反射光路を調節できるように位置変更可能に保持する光反射合成手段保持ステップと、
前記反射された光の反射光路を調節する反射光路調節ステップと、
前記反射された光を重畳する光重畳ステップと、
前記重畳された光の強度分布を測定する光強度分布測定ステップと、を備え、
前記調節は、前記測定の結果に基づいて行われる、照明方法である。
【００３５】
第７の本発明は、第６の本発明の照明方法の反射光路調節ステップをコンピュータに実行させるための、プログラムである。
【００３６】
第８の本発明は、第７の本発明のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な、記録媒体である。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
【００３８】
（実施の形態１）
はじめに、本発明にかかる実施の形態１の照明装置の概略構成図である図１を参照しながら、本実施の形態の照明装置の構成について説明する。
【００３９】
本実施の形態の照明装置は、ランプユニット部１５０、１６０と、合成ミラー部調整機構１４０と、合成ミラー部１３０と、照明ユニット部１２０と、受光部１１０とを備えている。
【００４０】
本実施の形態の照明装置の特徴は、合成ミラー部調整機構１４０を備えている点にある。
【００４１】
ここで、本実施の形態の照明装置の構成についてより詳細に説明する。
【００４２】
ランプユニット部１５０は、不活性ガス等が封入されたアーク放電によって発光体を形成するためのガラス管をもつ超高圧水銀灯のランプ１５１と、楕円面鏡１５２とを有する手段である。ランプ１５１の発光部は、楕円面鏡１５２の第一の焦点に配置されている。
【００４３】
ランプユニット部１６０は、ランプユニット部１５０と同様な構成を有しており、ランプ１６１と楕円面鏡１６２とを有する手段である。ランプ１６１の発光部は、楕円面鏡１６２の第一の焦点に配置されている。
【００４４】
ここに、ランプユニット部１５０、１６０は、通常は常時点灯される光源であり、（１）ランプユニット部１５０の光軸とランプユニット部１６０の光軸とが一致し、（２）ランプユニット部１５０の光軸（すなわち、ランプユニット部１６０の光軸）が照明ユニット部１２０の光軸とほぼ直交し、（３）楕円面鏡１５２の第二の焦点と楕円面鏡１６２の第二の焦点とはプリズム１３１の反射面とほぼ一致するように配置されている。光軸に関しては一点鎖線で図示されているが、焦点に関しては図示が省略されている。
【００４５】
合成ミラー部１３０は、ランプユニット部１５０、１６０から出射される光束を照明ユニット部１２０側へ反射するためのミラー面である側面が金属反射膜や誘電体多層膜などの反射膜でコーティングされた三角柱状のプリズム１３１を有する手段である。
【００４６】
プリズム１３１の側面は、楕円面鏡１５２の第二の焦点の近傍（すなわち、楕円面鏡１６２の第二の焦点の近傍）に配置されている。
【００４７】
合成ミラー部調整機構１４０は、互いにほぼ直交するランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に対してプリズム１３１の底面が平行に保たれるように合成ミラー部１３０を移動させて、その位置を調整するための手段である。
【００４８】
ここに、合成ミラー部１３０の移動は、ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に平行な平行移動と、ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面の法線に関する回転移動との合成移動として行われる。
【００４９】
本実施の形態の照明装置の特徴的な構成要素である合成ミラー部調整機構１４０の役割に関しては、より詳細に後述される。
【００５０】
照明ユニット部１２０は、照明領域に合わせた光束の成形および均一化を可能とするリレーレンズ１２１、１２４と、均一性の高い照明を可能とするインテグレータとしてのレンズアレイ１２２、１２３とを有する手段である。
【００５１】
レンズアレイ１２２は、二次元状に配置された複数の第一レンズを有している。レンズアレイ１２３は、レンズアレイ１２２内の個々の第一レンズに対応する二次元状に配置された複数の第二レンズを有している。
【００５２】
なお、ランプユニット部１５０、１６０は本発明の光源に対応し、合成ミラー部１３０は本発明の光反射合成手段に対応し、合成ミラー部調整機構１４０は本発明の光反射合成手段保持手段に対応し、照明ユニット部１２０は本発明の光重畳手段に対応する。また、本実施の形態の照明装置は本発明の照明装置に対応する。
【００５３】
つぎに、主として図１を参照しながら、本実施の形態の照明装置の動作について説明する。
【００５４】
なお、本実施の形態の照明装置の動作について説明しながら、本発明の照明方法の一実施の形態についても説明する。
【００５５】
合成ミラー部調整機構１４０は、プリズム１３１の対称面（底面に垂直な対称面）が、ランプユニット部１５０、１６０の光軸とほぼ直交し、照明ユニット部１２０の光軸を含むように、合成ミラー部１３０の位置をニュートラル位置（ランプ１５１、１６１が二つとも使用されるという想定で均一な照明が可能な位置であって、後述の図２においては点線を利用して図示されている位置である）に調整する。
【００５６】
ランプ１５１は、アーク放電によって生成された光を、楕円面鏡１５２の第一の焦点近傍から放射する。楕円面鏡１５２は、楕円面鏡１５２の第一の焦点近傍から放射された光を、プリズム１３１のランプユニット部１５０側の側面上の小さな光スポットとして楕円面鏡１５２の第二の焦点の近傍に集光する。プリズム１３１は、小さな光スポットとして楕円面鏡１５２の第二の焦点の近傍に集光された光を、その光スポットを起点として照明ユニット部１２０の光軸方向に反射する。
【００５７】
同様に、ランプ１６１は、アーク放電によって生成された光を、楕円面鏡１６２の第一の焦点近傍から放射する。楕円面鏡１６２は、楕円面鏡１６２の第一の焦点近傍から放射された光を、プリズム１３１のランプユニット部１６０側の側面上の小さな光スポットとして楕円面鏡１６２の第二の焦点の近傍に集光する。プリズム１３１は、小さな光スポットとして楕円面鏡１６２の第二の焦点の近傍に集光された光を、その光スポットを起点として照明ユニット部１２０の光軸方向に反射する。
【００５８】
リレーレンズ１２１は、それら照明ユニット部１２０の光軸方向に反射された光を、外側に広がっていかないように照明ユニット部１２０の光軸とおよそ平行な光束に変換する。
【００５９】
レンズアレイ１２２は、照明ユニット部１２０の光軸におよそ平行な光束を、複数の第一レンズを利用して部分光束に分割する。
【００６０】
レンズアレイ１２３は、分割された部分光束を、複数の第二レンズおよびリレーレンズ１２４を利用してレンズアレイ１２２内の各レンズ開口と相似形で結像させて受光部１１０の上で重畳させる。
【００６１】
かくして、明るさむらのある光束が様々な輝度分布をもつ部分光束に分割され、分割された各部分光束が重畳されることによって、均一性の高い照明が照明すべき領域内で実現されるわけである。
【００６２】
ここで、本実施の形態の照明装置の特徴的な構成要素である合成ミラー部調整機構１４０の役割に関して詳細に述べる。
【００６３】
（Ａ）前述したように、表示画面内の明るさが特に要求されない場合や、少しでもランプ交換までの時間を延ばしたい場合や、突然のランプ破裂や不点灯などのトラブルが発生してしまった場合などには、ランプ１５１、１６１は二つ同時に使用されない。
【００６４】
このようなときには、合成ミラー部調整機構１４０が合成ミラー部１３０を移動させてその位置を調整する。
【００６５】
より具体的に述べると、本発明にかかる実施の形態１の合成ミラー部調整機構１４０による調整方向を説明する略平面図である図２に示されているように、ランプ１５１のみが使用されランプ１６１が使用されない場合には、合成ミラー部調整機構１４０（図２においては図示省略されている）は、合成ミラー部１３０の位置を、前述のニュートラル位置から、（１）矢印Ａで図示されたランプユニット部１５０の光軸方向に沿って、ランプユニット部１６０側へずらし、（２））矢印Ｂで図示された照明ユニット部１２０の光軸方向に沿って、照明ユニット部１２０側へずらす。
【００６６】
このような合成ミラー部１３０の位置の調整が行われることにより、リレーレンズ１２１は、プリズム１３１によって照明ユニット部１２０の光軸方向に反射されたランプ１５１からの光を、照明ユニット部１２０の光軸と平行な光束に変換することができる。
【００６７】
かくして、ランプ１５１のみが使用される場合においても、均一性の高い照明が可能となる。
【００６８】
（Ｂ）なお、実際の光学系（特にアークランプ等が使用される光学系）では、ガラス管球内の発光部分は、ガラス管球内に封入された不活性ガス等の対流により上方へ弓なりに変形され、光軸に対して回転対称な輝度分布が形成されないことが多い。
【００６９】
そもそも、ランプ一つ一つの出力が異なっており、光学要素の配置誤差、形状公差、ミラーやレンズの面内の反射率、透過率のばらつきなどがどうしても発生するため、設計通りにデバイス作成を行っても、照明領域内において完全に均一な照明（すなわち、中央部と周辺部の輝度の差が少なく、光軸に対して回転対称な輝度分布をもつ照明領域が得られるような照明）が実現されることは少ない。
【００７０】
前述した合成ミラー部調整機構１４０による合成ミラー部１３０の位置の調整は、このような照明領域内の輝度分布の不均一性を解消するためにも有効である。
【００７１】
（Ｃ）また、ランプ１５１、１６１のランプ出力が相異なる場合であっても、ランプ１５１、１６１の輝度分布の中心は、ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面内に存在することが普通である。このため、ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に対してプリズム１３１の底面が平行に保たれるような合成ミラー部１３０の移動によって、ランプ１５１、１６１の輝度分布を適切に調整することができ、照明の均一性（特に、ランプユニット部１５０の光軸方向の均一性）をかなり向上させることが可能である。
【００７２】
以上においては、実施の形態１について詳細に説明した。
【００７３】
（１）なお、本発明の光反射合成手段の位置変更は、上述した本実施の形態においては、ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に対してプリズム１３１の底面が平行に保たれるような合成ミラー部１３０の移動であった。
【００７４】
しかし、これに限らず、本発明の光反射合成手段の位置変更は、ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に対してプリズム１３１の底面が傾けられるような合成ミラー部１３０の移動であってもよい。
【００７５】
より具体的に述べると、このような合成ミラー部１３０の移動は、ランプユニット部１５０の光軸に関する回転移動であってもよい。ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に関するランプ１５１、１６１の高さが相異なる場合であっても、このような回転移動によって、ランプ１５１、１６１の輝度分布を適切に調整することができ、照明の均一性（特に、ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面の法線方向の均一性）をかなり向上させることが可能である。
【００７６】
もちろん、本発明の光反射合成手段の位置変更は、このような、（ａ）ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に対してプリズム１３１の底面が平行に保たれるような合成ミラー部１３０の移動と、（ｂ）ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に対してプリズム１３１の底面が傾けられるような合成ミラー部１３０の移動とが、組み合わされた移動であってもよい。
【００７７】
ここで、合成ミラー部調整機構のより具体的な構成および動作の一例について、本発明にかかる一実施の形態の照明装置の合成ミラー部調整機構の概略構成図である図３を参照しながら説明する。
【００７８】
合成ミラー部１３０は第一の移動基板１７０上に固定されており、第一の移動基板１７０は第二の移動基板１７１上に配置されている。
【００７９】
また、第二の移動基板１７１に設けられた突起１７２ａ、１７２ｂは、第一の移動基板１７０に形成された長孔１７３ａ、１７３ｂに嵌合されている。
【００８０】
第一の移動基板１７０のランプユニット部１５０の光軸方向に直交する方向に関する移動は、第一の移動基板１７０の側面に形成された歯部１７４に噛み合う小歯車および大歯車が一体となった減速歯車１７５および減速歯車１７５と噛み合うウォーム歯車１７６がモータ１７７によって駆動されることにより、行われる。
【００８１】
より具体的には、減速歯車１７５がモータ１７７の一方の方向の回転駆動によって回転されると、第一の移動基板１７０は第二の移動基板１７１上を左向きに移動する。また、減速歯車１７５がモータ１７７の他方の方向の回転駆動によって回転されると、第一の移動基板１７０は第二の移動基板１７１上を右向きに移動する。
【００８２】
かくして、第一の移動基板１７０は、第二の移動基板１７１上においてランプユニット部１５０の光軸方向に直交する方向に関して移動可能となっている。
【００８３】
また、第二の移動基板１７１は、第三の移動基板１８６上に載置されている。
【００８４】
第一の移動基板１７０のランプユニット部１５０の光軸方向に関する移動は、第二の移動基板１７１の端面に形成された歯部１７９に噛み合う小歯車および大歯車が一体となった減速歯車１８２および減速歯車１８２と噛み合うウォーム歯車１８１がモータ１８０によって駆動されることにより、行われる。
【００８５】
より具体的には、減速歯車１８２がモータ１８０の一方の方向の回転駆動によって回転されると、第一の移動基板１７０は第二の移動基板１７１とともに固定基板１７８上を奧向きに移動する。また、減速歯車１８２がモータ１８０の他方の方向の回転駆動によって回転されると、第一の移動基板１７０は第二の移動基板１７１とともに固定基板１７８上を手前向きに移動する。
【００８６】
かくして、第一の移動基板１７０は、第二の移動基板１７１上においてランプユニット部１５０の光軸方向に関して移動可能となっている。
【００８７】
また、第二の移動基板１７１は、ランプユニット部１５０の光軸と平行に設けられた支軸１８３を中心にして回転可能に支持されている。
【００８８】
そして、減速機構１８５を介しモータ１８４の回転駆動によって上下されるピン（図示省略）が、固定基板１７８の下方に設けられた孔（図示省略）を通じて、第三の移動基板１８６の下面に当接している。
【００８９】
かくして、第一の移動基板１７０は、第二の移動基板１７１、第三の移動基板１８６とともに、支軸１８３を中心にして回転可能となっている。
【００９０】
以上の説明により明らかなように、合成ミラー部調整機構は、合成ミラー部１３０のプリズム１３１を空間的に連続移動することができる。
【００９１】
（２）また、本発明の光源は、上述した本実施の形態においては、超高圧水銀灯のランプ１５１、１６１を有していた。しかし、これに限らず、本発明の光源は、高圧水銀灯のランプや、その他にも発光効率が優れているランプとして用いられるメタルハライドランプや、キセノンランプや、ハロゲンランプなどを有していてもよい。
【００９２】
（３）また、本発明の光源は、上述した本実施の形態においては、二つのランプ１５１、１６１を有していた。しかし、これに限らず、本発明の光源は、任意の組み合わせで点灯される二つ以上のランプを有していてもよい。
【００９３】
より具体的に述べると、本発明にかかる一実施の形態の照明装置の概略構成図である図４に示されているように、ランプ１５１、１６１に加えて、通常は常時点灯される光源であるランプ１５１′、１６１′をさらに備えた（つまり、合計四つのランプ１５１、１６１、１５１′、１６１′を備えた）照明装置も、本発明に含まれる。
【００９４】
このような照明装置は、ランプユニット部１５０、１６０、１５０′、１６０′と、合成ミラー部調整機構１４０′と、合成ミラー部１３０′と、照明ユニット部１２０と、受光部１１０とを備えている。
【００９５】
ランプユニット部１５０′は、ランプユニット部１５０と同様な構成を有しており、ランプ１５１′と楕円面鏡１５２′とを有する手段である。ランプ１５１′の発光部は、楕円面鏡１５２′の第一の焦点に配置されている。
【００９６】
ランプユニット部１６０′は、ランプユニット部１６０と同様な構成を有しており、ランプ１６１′と楕円面鏡１６２′とを有する手段である。ランプ１６１′の発光部は、楕円面鏡１６２′の第一の焦点に配置されている。
【００９７】
ここに、ランプユニット部１５０′、１６０′は、（１）ランプユニット部１５０′の光軸とランプユニット部１６０′の光軸とが一致し、（２）ランプユニット部１５０′の光軸（すなわち、ランプユニット部１６０′の光軸）が照明ユニット部１２０の光軸とほぼ直交し、（３）楕円面鏡１５２′の第二の焦点と楕円面鏡１６２′の第二の焦点とはプリズム１３１′の反射面とほぼ一致するように配置されている。光軸に関しては一点鎖線で図示されているが、焦点に関しては図示が省略されている。
【００９８】
そして、ランプユニット部１５０の光軸とランプユニット部１５０′の光軸とは、ほぼ直交している。
【００９９】
合成ミラー部１３０′は、ランプユニット部１５０、１６０、１５０′、１６０′から出射される光束を照明ユニット部１２０側へ反射するためのミラー面である側面を反射膜でコーティングされた四角錐状（ピラミッド形状）のプリズム１３１′を有する手段である。
【０１００】
プリズム１３１′の側面は、楕円面鏡１５２の第二の焦点の近傍（すなわち、楕円面鏡１６２の第二の焦点の近傍）に配置されている。また、プリズム１３１′の側面は、楕円面鏡１５２′の第二の焦点の近傍（すなわち、楕円面鏡１６２′の第二の焦点の近傍）に配置されている。
【０１０１】
合成ミラー部調整機構１４０′は、互いにほぼ直交するランプユニット部１５０の光軸およびランプユニット部１５０′の光軸を含む平面に対してプリズム１３１′の底面が平行に保たれるように合成ミラー部１３０′を移動させて、その位置を調整するための手段である。
【０１０２】
ここに、合成ミラー部１３０′の移動は、ランプユニット部１５０の光軸およびランプユニット部１５０′の光軸を含む平面に平行な平行移動と、ランプユニット部１５０の光軸およびランプユニット部１５０′の光軸を含む平面の法線に関する回転移動との合成移動として行われる。
【０１０３】
なお、ランプユニット部１５０、１６０、１５０′、１６０′は本発明の光源に対応し、合成ミラー部１３０′は本発明の光反射合成手段に対応し、合成ミラー部調整機構１４０′は本発明の光反射合成手段保持手段に対応する。
【０１０４】
以上では、四つのランプを備えた照明装置の具体例について詳細に説明したが、本発明の光反射合成手段や光反射合成手段保持手段の構成を光源の個数に応じた構成とすることにより、三つまたは五つ以上の光源を備えた本発明の照明装置を実現することも可能である。
【０１０５】
（４）また、本発明の光反射合成手段は、上述した本実施の形態においては、プリズム１３１を有していた。しかし、これに限らず、本発明の光反射合成手段は、（１）エッジで貼り併せられた二枚のミラーを有していてもよいし、（２）エッジで貼り併せられてはいない二枚のミラー（たとえば、本発明にかかる一実施の形態の照明装置の概略構成図である図５に示されているような、合成ミラー部調整機構１１４０によって、ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に垂直な軸Ｚの回りに回転移動されるミラー１１３１、および合成ミラー部調整機構１１４０′によって、ランプユニット部１６０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に垂直な軸Ｚ′の回りに回転移動されるミラー１１３１′）を有していてもよい。
【０１０６】
（５）また、本発明の光源は、上述した本実施の形態においては、楕円面鏡１５２、１６２を有していた。しかし、これに限らず、本発明の光源は、放物面鏡などを有していてもよい。
【０１０７】
（６）また、本発明の光重畳手段は、上述した本実施の形態においては、レンズアレイ１２２、１２３を有していた。しかし、これに限らず、本発明の光重畳手段は、本発明にかかる一実施の形態の照明装置の概略構成図である図６に示されているように、ガラスロッド１２５などを有していてもよい。
【０１０８】
（７）また、本発明の光重畳手段は、上述した本実施の形態においては、リレーレンズ１２１、１２４を有していた。しかし、これに限らず、本発明の光重畳手段は、ミラー、組み合わされた複数個の単レンズなどを有していてもよいし、（光学系の構成によっては）このような光学要素を有していなくてもよい。
【０１０９】
（８）また、本発明の照明装置は、光重畳手段によって重畳された光の強度分布を測定する光強度分布測定手段をさらに備え、光反射合成手段の位置変更は、その測定の結果に基づいて行われるものである。
【０１１０】
より具体的に述べると、本実施の形態の照明装置は、本発明にかかる一実施の形態の照明装置の概略構成図である図７に示されているように、ハーフミラー１０１を利用して、受光部１１０の中央部および周辺部の光量に比例した光量を測定するための、受光部１１０と等価な位置に配置された二次元状に配置された複数個の光センサを有する光強度分布測定手段１０２を備えていてもよい。そして、合成ミラー部調整機構１４０は、アクチュエータ（図示省略）を利用して、合成ミラー部１３０の位置変更を、前述の光量測定結果に応じ、自動調節またはユーザのマニュアル操作に応じた手動調節を利用してオンタイムで行ってもよい。
【０１１１】
もちろん、受光部１１０における光の強度分布は、ハーフミラー１０１を利用して光路を分割するように配置された光強度分布測定手段１０２を利用するのではなく、ハーフミラー１０１や光強度分布測定手段１０２以外の手段を利用して測定されてもよい。
【０１１２】
より具体的に述べると、受光部１１０における光の強度分布は、受光部１１０の近傍における光強度分布として測定されてもよいし、光変調素子（後述）上の像の投射が投写レンズ（後述）によって行われるスクリーン上における光強度分布として測定されてもよい。
【０１１３】
（９）また、本発明の照明装置は、光反射合成手段によって反射された光を回転する光回転手段をさらに備えていてもよい。
【０１１４】
（１０）また、本発明の照明装置は、単数または複数の画像表示デバイス（たとえば、透過型の液晶パネル、透過型ライトバルブ、反射型ライトバルブ、アレイ状に配置された微小ミラーによって反射方向を変化できるミラーパネル、光書き込み方式の光変調素子など）をさらに備えていてもよい。
【０１１５】
より具体的に述べると、本実施の形態の照明装置は、本発明にかかる一実施の形態の照明装置の概略構成図である図８に示されているように、透過型の液晶パネル１０３を備えていてもよい。
【０１１６】
（１１）また、本発明の照明装置は、色分解および色合成を行うための光学要素（たとえば、プリズム、フィルタ、ミラーなど）をさらに備えていてもよい。
【０１１７】
（１２）また、本発明の照明装置は、投写表示を行う投写型表示装置を実現するための投写レンズをさらに備えていてもよい。
【０１１８】
より具体的に述べると、本実施の形態の照明装置は、図８に示されているように、投写面１０５に対して投写表示を行うための投写レンズ１０４をさらに備えていてもよい。
【０１１９】
なお、上述のような、透過型の液晶パネルなどの画像表示デバイスと投写レンズとを備えた照明装置は、投写型表示装置と呼ばれることが多い。
【０１２０】
（実施の形態２）
はじめに、本発明にかかる実施の形態２の投写型表示装置および同投写型表示装置による投写表示の説明図である図９を主として参照しながら、本実施の形態の投写型表示装置の構成について説明する。
【０１２１】
本実施の形態の投写型表示装置は、上述の本実施の形態の照明装置と同様の構成を有する９台の投写型表示装置２００を備えている。
【０１２２】
ただし、前述したように、投写型表示装置２００は、透過型の液晶パネルなどの画像表示デバイスと投写レンズとを備えている。
【０１２３】
本実施の形態においては、それぞれの投写型表示装置２００の合成ミラー部調整機構１４０（図１参照）は、（ａ）ランプユニット部１５０（図１参照）の光軸および照明ユニット部１２０（図１参照）の光軸を含む平面に対してプリズム１３１（図１参照）の底面が平行に保たれるような平行移動と、（ｂ）ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に対してプリズム１３１の底面が傾けられるような移動とが組み合わされた回転移動を利用して、合成ミラー部１３０（図１参照）を位置変更可能な手段である。
【０１２４】
なお、本実施の形態の投写型表示装置は、本発明の照明装置システムに対応する。
【０１２５】
つぎに、図１および９を主として参照しながら、本実施の形態の投写型表示装置の動作について説明する。
【０１２６】
以下においては、本実施の形態の投写型表示装置の動作の特徴を示す合成ミラー部調整機構１４０（図１参照）の動作について説明する。
【０１２７】
それぞれの投写型表示装置２００の合成ミラー部調整機構１４０（図１参照）は、（ａ）ランプユニット部１５０（図１参照）の光軸および照明ユニット部１２０（図１参照）の光軸を含む平面に対してプリズム１３１（図１参照）の底面が平行に保たれるような平行移動と、（ｂ）ランプユニット部１５０の光軸および照明ユニット部１２０の光軸を含む平面に対してプリズム１３１の底面が傾けられるような移動とが組み合わされた回転移動を利用して、合成ミラー部１３０（図１参照）を駆動する。
【０１２８】
それぞれの投写型表示装置２００の合成ミラー部１３０（図１参照）は、合成ミラー部調整機構１４０（図１参照）によるこのような位置変更によって、３×３のマルチ画面５００の全体における中央部が最も明るく周辺部が最も暗くなるように、位置が調整される。
【０１２９】
より具体的に述べると、それぞれの投写型表示装置２００の合成ミラー部１３０は、３×３のマルチ画面５００の全体では、（１）縦軸方向の輝度分布がグラフ５０１のような中央部に一つのピークを有する山形を呈し、（２）横軸方向の輝度分布がグラフ５０２のような中央部に一つのピークを有する山形を呈するように、位置が調整される。
【０１３０】
たとえば、マルチ画面５００に向かって最も右側（矢印Ｘの向きが右向きである）かつ最も上側（矢印Ｙの向きが上向きである）にある投写型表示装置２００に関して述べると、合成ミラー部１３０は、対応する小画面の左下部に最も明るい部分を有し、同小画面の右上部に最も暗い部分を有するように、その位置が調整される。また、マルチ画面５００に向かって最も左側かつ最も下側にある投写型表示装置２００に関して述べると、合成ミラー部１３０は、対応する小画面の右上部に最も明るい部分を有し、同小画面の左下部に最も暗い部分を有するように、その位置が調整される。
【０１３１】
かくして、３×３のマルチ画面５００の全体においては、中央部を最大として、中央部から周辺部に向かって輝度勾配が生じるような、品位の高い表示が実現される。
【０１３２】
なお、本発明に関連する発明のプログラムは、上述した本発明の照明装置、および照明装置システムの全部または一部の手段（または、装置、素子等）の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１３３】
また、本発明または本発明に関連する発明のプログラムは、上述した本発明の照明方法の全部または一部のステップ（または、工程、動作、作用等）の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、コンピュータと協働して動作するプログラムである。
【０１３４】
また、本発明に関連する発明の記録媒体は、上述した本発明の照明装置、および照明装置システムの全部または一部の手段（または、装置、素子等）の全部または一部の機能をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記機能を実行する記録媒体である。
【０１３５】
また、本発明または本発明に関連する発明の記録媒体は、上述した本発明の照明方法の全部または一部のステップ（または、工程、動作、作用等）の全部または一部の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムを担持した記録媒体であり、コンピュータにより読み取り可能かつ、読み取られた前記プログラムが前記コンピュータと協動して前記動作を実行する記録媒体である。
【０１３６】
なお、本発明の上記「一部の手段（または、装置、素子等）」とは、それらの複数の手段の内の、一つまたは幾つかの手段を意味し、本発明の上記「一部のステップ（または、工程、動作、作用等）」とは、それらの複数のステップの内の、一つまたは幾つかのステップを意味する。
【０１３７】
また、本発明の上記「手段（または、装置、素子等）の機能」とは、前記手段の全部または一部の機能を意味し、本発明の上記「ステップ（または、工程、動作、作用等）の動作」とは、前記ステップの全部または一部の動作を意味する。
【０１３８】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、コンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１３９】
また、本発明のプログラムの一利用形態は、伝送媒体中を伝送し、コンピュータにより読みとられ、コンピュータと協働して動作する態様であっても良い。
【０１４０】
また、記録媒体としては、ＲＯＭ等が含まれ、伝送媒体としては、インターネット等の伝送媒体、光・電波・音波等が含まれる。
【０１４１】
また、上述した本発明のコンピュータは、ＣＰＵ等の純然たるハードウェアに限らず、ファームウェアや、ＯＳ、更に周辺機器を含むものであっても良い。
【０１４２】
なお、以上説明した様に、本発明の構成は、ソフトウェア的に実現しても良いし、ハードウェア的に実現しても良い。
【０１４３】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明は、投写表示における表示品質をより向上することができるという長所を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明にかかる実施の形態１の照明装置の概略構成図である。
【図２】 本発明にかかる実施の形態１の合成ミラー部調整機構１４０による調整方向を説明する略平面図である。
【図３】 本発明にかかる一実施の形態の照明装置の合成ミラー部調整機構の概略構成図である。
【図４】 本発明にかかる一実施の形態の照明装置の概略構成図である。
【図５】 本発明にかかる一実施の形態の照明装置の概略構成図である。
【図６】 本発明にかかる一実施の形態の照明装置の概略構成図である。
【図７】 本発明にかかる一実施の形態の照明装置の概略構成図である。
【図８】 本発明にかかる一実施の形態の照明装置の概略構成図である。
【図９】 本発明にかかる実施の形態２の投写型表示装置および同投写型表示装置による投写表示の説明図である。
【図１０】 従来の照明装置の概略構成図である。
【図１１】 従来の照明装置の概略構成図である。
【図１２】 従来の照明装置システムの説明図である。
【図１３】 従来の照明装置システムによる投写表示の説明である。
【符号の説明】
１１０ 受光部
１２０ 照明ユニット部
１２１ リレーレンズ
１２２ レンズアレイ
１２３ レンズアレイ
１２４ リレーレンズ
１３０ 合成ミラー部
１３１ プリズム
１４０ 合成ミラー部調整機構
１５０ ランプユニット部
１５１ ランプ
１５２ 楕円面鏡
１６０ ランプユニット部
１６１ ランプ
１６２ 楕円面鏡

Claims (8)

1. 光を生成する複数個の光源と、
   前記複数個の光源の全部または一部によって生成された光を反射かつ合成する光反射合成手段と、
   前記反射された光の反射光路を調節できるように、前記光反射合成手段を位置変更可能に保持する光反射合成手段保持手段と、
   前記反射された光を重畳する光重畳手段と、
   前記重畳された光の強度分布を測定する光強度分布測定手段と、を備え、
   前記調節は、前記測定の結果に基づいて行われる、照明装置。
2. 前記反射された光を回転する光回転手段をさらに備えた請求項１記載の、照明装置。
3. 前記光反射合成手段は、プリズムまたはミラーを利用して構成されている請求項１記載の、照明装置。
4. 前記光重畳手段は、レンズアレイまたはガラスロッドを利用して構成されている請求項１記載の、照明装置。
5. 複数台の請求項１記載の照明装置を備え、
   前記各照明装置の光反射合成手段の位置変更は、あらかじめ定められた所定の関係を満足するように行われる、照明装置システム。
6. 複数個の光源の全部または一部によって生成された光を反射かつ合成する光反射合成手段を、前記反射された光の反射光路を調節できるように位置変更可能に保持する光反射合成手段保持ステップと、
   前記反射された光の反射光路を調節する反射光路調節ステップと、
   前記反射された光を重畳する光重畳ステップと、
   前記重畳された光の強度分布を測定する光強度分布測定ステップと、を備え、
   前記調節は、前記測定の結果に基づいて行われる、照明方法。
7. 請求項６記載の照明方法の反射光路調節ステップをコンピュータに実行させるための、プログラム。
8. 請求項７記載のプログラムを担持した記録媒体であって、コンピュータにより処理可能な、記録媒体。

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