JPH10333599A

JPH10333599A - プロジェクタ装置

Info

Publication number: JPH10333599A
Application number: JP9138163A
Authority: JP
Inventors: Kiichi Kamiyanagi; 喜一上柳
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1997-05-28
Filing date: 1997-05-28
Publication date: 1998-12-18
Anticipated expiration: 2017-05-28
Also published as: JP3591220B2

Abstract

(57)【要約】【課題】光利用効率が高くて表示画面が明るく、小型
・低消費電力で光源寿命の長いプロジェクタ装置を提供
する。【解決手段】発光素子アレイ部２が時系列的に発光し
たＲ，Ｇ，Ｂの３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、整形光学
系３によって平行光に整形され、合成光学系４で合成さ
れた後、２次元マイクロ偏向ミラーアレイ５０に入射
し、２次元マイクロ偏向ミラーアレイ５０によって各色
の画像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに応じて時系列的に空間変
調が施され、投影光学系７によってスクリーン６に拡大
投影される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単一の２次元の空
間光変調器を用いて多階調の画像を投影するプロジェク
タ装置に関し、特に、光利用効率が高くて表示画面が明
るく、小型・低消費電力で光源寿命の長いプロジェクタ
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】昨今、高精細テレビ（ＨＤＴＶ）等の出
現やパーソナルコンピュータの普及とそのマルチメディ
ア化により、複数人で使用する数十インチから２００イ
ンチの高精細・大画面の画像表示と小型・軽量化への要
求が高まってきており、それに向けた各種方式の製品が
開発されてきている。この要求に対応するものとして、
従来より、液晶ディスプレイ，プラズマディスプレイ，
発光ダイオードディスプレイ等の平面ディスプレイがあ
る。

【０００３】液晶ディスプレイは、近年、１４インチの
卓上型から大型化が進み、液晶空間光変調器を２枚張り
合わせた２５インチのものも発表されている。しかし、
液晶ディスプレイの場合、液晶空間光変調器を作製する
プロセスが複雑で長く、大型のものができない、高価格
となる等の本質的な問題があり、数十インチ以上の大型
化は難しく、なされたとしても数枚の液晶空間光変調器
を張り合わせて作られるため、そのつなぎ目が問題とな
る外、高価格となることは否めない。

【０００４】プラズマディスプレイは、上記液晶ディス
プレイに対抗する大画面ディスプレイとして、最近出現
し注目を集めている。それは、プラズマディスプレイ
は、構造が簡単で、作製プロセスが短く、大画面のもの
が作り易いこと、プラズマからの紫外光による励起に適
した蛍光体の開発により、色再現性の良いディスプレイ
が可能になったこと等による。しかし、プラズマディス
プレイの場合、発光効率が悪いため、４０インチでも３
００Ｗ程度の大入力が必要である、放電電圧が２００〜
３００Ｖと高いため、高耐圧の駆動回路が必要となる等
の問題がある。また、平面ディスプレイといっても実際
には筐体も含めて１０センチ程度の厚さとなり、重量も
４０インチ程度で数十キログラムと重く、壁掛け型とし
て使用するには特別の工事が必要となる。

【０００５】発光ダイオードディスプレイは、近年開発
された高輝度・高効率の緑色や青色の発光ダイオード
と、既存の高効率の赤色発光ダイオードとを組み合わせ
て画素を構成したものが開発されている。この場合、１
画素を３つの発光ダイオードで構成するため、通常のパ
ソコン程度の画素数（４８０×６００）でも約９０万個
の発光ダイオードが必要となる。従って、将来発光ダイ
オードの価格が１個１０円程度に下がったとしても、発
光ダイオードのコストだけでも１千万円程度と高価格に
なり、家庭や小会議室で用いるには不向きである。

【０００６】上述した平面ディスプレイの有する問題を
回避するものとして、プロジェクタ装置が知られてい
る。このプロジェクタ装置は、従来より、光源や空間光
変調器、３原色分離合成用光学系等の種類により種々の
タイプのものが開発されており、空間光変調器として
は、透過型あるいは反射型の液晶空間光変調器や、２次
元マイクロ偏向ミラーアレイ等の各種のものがある。こ
のプロジェクタ装置では、画像表示部として画像光を投
影するスクリーンないし白色の壁があればよく、像表示
部は軽量にできる、また、使用場所の広さに応じて画面
サイズを自由に変えられる等の利点がある。また、空間
光変調器で形成された画像光を投影レンズを用いて数十
倍に拡大投影するため、空間光変調器自体は２〜３イン
チと通常のディスプレイに比べて非常に小型のものでよ
く、低価格化の可能性を内包した装置であると言える。

【０００７】図９は、従来のプロジェクタ装置として空
間光変調器に単一の２次元マイクロ偏向ミラーアレイを
用いたものを示す（ＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎＤｉｓｐｌ
ａｙII ，Ｐ．１９３，１９９６：Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎ
ｇｓｏｆＳＰＩＥ，Ｖｏｌ．２６５０）。このプロ
ジェクタ装置１００は、白色光を発光するキセノンラン
プ，ハロゲンランプ，メタルハライドランプ等のランプ
１０１、およびこのランプ１０１の出力光を一旦集光し
た後、所定の方向に反射する放物線状のリフレクタ１０
２からなる光源部１０３と、光源部１０３の出力光から
赤外成分を取り除くコールドミラー１０４と、コールド
ミラー１０４からの光を回転フィルター板１０５に取り
付けられた赤，緑，青（Ｒ，Ｇ，Ｂと略す。）３色のフ
ィルター１０５ｒ，１０５ｇ，１０５ｂ上に集光する集
光レンズ１０６と、フィルター１０５ｒ，１０５ｇ，１
０５ｂによって色分離されたＲ，Ｇ，Ｂの３色光Ｌｒ，
Ｌｇ，Ｌｂを折り返しミラー１０８に導くリレイレンズ
１０７と、折り返しミラー１０８からのＲ，Ｇ，Ｂの３
色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを偏向してＲ，Ｇ，Ｂ３色の画像
信号光１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂを出力する２次元
マイクロ偏向ミラーアレイ１０９と、２次元マイクロ偏
向ミラーアレイ１０９からの画像信号光１０９ｒ，１０
９ｇ，１０９ｂと折り返しミラー１０８からのＲ，Ｇ，
Ｂの３色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂとを分離する全反射プリズ
ム１１０と、２次元マイクロ偏向ミラーアレイ１０９か
らの画像信号光１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂを図示し
ないスクリーンに投影する投影レンズ１１１とを備えて
いる。

【０００８】このプロジェクタ装置１００において、光
源部１０３の出力光１０３ａは、コールドミラー１０４
で赤外成分が取り除かれた後、集光レンズ１０６によっ
て集光され、回転フィルター板１０５のＲ，Ｇ，Ｂ３色
のフィルター１０５ｒ，１０５ｇ，１０５ｂを透過す
る。回転フィルター板１０５の回転速度は、画像のフレ
ーム表示速度に等しく、毎秒６０回転である。その１回
転の間に、回転フィルター板１０５の透過光（１０３
ａ）は、フィルター１０５ｒ，１０５ｇ，１０５ｂによ
ってＲ，Ｇ，Ｂの３色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに時分割的に
色分離され、折り返しミラー１０８および全反射プリズ
ム１１０を介して２次元マイクロ偏向ミラーアレイ１０
９に入射する。２次元マイクロ偏向ミラーアレイ１０９
に入射したＲ，Ｇ，Ｂの３色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂは、各
色の画像信号に基づいて偏向され、画像信号光１０９
ｒ，１０９ｇ，１０９ｂとして形成される。この画像信
号光１０９ｒ，１０９ｇ，１０９ｂは、投影レンズ１１
１によって図示しないスクリーンに投影される。ところ
で、Ｒ，Ｇ，Ｂのフィルター１０５ｒ，１０５ｇ，１０
５ｂの面積比率は、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の強度により若干異な
るが、Ｒ，Ｇ，Ｂ光それぞれの持続時間は平均５．６ミ
リ秒である。２次元マイクロ偏向ミラーアレイ１０９中
の各マイクロ偏向ミラーの偏向時定数は、５マイクロ秒
と上記の持続時間の１／１０００であり、マイクロ偏向
ミラーの偏向時間の調節により、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ８
ビット以上の階調を付けることが可能である。このよう
に単一の２次元マイクロ偏向ミラーアレイ１０９を用い
ることにより、部品点数が少なく、小型で、低価格化が
望め、家庭用の表示装置として適したプロジェクタ装置
を実現することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のプロジ
ェクタ装置１００によると、以下の問題がある。

【００１０】(1) 光利用効率が悪い。光源としてキセノ
ンランプやハロゲンランプ、メタルハライドランプが使
用されているため、光源の寿命が短い上にオンオフ変調
ができないので連続点灯をすることになる。また、上記
のように時分割でＲ，Ｇ，Ｂ光の変調を行うため、Ｒ，
Ｇ，Ｂ光は、それぞれ他の色光を変調している間はフィ
ルター１０５ｒ，１０５ｇ，１０５ｂでカットされる。
このため、光利用効率はその分低下し、３つのマイクロ
偏向ミラーアレイを用いてＲ，Ｇ，Ｂ光を個別に変調す
る方式に比べて約１／３に減少する。一方、プロジェク
タ装置に使用されるハロゲンランプやキセノンランプ等
の光源は放電のための数センチ大のガラス球内に封じ込
められており、リフレクタのサイズはそれに制限されて
あまり小さくできないため、この出力光を１０〜２０ｍ
ｍサイズの平行光に整形した時の集光効率は低く、５０
％以下である。また、偏向ミラーにはアルミが使用で
き、反射率は９０％であるが、他の光学系でのけられや
吸収を考慮すると、総合の光利用効率は１０％と小さく
なる。また、メタルハライドランンプの場合、Ｒ色のス
ペクトルの光強度は弱いため、カラーバランスを良くし
ようとすると、他のＧ色，Ｂ色のスペクトルの光強度を
減じなければならず、さらに利用効率は低下する。現在
開発されている単板型のマイクロ偏向ミラーアレイを用
いたプロジェクタ装置の投影光束は、光源電気入力３０
０Ｗとしてもせいぜい３００ｌｍ程度であり、発光効率
が悪い。

【００１１】(2) 消費電力が大きく、装置が大型にな
る。光利用効率が悪いことから、メタルハライドランン
プのように高輝度の光源を使用しなければならず、その
ために消費電力が３００Ｗと大きくなり、電源部の大型
化に伴い、プロジェクタ装置も大型になる。

【００１２】(3) ランプの寿命が短く、頻繁なランプ交
換が必要となる。光源としてキセノンランプやハロゲン
ランプ、メタルハライドランプが使用されているため、
光源の寿命が短い上にオンオフ変調ができないので連続
点灯をすることになることから、頻繁なランプ交換が必
要となる。例えば、メタルハライドランンプの場合で
は、中心強度が５０％低下するまでの時間で評価して１
０００時間である（照明学会誌、第７７巻、第１２号、
Ｐ．７４８、平成５年）。これは８時間／日の使用頻度
で４か月程度の寿命となり、頻繁なランプ交換が必要と
なる。しかし、ランプ表面は高温となるため、わずかで
も汚れがあるとランプが爆発する危険がある、ランプに
位置ずれがあると集光効率が下がったり、画質が低下す
る等の問題があり、素人によるランプ交換は難しく、専
門の技術者が取り替えている状況である（たとえば１０
００万台普及したとすると、１日に１０万件のランプ交
換が発生し、１万人以上の技術者が必要となる）。

【００１３】(4) その他回転フィルター板１０５の透過光のうち表示に利用され
ない光はフィルター１０５ｒ，１０５ｇ，１０５ｂに吸
収され、このときの熱でフィルター１０５ｒ，１０５
ｇ，１０５ｂや装置１００内が加熱され、装置の信頼性
を低下させる、空冷用のファンが必要となる等の問題が
ある。

【００１４】これらのことが、高価格であることの外
に、プロジェクタ装置が家庭や小会議室等になかなか普
及しないことの大きな原因である。

【００１５】従って、本発明の目的は、光利用効率の向
上を図り、表示画面の明るいプロジェクタ装置を提供す
ることにある。また、本発明の他の目的は、低消費電力
化を達成でき、小型化を図ったプロジェクタ装置を提供
することにある。また、本発明の他の目的は、光源の長
寿命化を図ったプロジェクタ装置を提供することにあ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、複数の半導体発光素子からなり、異なる色
の複数の出力光を時系列的に出射する複数の発光素子ア
レイと、前記複数の発光素子アレイから出射された前記
複数の出力光を平行光に整形する整形光学系と、前記整
形光学系からの前記平行光に前記異なる色の画像信号に
応じた空間変調を施して複数の画像信号光を時系列的に
出力する単一の空間光変調手段と、前記空間光変調手段
からの前記複数の画像信号光をスクリーンに投影する投
影光学系を備えたことを特徴とするプロジェクタ装置を
提供する。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態に係るプロジェクタ装置を示す。このプロジェクタ装
置１は、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３原色光Ｌ
ｒ，Ｌｇ，Ｌｂを時系列的に発光する発光素子アレイ部
２と、発光素子アレイ部２からの３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，
Ｌｂを平行光に整形する整形光学系３と、平行光に整形
された３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを合成する合成光学系
４と、合成された３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに各色の画
像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに応じて反射光量が変化する処
理（空間変調）を時系列的に施してＲ，Ｇ，Ｂの画像信
号光５ｒ，５ｇ，５ｂとして出力する空間光変調部５
と、空間光変調部５からのＲ，Ｇ，Ｂの画像信号光５
ｒ，５ｇ，５ｂを時系列的にスクリーン６に拡大投影す
る投影レンズの如き投影光学系７と、発光素子アレイ部
２を駆動する発光素子アレイ部ドライバー８と、空間光
変調部５を駆動する空間光変調部ドライバー９と、Ｒ，
Ｇ，Ｂの画像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに基づいて発光素子
アレイ部ドライバー８および空間光変調部ドライバー９
を制御する制御部１０とを具備し、この第１の実施の形
態では、発光素子アレイ部２に半導体発光素子としての
発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）を用いてい
る。

【００１８】発光素子アレイ部２は、赤色光Ｌｒを発光
する赤色ＬＥＤアレイ２０Ｒと、緑色光Ｌｇを発光する
緑色ＬＥＤアレイ２０Ｇと、青色光Ｌｂを発光する青色
ＬＥＤアレイ２０Ｂと、各ＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０
Ｇ，２０Ｂの前面にそれぞれ配置されたマスク２１とを
備えている。

【００１９】整形光学系３は、発光素子アレイ部２から
の３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを平行光に整形する２次元
のマイクロレンズアレイ３０と、マイクロレンズアレイ
３０によって整形された３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを空
間光変調部５の後述する２次元マイクロ偏向ミラーアレ
イ５０の画素範囲に対応して縮小する、凸レンズ３１お
よび凹レンズ３２を組み合わせて構成された縮小光学器
３３とを備えている。なお、マイクロレンズアレイ３０
の代わりに、ガラス等の透明媒体からなる微小な凹凸面
を有するホモジナイザ等を用いてもよい。この場合は、
ＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂからの入射光が微
小凹凸面により散乱され、この微小凹凸面が２次的な光
源面として機能し、この散乱光は縮小光学器３３によっ
て平行光に整形される。

【００２０】合成光学系４は、発光素子アレイ部２から
の赤色光Ｌｒを反射するとともに、ダイクロイックミラ
ー４Ｂからの青色光Ｌｂおよびダイクロイックミラー４
Ｇからの緑色光Ｌｇを透過させるダイクロイックミラー
４Ｒと、発光素子アレイ部２からの緑色光Ｌｇを反射す
るとともに、ダイクロイックミラー４Ｂからの青色光Ｌ
ｂを透過させるダイクロイックミラー４Ｇと、発光素子
アレイ部２からの青色光Ｌｂを反射するダイクロイック
ミラー４Ｂとからなる。

【００２１】空間光変調部５は、ダイクロイックミラー
４Ｒ，４Ｇ，４Ｂからの３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂに空
間変調を画素毎に施す２次元マイクロ偏向ミラーアレイ
５０と、２次元マイクロ偏向ミラーアレイ５０に入射し
たＲ，Ｇ，Ｂの３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂの無効反射光
を受光するストッパー５１とを備えている。

【００２２】次に、発光素子アレイ部２および整形光学
系３の詳細について図２および図３を参照して説明す
る。

【００２３】図２は、ＬＥＤの出力光の指向性を示し、
図３は、発光素子アレイ部２と整形光学系３との関係を
示す。各ＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは、共
に、図２に示すような出力光の光量分布２２ａを有した
サイズ３ｍｍφのＬＥＤ２２を図３に示すように基板２
３上に配列ピッチ４ｍｍで２次元に１９２（１２×１
６）個配列し、アレイサイズを約４８×６４ｍｍとし、
ＬＥＤ２２を行単位（１６個）で直列に配線し、かつ、
各行を並列に配線したものである。ＬＥＤ２２を２次元
に配列することにより、必要な光束を得ることができ
る。また、各ＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂのサ
イズの縦横比を３：４とし、２次元マイクロ偏向ミラー
アレイ５０の画素範囲と合わせることで、光利用効率を
さらに高めることができる。半導体発光素子（ここでは
ＬＥＤ２２）の出力光は、指向性が強く、発光部面積も
小さいため、集光効率が高くなる。また、半導体発光素
子のスペクトル幅が数十ｎｍ以下と比較的狭い単色光を
出力するので、色合成効率が高くなる。

【００２４】マスク２１は、図３に示すように、開口部
２１ａによって各ＬＥＤ２２の出力光２２ａのうち周辺
部をカットし、中心部の出力光２２ｂのみを透過させる
ように構成されている。

【００２５】マイクロレンズアレイ３０は、図３に示す
ように、ＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの各ＬＥ
Ｄ２２の光軸と一致するように正方形の複数のマイクロ
レンズ３０ａを隙間なく２次元に配列し、各マイクロレ
ンズ３０ａの焦点距離をＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，
２０Ｂとマイクロレンズアレイ３０との距離Ｄ₁にほぼ
等しくしている。また、マイクロレンズアレイ３０の各
マイクロレンズ３０ａの開口数ＷをＬＥＤ２２の中心部
の出力光２２ｂの広がり角（約３０度）θに対応させて
いる。これにより、ＬＥＤ２２の出力光２２ｂは、ほぼ
均一な光強度分布を有する平行光３０ｂとなる。

【００２６】図４は、縮小光学器３３の詳細を示す。縮
小光学器３３は、マイクロレンズアレイ３０の各マイク
ロレンズ３０ａからの平行光３０ｂを凸レンズ３１と凹
レンズ３２によって縮小し、平行光３３ａとしてダイク
ロイックミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを介して２次元マイク
ロ偏向ミラーアレイ５０に入射するようになっている。
縮小光学器３３の縮小率は、２次元マイクロ偏向ミラー
アレイ５０のサイズとＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２
０Ｂのサイズの比率より若干小さい値（例えば、０．１
６／１）とする。これにより、マイクロレンズアレイ３
０からの平行光３０ｂを再度平行光３３ａとして２次元
マイクロ偏向ミラーアレイ５０にほぼ均一に照射するこ
とができる。

【００２７】図５は、空間光変調部５の詳細を示す。２
次元マイクロ偏向ミラーアレイ５０は、１６μｍ程度の
正方形状の複数のマイクロ偏向ミラー５２を半導体基板
５３上にピボット５４によって２次元アレイ状に配列し
て構成されている。ここでは、画素数（ミラー数）４８
０×６４０ドット、画素範囲約７．７×１０．２ｍｍの
ものを用いる。各マイクロ偏光ミラー５２は、空間光変
調部ドライバー９の駆動によって半導体基板５３にアレ
イ状に形成されたトランジスタ（図示省略）がオンして
発生する静電力に基づいて偏向し、ＬＥＤアレイ２０
Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂからの３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを
有効反射光とする場合は、マイクロ偏向ミラー５２は図
５の実線で示す状態に配置され、３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，
Ｌｂを投影光学系７に順次反射し、無効反射光とする場
合は、マイクロ偏向ミラー５２は図５の破線で示す状態
に配置され、３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂをストッパー５
１に順次反射するようになっている。また、各マイクロ
偏向ミラー５２は、制御部１０の制御に基づく空間光変
調部ドライバー９の駆動によってＲ，Ｇ，Ｂの画像信号
Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂを構成する画素信号の大きさに応じて
投影光学系７への反射時間（最大で４．５ミリ秒、最小
で１７．６マイクロ秒）が制御され、反射光量が２５６
階調（８ビット）で変化するようになっている。

【００２８】図６(a) は、本装置１各部の動作タイミン
グ、同図(b) は、ＬＥＤ２２の印加可能電流のパルスデ
ュティ比に対する依存性を示し、同図(c) は、ＬＥＤ２
２の入力電流に対する出力特性を示す。制御部１０は、
同図(a) に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号Ｓｒ，Ｓ
ｇ，Ｓｂが入力されると、その入力のタイミングに同期
して１フレーム間にＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０
Ｂが所定のデュディ比（約１／３）で時系列的に点灯す
るように発光素子アレイ部ドライバー８に対する点灯制
御を行うとともに、２次元マイクロ偏向ミラーアレイ５
０が時系列的に偏向を行うように空間光変調部ドライバ
ー９に対する光量制御を行うものである。この光量制御
により多階調（フルカラー）の画像表示が可能になる。
また、制御部１０は、２次元マイクロ偏向ミラーアレイ
５０における水平および垂直ブランキング期間は、ＬＥ
Ｄアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを消灯するように発光
素子アレイ部ドライバー８を制御するようになってい
る。

【００２９】図６(b) から明らかなように、デュティ比
を１００％（連続入力（ＣＷ））から約１／３に下げる
ことで、印加可能電流を２．５倍に増加させることが
でき、出力もこれに比例して３倍あるいはそれ以上に増
加させることができる。これは、ＬＥＤ２２の印加電流
および出力は、主に発熱量で制限されているため、印加
可能電流を点灯時間に逆比例して増加させることがで
き、出力もこれに比例してあるいはそれ以上に増加させ
ることができるからである。

【００３０】また、図６(c) から明らかなように、入力
電流に対する出力は、ＣＷの場合（破線）入力電流の増
加に連れて飽和傾向を示すのに対して、パルス入力の場
合（デュティ比３０％）には６０ｍＡまで入力電流に比
例して増加する。ＬＥＤ２２の定格電流値はＣＷの場合
２０ｍＡ程度である。従って、デュティ比を３０％程度
に下げることにより、出力は３倍以上に増加できる。言
い換えると、時系列的にＲ，Ｇ，Ｂ光を分割しても総出
力はＣＷの場合と同程度以上にできることが分かる。さ
らに、画像フレームの水平および垂直のブランキング期
間の間に全ＬＥＤ２２を消灯することにより、さらにパ
ルス光出力の増加が可能となる。ＮＴＳＣ信号の場合、
ブランキング期間は全体の２０％であるが、この間は全
ＬＥＤ２２の消灯が可能なので、それぞれのＬＥＤ２２
のデュティ比は２７％まで下げられ、この結果、パルス
電気入力はＣＷの場合の約３倍、出力は約３．５倍にで
き、光利用効率をさらに高めることができる。

【００３１】次に、上記構成の第１の実施の形態に係る
プロジェクタ装置１の動作を説明する。制御部１０は、
各色の画像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂに同期して発光素子ア
レイ部ドライバー８を制御し、各ＬＥＤアレイ２０Ｒ，
２０Ｇ，２０Ｂを時系列的に点灯させる。すなわち、制
御部１０は、図６(a) に示すように、Ｒの画像信号Ｓｒ
が入力されると、赤色ＬＥＤアレイ２０Ｒを点灯させ、
Ｇの画像信号Ｓｇが入力されると、緑色ＬＥＤアレイ２
０Ｇを点灯させ、Ｂの画像信号Ｓｂが入力されると、青
色ＬＥＤアレイ２０Ｂを点灯させる。各ＬＥＤアレイ２
０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂで発光した赤色光Ｌｒ，緑色光Ｌ
ｇおよび青色光Ｌｂは、マスク２１によって周辺部がカ
ットされた後、整形光学系３のマイクロレンズアレイ３
０を構成するマイクロレンズ３０ａによって平行光に整
形され、縮小光学器３３によって縮小され、合成光学系
４の各ダイクロイックミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに入射す
る。赤色ＬＥＤアレイ２０Ｒからの赤色光Ｌｒは、ダイ
クロイックミラー４Ｒで反射し、緑色ＬＥＤアレイ２０
Ｇからの緑色光Ｌｇは、ダイクロイックミラー４Ｇで反
射してダイクロイックミラー４Ｒを透過し、青色ＬＥＤ
アレイ２０Ｂからの青色光Ｌｂは、ダイクロイックミラ
ー４Ｂで反射し、ダイクロイックミラー４Ｇおよびダイ
クロイックミラー４Ｒを透過し、空間光変調部５の２次
元マイクロ偏向ミラーアレイ５０にそれぞれ入射する。
一方、制御部１０は、各色の画像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂ
に同期して空間光変調部ドライバー９を制御し、空間光
変調部５の２次元マイクロ偏向ミラーアレイ５０にて
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを時系列的に空間
変調させる。すなわち、ＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，
２０Ｂからの３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを有効反射光と
する場合は、制御部１０は、Ｒの画像信号Ｓｒが入力さ
れると、赤色光Ｌｒに画像信号Ｓｒを構成する画素信号
に応じて反射光量が変化する空間変調を２次元マイクロ
偏向ミラーアレイ５０にて画素毎に施し、Ｇの画像信号
Ｓｇが入力されると、緑色光Ｌｇに画像信号Ｓｇを構成
する画素信号に応じて反射光量が変化する空間変調を２
次元マイクロ偏向ミラーアレイ５０にて画素毎に施し、
Ｂの画像信号Ｓｂが入力されると、青色光Ｌｂに画像信
号Ｓｂを構成する画素信号に応じて反射光量が変化する
空間変調を２次元マイクロ偏向ミラーアレイ５０にて画
素毎に施す。このとき、２次元マイクロ偏向ミラーアレ
イ５０は、ＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂからの
３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを有効反射光とする場合は、
３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂを投影光学系７に反射し、無
効反射光とする場合は、３原色光Ｌｒ，Ｌｇ，Ｌｂをス
トッパー５１に反射する。２次元マイクロ偏向ミラーア
レイ５０によって有効反射光として空間変調されたＲ，
Ｇ，Ｂの画像信号光５ｒ，５ｇ，５ｂは、投影光学系７
によってスクリーン６に拡大投影される。このようにし
て、フルカラー画像がスクリーン６に大画面で表示され
る。

【００３２】次に、上記第１の実施の形態に係るプロジ
ェクタ装置１の効果を説明する。 (イ) 光利用効率が向上し、明るい表示画面が得られる。
Ｒ，Ｇ，Ｂの各色別の光源を用いているので、色分離が
不要となり、色分離時の光損失を避けることができる。
このため、従来の光源に比べて集光効率と色合成効率の
積を０．７７と従来の３倍以上に高めることが可能にな
る。また、指向性良く集光できるため、投影光学系７の
投影効率を８５％以上に高くできる。この結果、この装
置１の光学系における光透過効率は、発光素子アレイ部
２および整形光学系３では９０％、合成光学系４では８
５％、２次元マイクロ偏向ミラーアレイ５０の反射率は
９０％、投影光学系７では８５％であるので、総合の光
利用効率は約５８％と従来の約６倍以上に向上した。ま
た、Ｒ，Ｇ，ＢのＬＥＤ２２の出力光の波長、色度座
標、およびパルス光出力が、それぞれ６５０ｎｍ：
（０．７、０．２８）：３０ｍＷ、５２０ｎｍ：（０．
１７、０．７）：１０．５ｍＷ、４５０ｎｍ：（０．１
３、０．０７５）：６ｍＷであるので、合成白色光の色
度座標は（０．３６、０．３７）で僅かに黄色味がかっ
た白色となり、全アレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂで約６
５０ｌｍ、投影光束である画像信号光５ｒ，５ｇ，５ｂ
として３８０ｌｍの明るさが得られた。なお、各Ｒ，
Ｇ，ＢのＬＥＤ２２の点灯時間を多少変えることで、色
度座標の中心を変えることができる。例えば、Ｂの光の
時間を長くすることで色度座標の中心（０．３３、０．
３３）にシフトさせることも可能である。

【００３３】(ロ) 低消費電力化を達成でき、小型化が図
れる。ＬＥＤ（２２）１個当たりの消費電力は、Ｒ，
Ｇ，Ｂそれぞれ１２０ｍＷ、１６５ｍＷ、２１０ｍＷ
（電流は各６０ｍＡ）、各アレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０
Ｂの点灯デュティ比を２７％とすることにより、全消費
電力は３０Ｗ以下と従来の１／１０になった。ＬＥＤ
（２２）１個当たりの動作電圧は２〜３．６Ｖであり、
ＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの動作電圧と電流
を扱い易い値（＜１００Ｖ、＜１Ａ）に抑えるために、
ＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ中のＬＥＤ２２を
行単位（１６個）を直列に配線し、かつ、各行を並列に
配線しているので、アレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ毎の
動作電圧と電流は、それぞれ４０〜８０Ｖ、０．５Ａと
なった。また、各ＬＥＤアレイ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ
は、水平ブランキング（ＮＴＳＣ信号では約１３％）と
垂直ブランキング（８％）の期間は消灯した。これによ
り、約２割の電力と発熱量の低減が図られ、ＬＥＤアレ
イ２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの全消費電力を更に抑えるこ
とができる。また、単一の空間光変調器を用いているの
で、プロジェクタ装置の小型化が図れる。

【００３４】(ハ) 光源の長寿命化が図れる。光源である
ＬＥＤ２２の寿命は１万時間以上と、ハロゲンランプ等
の１０倍以上であるため、光源の大幅な長寿命化が図
れ、８時間／日程度の使用頻度で４年近く継続して使用
可能になる。

【００３５】(ニ) コスト低減が図れる。ＬＥＤ２２の価
格は１０〜数十円／個であり、アレイ全体では数千円〜
１万円と若干従来の光源（千数百円）に比べて割高とな
るが、この間まったくランプの交換が要らないこと、消
費電力が１／１０であることや安全性などを考慮すれ
ば、光源のコストが１桁高くても十分見合うものであ
る。

【００３６】なお、上記実施の形態では、空間光変調器
として、単一の２次元マイクロ偏向ミラーアレイを使用
したが、強誘電液晶を用いた反射型や透過型の空間光変
調器を用いても同様の効果の得られることは言うまでも
ない。また、ネマチック液晶や分散型液晶を用いた反射
型や透過型の空間光変調器においても、変調速度が数十
ミリ秒と遅いため、画像のちらつきが生じるがやはり同
様の効果を得ることができる。また、上記実施の形態で
は、発光素子アレイとして、Ｒ，Ｇ，Ｂの出力光を出射
するものを用いたが、このうちの２色、あるいは他の２
色以上の組合せでもよい。２色の出力光を用いた場合
に、２色とその混色で画像信号光を時系列的に表示して
もよい。

【００３７】図６は、本発明の第２の実施の形態に係る
プロジェクタ装置を示す。この第２の実施の形態に係る
プロジェクタ装置１は、発光素子アレイ部２に、直線偏
光の赤色レーザ光Ｌｒ′、緑色レーザ光Ｌｇ′、青色レ
ーザ光Ｌｂ′を発光する面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）ア
レイ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを用い、整形光学系３に拡
大光学器３４を用いたものであり、他は第１の実施の形
態と同様に構成されている。

【００３８】ＶＣＳＥＬアレイ２４は、ＶＣＳＥＬ素子
を単一のＧａＡｓ基板上に直径１５μｍのＶＣＳＥＬ素
子を配列ピッチ６０μｍで２次元アレイ状に１９１（１
２×１６）個配列し、アレイサイズを約５．５×７．５
ｍｍとしたものである。また、一般に、ＶＣＳＥＬアレ
イ中の各ＶＣＳＥＬ素子は、陰極が共通で陽極が個別電
極を有するように形成されているが、本実施の形態のＶ
ＣＳＥＬアレイ２４は、ＶＣＳＥＬ素子の陽極を行単位
で直列に接続し、かつ、各行を並列に接続している。

【００３９】図８(a) ，(b) は、Ｇ用のＶＣＳＥＬアレ
イ２４Ｇを示す。Ｇ用のＶＣＳＥＬアレイ２４Ｇは、同
図(a) に示すように、ＧａＡｓ基板２４０の上に、Ｇａ
ＩｎＰ系の化合物半導体で形成されたＶＣＳＥＬ素子２
４１を２次元アレイ状に複数個配列したものであり、Ｖ
ＣＳＥＬ素子２４１の陽極は、ストライプ状のＡｕ配線
により行単位で直列に接続され、かつ、各行を並列に接
続するようにｐ型電極２４２が形成されている。このｐ
型電極２４２には、各ＶＣＳＥＬ素子２４１に対応する
位置に発光孔２４２ａを形成している。また、ＶＣＳＥ
Ｌアレイ２４Ｇは、同図(b) に示すように、ＧａＡｓ基
板２４０の下に各ＶＣＳＥＬ素子２４１の共通の陰極と
なるｎ型電極２４３を形成し、ＧａＡｓ基板２４０の上
に、ｎ型ミラー層２４４、ｎ型クラッド層２４５、活性
層２４６、ｐ型クラッド層２４７、ｐ型ミラー層２４
８、プロトン注入領域２４９が形成されている。なお、
同図において２５０はワイアボンディング用パッドであ
り、放熱フィンを兼ねたアルミ合金製のホルダー（図示
省略）に直接ボンディングすることにより、放熱特性を
高めている。

【００４０】また、Ｇ用およびＢ用のＶＣＳＥＬアレイ
（図示省略）の場合は、ＶＣＳＥＬ素子はＧａＩｎＮ系
の化合物半導体で形成されており、基板にはサファイア
が使用されている。この材料は絶縁性であるため、各素
子の陰極は陽極と同様にＡｕ配線により行毎に接続し
た。Ｇ用のＶＣＳＥＬアレイと同様に、放熱フィンを兼
ねたアルミ合金製のホルダーに直接ボンディングするこ
とにより、放熱特性を高めている。また、並列信号処理
用のＶＣＳＥＬでは、各素子を独立に駆動する必要性か
ら各素子の陽極は個別にパッドを介してアレイ外部の電
極と接続されるが、本実施の形態に示す用途では全素子
が同時にオンオフされるのでこのように行毎に接続する
ことが可能であり、またこれにより、配線面積が減らせ
ると共に素子間隔を狭めること、および配線抵抗を下げ
ることが可能となった。本用途では、素子あたりの消費
電力が信号処理用に比べて大きいため、このことは発熱
を防ぎ、信頼性を高める上で重要である。

【００４１】整形光学系３は、ＶＣＳＥＬアレイ２４
Ｒ，２４Ｇ，２４ＢからのＲ，Ｇ，Ｂのレーザ光Ｌ
ｒ′，Ｌｇ′，Ｌｂ′を平行光に整形する２次元のマイ
クロレンズアレイ３０と、マイクロレンズアレイ３０に
よって整形されたＲ，Ｇ，Ｂのレーザ光Ｌｒ′，Ｌ
ｇ′，Ｌｂ′を２次元マイクロ偏向ミラーアレイ５０の
画素範囲（７．７×１０．２ｍｍ）に対応して拡大す
る、凹レンズ３２および凸レンズ３１を組み合わせて構
成された拡大光学器３４とを備えている。また、マイク
ロレンズアレイ３０とＶＣＳＥＬアレイ２４Ｒ，２４
Ｇ，２４Ｂとの距離は、マイクロレンズアレイ３０の各
マイクロレンズの焦点距離とほぼ等しく、１．４ｍｍと
している。なお、マイクロレンズアレイ３０の代わりに
ホモジナイザを用いてもよい。

【００４２】制御部１０は、第１の実施の形態と同様
に、図６(a) に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号Ｓ
ｒ，Ｓｇ，Ｓｂが入力されると、その入力のタイミング
に同期して１フレーム間にＶＣＳＥＬアレイ２４Ｒ，２
４Ｇ，２４Ｂが所定のデュディ比（約１／３）で時系列
的に点灯するように発光素子アレイ部ドライバー８に対
する点灯制御を行うとともに、２次元マイクロ偏向ミラ
ーアレイ５０が時系列的に偏向を行うように空間光変調
部ドライバー９に対する光量制御を行うものである。こ
の光量制御により多階調（フルカラー）の画像表示が可
能になる。また、制御部１０は、２次元マイクロ偏向ミ
ラーアレイ５０における水平および垂直ブランキング期
間は、ＶＣＳＥＬアレイ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂを消灯
するように発光素子アレイ部ドライバー８を制御するよ
うになっている。ＶＣＳＥＬアレイ中の各ＶＣＳＥＬ素
子の間隔が発振領域に比べて十分大きい場合には、横モ
ードの高次化によって最大出力が抑えられているが、発
振領域の３倍程度まで素子の間隔を狭めると、むしろ発
熱の影響が強くなる。ＶＣＳＥＬの場合、ＧａＡｓ基板
あるいはＧａＩｎＮ基板上に作製されるため、低価格化
のためには素子間隔を近づけ、素子収量を上げるのが好
ましく、また、ＬＥＤ２２のような光取り出し用のエポ
キシのドームは必要としないことから、素子間隔を近づ
けることが可能である。従って、ＶＣＳＥＬアレイ２４
Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂにおいても実用上は光出力は発熱に
より抑えられ、オンオフ点灯が出力効率の改善と高光出
力化に有効となる。なお、端面発光型のレーザでは、最
大出力は共振器を形成する端面の光損傷（Ｃａｔａｓｔ
ｒａｐｈｉｃＯｐｔｉｃａｌＤａｍａｇｅ）で抑え
られており、２０〜３０％のデュティ比のパルスでは、
ＣＷに比べてあまり出力の増大は期待されない。

【００４３】次に、上記構成の第２の実施の形態に係る
プロジェクタ装置１の動作を説明する。ＶＣＳＥＬアレ
イ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂから時系列的に出射された
Ｒ，Ｇ，Ｂのレーザ光Ｌｒ′，Ｌｇ′，Ｌｂ′は、拡大
光学器３４により２次元マイクロ偏向ミラーアレイ５０
の画素範囲に拡大し、ダイクロイックミラー４Ｒ、４
Ｇ、４Ｂで合成された後、空間光変長部５に入射する。
空間光変長部５において各色の画像信号Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓ
ｂに応じて偏向された画像信号光５ｒ，５ｇ，５ｂは、
投影光学系７によりスクリーン６に拡大投影される。

【００４４】次に、上記第２の実施の形態に係るプロジ
ェクタ装置１の効果を説明する。 (イ) 光利用効率が向上し、明るい表示画面が得られる。
この装置１の光学系における光透過効率は、ＶＣＳＥＬ
アレイ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂおよび整形光学系３では
９０％、合成光学系４では８５％、２次元マイクロ偏向
ミラーアレイ５０の反射率は９０％、投影光学系７では
８５％であるので、総合の光利用効率は第１の実施の形
態と同様に約５８％となった。また、各Ｒ，Ｇ，ＢのＶ
ＣＳＥＬ素子の出力光の波長、色度座標、およびパルス
光出力は、それぞれ６５０ｎｍ：（０．７、０．２
８）：３０ｍＷ、５２０ｎｍ：（０．１７、０．７）：
３０ｍＷ、４５０ｎｍ：（０．１３、０．０７５）：３
０ｍＷであり、合成白色光の色度座標は（０．３４、
０．３５）であり、標準に近い白色となり、ＶＣＳＥＬ
アレイ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂで１２００ｌｍ、投影光
束である画像信号光５ｒ，５ｇ，５ｂで７００ｌｍの明
るさが得られた。ＶＣＳＥＬは、光出力は発熱の影響の
外に、横モードのマルチビーム化によっても限定され
る。これは、光出力の増大に連れてビーム中心部へのキ
ャリアの供給が間に合わなくなり、その部分の利得が周
辺部の利得よりも低下することにより、より周辺部の光
強度の強い高次の横モードが発振しやすくなるためであ
る。

【００４５】(ロ) 低消費電力化を達成でき、小型化が図
れる。また、ＶＣＳＥＬ素子の１個当たりの動作電圧は
２．５〜３Ｖ、動作電流値は約８０ｍＡであり、全消費
電力は約４０Ｗ弱に抑えられる。ＶＣＳＥＬアレイ２４
のＶＣＳＥＬ素子の陽極を行単位で直列に接続し、か
つ、各行を並列に接続しているので、第１の実施の形態
と同様に全電流電圧を適当な値（１Ａ以下、１００Ｖ以
下）に抑えることができた。また、第１の実施の形態と
同様に、ＶＣＳＥＬアレイ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂは、
水平および垂直ブランキング期間は消灯した。この結
果、第１の実施の形態と同様に約２割の消費電力と発熱
の低減が図れ、ＶＣＳＥＬアレイ２４の消費電力は３０
Ｗと従来の約１／１０に抑えられた。また、光源面積を
微小化でき、単一の空間光変調器を用いているので、プ
ロジェクタ装置の小型化が図れる。

【００４６】(ハ) 光源の長寿命化が図れる。第１の実施
の形態と同様に、光源であるＶＣＳＥＬ素子の寿命は１
万時間以上と従来の１０倍以上であるため、光源の大幅
な長寿命化が図れ、途中での光源の交換が不要となっ
た。

【００４７】(ニ) コスト低減が図れる。３インチウェハ
を用いても、１枚のウェハからＶＣＳＥＬアレイを１０
０個程度作製でき、数千円以下への低価格化が可能であ
る。

【００４８】なお、レーザダイオードを画像表示に使用
した場合、出力光の可干渉長さが長いために、スペック
ルノイズや眼球による網膜への集光が問題となるが、２
次元マイクロ偏向ミラーアレイの各画素がレーザ光Ｌ
ｒ′，Ｌｇ′，Ｌｂ′に対して位相シフタとして働くた
め、画素間での干渉性が薄れることから、本実施の形態
では問題とならなかった。また、本実施の形態では２次
元の面発光レーザアレイを使用したが、小型のプロジェ
クタ装置の場合には、１次元の面発光レーザアレイを用
いてもその出力光をシリンドリカルレンズなどにより２
次元に拡大することで実現可能である。

【００４９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、光
源の出力光が指向性を有しているので、光利用効率の大
幅な改善を図ることができ、明るい表示画面が得られ、
光源に発光効率の高い半導体発光素子を用いているの
で、低消費電力化が達成できる。また、光利用効率が高
くなり、低消費電力化が図れることから、光源の長寿命
化が図れる。さらに、単一の空間光変調手段を用いてい
るので、小型化が図れる。この結果、家庭や小会議室等
への普及が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプロジェクタ
装置の構成図である。

【図２】第１の実施の形態に係るＬＥＤの出力光の指向
性を示す図である。

【図３】第１の実施の形態に係る発光素子アレイ部と整
形光学系との関係を示す図である。

【図４】第１の実施の形態に係る縮小光学器の詳細を示
す図である。

【図５】第１の実施の形態に係る空間光変調部の詳細を
示す図である。

【図６】(a) は本装置各部の動作タイミングを示す図、
(b) はＬＥＤの印加可能電流のパルスデュティ比に対す
る依存性を示し、(c) はＬＥＤの入力電流に対する出力
特性を示す図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係るプロジェクタ
装置の構成図である。

【図８】(a) は第２の実施の形態に係るＧ用のＶＣＳＥ
Ｌアレイの正面図、(b) はその断面図である。

【図９】従来のプロジェクタ装置の構成図である。

【符号の説明】

１プロジェクタ装置２発光素子アレイ部２０Ｒ赤色ＬＥＤアレイ２０Ｇ緑色ＬＥＤアレイ２０Ｂ青色ＬＥＤアレイ２１マスク２１ａ開口部２２ＬＥＤ２２ａ光量分布２２ｂ出力光２３基板２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｇ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）
アレイ２４０ＧａＡｓ基板２４１ＶＣＳＥＬ素子２４２ｐ型電極２４２ａ発光孔２４３ｎ型電極２４４ｎ型ミラー層２４５ｎ型クラッド層２４６活性層２４７ｐ型クラッド層２４８ｐ型ミラー層２４９プロトン注入領域２５０ワイアボンディング用パッド３整形光学系３０マイクロレンズアレイ３０ａマイクロレンズ３０ｂ，３３ａ平行光３１凸レンズ３２凹レンズ３３縮小光学器３４拡大光学器４合成光学系４Ｒ，４Ｇ，４Ｂダイクロイックミラー５空間光変調部５０２次元マイクロ偏向ミラーアレイ５１ストッパー５２マイクロ偏向ミラー５３半導体基板５４ピボット５ｒ，５ｇ，５ｂ画像信号光６スクリーン７投影光学系８発光素子アレイ部ドライバー９空間光変調部ドライバー１０制御部Ｄ₁ 距離Ｌｒ赤色光Ｌｒ′ 赤色レーザ光Ｌｇ緑色光Ｌｇ′ 緑色レーザ光Ｌｂ青色光Ｌｂ′ 青色レーザ光Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂ画像信号Ｗ開口数 θ 広がり角

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の半導体発光素子からなり、異なる色
の複数の出力光を時系列的に出射する複数の発光素子ア
レイと、前記複数の発光素子アレイから出射された前記複数の出
力光を平行光に整形する整形光学系と、前記整形光学系からの前記平行光に前記異なる色の画像
信号に応じた空間変調を施して複数の画像信号光を時系
列的に出力する単一の空間光変調手段と、前記空間光変調手段からの前記複数の画像信号光をスク
リーンに投影する投影光学系を備えたことを特徴とする
プロジェクタ装置。
【請求項２】前記複数の発光素子アレイは、赤色、緑色
および青色の前記複数の出力光を出射する構成の請求項
１記載のプロジェクタ装置。
【請求項３】前記発光素子アレイは、前記複数の半導体
発光素子を１次元あるいは２次元に配列した構成の請求
項１記載のプロジェクタ装置。
【請求項４】前記発光素子アレイは、面発光レーザダイ
オードアレイを用いた構成の請求項１記載のプロジェク
タ装置。
【請求項５】前記発光素子アレイは、発光ダイオードア
レイを用いた構成の請求項１記載のプロジェクタ装置。
【請求項６】２次元に配列された前記複数の半導体発光
素子は、前記空間光変調手段における前記空間変調の水
平および垂直のブランキング期間に消灯される構成の請
求項３記載のプロジェクタ装置。
【請求項７】２次元に配列された前記複数の半導体発光
素子は、縦横比を前記スクリーンに投影される画面の縦
横比と同程度とした構成の請求項３記載のプロジェクタ
装置。
【請求項８】２次元に配列された前記複数の半導体発光
素子は、行単位で直列に接続され、かつ、各行が並列に
接続された構成の請求項３記載のプロジェクタ装置。
【請求項９】前記発光素子アレイは、前記複数の面発光
レーザ素子を１次元あるいは２次元に配列した面発光レ
ーザダイオードアレイであり、前記複数の面発光レーザ
素子の陽陰両電極の少なくとも一方を行単位で直列に接
続し、かつ、各行を並列に接続した構成の請求項１記載
のプロジェクタ装置。
【請求項１０】前記整形光学系は、前記複数の半導体発
光素子の前記出力光を均一な光強度分布を有する前記平
行光に整形する構成の請求項１記載のプロジェクタ装
置。
【請求項１１】前記整形光学系は、前記発光素子アレイ
の前面に前記複数の半導体発光素子に対向するように配
置され、前記複数の半導体発光素子から出射された前記
複数の出力光を前記平行光に整形する複数のマイクロレ
ンズによって構成される請求項１記載のプロジェクタ装
置。
【請求項１２】前記整形光学系は、主として２つのレン
ズにより前記複数の半導体発光素子から出射された前記
複数の出力光を拡大あるいは縮小して前記平行光に整形
する構成の請求項１記載のプロジェクタ装置。
【請求項１３】前記空間光変調手段は、透過型若しくは
反射型の液晶空間光変調器、又は２次元光偏向ミラーア
レイを用いた構成の請求項１記載のプロジェクタ装置。