JP4175149B2

JP4175149B2 - プロジェクタ及び光学装置

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Publication number: JP4175149B2
Application number: JP2003066738A
Authority: JP
Inventors: 哲朗山▲崎▼; 高司武田; 政敏米窪
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2023-03-12
Also published as: JP2004279441A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロジェクタ及び光学装置、特に、光源部として固体発光素子を用いるプロジェクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プロジェクタは、コンピュータ等の画像供給装置から供給された画像信号に応じて光（投写光）を投写し、画像を表示する画像表示装置である。プロジェクタの光源部には、古くはハロゲンランプ、近年は超高圧水銀ランプが主として用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
プロジェクタの光源部に発光ダイオード素子（以下適宜「ＬＥＤ」という。）、半導体レーザ素子等の固体発光素子を使用することが考えられている。プロジェクタは省スペースや携帯性を求められ、小型・軽量化の傾向にある。超高圧水銀ランプは高輝度な光を供給できるものの大型かつ重い駆動回路を必要とするため、プロジェクタの小型・軽量化の妨げとなっている。固体発光素子は小型・軽量であるうえ、照明光学系をより簡素にできることから、固体発光素子を光源部として使用することによりプロジェクタの小型・軽量化を特に促進できる。固体発光素子は近年の開発により発光輝度が著しく向上し、長寿命かつ低消費電力であることからも光源に適する。このため、固体発光素子はプロジェクタの光源部に好適な発光体である。なお、プロジェクタと固体発光素子とを組み合わせた例は従来知られていない。
【０００４】
図４に、プロジェクタの光源として固体発光素子を使用した場合にとり得る構成の一例を示す。プロジェクタ４００の光源部４０１は、第１の波長領域の光を供給する第１光源部４０１ＲＢと、前記第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を供給する第２光源部４０１Ｇとから構成される。以下、光源部４０１とは第１光源部４０１ＲＢと第２光源部４０１Ｇとをいう。例えば、第１光源部４０１ＲＢは赤色光を供給するＬＥＤと青色光を供給するＬＥＤとを有し、第２光源部４０１Ｇは緑色光を供給するＬＥＤを有する。光源部４０１からの光はコンデンサレンズ４１０で方向を均一化され、フィールドレンズ４１２を透過し、空間光変調装置４１４に入射する。空間光変調装置４１４は入射光を画像信号に応じて変調し、射出する。空間光変調装置４１４にはティルトミラーデバイスを用いることができる。空間光変調装置４１４で変調された光は投写レンズ４１６に入り、投写レンズ４１６は入射光をスクリーン４１８に投写する。
【０００５】
説明の簡単のため、第１光源部４０１ＲＢから供給される光のみにつき考える。ティルトミラーデバイスを構成する可動ミラー素子の移動可能な傾き角度には制限があることから、空間光変調装置４１４への入射光軸ＡＸ２と投写レンズ４１６の光軸ＡＸ１とがなす角度は所定範囲内に制限される。第１光源部４０１ＲＢの位置は、光軸ＡＸ１となす角度が所定範囲内に制限される光軸ＡＸ２上であることを要する。さらに、プロジェクタ４００をコンパクトな構成で小型とするためには、第１光源部４０１ＲＢの位置は、投写レンズ４１６の入射側開口部近傍に略限定される。第２光源部４０１Ｇから供給される光についても、第１光源部４０１ＲＢから供給される光と同様であるから、第２光源部４０１Ｇの位置も投写レンズ４１６の入射側開口部近傍に略限定される。
【０００６】
しかし、投写レンズ４１６近傍は空間的に空きスペースが少ないことから、光源部４０１の設置位置の自由度は少ない。固体発光素子を光源部とすると、固体発光素子自体に加えて光源部駆動回路、照明光学系及び放熱のためのヒートシンク等も必要となり、光源部４０１の設置位置の自由度はさらに少なくなる。光源部４０１の設置位置の自由度が少ないと、プロジェクタ４００を小型化の要請に合わせ構成することが難しいばかりでなく、光源部４０１が投写レンズ４１６への入射光を遮り、投写像が暗くなるという問題がある。本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、固体発光素子を光源とし、小型かつ軽量で、明るい投写像のプロジェクタ及び光学装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明は、光を供給する光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記空間光変調装置で変調された光を投写する投写レンズと有し、前記光源部は前記空間光変調装置の近傍に配置され、前記投写レンズの入射側開口部近傍に、前記光源部から供給された光を前記空間光変調装置の方向に反射する反射ミラーを有することを特徴とするプロジェクタを提供する。光源部を空間光変調装置近傍に配置することにより、光源部が投写レンズへの入射光を遮ることを回避し、さらにプロジェクタを小型化の要請に合わせ構成することができる。光源部から供給された光を空間光変調装置の方向に反射する反射ミラーを設けることにより、空間光変調装置近傍に配置される光源部からの光を有効に空間光変調装置に入射することができる。これにより、小型で明るい投写像のプロジェクタを得られる。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記反射ミラーは、前記光源部から供給された光を前記空間光変調装置の方向へ集光させる曲率を有することが望ましい。反射ミラーに曲率を持たせ、光源部から供給された光を空間光変調装置の方向へ集光させることにより、光源光を集光するためのコンデンサレンズの機能を持たせる。これにより、コンデンサレンズを不要とし、プロジェクタの部品点数を減少させて、小型かつ軽量なプロジェクタを得られる。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源部を駆動する光源駆動部と、前記空間光変調装置を駆動する空間光変調装置駆動部とをさらに有し、前記光源駆動部と前記空間光変調装置駆動部とは、同一基板上に形成されることが望ましい。光源駆動部と空間光変調装置駆動部とを同一基板上に形成することにより、光源部、光源駆動部、空間光変調装置及び空間光変調装置駆動部を一体に形成できる。これにより、簡易な構成で小型のプロジェクタを得られる。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記基板は、前記光源部及び前記空間光変調装置の少なくとも一方からの熱を周囲に放出するヒートシンクを有することが望ましい。光源部及び空間光変調装置から発生する熱を周囲に放出するヒートシンクを共通とすることにより、簡易な構成とし、かつプロジェクタの部品点数を減少させる。これにより、簡易な構成で、小型かつ軽量なプロジェクタを得られる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記空間光変調装置は、前記光源部からの光を前記投写レンズの方向又は前記投写レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、前記可動ミラー素子により投写レンズ以外の方向へ反射される光を吸収する吸収板をさらに有することが望ましい。空間光変調装置から投写レンズ以外の方向に進む光（ＯＦＦ）を吸収する吸収板を設けることにより、迷光を確実に除去することができる。これにより、高コントラストな投写像のプロジェクタを得られる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源部は、固体発光素子であることが望ましい。これにより、小型かつ軽量なプロジェクタを得られる。
さらに本発明は、光を供給する光源部と、前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、前記空間光変調装置で変調された光を所定面に結像する結像レンズとを有し、前記光源部は前記空間光変調装置の近傍に配置され、前記結像レンズの入射側端面近傍に、前記光源部から供給された光を前記空間光変調装置の方向に反射する反射ミラーを有することを特徴とする光学装置を提供する。これにより、小型かつ軽量で、効率的な光学装置を得られる。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記反射ミラーは、前記光源部から供給された光を前記空間光変調装置の方向へ集光させる曲率を有することが望ましい。これにより、コンデンサレンズを不要とし、光学装置の部品点数を減少させて、小型かつ軽量な光学装置を得られる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源部を駆動する光源駆動部と、前記空間光変調装置を駆動する空間光変調装置駆動部とをさらに有し、前記光源駆動部と前記空間光変調装置駆動部とは、同一基板上に形成されることが望ましい。光源駆動部と空間光変調装置駆動部とを同一基板上に形成することにより、光源部、光源駆動部、空間光変調装置及び空間光変調装置駆動部を一体に形成できる。これにより、簡易な構成で小型の光学装置を得られる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記基板は、前記光源部及び前記空間光変調装置の少なくとも一方からの熱を周囲に放出するヒートシンクを有することが望ましい。光源部及び空間光変調装置から発生する熱を周囲に放出するヒートシンクを共通とすることにより、簡易な構成とし、かつ光学装置の部品点数を減少させる。これにより、簡易な構成で、小型かつ軽量な光学装置を得られる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記空間光変調装置は、前記光源部からの光を前記結像レンズの方向又は前記結像レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、前記可動ミラー素子により結像レンズ以外の方向へ反射される光を吸収する吸収板をさらに有することが望ましい。空間光変調装置から結像レンズ以外の方向に進む光（ＯＦＦ）を吸収する吸収板を設けることにより、迷光を確実に除去することができる。これにより、高コントラストな光学装置を得られる。
また、本発明の好ましい態様によれば、前記光源部は固体発光素子であることが望ましい。これにより、小型かつ軽量な光学装置を得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す。プロジェクタ１００の光源部には、固体発光素子であるＬＥＤを用いる。光源部１０１は、第１の波長領域の光を供給する第１光源部１０１ＲＢと、第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を供給する第２光源部１０１Ｇとから構成される。以下、光源部１０１とは第１光源部１０１ＲＢと第２光源部１０１Ｇとをいう。第１光源部１０１ＲＢは、赤色光（以下「Ｒ光」という。）を供給するＲ光用ＬＥＤと、青色光（以下「Ｂ光」という。）を供給するＢ光用ＬＥＤとを有し、第２光源部１０１Ｇは緑色光（以下「Ｇ光」という。）を供給するＧ光用ＬＥＤを有する。光源部１０１は、空間光変調装置１１４の近傍に配置される。光源部１０１近傍には、ＬＥＤを駆動する光源部駆動回路と、光源部１０１からの熱を周囲に放出するヒートシンクとを有する（光源部駆動回路及びヒートシンクは図示せず）。
【００１８】
光源部１０１から供給された光は、各々コンデンサレンズ１１０に入射する。コンデンサレンズ１１０は、光源部１０１からの光を集光し、投写レンズ１１６の入射側開口部近傍に設けられる反射ミラー１０７に入射させる。コンデンサレンズ１１０により、光源部１０１の像を投写レンズ１１６の入射瞳の位置に形成させることで、空間光変調装置１１４をケーラー照明できる。反射ミラー１０７は、入射光を空間光変調装置１１４の方向へ反射させる。反射ミラー１０７の反射光は、フィールドレンズ１１２を透過して空間光変調装置１１４に入射する。フィールドレンズ１１２は、空間光変調装置１１４をテレセントリックに照明する機能、換言すると照明光をできるだけ主光線に平行にして空間光変調装置１１４に入射させる機能を有する。空間光変調装置１１４としては、例えばティルトミラーデバイスを用いることができる。従来のティルトミラーデバイスの例の一つは、テキサス・インスツルメンツ社のディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）である。空間光変調装置１１４は、画像信号に応じて入射光を変調する。空間光変調装置１１４は、空間光変調装置駆動回路（図示せず）により可動ミラー素子を駆動し、光変調を行う。空間光変調装置１１４で変調された光は、投写レンズ１１６の方向へ射出される。投写レンズ１１６は、空間光変調装置１１４から射出された光をスクリーン１１８に投写する。
【００１９】
図５に、光源部１０１を構成する各色光用ＬＥＤの点灯時間と階調表現の例を示す。光源部１０１は、投写像の１フレーム間において、Ｒ光用、Ｇ光用、Ｂ光用ＬＥＤを順次点灯させて空間光変調装置１１４を照明する。観察者は、光源部１０１から順次照明され、空間光変調装置１１４により変調されるＲ光、Ｇ光、Ｂ光を積分して認識する。このため、スクリーン１１８上にフルカラーの投写像を得られる。
【００２０】
Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光を順次投写し、全体として白色の投写像を得るためには、Ｇ光の光束量を、全体の光束量のうち６０〜８０％とすることを要する。各色光用ＬＥＤの出力量、数量を同一とした場合、投写像のカラーバランスを良好とするにはＧ光の光束量が不足することとなる。Ｇ光の光束量が不足する場合、図５（ａ）に示すように、Ｇ色用ＬＥＤの点灯時間ＧＴをＲ光用ＬＥＤ及びＢ光用ＬＥＤの点灯時間ＲＴ、ＢＴより長くすることにより調節し、投写像の色調を整えることができる。図５（ｂ）は、階調表現時間の調節により、投写像の色調を整える様子を示す。階調表現時間とは、空間光変調装置１１４が、各色光について画像信号に応じた強度（階調）を実現するために必要な時間期間である。また、各階調表現時間は、各色光に対応する画像のサブフレームの期間に一致している。さらに、各階調表現時間は各点灯時間（ＲＴ、ＧＴ、ＢＴ）に一致している。また、映像の階調をｎビット（ｎは正の整数）で表現する場合、Ｇ光階調表現時間ＧＫの単位ビットの長さとＲ光及びＢ光の階調表現時間ＲＫ、ＢＫの単位ビットの長さとを異ならせることができる。さらに、Ｇ光用ＬＥＤをＲ光用ＬＥＤ及びＢ光用ＬＥＤの数よりも多く配置することにより、Ｇ光用ＬＥＤの点灯時間を他の色光のＬＥＤの点灯時間と同一又はさらに短くすることもできる。
【００２１】
本実施形態では、Ｒ光用及びＢ光用ＬＥＤを第１光源部１０１ＲＢに、Ｇ光用ＬＥＤを第２光源部１０１Ｇに配置し、第１光源部１０１ＲＢと第２光源部１０１Ｇとを投写レンズ１１６の光軸ＡＸ１に関して対称に配置する構成としている。かかる構成により、Ｇ光用ＬＥＤをＲ光用ＬＥＤ及びＢ光用ＬＥＤの数のいずれより多く配置するなど、配置の自由度を高くし、簡易な構成で良好なカラーバランスの投写像を得ることができる。
【００２２】
空間光変調装置１１４の可動ミラー素子は、画像信号に応じて第１の反射位置と第２の反射位置とに択一的に移動し、入射光を投写レンズ１１６方向（ＯＮ）又は投写レンズ１１６以外の方向(ＯＦＦ)に反射させる。ここで、第１光源部１０１ＲＢからの光は、可動ミラー素子が第１の反射位置にあるときに投写レンズ１１６方向に反射され、可動ミラーが第２の反射位置にあるときに投写レンズ１１６以外の方向に反射されるとする。第２光源部１０１Ｇからの光は、第１光源部１０１Ｇからの光とは逆に、可動ミラー素子が第１の反射位置にあるときに投写レンズ１１６以外の方向に反射され、可動ミラー素子が第２の反射位置にあるときに投写レンズ１１６の方向に反射される。可動ミラー素子の反射位置は、Ｇ光を投写レンズ１１６方向へ反射するときとＲ光及びＢ光を投写レンズ１１６方向へ反射するときとでは逆である。そこで図５（ａ）に示すように、可動ミラー素子の駆動極性は、Ｇ光用ＬＥＤの点灯時間とＲ光用及びＢ光用ＬＥＤの点灯時間とで反転させる。これによりフルカラーの像を投写する。
【００２３】
ＬＥＤは小型・軽量であることから、光源部１０１にＬＥＤを用いることにより小型・軽量なプロジェクタ１００を得ることができる。ＬＥＤは超高圧水銀ランプに比べ消費電力が少ないことから、プロジェクタ１００の低消費電力化も可能である。超高圧水銀ランプを使用する場合、白色光を色分離する色分離光学系を必要とする。ＬＥＤを光源とすると、光源部１０１のＲ光用ＬＥＤ、Ｇ光用ＬＥＤ及びＢ光用ＬＥＤの順次駆動が可能であるから、色分離光学系を不要としプロジェクタ１００をさらに小型・軽量化できる。また、図５（ａ）の点灯時間に示すように、１フレーム内において、ある色のＬＥＤを点灯する間は他の色のＬＥＤを消灯する。例えばＲ色用ＬＥＤを点灯する間はＧ色用ＬＥＤ及びＢ色用ＬＥＤを消灯するため、像形成に使われない光を減少させ、プロジェクタ１００の消費電力削減を可能とする。
【００２４】
以下、本発明の特徴部分につき詳細に説明する。本実施形態において、光源部１０１及びコンデンサレンズ１１０は空間光変調装置１１４近傍に配置される。空間光変調装置１１４近傍は空間スペースが広いことから、光源部１０１及びコンデンサレンズ１１０を自由に配置することができる。光源部１０１及びコンデンサレンズ１１０を自由に配置できることから、光源部１０１及びコンデンサレンズ１１０が投写レンズ１１６への入射光を遮ることを回避し、さらにプロジェクタ１００を小型化の要請に合わせ構成することができる。これにより、明るく小型のプロジェクタ１００を得ることができる。また、光源部１０１の配置位置近傍は空間スペースが広いことから、光源部駆動回路及びヒートシンクをＬＥＤと一体とし構成することができる。これにより、相互に離れて設けられている光源部駆動回路とＬＥＤとの間を隔離しフレキシブル配線等で接続する構成の必要がないため、小型で簡易な構成のプロジェクタ１００を得ることができる。
【００２５】
本実施形態において、反射ミラー１０７は、投写レンズ１１６の入射側開口部近傍に配置され、光源部１０１から供給された光を空間光変調装置１１４方向に反射させる。反射ミラー１０７により、光源部１０１を空間光変調装置１１４の近傍に設けた場合でも、光源部１０１からの光は有効に空間光変調装置１１４に入射される。これにより、明るい投写像のプロジェクタ１００を得られる。反射ミラー１０７の形状は、光源部１０１からの光を有効に空間光変調装置１１４方向に反射できるものであればよく、プロジェクタ１００の構成に合わせ適宜変更可能である。
【００２６】
なお、図１において、反射ミラー１０７は投写レンズ１１６の入射側開口部に隣接して設置される様子を示しているが、反射ミラー１０７の位置はこれに限られない。例えば、反射ミラー１０７は、図示している位置よりも投写レンズ１１６の出射側位置に設置してもよく、あるいは投写レンズ１１６と離して設置してもよい。反射ミラー１０７の位置は、反射ミラー１０７が光源部１０１からの光を空間光変調装置１１４方向に反射し、空間光変調装置１１４が入射光を投写レンズ１１６方向に反射可能であれば、プロジェクタ１００の構成に合わせ適宜変更可能である。ただし、反射ミラー１０７は、空間光変調装置１１４から投写レンズ１１６に入射する光を遮らない位置に設けられることを要する。
【００２７】
本実施形態では、第１光源部１０１ＲＢと第２光源部１０１Ｇとを光軸ＡＸ１に関して対称に配置し、反射ミラー１０７も光軸ＡＸ１に関して対称に配置し、光源部１０１と反射ミラー１０７とを対応させる構成としている。反射ミラー１０７を光軸ＡＸ１に関して対称に配置することにより、光源部１０１の配置の自由度を高くし、明るく良好なカラーバランスのプロジェクタ１００を得られる。この構成に限られず、例えば、光源部１０１を空間光変調装置１１４近傍の一個所にまとめて配置し、単独の反射ミラー１０７を投写レンズ１１６近傍に配置する構成としても良い。
【００２８】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す。上記第１実施形態と同一の部分には同様の符号を付し、重複する説明は省略する。本実施形態に係るプロジェクタ２００の光源部２０１には、固体発光素子であるＬＥＤを用いる。光源部２０１は、第１の波長領域の光を供給する第１光源部２０１ＲＢと、第１の波長領域とは異なる第２の波長領域の光を供給する第２光源部２０１Ｇとから構成される。以下、光源部２０１とは第１光源部２０１ＲＢと第２光源部２０１Ｇとをいう。第１光源部２０１ＲＢは、Ｒ光を供給するＲ光用ＬＥＤと、Ｂ光を供給するＢ光用ＬＥＤとを有し、第２光源部２０１Ｇは、Ｇ光を供給するＧ光用ＬＥＤを有する。
【００２９】
光源部２０１、空間光変調装置１１４、光源部２０１を駆動する光源部駆動回路２１２及び空間光変調装置１１４を駆動する空間光変調装置駆動回路２１３は同一の基板２１１上に形成される。基板２１１は、光源部２０１及び空間光変調装置１１４の少なくとも一方からの熱を周囲に放出するヒートシンク２１５を有する。光源部２０１から供給された光は、投写レンズ１１６の入射側開口部近傍に設けられている反射ミラー２０７にて空間光変調装置１１４方向に反射される。反射ミラー２０７は、光源部２０１から供給された光を空間光変調装置１１４の方向へ集光させる曲率を有する。空間光変調装置１１４は入射光を画像信号に応じて変調し、光を投写レンズ１１６の方向（ＯＮ）又は投写レンズ１１６以外の方向（ＯＦＦ）に反射する。
【００３０】
投写レンズ１１６の方向（ＯＮ）に反射される光は、投写レンズ１１６からスクリーン１１８に投写される。投写レンズ１１６以外の方向（ＯＦＦ）に反射される光は、吸収板２０９の方向に進行する。吸収板２０９は、光軸ＡＸ１に関して対称な位置であって、かつ反射ミラー２０７近傍に配置される。吸収板２０９は、空間光変調装置１１４から投写レンズ１１６以外の方向（ＯＦＦ）に反射される光を吸収する。例えば、第１光源部２０１ＲＢから供給される光は、可動ミラー素子が第１の反射位置にあるときに投写レンズ１１６方向に反射され、可動ミラー素子が第２の反射位置にあるときに吸収板２０９方向に反射されるとする。投写レンズ１１６の方向に進む光Ｌｏｎは投写レンズ１１６からスクリーン１１８へ投写され、投写レンズ１１６以外の方向に進む光Ｌｏｆｆは吸収板２０９にて吸収される。このとき、第２光源部２０１Ｇから供給される光は、駆動極性を反転させることにより（図５（ａ）参照）、可動ミラー素子が第１の反射位置にあるときに吸収板２０９方向に反射され、可動ミラー素子が第２の反射位置にあるときに投写レンズ１１６方向に反射される。
【００３１】
光源部２０１、空間光変調装置１１４、光源部駆動回路２１２及び空間光変調装置駆動回路２１３を同一基板２１１上に形成することにより、簡潔な、かつ小型化に適した構成とし、小型のプロジェクタ２００を得ることができる。投写中に発熱源となる光源部２０１と空間光変調装置１１４とを同一基板２１１上に一個所にまとめて設置することにより、ヒートシンク２１５を複数とせず共通にできる。ヒートシンク２１５を共通とすることにより、簡易な構成とし、かつ部品点数を減少させる。これにより、小型かつ軽量なプロジェクタ２００を得ることができる。
【００３２】
反射ミラー２０７は、光源部２０１から供給された光を空間光変調装置１１４の方向へ集光させる曲率を有する。反射ミラー２０７に、光源部２０１からの光を集光する曲率を持たせるため、光源光を集光するコンデンサレンズは不要となる。コンデンサレンズを不要とすることにより、プロジェクタ２００の構成部品点数を減少させ、小型かつ軽量なプロジェクタ２００を得られる。
【００３３】
上述のように本実施形態のプロジェクタ２００は、空間光変調装置１１４から投写レンズ１１６以外の方向（ＯＦＦ）に反射される光を吸収する吸収板２０９を有する。吸収板２０９は、迷光を吸収し確実に除去するため、投写像が高コントラストなプロジェクタ２００を得ることができる。図２においては、吸収板２０９は反射ミラー２０７に隣接して設置する構成を示している。吸収板２０９の位置はこの位置に限られず、例えば反射ミラー２０７とは離して配置してもよい。吸収板２０９の位置は、空間光変調装置１１４が投写レンズ１１６以外の方向（ＯＦＦ）に反射する光を有効に吸収できる位置であれば、プロジェクタ２００の構成に合わせ適宜変更可能である。ただし、吸収板２０９は光源部２０１から反射ミラー２０７に入射する光を遮らない位置に設けることを要する。
【００３４】
本実施形態では、第１光源部２０１ＲＢと第２光源部２０１Ｇとを光軸ＡＸ１に関して対称に配置し、吸収板２０９も光軸ＡＸ１に関して対称に配置し、光源部２０１と吸収板２０９とを対応させる構成としている。吸収板２０９を光軸ＡＸ１に関して対称に配置することにより、空間光変調装置１１４から投写レンズ１１６以外の方向に射出される光を有効に吸収し、確実に除去することができる。この構成に限られず、例えば、光源部２０１を空間光変調装置１１４近傍の一個所にまとめて配置した場合には、単独の吸収板２０９を投写レンズ１１６近傍に配置する構成としても良い。
【００３５】
吸収板２０９を有する本実施形態の構成は、第１実施形態に係るプロジェクタ１００にも適用できる。吸収板２０９を設けることにより、本実施形態と同様、迷光を確実に除去することができ、投写像が高コントラストなプロジェクタ１００を得ることができる。また、第１実施形態に係るプロジェクタ１００が有する反射ミラー１０７は、本実施形態に係るプロジェクタ２００が有する反射ミラー２０７と同様、曲率を有する構成とすることができる。反射ミラー１０７に曲率を持たせる構成とすることにより、本実施形態と同様、コンデンサレンズを不要とし部品点数を減少させる。これにより、小型かつ軽量なプロジェクタ１００を得ることができる。
【００３６】
（実施の形態３）
図３は、本発明の第３実施形態に係る光学装置の例であるプリンタの概略構成を示す。プリンタ３００は、固体発光素子から構成される光源部３０１を有する。光源部３０１は、空間光変調装置３０２の近傍に配置される。光源部３０１からの光は、結像レンズ３１０の入射側端面近傍に設けられる反射ミラー３０９で反射され、ティルトミラーデバイスである空間光変調装置３０２に入射する。空間光変調装置３０２は、不図示の制御部からの信号に応じて光を変調し、結像レンズ３１０に光を反射する。結像レンズ３１０は、空間光変調装置３０２で変調された光を感光ドラム３０３表面に結像する。このように、光源部３０１、反射ミラー３０９、空間光変調装置３０２及び結像レンズ３１０は、上記第１実施形態におけるプロジェクタ１００の光源部、反射ミラー、空間光変調装置及び投写レンズと同様の構成を有する。
【００３７】
感光ドラム３０３の表面は、予め帯電ロール３０４の負電荷により均一な負の静電気を帯びている。感光ドラム３０３表面に照明光が照射されると、光が照射された部分（画像に相当する部分）だけ負の電荷が弱まり、感光ドラム３０３上に静電潜像（プリントイメージ）が形成される。負に帯電されたトナーは、感光ドラム３０３上の負の電荷が弱い部分に引きつけられて、感光ドラム３０３上にトナー像を形成する。感光ドラム３０３に密着した用紙Ｐの裏側から転写ロール３０５により正の電荷が与えられ、トナーは用紙Ｐに転写される。用紙Ｐから正の電荷が奪われると、用紙Ｐは、感光ドラム３０３から剥離する。用紙Ｐに転写されたトナーは、定着部であるヒートロール３０６の熱で溶けると同時に、プレッシャーロール３０７で圧力を受けて、用紙Ｐに定着される。感光ドラム３０３表面に残った残留トナーは、クリーニングブレード３０８により掃き落とされ、感光ドラム３０３は帯電ロール３０４により電気的に均一に負に帯電する。この一連の手順を繰り返すことにより、用紙Ｐに印字することができる。
【００３８】
光源部３０１に固体発光素子を使用することにより、小型かつ軽量なプリンタ３００を得ることができる。また、光源部３０１を空間光変調装置３０２の近傍に配置し、光源部３０１から供給された光を空間光変調装置３０２の方向に反射する反射ミラー３０９を有することにより、照明光を効率良く感光ドラム３０３に照射できる。この結果、Ｓ／Ｎ比が高く、ノイズの少ない印字を行うことができる。なお、プリンタ３００は、上記第２実施形態のプロジェクタ２００と同様に、光源駆動部と、空間光変調装置駆動部と、ヒートシンクと、吸収板とを配置する構成としても良い。
【００３９】
本実施形態では光学装置の例としてプリンタを用いて説明したが、プリンタに限られるものではない。明るく、均一な照度分布の照明光を必要とする光学装置であれば、本発明を適用することができる。例えば、本発明は、半導体露光装置等にも効果的に適用できる。なお、上記各実施形態において、光源部である固体発光素子にＬＥＤを用いて説明したが、半導体レーザやエレクトロルミネッセント（ＥＬ）を固体発光素子として光源部に用いても良い。また、上記各実施形態では、ケーラー照明による構成を用いて説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、コンデンサレンズにより、光源部の像が空間光変調装置上に形成されるような直接照明の構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図２】本発明の第２実施形態に係るプロジェクタの概略構成を示す図。
【図３】本発明の第３実施形態に係る光学装置の概略構成を示す図。
【図４】プロジェクタの光源部にＬＥＤを適用する構成の一例を示す図。
【図５】ＬＥＤの点灯時間と階調表現を示す図。
【符号の説明】
１００，２００プロジェクタ、１０１，２０１光源部、１０７，２０７反射ミラー、１１０コンデンサレンズ、１１４空間光変調装置、１１６投写レンズ、２０９吸収板、２１１基板、２１２光源部駆動回路、２１３空間光変調装置駆動回路、２１５ヒートシンク、３００プリンタ

Claims

光を供給する光源部と、
前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置で変調された光が入射し、投写する投写レンズと、
前記投写レンズの入射側開口部近傍に設けられた、前記光源部から供給された光を前記空間光変調装置の方向に反射する反射ミラーと、
を有し、
前記光源部と前記空間光変調装置とは、同一の基板上に形成され、前記光源部は、光を前記基板の略法線方向に射出し、前記空間光変調装置は、変調した光を前記基板の略法線方向に反射することを特徴とするプロジェクタ。
前記光源部を駆動する光源駆動部と、
前記空間光変調装置を駆動する空間光変調装置駆動部とをさらに有し、
前記光源駆動部と前記空間光変調装置駆動部とは、前記同一の基板上に形成されることを特徴とする請求項１に記載のプロジェクタ。
前記基板は、前記光源部及び前記空間光変調装置の少なくとも一方からの熱を周囲に放出するヒートシンクを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロジェクタ。
前記空間光変調装置は、前記光源部からの光を前記投写レンズの方向又は前記投写レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、
前記可動ミラー素子により投写レンズ以外の方向へ反射される光を吸収する吸収板をさらに有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
前記光源部は固体発光素子であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
前記反射ミラーは、前記光源部から供給された光を前記空間光変調装置の方向へ集光させる曲率を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のプロジェクタ。
光を供給する光源部と、
前記光源部からの光を画像信号に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置で変調された光が入射し、所定面に結像させる結像レンズと、
前記結像レンズの入射側端面近傍に設けられた、前記光源部から供給された光を前記空間光変調装置の方向に反射する反射ミラーと、
を有し、
前記光源部と前記空間光変調装置とは、同一の基板上に形成され、前記光源部は、光を前記基板の略法線方向に射出し、前記空間光変調装置は、変調した光を前記基板の略法線方向に反射することを特徴とする光学装置。
前記光源部を駆動する光源駆動部と、
前記空間光変調装置を駆動する空間光変調装置駆動部とをさらに有し、
前記光源駆動部と前記空間光変調装置駆動部とは、前記同一の基板上に形成されることを特徴とする請求項７に記載の光学装置。
前記基板は、前記光源部及び前記空間光変調装置の少なくとも一方からの熱を周囲に放出するヒートシンクを有することを特徴とする請求項７又は８に記載の光学装置。
前記空間光変調装置は、前記光源部からの光を前記結像レンズの方向又は前記結像レンズ以外の方向に反射させる可動ミラー素子からなるティルトミラーデバイスであって、
前記可動ミラー素子により結像レンズ以外の方向へ反射される光を吸収する吸収板をさらに有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の光学装置。
前記光源部は固体発光素子であることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の光学装置。
前記反射ミラーは、前記光源部から供給された光を前記空間光変調装置の方向へ集光させる曲率を有することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の光学装置。