WO2009093369A1 - プロジェクタ装置 - Google Patents

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WO2009093369A1
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projector
reflection
projector device
light source
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PCT/JP2008/070427
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Akinobu Suga
Takayuki Uchiyama
Nobuhiro Fujinawa
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Nikon Corporation
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    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133605—Direct backlight including specially adapted reflectors

Definitions

  • the present invention relates to a projector apparatus.
  • the illumination light reflected by the reflector is reflected inside the optical system provided between the light source and the liquid crystal and illuminates the liquid crystal again, there is a problem that the light that illuminates the display range becomes uneven. Further, when each of the above-described devices is used in a projector device, since the number of parts to be added is large, the entire device becomes large and cost increases.
  • a projector device includes: a solid light emitting element that emits light; a projection image forming unit that has an effective area for forming a projection image; and a solid light emitting element and a projection image forming unit.
  • a reflecting member disposed between the reflecting members, and the reflecting member reflects light that does not enter the effective region out of the light emitted from the solid light emitting element and returns the light to the solid light emitting element.
  • the solid-state light emitting element includes a light emitting unit and a phosphor, and includes light including excitation light from the light emitting unit and fluorescence from the phosphor.
  • the reflecting member has an opening formed in a shape corresponding to the effective area, and the solid state light emitting device has the opening. It is preferable that the light is emitted to the projection image forming unit.
  • the reflecting member includes a first reflecting piece and a second reflecting piece, and the first reflecting piece and the second reflecting piece are It is preferable to arrange them at a predetermined interval according to the effective area.
  • the illumination device further includes an illumination optical system that guides the light emitted from the solid light emitting element to the projection image forming unit, and the reflecting member is It is preferably provided on the solid light emitting element side with respect to the illumination optical system.
  • the solid state light emitting element includes the cover member having a dome shape, and the reflection member is provided on the surface of the cover member. It is preferable.
  • the projector in the projector device according to any one of the first to sixth aspects, it is preferable that the projector further includes a polarizer, and the reflecting member is provided on the solid light emitting element side with respect to the polarizer.
  • the projection image forming unit is a reflective image forming element having a polarizing beam splitter in the previous stage, and the reflecting member is an incident surface of the polarizing beam splitter. It is preferable to be provided.
  • the projector device includes a light source, an illumination optical system that condenses the light of the light source, light that is collected by the illumination optical system is incident, and the incident light is converted into the first polarization component.
  • the first light beam and the second light beam of the second polarization component are separated and emitted, and the first light beam of the first polarization component is incident, and the incident first light beam of the first polarization component is displayed on the display image.
  • the reflective display element that modulates the third polarized light beam of the second polarization component and emits it to the polarization separation element, and the third polarized light beam of the second polarization component modulated by the reflective display element is detected by the polarization separation element.
  • a projection optical system that projects a projection image obtained by light; and a first reflection unit that reflects the second light flux of the second polarization component and returns it to the light source through the polarization separation element.
  • the second polarization component are orthogonal to each other.
  • the first reflecting section has a reflection characteristic such that the reflected second light beam of the second polarization component travels backward in the optical path before reflection. It is preferable.
  • the first reflecting section has a reflection characteristic such that the reflected second light beam of the second polarization component returns to the center of the light source. preferable.
  • the distance between the first reflecting portion and the polarization separation element is set to the polarization of the light incident on the polarization separation element from the light source. It is preferable that the non-separated light incident on the first reflecting portion without being polarized and separated by the separating element is set to be larger than the critical incidence interval when reaching the reflective display element.
  • the shielding member is provided that prevents the non-separation light from traveling from the region between the first reflecting portion and the polarization separation element to the outside. Is preferred.
  • the first reflecting unit reflects light having a specific wavelength.
  • the ⁇ / 4 wavelength plate relating to the wavelength within the specific wavelength range is disposed between the illumination optical system and the polarization separation element.
  • the projector device according to any one of the ninth to fifteenth aspects further includes a polarizer that transmits the light beam of the second polarization component and absorbs the light beam of the first polarization component.
  • the polarizer is preferably disposed between at least one of the polarization separation element and the projection optical system and between the polarization separation element and the first reflection unit.
  • the light that is not incident on the illumination optical system out of the light emitted from the light source is reflected and returned to the light source. It is preferable to further include two reflecting portions.
  • the second reflecting portion has a predetermined curved surface shape.
  • the second reflecting section has a reflection characteristic such that the reflected light returns to the center of the light source.
  • the reflective display element has an effective area for forming a projected image
  • the light source includes a light emitting unit and A solid-state light emitting element that emits light including light from the light emitting unit and fluorescence from the phosphor excited by the light from the light emitting unit
  • the second reflecting unit has an effective region
  • the light that is not incident is reflected to the light source, and the solid state light emitting device excites the phosphor using the light reflected by the second reflecting member and emits fluorescence toward the effective region.
  • the second reflecting section reflects light in a
  • the light that does not enter the effective region is returned to the solid-state light emitting element, so that it is possible to suppress the occurrence of unevenness of the light that enters the projection image forming unit. Furthermore, the utilization efficiency of the light source light can be improved while suppressing the increase in size and cost of the apparatus.
  • Rear perspective view of electronic camera with projector in an embodiment 1 is a block diagram illustrating a configuration of an electronic camera with a projector according to an embodiment
  • Configuration diagram of an LED light source provided in the projector unit according to the first embodiment The figure explaining the structure of the projector part in a modification.
  • the figure explaining the structure of the projector part in 2nd Embodiment The figure explaining the LED light source with which the projector part in 2nd Embodiment is provided The figure explaining the structure of the light source vicinity by a prior art The figure explaining the structure of the light source in a modification The figure explaining the structure of the projector part in a modification.
  • the figure explaining the structure of the projector part by 3rd Embodiment Illustration explaining the experiment for confirming the improvement in light intensity Figure showing the measurement result of the spectral luminance meter The figure which shows the 1st modification
  • the figure which shows the 2nd modification The figure which shows the 3rd modification
  • the figure which shows the 4th modification The figure which shows the 5th modification
  • the figure which shows the 6th modification The figure which shows the 8th modification
  • FIG. 1 a photographing lens 11, an illumination light window 12, and a projector projection window 13 are provided in front of an electronic camera with a projector 10 (hereinafter referred to as an electronic camera 10).
  • an electronic camera 10 On the top surface of the electronic camera 10, a release button 14, a zoom switch 16, a mode switching dial 15, and a main switch 22 are provided.
  • a liquid crystal display 17, an electronic viewfinder 18, and a cross key 19 are provided on the back of the electronic camera 10.
  • the electronic camera 10 is equipped with a projector device (projector unit) described later.
  • the electronic camera 10 projects information such as an image from the projector projection window 13 toward, for example, a screen disposed on the front side of the electronic camera 10 placed on a desk.
  • the mode switching dial 15 is a mode switching operation member for switching the operation mode of the electronic camera 10 such as the photographing mode and the projection mode.
  • the shooting mode is an operation mode in which a subject image is shot and the shot image data is saved as a shot image file in a recording medium including a memory card.
  • photographed image data is read from a recording medium (for example, a memory card 200 described later or an internal memory (not shown)), and a reproduced image based on the image data is projected from the projector projection window 13 by the projector unit.
  • a recording medium for example, a memory card 200 described later or an internal memory (not shown)
  • the projector unit can project a reproduced image based on image data read from other than the recording medium or image data supplied from the outside of the electronic camera 10.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the configuration of the electronic camera 10 described above.
  • the electronic camera 10 includes a projector unit 120, an imaging unit 220, a memory 102, an operation member 103, a liquid crystal display 104, and a lighting device 108.
  • a memory card 200 is detachably mounted in a card slot (not shown) of the control circuit 101 composed of the CPU 101A and the like.
  • the CPU 101A performs a predetermined calculation using signals input from each unit constituting the electronic camera 10 based on the control program. Then, the CPU 101A controls the photographing operation and the projection operation by sending a control signal to each part of the electronic camera 10 based on the calculation result.
  • the control program is stored in a nonvolatile memory (not shown) in the CPU 101A.
  • the memory 102 is used as a working memory for the CPU 101A.
  • the operation member 103 corresponds to the main switch 22, the release button 14, the zoom switch 16, the mode switching dial 15, and the cross key 19 in FIG.
  • the operation member 103 sends an operation signal corresponding to the operation content to the CPU 101A.
  • the memory card 200 is configured by a nonvolatile memory such as a flash memory.
  • the memory card 200 can write, save, and read data such as image data captured by the imaging unit 220 according to a command from the CPU 101A.
  • the illumination device 108 emits light from the light emitter in response to a light emission instruction from the CPU 101 ⁇ / b> A, and emits illumination light that illuminates the subject from the illumination light window 12 toward the front of the electronic camera 10.
  • the liquid crystal display 104 (17 in FIG. 2) displays information such as images and texts according to instructions from the CPU 101A.
  • the text information is an operation state of the electronic camera 10, an operation menu, and the like.
  • the imaging unit 220 includes a photographing lens 221 (11 in FIG. 1), an imaging element 222, a lens driving circuit 223, and a photographing control circuit 224.
  • a photographing lens 221 11 in FIG. 1
  • an imaging element 222 a CCD, a CMOS image sensor, or the like is used.
  • the imaging control circuit 224 drives and controls the imaging element 222 and the lens driving circuit 223 according to a command from the CPU 101A, and performs predetermined image processing on the imaging signal (accumulated charge signal) output from the imaging element 222.
  • Image processing includes white balance processing and gamma processing.
  • the photographing lens 221 forms a subject image on the imaging surface of the image sensor 222.
  • the imaging control circuit 224 causes the imaging device 222 to start imaging in response to an imaging start instruction, reads out the accumulated charge signal from the imaging device 222 after the imaging is completed, sends the image processing to the CPU 101A as image data.
  • the lens driving circuit 223 drives a focus lens (not shown) constituting the photographing lens 221 forward and backward in the optical axis direction based on the focus adjustment signal output from the photographing control circuit 224.
  • the lens driving circuit 223 drives a zoom lens (not shown) constituting the photographing lens 221 to advance and retreat in the optical axis direction (tele side or wide side) based on the zoom adjustment signal output from the photographing control circuit 224. .
  • the focus adjustment amount and the zoom adjustment amount are instructed from the CPU 101A to the photographing control circuit 224.
  • the projector unit 120 will be described with reference to FIGS. As shown in the block diagram of FIG. 3 and the configuration diagram of the projector unit in FIG. 4, the projector unit 120 includes a projection optical system 121, a reflective liquid crystal panel 122, an LED light source 123, a condensing optical system 124, a mirror 125, a PBS. (Polarization beam splitter) block 126, projection control circuit 127, and polarizer 128 are included.
  • the reflection type liquid crystal panel 122 as the projection image forming unit generates a projection image in the image display area 122 ⁇ / b> A of the reflection type liquid crystal panel 122 in accordance with a drive signal from the projection control circuit 127.
  • the image display area 122A is an effective area used for forming a projected image.
  • a projection image is not formed in the invalid area 122B.
  • the projection control circuit 127 sends a control signal to the LED light source 123 and the reflective liquid crystal panel 122 in accordance with a projection command output from the CPU 101A.
  • the LED light source 123 is a white LED made of, for example, a blue LED and a yellow phosphor, and emits white light based on the projection command of the CPU 101A input via the projection control circuit 127.
  • the condensing optical system 124 is a collimating optical system that converts white light emitted from the LED light source 123 into parallel light and emits the parallel light toward the PBS block 126.
  • the PBS block 126 is a polarization beam splitter having a polarization separation unit 126a that forms an angle of 45 degrees with respect to the optical axis of the illumination light emitted from the condensing optical system 124.
  • a reflective liquid crystal panel 122 composed of a reflective liquid crystal element (LCOS) is disposed on the upper surface of the PBS block 126.
  • LCOS reflective liquid crystal element
  • a mirror 125 is disposed on the surface of the PBS block 126 on the light collecting optical system 124 side. As shown in the schematic layout diagram (perspective view) of the projector unit in FIG. 5A, the mirror 125 has an opening 125OP corresponding to the shape of the image display region 122A of the reflective liquid crystal panel 122. For example, the opening 125OP has a rectangular shape.
  • the mirror 125 is formed by evaporating aluminum or the like on the PBS block 126, for example, and reflects the light that reaches the invalid area 122B of the reflective liquid crystal panel 122 out of the illumination light emitted from the LED light source 123, so that the LED light source This is a reflection member for making the light incident on 123 again. As shown in FIG.
  • the mirror 125 is provided so as to be orthogonal to the traveling direction of the parallel light emitted from the condensing optical system 124. Therefore, the light reflected by the mirror 125 returns to the LED light source 123 through almost the same optical path as the incident light to the mirror 125.
  • a film-like polarizer 128 is provided in the opening 125OP of the mirror 125. That is, the mirror 125 is disposed so as to surround the periphery of the polarizer 128. The polarizer 128 may be disposed away from the mirror 125 along the light traveling direction.
  • the reflective liquid crystal panel 122 is illuminated by illumination light emitted from the LED light source 123 and passing through the opening 125OP of the mirror 125, that is, transmitted through the polarizer 128.
  • the surface 126b of the PBS block 126 is subjected to non-reflective processing such as black processing, for example.
  • FIG. 6 is an enlarged sectional view showing the LED light source 123.
  • the LED light source 123 includes a base member 1230, a light emitting diode element (hereinafter referred to as an LED chip) 1231, a cover 1232, an electrode 1233, a wire 1234, and the like.
  • the LED chip 1231 provided on the base member 1230 is a white LED in which a blue light emitting body (LED) is covered with a yellow light emitting phosphor. That is, the blue light emitted from the blue light emitter passes through the yellow light emitting phosphor and is emitted as blue component light, and excites the yellow light emitting phosphor. The excited phosphor emits yellow component light. As a result, white light is emitted from the LED chip 1231.
  • LED blue light emitting body
  • the cover 1232 is formed in a hollow dome shape with a semispherical body by a transparent member such as plastic, and is provided on the base member 1230 so as to cover the LED chip 1231.
  • a space S formed between the cover 1232 and the base member 1230 is filled with a transparent gel-like substance having substantially the same refractive index as that of the cover 1232.
  • the reflected light of the blue component excites the yellow light-emitting phosphor constituting the LED chip 1231.
  • the blue component light emitted from the blue light emitter of the LED chip 1231 also excites the yellow light-emitting phosphor, and in addition to this, the blue component reflected light is incident, so the amount of light emitted from the yellow light-emitting phosphor increases. To do.
  • the reflected light of the blue component of the reflected light of the reflecting portion 1232b that is not used for the excitation is incident on the inside of the LED chip 1231, and is repeatedly reflected and refracted therein to repeat the LED chip. It injects towards the outside of 1231.
  • the light of the yellow component is repeatedly reflected and refracted inside the LED chip 1231, and is emitted toward the outside of the LED chip 1231 again.
  • a drive current based on a control signal from the projection control circuit 127 is supplied to the LED chip 1231 via the wire 1234 and the electrode 1233.
  • the LED chip 1231 emits light having brightness according to the drive current toward the condensing optical system 124.
  • the condensing optical system 124 makes the LED light substantially parallel and enters the polarizer 128.
  • the polarizer 128 converts (or extracts) the incident light into linearly polarized light, and emits the converted (or extracted) polarized light toward the PBS block 126.
  • the polarized light beam (for example, P-polarized light) incident on the PBS block 126 passes through the PBS block 126 and illuminates the reflective liquid crystal panel 122.
  • the reflective liquid crystal panel 122 serving as a projection image forming unit includes a plurality of pixels on which red, green, and blue filters are formed, and generates a color image.
  • the light transmitted through the liquid crystal layer of the reflective liquid crystal panel 122 enters the reflective liquid crystal panel 122, the light travels upward in FIG.
  • the light traveling upward through the liquid crystal layer is reflected by the reflective surface of the reflective liquid crystal panel 122, travels downward through the liquid crystal layer in FIG. 4, is emitted from the reflective liquid crystal panel 122, and is incident on the PBS block 126 again.
  • the light incident on the PBS block 126 again becomes a mixed light of modulated light that is S-polarized light and unmodulated light that is P-polarized light.
  • the PBS block 126 reflects (folds) only the modulated light, which is the S-polarized component, of the re-incident light beam by the polarization separation unit 126a, and emits it as projection light toward the left projection optical system 121.
  • a mirror 125 having an opening 125OP having a shape corresponding to the image display region 122A is provided between the LED light source 123 and the reflective liquid crystal panel 122. Then, out of the light emitted from the LED light source 123, the light that does not enter the image display area 122A is reflected by the mirror 125 and returned to the LED light source 123, and is emitted again as light directed to the image display area 122A. Therefore, the occurrence of unevenness in illumination light caused by the geometric optical differences between the optical path lengths of the LED light source 123 and the reflective liquid crystal panel 122 and the optical path lengths of the mirror 125 and the reflective liquid crystal panel 122 is suppressed.
  • the image quality of the projected image can be improved. Furthermore, since the light incident on the invalid area 122B that has not been used in the past can be used, the light utilization efficiency of the LED light source 123 can be improved, and the amount of light incident on the image display area 122A can be improved to improve the projection image. Brightness can be increased.
  • the LED chip 1231 is a white LED that emits white light by blue component light emitted from the LED and yellow component light that is emitted when the phosphor is excited by the blue component light.
  • the yellow phosphor can also be excited by the blue component of the reflected light from the mirror 125 using the LED chip 1231 having the above characteristics. That is, the light of the LED chip 1231 that was not originally used as projection light (illumination light) can be reused for excitation of the phosphor, and the amount of light emitted from the LED light source 123 can be increased.
  • the projector unit 120 of the first embodiment described above can be modified as follows. (1) Instead of the mirror 125 being provided so as to contact the PBS block 126 as shown in FIG. 4, the mirror 125 may be provided separately from the PBS block 126. Further, as the mirror 125, aluminum or the like may be deposited on the lower surface of the PBS block 126.
  • the mirror 125 When accuracy cannot be obtained at the peripheral portion of the condensing optical system 124, that is, when the light emitted from the peripheral portion of the condensing optical system 124 does not become parallel light, the mirror 125 is shown in FIG. It may be provided as shown. In this case, the mirror 125 may have a predetermined curvature (optical power) so that the reflected light from the mirror 125 returns to the LED light source 123 through the same optical path as the incident light to the mirror 125. As shown in FIG. 7B, aluminum or the like may be vapor-deposited on the exit side to the PBS block 126 on the surface of the condensing optical system 124 to form a reflecting member.
  • a mirror 125 may be provided between the lenses 124a and 124b.
  • FIG. 8A shows a case where the mirror 125 is arranged so as to be orthogonal to the traveling direction of the parallel light emitted from the lens 124a.
  • FIG. 8B shows a case where the mirror 125 has a predetermined optical power when the light emitted from the periphery of the lens 124a does not become parallel light, as in the case of (2) above.
  • Al or the like may be vapor-deposited on the lens 124a to form a reflecting member.
  • the mirror 125 may be formed so that at least a part thereof corresponds to the image display region 122A. In other words, it may have a shape that reflects only light incident on the ineffective area 122B in the vertical or horizontal direction of the reflective liquid crystal panel 122.
  • the image display area 122A is a substantially rectangular shape including a side L1 and a side L2 (L1> L2).
  • an area in contact with the side L1 in the longitudinal direction of the image display area 122A is defined as an invalid area 122Ba
  • an area in contact with the side L2 in the short direction of the image display area 122A is defined as an invalid area 122Bb.
  • the mirror 125 is disposed so as to reflect the light incident on the invalid area 122Ba in contact with the side L1 in the longitudinal direction of the image display area 122A. That's fine. That is, the mirror 125 has mirrors 125a and 125b as reflecting pieces, and the mirrors 125a and 125b may be arranged with an interval corresponding to the length of the side L2 of the image display region 122A.
  • FIG. 10 and FIG. 11 a second embodiment of an electronic camera provided with a projector device according to the present invention will be described.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that a reflective member is provided in the LED light source 123 instead of the mirror 125.
  • the polarizer 128 is disposed on the PBS block 126 side with respect to the condensing optical system 124.
  • the reflecting portion 1232b (FIG. 11) corresponding to the mirror 125 according to the first embodiment is arranged closer to the LED light source 123 than the polarizer 128.
  • a reflection film is provided on the outer peripheral surface of the cover 1232 of the LED light source 123 in the second embodiment except for a predetermined region near the top.
  • the cover 1232 is formed with a transmission part 1232a that transmits light emitted from the LED chip 1231 and a reflection part 1232b that reflects the emitted light.
  • the cover 1232 is formed in a hollow dome shape as described above.
  • the cover 1232 is arranged such that the center of the hemispherical body and the center of the LED chip 1231 substantially coincide.
  • the transmission part 1232 a is provided on the top of the cover 1232, transmits white light emitted from the LED chip 1231, and guides it to the condensing optical system 124. As shown in the external view of FIG. 11B, the area of the transmissive portion 1232a is determined based on the shape of the image display area 122A of the reflective liquid crystal panel 122. That is, the area of the transmission part 1232a is set so that all the light transmitted through the cover 1232 enters the image display area 122A.
  • the reflection unit 1232b is provided to return light that is not incident on the image display region 122A as it is and is not used as illumination light to the light source for reuse, out of the light emitted from the LED chip 1231.
  • the reflecting portion 1232b is formed by evaporating aluminum or the like on the surface of the cover 1232, for example. Since the reflecting portion 1232b is provided on the outer peripheral surface of the hemispherical cover 1232, the light emitted from the LED chip 1231 and reflected by the reflecting portion 1232b is incident on the LED chip 1231 located substantially at the center of the hemisphere.
  • the transmissive part 1232a is determined based on the image display area 122A of the reflective liquid crystal panel 122, all the light not incident on the image display area 122A is reflected by the reflective part 1232b and the LED chip 1231. Returned to
  • the light that has been reflected by the reflecting portion 1232b and reached the LED chip 1231 is incident on the inside of the LED chip 1231 in the same manner as in the first embodiment, and is repeatedly reflected and refracted inside to repeat the LED chip 1231. Inject toward the outside. A part of the light emitted from the LED chip 1231 again passes through the transmission part 1232a, and the other light is reflected by the reflection part 1232b and returns to the LED chip 1231 again. Therefore, the light emitted in the direction of the invalid area 122B of the reflective liquid crystal panel 122 can be used as the light toward the image display area 122A.
  • a transmissive portion 1232a having a shape corresponding to the image display region 122A and a reflective portion 1232b for reflecting the emitted light are provided on the outer peripheral surface of the cover 1232 of the LED light source 123.
  • the reflection unit 1232b returns light that is not incident on the image display area 122A out of the light emitted from the LED chip 1231 to the LED chip 1231 and emits the light toward the image display area 122A.
  • the same effect as the effect (1) obtained in the first embodiment can be obtained.
  • the shape of the reflecting portion 1232b is formed so as to correspond to the image display region 122A, and does not enter the condensing optical system 124 out of the light emitted from the LED chip 1231.
  • the light was also returned to the LED chip 1231 and reused. Accordingly, unlike the conventional LED light source 223 shown in FIG. 12, the light LA that is not effectively used can be used, which is emitted in the side surface direction of the LED chip 223a, so that it is emitted as compared with the LED light source 123 in the first embodiment. It is possible to further improve the light utilization efficiency of the light.
  • the reflection part 1232b is provided on the cover 1232, that is, the reflection part 1232b is provided on the LED chip 1231 side with respect to the polarizer 128. Therefore, it is possible to reliably guide the light that has been reflected by the reflecting portion 1232 b and then emitted through the transmitting portion 1232 a to the polarizer 128.
  • the projector unit 120 of the second embodiment can be modified as follows. (1) Instead of providing the transmission part 1232a and the reflection part 1232b on the cover 1232 of the LED light source 123, a cap having a transmission part and a reflection part may be provided.
  • FIG. 13 shows a cross section of the LED light source 123 in this case.
  • the LED light source 123 is formed of a transparent member having substantially the same refractive index as that of the cover 1232 and is formed in a semispherical hollow dome shape, and has a cap 1235 provided so as to cover the cover 1232. Note that the cap 1235 and the cover 1232 may be in close contact as shown in FIG. 13, or a space may exist between the cap 1235 and the cover 1232. When there is a space, it is filled with a transparent gel-like substance having substantially the same refractive index as that of the cap 1235 and the cover 1232.
  • the cap 1235 has a transmission part 1235a and a reflection part 1235b in which aluminum deposition or the like is performed on the outer peripheral surface of the cap 1235.
  • the area of the transmissive portion 1235a is determined based on the image display area 122A of the reflective liquid crystal panel 122.
  • the cover 1232 and the transmission part 1235a transmit the white light emitted from the LED chip 1231 and guide it to the image display region 122A via the condensing optical system 124. Further, the white light transmitted through the cover 1232 and reflected by the reflecting portion 1235b passes through the cover 1232 again and returns to the LED chip 1231. Therefore, light that does not enter the image display region 122A out of the light emitted from the LED chip 1231 can be returned to the LED chip 1231 and reused.
  • the reflecting portion 1232b may be provided on the inner peripheral portion of the cover 1232.
  • a reflective portion 1235b may be provided on the inner peripheral portion of the cap 1235.
  • the projector unit 120 in the first embodiment and the second embodiment described above can be modified as follows.
  • the LED light source 123 may be one that emits white light using three LED chips that respectively emit R, G, and B colors. In this case, the light reflected by the reflecting portion and returned to the three LED chips is repeatedly reflected in the LED light source 123 and emitted to the outside. As a result, it is possible to contribute to an increase in the amount of light emitted from the LED light source by effectively using light that could not be effectively used as illumination light for the projected image.
  • a transmissive liquid crystal panel 500 shown in FIG. 14B can be used.
  • the opening 125OP of the mirror 125 or the transmissive portion 1232a of the LED light source 123 is formed to have a shape corresponding to the image display region 500A of the transmissive liquid crystal panel 500.
  • FIGS. A third embodiment of an electronic camera provided with a projector according to the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the first embodiment.
  • the configuration of the projector unit 120 is different from that of the first embodiment.
  • a projector unit (projector device) 120 includes an LED light source (high brightness white LED) 123, a condensing optical system (condensing lens) 124, a PBS (polarizing beam splitter) block 126, and a reflective liquid crystal panel. 122, a reflection mirror 129, an absorption polarizer 130P, and a projection optical system (projection lens) 121, which are housed in a case and integrated.
  • a reflective liquid crystal panel 122 a reflective liquid crystal panel such as LCOS (Liquid Crystal Crystal on Silicon) is used, and either a monochrome type or a color type may be used.
  • the reflective liquid crystal panel 122 forms a projected image in a predetermined image display area 122A of the reflective liquid crystal panel 122 in accordance with a drive signal from the projection control circuit 127. That is, the image display area 122A is an effective area used for forming a projected image.
  • the LED light source 123 is a phosphor-type LED, and has a blue LED therein and a YAG (yttrium, aluminum, garnet) -based phosphor layer disposed in front of the blue LED.
  • YAG yttrium, aluminum, garnet
  • white light is realized by mixing the yellow component light and the remaining blue component light.
  • the illumination light emitted so as to diverge from the LED light source 123 enters the PBS block 126 via the condensing optical system 124.
  • the condensing optical system 124 is a lens that condenses the light emitted so as to diverge from the LED light source 123 so as to be parallel to the optical axis.
  • the illumination light incident on the PBS block 126 is separated into P-polarized light component and S-polarized light by the polarization separation unit 126a of the PBS block 126.
  • the P-polarized light passes through the polarization separator 126a and is emitted from the upper surface of the PBS block 126 to the reflective liquid crystal panel 122.
  • the S-polarized light is reflected by the polarization separation unit 126 a and is emitted from the left surface of the PBS block 126 to the reflection mirror 129.
  • the P-polarized light incident on the reflective liquid crystal panel 122 from the PBS block 126 travels through the liquid crystal layer of the reflective liquid crystal panel 122 and is reflected by the reflective surface of the reflective liquid crystal panel 122 and then travels in the reverse direction through the liquid crystal layer. Then, the light is emitted from the reflective liquid crystal panel 122 to the PBS block 126.
  • An image signal is input to the reflective liquid crystal panel 122, and a voltage is applied to each pixel according to the level of the image signal. At that time, the arrangement of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer changes according to the voltage application state, and the liquid crystal layer serves as a phase plate.
  • the light emitted from the reflective liquid crystal panel 122 to the PBS block 126 includes modulated light modulated from P-polarized light to S-polarized light and unmodulated light that remains P-polarized light. .
  • the P-polarized light incident on the reflective liquid crystal panel 122 undergoes a modulation action according to the displayed image.
  • the light (including P-polarized light and S-polarized light) emitted from the reflective liquid crystal panel 122 is incident on the PBS block 126 again, and is polarized and separated by the polarization separation unit 126a.
  • This polarization separation is also referred to as analysis, and S-polarized light (modulated light) included in the incident light is reflected by the polarization separation unit 126a, passes through the absorption polarizer 130P, and is not shown by the projection optical system 121. Projected on the screen.
  • the P-polarized light transmitted through the polarization separation unit 126a enters the LED light source 123 in a reverse optical path.
  • the P-polarized light is reflected in the LED light source 123 and enters the PBS block 126 again, or is used for re-excitation of the phosphor of the LED light source 123.
  • the P-polarized light or the light generated by re-excitation is used as illumination light for illuminating the reflective liquid crystal panel 122 again.
  • the absorption polarizer 130P disposed between the PBS block 126 and the projection optical system 121 is a polarizer that absorbs P-polarized light contained in incident light.
  • P-polarized light and S-polarized light are not completely separated, and the reflected light contains some P-polarized light. Since this P-polarized light causes a reduction in the contrast of the projected image, a polarizer 130P is inserted to absorb the P-polarized light contained in the projected light beam.
  • the polarizer 130P is disposed between the PBS block 126 and the projection optical system 121.
  • the polarizer 130P may be disposed between the PBS block 126 and the reflection mirror 129, or may be disposed on both. .
  • the S-polarized light incident on the PBS block 126 as the illumination light from the condensing optical system 124, reflected by the polarization separation unit 126a and incident on the reflection mirror 129 is reflected by the reflection mirror 129 and travels back in the optical path, and the LED Incident on the light source 123.
  • the S-polarized light is reflected in the LED light source 123 and enters the PBS block 126 again, or is used for re-excitation of the phosphor of the LED light source 123.
  • the light generated by re-excitation is used as illumination light.
  • the S-polarized light re-entering the PBS block 126 is reflected by the polarization separation unit 126a and the reflection mirror 129, and enters the LED light source 123 again. While the reflection between the LED light source 123 and the reflection mirror 129 is repeated, the S-polarized light rotates, and the P-polarized light component passes through the polarization separation unit 126a and enters the reflective liquid crystal panel 122.
  • the S-polarized light that was thrown away without being used for projection was returned to the LED light source 123 by the reflection mirror 129, and the polarization rotation effect by reflection and the re-excitation effect by return light were used.
  • This makes it possible to use part of the unnecessary light as illumination light for the reflective liquid crystal panel 122, thereby increasing the utilization efficiency of the light generated by the light source and improving the brightness of the projected image.
  • the conventional light source is used as it is and the reflection mirror 129 is simply added, the use efficiency of the light source light can be improved while suppressing an increase in the size of the projector unit 120.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an experiment performed to confirm the improvement in brightness.
  • a plane mirror is used as the reflection mirror 129, and the spectral luminance meter 300 is arranged so as to face the LED light source 123 with the PBS block 126 interposed therebetween, that is, on the side where the reflection type liquid crystal panel 122 of FIG. Then, the transmitted light of the polarization separation unit 126a was measured.
  • FIG. 17 is a diagram showing the spectroscopic measurement result of transmitted light.
  • the vertical axis in FIG. 17 represents the spectral irradiance
  • the horizontal axis represents the wavelength
  • the line L11 indicates the measurement result when the reflection mirror 129 is not provided
  • the line L12 indicates the measurement result when the reflection mirror 129 is used. Show.
  • the LED light source 123 is a phosphor type LED, in any case, a blue component peak generated in the blue LED (a narrow peak in a wavelength region near a wavelength of 450 nm) and a yellow color generated from the YAG phosphor.
  • a component peak (a broad peak in a wavelength region near a wavelength of 550 nm) is observed.
  • the phosphor is excited by blue LED light to generate yellow component fluorescence, and pseudo white light is generated. Therefore, as can be seen from FIG. 17, the peak of the blue component is high and the color is bluish white.
  • the reflection mirror 129 is used, the amount of yellow component light increases, so that in addition to increasing the amount of white light, it is possible to improve the color tone so as to approach a more natural white color.
  • the spectral luminance meter 300 is arranged in front of the optical axis of the LED light source 123, it is difficult to detect the polarization rotation effect due to reflection on the LED chip surface, and the re-excitation effect appears remarkably in FIG. ing. In this case, the polarization rotation effect can be confirmed by measuring light away from the optical axis.
  • FIG. 1 A fourth embodiment of an electronic camera provided with a projector according to the present invention will be described.
  • the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and different points will be mainly described. Points that are not particularly described are the same as those in the third embodiment.
  • the LED light source 123 described in the second embodiment is used as the light source of the projector unit 120 of the third embodiment.
  • the cover 1232 of the LED light source 123 has a transmissive portion 1232a so that the image display area 122A of the reflective liquid crystal panel 122 and the irradiation range of light transmitted through the cover 1232 substantially coincide.
  • This area is provided as an opening.
  • the center of the cover 1232 and the center of the LED chip 1231 substantially coincide with each other, the light emitted from the LED chip 1231 and reflected by the reflecting portion 1232b is the LED chip 1231 located at the substantially center of the hemisphere. Is incident on.
  • the reflected light of the blue component excites the yellow light-emitting phosphor constituting the LED chip 1231.
  • the blue component light emitted from the blue light emitter of the LED chip 1231 also excites the yellow light-emitting phosphor, and in addition, the blue component reflected light is incident, so the amount of light emitted from the yellow light-emitting phosphor increases.
  • the reflected light of the blue component of the reflected light of the reflecting portion 1232b that is not used for the excitation is incident on the inside of the LED chip 1231, and is repeatedly reflected and refracted therein to repeat the LED chip.
  • the light of the yellow component is repeatedly reflected and refracted inside the LED chip 1231, and is emitted toward the outside of the LED chip 1231 again.
  • a reflection part 1232b is provided on the cover 1232 constituting the LED light source 123, and light that does not enter the condensing optical system 124 out of light emitted from the LED chip 1231 is returned to the LED chip 1231 and reused. . That is, the light reflected by the reflecting portion 1231b is incident on the LED chip 1231 and is repeatedly excited and reflected so as to be emitted toward the condensing optical system 124. Accordingly, as in the conventional LED light source 223 shown in FIG.
  • a transmission part 1232a having a shape corresponding to the image display region 122A and a reflection part 1232b for reflecting the emitted light are provided on the outer peripheral surface of the cover 1232 of the LED light source 123.
  • the reflection unit 1232b returns light that is not incident on the image display area 122A out of the light emitted from the LED chip 1231 to the LED chip 1231 and emits the light as light toward the image display area 122A. Accordingly, the entire amount of light that is not guided to the image display region 122A is reflected by the reflecting portion 1232b and can be reused, and the amount of light incident on the condensing optical system 124 from the LED light source 123 is increased by increasing the light use efficiency. Can be increased.
  • the projector unit 120 can be modified as follows.
  • (1) S-polarized light can be used for projection instead of P-polarized light reflected by the polarization separation unit 126a.
  • the projector unit 120 is configured as shown in FIG.
  • the S-polarized light reflected by the polarization separation unit 126 a enters the reflective liquid crystal panel 122.
  • the projection light that has been modulated by the reflective liquid crystal panel 122 to become P-polarized light passes through the polarization separator 126a and the polarizer 130S that absorbs S-polarized light, and is projected onto the screen by the projection optical system 121.
  • the P-polarized light in the illumination light is a polarization component that has not been conventionally used, and has the same effect as in the case of the S-polarized light in FIG. 15.
  • the LED light source 123, the condensing optical system 124, the PBS block 126, the reflective liquid crystal panel 122, the polarizer 130 ⁇ / b> P, and the projection optical system 121 are housed and integrated in a case 150.
  • a reflective mirror 129 can be formed by forming a vapor deposition film on the inner surface.
  • the distance between the reflection mirror 129 and the PBS block 126 is set to a dimension d described in a modification (3) described later.
  • the apparatus can be reduced in size and weight by reducing the number of parts.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a third modification.
  • the condensing optical system 124 is an optical system that converts the light from the LED light source 123 into parallel light.
  • the light collecting optical system 124 does not become ideal parallel light, and includes light beams that deviate from the parallel light. Become. This is due to the fact that the light source is not an ideal point light source and that it is difficult to use parallel light to reduce the size of the projector unit 120. Therefore, a light beam that is emitted obliquely from the condensing optical system 124 and incident on the PBS block 126 is also generated like the light beam L1.
  • the light beam L1 is incident on the PBS block 126 from the condensing optical system 124, but indicates light that is emitted to the reflection mirror side without entering the polarization separation surface 126a, that is, non-separated light.
  • the light beam emitted to the reflecting mirror side through the end portion of 126 is shown.
  • the distance d between the PBS block 126 and the reflection mirror 129 satisfies the following equation (1)
  • the reflected light beam L1 may enter the PBS block 126 again and adversely affect the projected image. Absent.
  • the angle ⁇ is the angle of the light beam L1 with respect to the exit surface of the PBS block 126, and a is the length of one side of the PBS block 126. d> (a / 2) ⁇ tan ⁇ (1)
  • the light ray L2 shows a case where the distance d is smaller than (a / 2) ⁇ tan ⁇ , and is incident again into the PBS block 126, causing ghosts and the like.
  • the light ray L3 shows a case where the distance d is larger than (a / 2) ⁇ tan ⁇ , and the light reflected by the reflection mirror 129 does not re-enter the PBS block 126.
  • FIG. 21 is a diagram showing a fourth modification of the third and fourth embodiments. If the light emitted from the condensing optical system 124 is completely parallel light, the S-polarized light reflected by the polarization separation unit 126a is incident on the reflection mirror 129 perpendicularly, and the reflected light travels backward in the optical path and is an LED light source. Return to 123. However, as described in FIG. 20, the actual light emitted from the condensing optical system 124 is deviated from the parallel light. Therefore, as shown in FIG.
  • the light beam away from the optical axis is incident on the polarization separation unit 126a at an angle deviated from 45 degrees, is reflected by the polarization separation unit 126a, and enters the reflection mirror 129.
  • S-polarized light is also incident obliquely as the distance from the optical axis increases. As a result, the reflected light is not reflected in a direction reverse to the optical path, and a part of the reflected light does not return to the LED light source 123.
  • the reflecting surface of the reflecting mirror 129 has a surface shape having optical power so that S-polarized light that is not parallel light is incident on the reflecting surface of the reflecting mirror 129 perpendicularly.
  • the surface shape of the reflection mirror 129 is set according to the optical characteristics of the condensing optical system 124. That is, as shown in FIG. 21A, when the shape of the light beam emitted from the condensing optical system 124 spreads as it proceeds, the reflection surface shape of the reflection mirror 129 is a concave shape. On the other hand, as shown in FIG. 21B, when the light beam emitted from the condensing optical system 124 is narrowed as it travels, the reflection surface shape of the reflection mirror 129 is made convex.
  • the reflection mirror 129 is given power so that the S-polarized light emitted from the PBS block 126 enters the reflection mirror 129 perpendicularly. Therefore, all of the S-polarized light reflected by the reflection mirror 129 travels back along the optical path and returns to the LED light source 123, which is a light source. As a result, it is possible to further improve the utilization efficiency of S-polarized light, which has been discarded in the past.
  • the optical characteristic (power) of the reflection mirror 129 is set so that the reflected S-polarized light travels backward in the optical path.
  • the reflection is such that the light is condensed toward the center of the light source. You may make it give a characteristic.
  • the re-emitted light tends to be emitted from the center of the light source.
  • the light that has been re-emitted and passed through the condensing optical system 124 is changed to light that is closer to parallel light.
  • the effect of collecting the light at the center of the light source is significant.
  • the configuration described in the modification (3) can be similarly applied to the reflection mirror 129 having the power as described above.
  • FIG. 22 is a diagram showing a fifth modification of the present embodiment.
  • the LED light source 123 that emits white light is used as the light source.
  • R light, G light, and B light are generated.
  • Three independent LEDs 123R, 123G, and 123B are used as light sources.
  • FIG. 22A shows a case where a plane mirror is used as the reflection mirror 129
  • FIG. 22B shows a case where a concave mirror is used as the reflection mirror 129.
  • R light, G light, and B light emitted from the LEDs 123R, 123G, and 123B are incident on the cross dichroic prism 170 from three directions through the condensing optical systems 124a, 124b, and 124c, respectively.
  • the R light, G light, and B light incident on the cross dichroic prism 170 are respectively emitted upward in the figure and incident on the PBS block 126.
  • the R light, G light, and B light are separated into S-polarized light and P-polarized light by the PBS block 126, each P-polarized light is incident on the reflective liquid crystal panel 122, and each S-polarized light is reflected on the reflection mirror 129. Is incident on.
  • Each of the R-polarized light, the R-light, the G-light, and the B-light is reflected by the reflection mirror 129, travels back in the optical path, and enters the cross dichroic prism 170.
  • the cross dichroic prism 170 emits the incident S-polarized light of the R light toward the LED 123R, emits the S-polarized light of the G light toward the LED 123G, and emits the S-polarized light of the B light toward the LED 123B. Therefore, similarly to the above-described embodiment, the utilization efficiency of the light source light can be improved, and the brightness of the projected image can be improved.
  • the power of the reflecting mirror 5 is made to correspond to all the condensing optical systems 124R, 124G, and 124B.
  • the power of the reflecting mirror 129 is set in accordance with the optical characteristics of the condensing lens of the color light whose light quantity is to be increased. .
  • the brightness of the projected image can be further improved by combining the power with the G light having the highest specific sensitivity.
  • the power may be adjusted to the condensing lens of the color light having the lowest light emission efficiency and the light emission efficiency of the LED.
  • FIG. 23 is a diagram showing a sixth modification of the third and fourth embodiments.
  • the brightness of the projected image is further improved by using three independent LEDs 123R, 123G, and 123B and adjusting the power of the reflection mirror 129 to which color light. The color balance of the projected image was adjusted.
  • the projector unit 120 of the modified example (6) is configured such that the same effect can be obtained even when the LED light source 123 that emits white light is used as shown in FIG.
  • the color filter 180 by inserting the color filter 180 between the reflection mirror 129 and the PBS block 126, the same effect as in FIG. 22B can be obtained.
  • a color filter that transmits G light is used as the color filter 180, only the S-polarized light of the G light returns to the LED light source 123, so that the G light incident on the reflective liquid crystal panel 122 increases and the brightness of the projected image increases. Will improve.
  • a color filter that transmits a small amount of color light may be used as the color filter 180.
  • the same effect can be obtained by using a dichroic mirror 190 that reflects only light in a specific wavelength region instead of the reflection mirror 129 and the color filter 180 shown in FIG. It was set as the structure.
  • a ⁇ / 4 wavelength plate 191 is disposed between the condensing optical system 124 and the PBS block 126 in the configuration shown in FIG.
  • the frequency ⁇ of the ⁇ / 4 wavelength plate 191 is set to match the wavelength of the color light reflected by the dichroic mirror 190.
  • the dichroic mirror 190 is designed to reflect the G light
  • the S-polarized light of the G light reflected by the dichroic mirror 190 is reflected by the polarization separator 126 and then ⁇ / 4 wavelength
  • the plate 191 makes it elliptically polarized light.
  • the elliptically polarized light of the G light is reflected by the LED light source 123 and passes through the ⁇ / 4 wavelength plate 191 again, it becomes P-polarized light rotated by 90 degrees with respect to the S-polarized light.
  • the P-polarized light of the G light is transmitted through the polarization separation unit 126a of the PBS block 126 and is incident on the reflective liquid crystal panel 122.
  • the ⁇ / 4 wavelength plate 191 is not used, since the amount of light is increased by utilizing the polarization rotation effect due to the reflection of the S-polarized light, only a part of the returned S-polarized light is reflected in the reflective liquid crystal panel 122. It is used as illumination light.
  • the ⁇ / 4 wavelength plate 191 when the ⁇ / 4 wavelength plate 191 is used, the returned S-polarized light is polarized and rotated to P-polarized light by the ⁇ / 4 wavelength plate 191, which is a light source as compared with the case of only polarization rotation by reflection. The light utilization efficiency is further improved. Note that the same effect can be obtained in the case of using the S-polarized light as the polarized light for reading the image of the reflective liquid crystal panel 122.
  • the same effect as that of the apparatus shown in FIG. 21 can be obtained by giving power to the reflection mirror 129 or the dichroic mirror 190.
  • the distance between the reflection mirror 129 or the dichroic mirror 190 and the PBS block 126 is set to be larger than the distance d described above in order to suppress the adverse effect of scattered light. It is preferable to do this.
  • the reflection part 1232b of the LED light source 123 may be configured by a dichroic mirror that reflects a blue component.
  • Light that is emitted from the LED chip 1231, reflected by the dichroic mirror, and incident on the LED chip 1231 can be light of only a blue component. As a result, compared with the case where the reflected light contains yellow component light, the amount of yellow component light in the re-emitted white light is suppressed.
  • the block-like PBS block 126 is used as an optical element that separates two polarized lights orthogonal to each other.
  • a flat plate such as a wire grid polarizer or a birefringent reflective polarizer is used.
  • a mold type optical element may be used.
  • FIG. 24 shows a configuration using a wire grid polarizer 192.
  • FIG. 24 (a) shows a case where a planar reflection mirror 129 is used, and
  • FIG. 24 (b) uses a reflection mirror 129 having power. This is the case.
  • the projector unit 120 of the first to fourth embodiments described above may be modified as follows. (1) The present invention can also be applied to portable electronic devices such as a mobile phone and a PDA equipped with the projector unit 120. (2) The solid state light emitting device is not limited to the light emitting diode described in the embodiment. A lamp may be used as the light source.

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Abstract

　プロジェクタ装置は、光を射出する固体発光素子と、投射像を形成するための有効領域を有する投射像形成ユニットと、固体発光素子と投射像形成ユニットとの間に配置される反射部材とを備え、反射部材は、前記固体発光素子から射出された光のうち有効領域に入射しない光を反射して固体発光素子へ戻す。

Description

プロジェクタ装置
　本発明は、プロジェクタ装置に関する。
　従来から、光源からの照明光のうち、液晶上における表示範囲以外の無効領域を照明する光を反射板により反射して照明光を再利用する画像表示装置が知られている（たとえば特許文献１）。
　また、従来のプロジェクタ装置では、光源光を偏光分離素子で互いに直交する２つの偏光光に分離し、一方の偏光光のみを投影に利用していた（例えば、特許文献２)。この場合、光源光の半分しか投影に利用されていないので、光源光の利用効率の向上を図った照明装置が提案されている（例えば、特許文献３）。
日本国特許第３６６０３７１号 日本国特開２００７－７２２４１号公報 日本国特開２００６－２４３４３３号公報
　しかしながら、反射板で反射された照明光は、光源と液晶との間に設けられた光学系内部で反射され再び液晶を照明するので、表示範囲を照明する光がムラになるという問題がある。さらに、上述した各装置をプロジェクタ装置に用いた場合、追加する部品点数が多いため、装置全体が大型化するとともにコストアップが問題となる。
　本発明の第１の態様によると、プロジェクタ装置は、光を射出する固体発光素子と、投射像を形成するための有効領域を有する投射像形成ユニットと、固体発光素子と投射像形成ユニットとの間に配置される反射部材とを備え、反射部材は、固体発光素子から射出された光のうち有効領域に入射しない光を反射して固体発光素子へ戻す。
　本発明の第２の態様によると、第１の態様のプロジェクタ装置において、固体発光素子は、発光部と蛍光体とを有し、発光部からの励起光と蛍光体からの蛍光とを含む光を射出し、反射部材により反射された光を用いて蛍光体を励起して、有効領域へ向けて蛍光を射出することが好ましい。
　本発明の第３の態様によると、第１または第２の態様のプロジェクタ装置において、反射部材は、有効領域に対応する形状に形成された開口部を有し、固体発光素子は、開口部を介して光を投射像形成ユニットへ射出することが好ましい。
　本発明の第４の態様によると、第１または第２の態様のプロジェクタ装置において、反射部材は、第１反射片と第２反射片とを含み、第１反射片と第２反射片とは有効領域に応じて所定間隔で配置されることが好ましい。
　本発明の第５の態様によると、第１乃至第４の態様のいずれかのプロジェクタ装置において、固体発光素子から射出された光を投射像形成ユニットへ導く照明光学系をさらに備え、反射部材は、照明光学系に対して固体発光素子側に設けられることが好ましい。
　本発明の第６の態様によると、第１乃至第５の態様のいずれかのプロジェクタ装置において、固体発光素子は、ドーム形状を有するカバー部材を備え、反射部材は、カバー部材の表面に設けられることが好ましい。
　本発明の第７の態様によると、第１乃至第６の態様のいずれかのプロジェクタ装置において、偏光子をさらに備え、反射部材は、偏光子に対して固体発光素子側に設けられることが好ましい。
　本発明の第８の態様によると、第１の態様のプロジェクタ装置において、投射像形成ユニットは、前段に偏光ビームスプリッタを有する反射型画像形成素子であり、反射部材は、偏光ビームスプリッタの入射面に設けられることが好ましい。
　本発明の第９の態様によると、プロジェクタ装置は、光源と、光源の光を集光する照明光学系と、照明光学系で集光された光が入射し、入射した光を第１偏光成分の第１光束と第２偏光成分の第２光束とに分離して射出する偏光分離素子と、第１偏光成分の第１光束が入射し、入射した第１偏光成分の第１光束を表示画像に応じて第２偏光成分の第３光束に変調して偏光分離素子へと射出する反射型表示素子と、反射型表示素子で変調された第２偏光成分の第３光束を偏光分離素子で検光して得られる投影画像を投影する投影光学系と、第２偏光成分の第２光束を反射して、偏光分離素子を介して光源へと戻す第１反射部とを備え、第１偏光成分と第２偏光成分とは互いに直交する。
　本発明の第１０の態様によると、第９の態様のプロジェクタ装置において、第１反射部は、反射された第２偏光成分の第２光束が反射前の光路を逆行するような反射特性を有することが好ましい。
　本発明の第１１の態様によると、第９の態様のプロジェクタ装置において、第１反射部は、反射された第２偏光成分の第２光束が光源の中心に戻るような反射特性を有することが好ましい。
　本発明の第１２の態様によると、第９乃至第１１の態様のいずれかのプロジェクタ装置において、第１反射部と偏光分離素子との間隔を、光源から偏光分離素子に入射した光のうち偏光分離素子で偏光分離されることなく第１反射部に入射した非分離光が、反射型表示素子に到達するときの入射臨界間隔よりも大きく設定することが好ましい。
　本発明の第１３の態様によると、第１２の態様のプロジェクタ装置において、非分離光が第１反射部と偏光分離素子との間の領域から外部へ進行するのを阻止する遮蔽部材を設けることが好ましい。
　本発明の第１４の態様によると、第９乃至第１３の態様のいずれかのプロジェクタ装置において、第１反射部は、特定波長の光を反射することが好ましい。
　本発明の第１５の態様によると、第１４の態様のプロジェクタ装置において、特定波長域内の波長に関するλ／４波長板を、照明光学系と偏光分離素子との間に配設することが好ましい。
　本発明の第１６の態様によると、第９乃至第１５の態様のいずれかのプロジェクタ装置において、第２偏光成分の光束を透過するとともに、第１偏光成分の光束を吸収する偏光子をさらに備え、偏光子は、偏光分離素子と投影光学系との間、および偏光分離素子と第１反射部との間の少なくとも一方に配置されることが好ましい。
　本発明の第１７の態様によると、第９乃至第１６の態様のいずれかのプロジェクタ装置において、光源から射出された光のうち、照明光学系に入射しない光を反射して、光源へ戻す第２反射部をさらに備えることが好ましい。
　本発明の第１８の態様によると、第１７の態様のプロジェクタ装置において、第２反射部は、所定の曲面形状を備えることが好ましい。
　本発明の第１９の態様によると、第１８の態様のプロジェクタ装置において、第２反射部は、反射された光が光源の中心へと戻るような反射特性を有することが好ましい。
　本発明の第２０の態様によると、第１７乃至第１９の態様のいずれかのプロジェクタ装置において、反射型表示素子は、投影像を形成するための有効領域を有し、光源は、発光部と蛍光体とを有し、発光部からの光と発光部からの光により励起された蛍光体からの蛍光とを含む光を射出する固体発光素子により構成され、第２反射部は、有効領域に入射しない光を光源へ反射させ、固体発光素子は、第２反射部材により反射された光を用いて蛍光体を励起して、有効領域へ向けて蛍光を射出することが好ましい。
　本発明の第２１の態様によると、第１７乃至第２０の態様のいずれかのプロジェクタ装置において、第２反射部は、特定波長域の光を反射することが好ましい。
　本発明によれば、有効領域に入射しない光を固体発光素子に戻すので、投射像形成ユニットに入射する光のムラの発生を抑制できる。さらに、装置の大型化およびコストアップを抑えつつ、光源光の利用効率の向上を図ることができる。
本発明の実施の形態におけるプロジェクタ付き電子カメラの前面斜視図 実施の形態におけるプロジェクタ付き電子カメラの後面斜視図 実施の形態におけるプロジェクタ付き電子カメラの構成を説明するブロック図 第１の実施の形態におけるプロジェクタ部の構成を説明する図 第１の実施の形態におけるプロジェクタ部の概略配置図 第１の実施の形態におけるプロジェクタ部が備えるＬＥＤ光源の構成図 変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図 変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図 変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図 第２の実施の形態におけるプロジェクタ部の構成を説明する図 第２の実施の形態におけるプロジェクタ部が備えるＬＥＤ光源を説明する図 従来技術による光源付近の構成を説明する図 変形例における光源の構成を説明する図 変形例におけるプロジェクタ部の構成を説明する図 第３の実施の形態によるプロジェクタ部の構成を説明する図 光量向上確認のための実験を説明する図 分光輝度計の計測結果を示す図 第１の変形例を示す図 第２の変形例を示す図 第３の変形例を示す図 第４の変形例を示す図 第５の変形例を示す図 第６の変形例を示す図 第８の変形例を示す図
－第１の実施の形態－
　図面を参照しながら、本発明の第１の実施の形態によるプロジェクタ装置を備えるプロジェクタ付き電子カメラを説明する。図１に示すように、プロジェクタ付き電子カメラ１０（以下、電子カメラ１０と呼ぶ）の前面には、撮影レンズ１１、照明光窓１２、およびプロジェクタ投射窓１３が設けられている。電子カメラ１０の上面には、レリーズボタン１４、ズームスイッチ１６、モード切替ダイヤル１５、およびメインスイッチ２２が設けられている。また図２に示すように、電子カメラ１０の背面には、液晶表示器１７、電子ビューファインダー１８、および十字キー１９が設けられている。
　電子カメラ１０には、後述するプロジェクタ装置（プロジェクタ部）が搭載されている。電子カメラ１０は、たとえば、机上に載置された電子カメラ１０の正面側に配設されるスクリーンなどに向けて、画像などの情報をプロジェクタ投射窓１３から投影する。
　モード切替えダイヤル１５は、撮影モードや投影モードなどの電子カメラ１０の動作モードを切替えるためのモード切替え操作部材である。撮影モードは、被写体像を撮影し、撮影した画像データをメモリカードなどで構成される記録媒体に撮影画像ファイルとして保存する動作モードである。
　投影モードは、撮影済みの画像データを記録媒体（たとえば、後述するメモリカード２００や不図示の内部メモリ）から読出すなどして、画像データによる再生画像をプロジェクタ部によってプロジェクタ投射窓１３から投影する動作モードである。なお、投影モードが設定されたとき、プロジェクタ部は、記録媒体以外から読出された画像データや、電子カメラ１０の外部から供給される画像データによる再生画像を投影することも可能である。
　図３は、以上説明した電子カメラ１０の構成を説明するブロック図である。図３において、電子カメラ１０はプロジェクタ部１２０、撮像部２２０、メモリ１０２、操作部材１０３、液晶表示器１０４、および照明装置１０８を有する。ＣＰＵ１０１Ａ等から構成される制御回路１０１の不図示のカードスロットには、メモリカード２００が着脱可能に装着されている。
　ＣＰＵ１０１Ａは、制御プログラムに基づいて、電子カメラ１０を構成する各部から入力される信号を用いて所定の演算を行う。そして、ＣＰＵ１０１Ａは、演算結果に基づいて、電子カメラ１０の各部に対する制御信号を送出することにより、撮影動作および投影動作の制御を行う。なお、制御プログラムはＣＰＵ１０１Ａ内の不図示の不揮発性メモリに格納されている。
　メモリ１０２はＣＰＵ１０１Ａの作業用メモリとして使用される。操作部材１０３は、図１におけるメインスイッチ２２、レリーズボタン１４、ズームスイッチ１６、モード切替えダイヤル１５、および図２における十字キー１９に対応する。操作部材１０３は、操作内容に対応する操作信号をＣＰＵ１０１Ａへ送出する。
　メモリカード２００はフラッシュメモリなどの不揮発性メモリによって構成される。メモリカード２００は、ＣＰＵ１０１Ａの指令により撮像部２２０で撮影された画像データなどのデータの書き込み、保存および読み出しが可能である。
　照明装置１０８は、ＣＰＵ１０１Ａからの発光指示に応じて発光体を発光させ、被写体を照明する照明光を照明光窓１２から電子カメラ１０の正面に向けて射出する。
　液晶表示器１０４（図２において１７）は、ＣＰＵ１０１Ａの指令により画像やテキストなどの情報を表示する。テキスト情報は、電子カメラ１０の動作状態、操作メニューなどである。
（撮像部）
　撮像部２２０は、撮影レンズ２２１（図１において１１）、撮像素子２２２、レンズ駆動回路２２３、および撮影制御回路２２４を含む。撮像素子２２２としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ撮像素子などが用いられる。撮影制御回路２２４は、ＣＰＵ１０１Ａからの指令により撮像素子２２２およびレンズ駆動回路２２３を駆動制御するとともに、撮像素子２２２から出力される撮像信号（蓄積電荷信号）に対して所定の画像処理を行う。画像処理は、ホワイトバランス処理やガンマ処理などである。
　撮影レンズ２２１は、撮像素子２２２の撮像面上に被写体像を結像させる。撮影制御回路２２４は、撮影開始指示に応じて撮像素子２２２に撮像を開始させ、撮像終了後に撮像素子２２２から蓄積電荷信号を読出し、上記画像処理を施した上で画像データとしてＣＰＵ１０１Ａへ送出する。
　レンズ駆動回路２２３は、撮影制御回路２２４から出力されるフォーカス調節信号に基づいて、撮影レンズ２２１を構成するフォーカスレンズ（不図示）を光軸方向に進退駆動する。また、レンズ駆動回路２２３は、撮影制御回路２２４から出力されるズーム調節信号に基づいて、撮影レンズ２２１を構成するズームレンズ（不図示）を光軸方向（テレ側もしくはワイド側）へ進退駆動する。フォーカス調節量およびズーム調節量は、ＣＰＵ１０１Ａから撮影制御回路２２４へ指示される。
（プロジェクタ部）
　図３～図６を参照して、プロジェクタ部１２０について説明する。図３のブロック図、および図４のプロジェクタ部の構成図に示すように、プロジェクタ部１２０は、投影光学系１２１、反射型液晶パネル１２２、ＬＥＤ光源１２３、集光光学系１２４、ミラー１２５、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）ブロック１２６、投射制御回路１２７、および偏光子１２８を含む。投射像形成ユニットとしての反射型液晶パネル１２２は、投射制御回路１２７からの駆動信号に応じて反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａに投射像を生成する。すなわち、画像表示領域１２２Ａは、投射像を形成するために利用される有効領域である。なお、無効領域１２２Ｂには投射像は形成されない。投射制御回路１２７は、ＣＰＵ１０１Ａから出力される投影指令に応じてＬＥＤ光源１２３および反射型液晶パネル１２２へ制御信号を送出する。
　ＬＥＤ光源１２３は、たとえば青色ＬＥＤと黄色蛍光体による白色ＬＥＤであり、投射制御回路１２７を介して入力したＣＰＵ１０１Ａの投影指令に基づいて白色光を射出する。集光光学系１２４は、ＬＥＤ光源１２３から射出されて入射した白色光をほぼ平行光にしてＰＢＳブロック１２６へ向けて射出するコリメート光学系である。ＰＢＳブロック１２６は、集光光学系１２４から出射される照明光の光軸に対して４５度の角度をなす偏光分離部１２６ａを有する偏光ビームスプリッタである。ＰＢＳブロック１２６の上側面には反射型液晶素子（ＬＣＯＳ）によって構成される反射型液晶パネル１２２が配設される。
　ＰＢＳブロック１２６における集光光学系１２４側の面にはミラー１２５が配設されている。図５（ａ）のプロジェクタ部の概略配置図（斜視図）に示すように、ミラー１２５には、反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａの形状に対応した開口部１２５ＯＰが形成されている。この開口部１２５ＯＰは、たとえば矩形形状を有する。ミラー１２５は、たとえばＰＢＳブロック１２６にアルミなどを蒸着して形成され、ＬＥＤ光源１２３から射出された照明光のうち、反射型液晶パネル１２２の無効領域１２２Ｂに到達する光を反射して、ＬＥＤ光源１２３に再び入射させるための反射部材である。ミラー１２５は、図５（ｂ）に示すように、集光光学系１２４から射出される平行光の進行方向に対して直交するように設けられている。そのため、ミラー１２５により反射された光は、ミラー１２５への入射光とほぼ同一の光路を通ってＬＥＤ光源１２３へ戻る。ミラー１２５の開口部１２５ＯＰには、フィルム状の偏光子１２８が設けられている。すなわち偏光子１２８の周囲を囲むようにミラー１２５が配置されている。なお、偏光子１２８は、光の進行方向に沿ってミラー１２５から離間して配置されてもよい。
　反射型液晶パネル１２２は、ＬＥＤ光源１２３から出射され、ミラー１２５の開口部１２５ＯＰを通過、すなわち偏光子１２８を透過した照明光により照明される。ＰＢＳブロック１２６の面１２６ｂには、たとえば、黒色処理などの無反射処理が施されている。
　図６は、ＬＥＤ光源１２３を拡大して示す断面図である。ＬＥＤ光源１２３は、ベース部材１２３０、発光ダイオード素子（以下、ＬＥＤチップ）１２３１、カバー１２３２、電極１２３３、およびワイヤー１２３４等で構成されている。ベース部材１２３０上に設けられたＬＥＤチップ１２３１は、青色発光体（ＬＥＤ）を黄色発光蛍光体で覆った白色ＬＥＤである。すなわち、青色発光体から発せられた青色光は、黄色発光蛍光体を通過して青色成分の光として射出するとともに、黄色発光蛍光体を励起する。励起された蛍光体は黄色成分の光を発光する。その結果、ＬＥＤチップ１２３１から白色光が射出される。
　カバー１２３２は、プラスチックなどの透明部材により半球面体で中空のドーム型形状に形成され、ＬＥＤチップ１２３１を覆うようにベース部材１２３０上に設けられている。また、カバー１２３２とベース部材１２３０との間に生じる空間Ｓには、カバー１２３２とほぼ同一の屈折率を有する透明なジェル状の物質が充填されている。
　上述したミラー１２５で反射されてＬＥＤ光源１２３に戻され、ＬＥＤチップ１２３１に到達した光のうち青色成分の反射光は、ＬＥＤチップ１２３１を構成する黄色発光蛍光体を励起する。上述したように、ＬＥＤチップ１２３１の青色発光体から放射された青色成分の光も黄色発光蛍光体を励起し、それに加えて青色成分の反射光が入射するので黄色発光蛍光体の発光光量が増加する。また、反射部１２３２ｂの反射光のうち青色成分の反射光であって、上記の励起に使われなかった成分は、ＬＥＤチップ１２３１内部にも入射し、内部で反射や屈折を繰り返して再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。また、反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に到達した光のうち黄色成分の光は、ＬＥＤチップ１２３１の内部で反射や屈折を繰り返し、再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。
　上述のようにして再びＬＥＤチップ１２３１から発した光の一部は開口部１２５ＯＰを透過し、その他の光はミラー１２５で反射されて再びＬＥＤチップ１２３１へ戻る。そして、ＬＥＤチップ１２３１へ戻った光は再度上述したようにＬＥＤチップ１２３１から射出される。したがって、反射型液晶パネル１２２の無効領域１２２Ｂの方向へ射出された光は、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として利用することができるようになる。
　上記構成のプロジェクタ部の動作を図４および図６を参照して説明する。
　ＬＥＤチップ１２３１には、ワイヤー１２３４および電極１２３３を介して投射制御回路１２７からの制御信号に基づく駆動電流が供給される。ＬＥＤチップ１２３１は、駆動電流に応じた明るさの光を集光光学系１２４へ向けて射出する。集光光学系１２４はＬＥＤ光をほぼ平行光にして偏光子１２８へ入射させる。偏光子１２８は入射光を直線偏光に変換（または抽出）し、変換（または抽出）後の偏光光をＰＢＳブロック１２６へ向けて射出する。
　ＰＢＳブロック１２６へ入射された偏光光束（たとえばＰ偏光）は、ＰＢＳブロック１２６を透過して反射型液晶パネル１２２を照明する。投射像形成ユニットである反射型液晶パネル１２２は、赤、緑、青のフィルターが形成された複数の画素から構成され、カラーの画像を生成する。反射型液晶パネル１２２の液晶層を透過する光は、反射型液晶パネル１２２へ入射されると液晶層を図４の上向きに進行する。液晶層を上向きに進行する光は反射型液晶パネル１２２の反射面で反射された後、液晶層を図４の下向きに進行して反射型液晶パネル１２２から射出され、ＰＢＳブロック１２６へ再度入射される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、ＰＢＳブロック１２６へ再度入射される光は、Ｓ偏光である変調光とＰ偏光である非変調光との混合光になる。ＰＢＳブロック１２６は、再入射された光束のうちＳ偏光成分である変調光のみを偏光分離部１２６ａで反射（折り曲げる）し、左方の投影光学系１２１へ向けて投影光として射出する。
　以上で説明した第１の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）ＬＥＤ光源１２３と反射型液晶パネル１２２との間に、画像表示領域１２２Ａに対応する形状を有する開口部１２５ＯＰを有するミラー１２５を設けた。そして、ＬＥＤ光源１２３から射出した光のうち、画像表示領域１２２Ａに入射しない光をミラー１２５で反射してＬＥＤ光源１２３へ戻し、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として再び射出させるようにした。したがって、ＬＥＤ光源１２３および反射型液晶パネル１２２の光路長と、ミラー１２５および反射型液晶パネル１２２の光路長とが幾何光学的に異なることに起因して生じる照明光のムラの発生を抑制することができるので、投射像の画質を向上できる。さらに、従来は利用されていない無効領域１２２Ｂに入射する光を利用することができるので、ＬＥＤ光源１２３の光利用効率を向上できるとともに、画像表示領域１２２Ａに入射する光量が向上して投影像の明るさを増加させることができる。
（２）ミラー１２５は、無効領域１２２Ｂに入射する光を反射してＬＥＤ光源１２３へ戻すので、反射光がＰＢＳブロック１２６に入射することがなくなり、ゴーストの原因となる散乱光の発生を防ぐことができる。
（３）ＬＥＤチップ１２３１は、ＬＥＤの発光による青色成分の光、および青色成分の光により蛍光体が励起されて発光する黄色成分の光により白色光を射出する白色ＬＥＤである。そして、上記の特性を有するＬＥＤチップ１２３１を用い、ミラー１２５からの反射光の青色成分によっても黄色蛍光体を励起することできる。すなわち、本来、投射光（照明光）として利用していなかったＬＥＤチップ１２３１の光を蛍光体の励起に再利用することができ、ＬＥＤ光源１２３から射出する光の光量を増加させることができる。
　以上で説明した第１の実施の形態のプロジェクタ部１２０を、以下のように変形できる。
（１）図４に示すようにミラー１２５がＰＢＳブロック１２６に接するように設けられるものに代えて、ミラー１２５がＰＢＳブロック１２６から離間して設けられてもよい。また、ミラー１２５として、アルミなどをＰＢＳブロック１２６の下側面に蒸着してもよい。
（２）集光光学系１２４の周辺部において精度が得られない場合、すなわち集光光学系１２４の周辺部から射出される光が平行光とならない場合は、ミラー１２５を図７（ａ）に示すように設けてもよい。この場合、ミラー１２５からの反射光が、ミラー１２５への入射光と同一の光路を通ってＬＥＤ光源１２３へ戻るように、ミラー１２５に所定の曲率（光学パワー）を持たせればよい。なお、図７（ｂ）に示すように、集光光学系１２４の表面におけるＰＢＳブロック１２６への射出側にアルミなどを蒸着して反射部材としてもよい。
（３）集光光学系１２４が複数枚のレンズ１２４ａ、１２４ｂによって構成される場合、レンズ１２４ａとレンズ１２４ｂとの間にミラー１２５を設けるようにしてもよい。この場合の配置例を図８に示す。図８（ａ）は、レンズ１２４ａから射出される平行光の進行方向に対して直交するようにミラー１２５を配置した場合を示す。図８（ｂ）は、上記（２）の場合と同様に、レンズ１２４ａの周辺部から射出される光が平行光とならない時、ミラー１２５に所定の光学パワーを持たせるようにした場合を示す。なお、レンズ１２４ａにアルなどを蒸着させて反射部材としてもよい。
（４）ミラー１２５の形状が、少なくとも一部が画像表示領域１２２Ａに対応するように形成されるものでもよい。すなわち、反射型液晶パネル１２２の上下、もしくは左右方向の無効領域１２２Ｂに入射する光のみを反射させる形状でもよい。たとえば、図９に示すように、画像表示領域１２２Ａが辺Ｌ１と辺Ｌ２（Ｌ１＞Ｌ２）からなる略長方形とであるものとする。さらに、無効領域１２２Ｂのうち画像表示領域１２２Ａの長手方向の辺Ｌ１と接する領域を無効領域１２２Ｂａとし、画像表示領域１２２Ａの短手方向の辺Ｌ２と接する領域を無効領域１２２Ｂｂとする。このとき、無効領域１２２Ｂａの面積は、無効領域１２２Ｂｂの面積より大きくなるので、ミラー１２５は、画像表示領域１２２Ａの長手方向の辺Ｌ１と接する無効領域１２２Ｂａに入射する光を反射させるように配置すればよい。すなわち、ミラー１２５は反射片としてのミラー１２５ａおよび１２５ｂと有し、ミラー１２５ａおよび１２５ｂが画像表示領域１２２Ａの辺Ｌ２の長さに応じた間隔をあけて配置すればよい。
－第２の実施の形態－
　図１０および図１１を参照して、本発明によるプロジェクタ装置を備える電子カメラの第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、ミラー１２５に代えてＬＥＤ光源１２３に反射部材を設ける点で、第１の実施の形態と異なる。
　図１０に示すように、偏光子１２８は、集光光学系１２４に対してＰＢＳブロック１２６側に配置されるものとする。すなわち、第２の実施の形態のプロジェクタ１２０においては、第１の実施の形態のミラー１２５に相当する反射部１２３２ｂ（図１１）は偏光子１２８よりもＬＥＤ光源１２３側に配置される。
　図１１（ａ）のＬＥＤ光源１２３の断面図に示すように、第２の実施の形態におけるＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２の外周面には、頂部近傍の所定領域を除く領域に反射膜が設けられている。すなわち、カバー１２３２には、ＬＥＤチップ１２３１から射出された光を透過させる透過部１２３２ａと、射出された光を反射させるための反射部１２３２ｂとが形成されている。なお、カバー１２３２は、上述したように中空のドーム型形状に形成されている。そして、カバー１２３２は、その半球面体の中心とＬＥＤチップ１２３１の中心とがほぼ一致するように配置されている。透過部１２３２ａはカバー１２３２の頂部に設けられ、ＬＥＤチップ１２３１から射出された白色光を透過して、集光光学系１２４へ導く。図１１（ｂ）の外観図に示すように、この透過部１２３２ａの領域は、反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａの形状に基づいて決定される。すなわち、カバー１２３２を透過したすべての光が画像表示領域１２２Ａに入射するように、透過部１２３２ａの領域が設定されている。
　反射部１２３２ｂは、ＬＥＤチップ１２３１から射出された光のうち、そのままでは画像表示領域１２２Ａには入射せず、照明光として利用されない光を光源に戻して再利用するために設けられる。反射部１２３２ｂは、たとえばアルミなどをカバー１２３２の表面に蒸着したものである。反射部１２３２ｂは半球面状のカバー１２３２の外周面に設けられているので、ＬＥＤチップ１２３１から射出され反射部１２３２ｂで反射された光は、半球のほぼ中心に位置するＬＥＤチップ１２３１に入射する。上述したように、透過部１２３２ａの領域は反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａに基づいて決定されているので、画像表示領域１２２Ａに入射しない光はすべて反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に戻される。
　反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に到達した光は、第１の実施の形態の場合と同様に、ＬＥＤチップ１２３１内部にも入射し、内部で反射や屈折を繰り返して再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。そして、再びＬＥＤチップ１２３１から発した光の一部は透過部１２３２ａを透過し、その他の光は反射部１２３２ｂで反射されて再びＬＥＤチップ１２３１へ戻る。したがって、反射型液晶パネル１２２の無効領域１２２Ｂの方向へ射出された光は、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として利用することができるようになる。
　以上で説明した第２の実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
（１）ＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２の外周面に、画像表示領域１２２Ａに対応する形状を有する透過部１２３２ａと、射出された光を反射させるための反射部１２３２ｂとを設けた。そして、反射部１２３２ｂは、ＬＥＤチップ１２３１から射出した光のうち、画像表示領域１２２Ａに入射しない光をＬＥＤチップ１２３１へ戻し、画像表示領域１２２Ａへ向かう光として射出させるようにした。その結果、従来は利用されていない無効領域１２２Ｂに入射する光を利用することができるので、第１の実施の形態において得られた（１）の作用効果と同様の作用効果が得られる。
（２）図１１に示すように、反射部１２３２ｂの形状を、画像表示領域１２２Ａに対応する形状となるように形成し、ＬＥＤチップ１２３１から射出される光のうち集光光学系１２４に入射しない光についてもＬＥＤチップ１２３１に戻して再利用するようにした。したがって、図１２に示す従来のＬＥＤ光源２２３のように、ＬＥＤチップ２２３ａの側面方向に射出された有効利用できない光ＬＡを利用できるので、第１の実施の形態におけるＬＥＤ光源１２３に比べて、射出した光の光利用効率をさらに向上できる。
（３）反射部１２３２ｂをカバー１２３２に設ける、すなわち反射部１２３２ｂを偏光子１２８に対してＬＥＤチップ１２３１側に設けるようにした。したがって、反射部１２３２ｂで反射されてから透過部１２３２ａを通過して射出した光を確実に偏光子１２８へ導くことができる。
　第２の実施の形態のプロジェクタ部１２０を、以下のように変形できる。
（１）ＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２に透過部１２３２ａと反射部１２３２ｂを設けるものに代えて、透過部と反射部とを有するキャップを設けるようにしてもよい。図１３に、この場合のＬＥＤ光源１２３の断面を示す。ＬＥＤ光源１２３は、カバー１２３２とほぼ同一の屈折率を有する透明部材により半球面体で中空のドーム型形状に形成され、カバー１２３２を覆うようにして設けられたキャップ１２３５を有する。なお、キャップ１２３５とカバー１２３２とは図１３に示すように密着するものであっても、キャップ１２３５とカバー１２３２との間に空間が存在するものであってもよい。空間が存在する場合には、キャップ１２３５およびカバー１２３２とほぼ同一の屈折率を有する透明なジェル状の物質が充填される。
　キャップ１２３５は、透過部１２３５ａと、キャップ１２３５の外周面にアルミ蒸着などが施された反射部１２３５ｂとを有する。透過部１２３５ａの領域は反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａに基づいて決定される。その結果、カバー１２３２および透過部１２３５ａは、ＬＥＤチップ１２３１から射出された白色光を透過して集光光学系１２４を介して画像表示領域１２２Ａへ導く。さらに、カバー１２３２を透過し反射部１２３５ｂで反射された白色光は、再びカバー１２３２を透過してＬＥＤチップ１２３１へ戻る。したがって、ＬＥＤチップ１２３１から射出される光のうち画像表示領域１２２Ａに入射しない光をＬＥＤチップ１２３１に戻して再利用することができる。
（２）カバー１２３２の外周部にアルミ蒸着などにより反射部１２３２ｂを設けるものに代えて、カバー１２３２の内周部に反射部１２３２ｂを設けるものでもよい。また、上記（１）のキャップ１２３５の外周部にアルミ蒸着などにより反射部１２３５ｂを設けるものに代えて、キャップ１２３５の内周部に反射部１２３５ｂを設けるものでもよい。
　上述した第１の実施の形態および第２の実施の形態におけるプロジェクタ部１２０を、次のように変形できる。
（１）ＬＥＤ光源１２３は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色をそれぞれ発光する３つのＬＥＤチップを用いて白色光を発光するものを用いてもよい。この場合、反射部で反射されて３つのＬＥＤチップに戻ってきた光はＬＥＤ光源１２３内で反射を繰り返して外部へ射出される。その結果、本来投射像の照明光として有効に利用できなかった光を有効利用してＬＥＤ光源の射出光量の増大化に寄与できる。
（２）ＰＢＳブロック１２６に代えて、図１４（ａ）に示すワイヤグリッド偏光子、もしくは複屈折性反射型偏光子４００を用いてもよい。
（３）反射型液晶パネル１２２に代えて、図１４（ｂ）に示す透過型液晶パネル５００を用いることができる。この場合においても、ミラー１２５の開口１２５ＯＰ、もしくはＬＥＤ光源１２３の透過部１２３２ａは、透過型液晶パネル５００の画像表示領域５００Ａに対応した形状となるように形成される。
－第３の実施の形態－
　図１５～図１７を参照して、本発明によるプロジェクタを備える電子カメラの第３の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、プロジェクタ部１２０の構成が第１の実施の形態と異なる。
　図１５に示すように、プロジェクタ部（プロジェクタ装置）１２０は、ＬＥＤ光源（高輝度白色ＬＥＤ）１２３、集光光学系（集光レンズ）１２４、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）ブロック１２６、反射型液晶パネル１２２、反射ミラー１２９、吸収型の偏光子１３０Ｐおよび投影光学系（投影レンズ）１２１を備えており、これらはケースに収納されて一体となっている。反射型液晶パネル１２２には、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）等の反射型液晶パネルが用いられ、モノクロタイプまたはカラータイプのいずれを用いても構わない。本実施の形態においては、反射型液晶パネル１２２としてカラータイプの液晶表示素子が用いられるとして説明する。反射型液晶パネル１２２は、投射制御回路１２７からの駆動信号に応じて反射型液晶パネル１２２の所定の画像表示領域１２２Ａに投射像を形成する。すなわち、画像表示領域１２２Ａは、投射像を形成するために利用される有効領域である。
　なお、ＬＥＤ光源１２３は蛍光体型ＬＥＤであって、その内部に青色ＬＥＤと、その青色ＬＥＤの前面に配されたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系の蛍光体層とを有している。青色ＬＥＤから青色成分の光が出射されると、青色成分の光の一部が蛍光体に吸収され、蛍光体から黄色成分の光が発生する。この黄色成分の光と残りの青色成分の光とを混色することで白色光が実現されている。
　ＬＥＤ光源１２３から発散するように出射された照明光は、集光光学系１２４を介してＰＢＳブロック１２６へと入射する。集光光学系１２４は、上述したようにＬＥＤ光源１２３から発散するように出射された光線が光軸と平行光となるように集光するレンズである。ＰＢＳブロック１２６に入射した照明光は、ＰＢＳブロック１２６の偏光分離部１２６ａによりＰ偏光成分とＳ偏光光とに分離される。Ｐ偏光光は偏光分離部１２６ａを透過して、ＰＢＳブロック１２６の図示上側の面から反射型液晶パネル１２２へと出射される。一方、Ｓ偏光光は偏光分離部１２６ａにより反射され、ＰＢＳブロック１２６の左側の面から反射ミラー１２９へと出射される。
　ＰＢＳブロック１２６から反射型液晶パネル１２２に入射したＰ偏光光は、反射型液晶パネル１２２の液晶層を進行し、反射型液晶パネル１２２の反射面で反射された後に、液晶層を逆方向に進行して反射型液晶パネル１２２からＰＢＳブロック１２６へと出射される。反射型液晶パネル１２２には画像信号が入力され、画像信号のレベルに応じて各画素に電圧が印加される。その際、電圧の印加状態に応じて液晶層の液晶分子の配列が変化し、液晶層が位相板の役目を果たすようになる。その結果、反射型液晶パネル１２２からＰＢＳブロック１２６へと出射される光には、Ｐ偏光光からＳ偏光光へと変調された変調光とＰ偏光のままの非変調光とが含まれている。
　このように、反射型液晶パネル１２２に入射したＰ偏光光は、表示されている画像に応じて変調作用を受ける。反射型液晶パネル１２２から出射された光（Ｐ偏光光とＳ偏光光とが含まれている）はＰＢＳブロック１２６に再び入射し、偏光分離部１２６ａによって偏光分離される。この偏光分離は検光とも呼ばれ、入射した光に含まれるＳ偏光光（変調光）は偏光分離部１２６ａで反射され、吸収型偏光子１３０Ｐを通過した後に、投影光学系１２１によって不図示のスクリーン上に投影される。
　一方、偏光分離部１２６ａを透過したＰ偏光光は、光路を逆行してＬＥＤ光源１２３へと入射する。このＰ偏光光は、ＬＥＤ光源１２３内で反射されて再びＰＢＳブロック１２６に入射したり、ＬＥＤ光源１２３の蛍光体の再励起に使われたりする。このＰ偏光光や再励起で発生した光は、再び反射型液晶パネル１２２を照明する照明光として利用されることになる。
　ＰＢＳブロック１２６と投影光学系１２１との間に配置された吸収型偏光子１３０Ｐは、入射した光に含まれるＰ偏光光を吸収する偏光子である。実際のＰＢＳではＰ偏光光とＳ偏光光とが完全に分離されず、反射光にはＰ偏光光が若干含まれている。このＰ偏光光は投影画像のコントラスト低下を招くので、偏光子１３０Ｐを挿入して投影光束に含まれているＰ偏光光を吸収するようにしている。なお、ここでは偏光子１３０ＰをＰＢＳブロック１２６と投影光学系１２１との間に配置したが、ＰＢＳブロック１２６と反射ミラー１２９との間に配置しても良いし、両方に配置してもかまわない。
　一方、集光光学系１２４から照明光としてＰＢＳブロック１２６へ入射し、偏光分離部１２６ａにより反射されて反射ミラー１２９に入射したＳ偏光光は、反射ミラー１２９で反射されて光路を逆行し、ＬＥＤ光源１２３に入射する。このＳ偏光光は、上述したＰ偏光光の場合と同じように、ＬＥＤ光源１２３内で反射されて再びＰＢＳブロック１２６へ入射したり、ＬＥＤ光源１２３の蛍光体の再励起に使われたりする。再励起で発生した光は、照明光として利用されることになる。また、ＰＢＳブロック１２６へ再入射したＳ偏光光は、偏光分離部１２６ａおよび反射ミラー１２９で反射されて、ＬＥＤ光源１２３に再び入射する。このようなＬＥＤ光源１２３と反射ミラー１２９との間で反射を繰り返す内に、Ｓ偏光光が回転し、そのＰ偏光成分が偏光分離部１２６ａを透過して反射型液晶パネル１２２へと入射する。
　このように、投影に用いることなく捨てていたＳ偏光光を、反射ミラー１２９によりＬＥＤ光源１２３へ戻して、反射による偏光回転効果および戻り光による再励起効果を利用するようにした。それにより、不要光の一部を反射型液晶パネル１２２の照明光として利用することが可能となり、光源で発生した光の利用効率を上げ投影像の明るさ向上を図ることができる。また、従来の光源をそのまま利用して、反射ミラー１２９を追加しただけなので、プロジェクタ部１２０が大型化するのを抑えつつ、光源光の利用効率の向上を図ることができる。
　従来は、偏光分離部１２６ａで図１５の左方向に反射されたＳ偏光光は利用されることがなかったので、ＬＥＤ光源１２３で発生した光の約５０％が利用されずに捨てられていたことになる。しかしながら、図１５に示すように一つの反射ミラー１２９を配置することで、投影像の明るさ向上を図ることができる。図１６は、明るさ向上を確認するために行った実験を示す図である。実験では、反射ミラー１２９として平面ミラーを使用し、ＰＢＳブロック１２６を挟んでＬＥＤ光源１２３と対向するように、すなわち図１５の反射型液晶パネル１２２が配置されている側に分光輝度計３００を配置して、偏光分離部１２６ａの透過光を計測した。
　図１７は、透過光の分光計測結果を示す図である。図１７の縦軸は分光放射照度を、横軸は波長をそれぞれ表しており、ラインＬ１１は反射ミラー１２９が無い場合の計測結果を示し、ラインＬ１２は反射ミラー１２９を用いた場合の計測結果を示す。上述したようにＬＥＤ光源１２３は蛍光体型ＬＥＤであるため、いずれの場合も、青色ＬＥＤで発生する青色成分のピーク（波長４５０ｎｍ付近の波長域の狭いピーク）と、ＹＡＧ系蛍光体から発生する黄色成分のピーク（波長５５０ｎｍ付近の波長域の広いピーク）とが観測される。
　図１７のラインＬ１１，Ｌ１２を比較すると、反射ミラー１２９を配置した場合のほうが黄色成分のピークの高さが大きく、蛍光体からの光が増加していることが分かる。この光量増加は、反射ミラー１２９で反射されてＬＥＤ光源１２３に戻ったＳ偏光光によって、蛍光体が再励起された効果によるものと考えることができる。その結果、照度が約１９％向上することが、実験の結果わかった。
　また、蛍光体型白色ＬＥＤの場合には、青色ＬＥＤの光で蛍光体を励起して黄色成分の蛍光を発生させ、擬似的に白色光を生成している。そのため、図１７からもわかるように青色成分のピークが高く、青みがかった白色となっている。しかし、反射ミラー１２９を用いると黄色成分の光量が増加するため、白色光の光量アップに加えて、より自然な白色に近づくように色調の改善を図ることができる。
　なお、この実験では、ＬＥＤ光源１２３の光軸上正面に分光輝度計３００を配置しているため、ＬＥＤチップ面で反射による偏光回転効果は検出し難く、図１７では再励起効果が顕著に現れている。この場合、光軸から離れた光を計測することで、偏光回転効果を確認することが可能である。
－第４の実施の形態－
　本発明によるプロジェクタを備える電子カメラの第４の実施の形態について説明する。以下の説明では、第３の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第３の実施の形態と同じである。本実施の形態では、第３の実施の形態のプロジェクタ部１２０の光源として、第２の実施の形態において説明したＬＥＤ光源１２３を用いるものである。
　図１１を用いて上述したように、ＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２には、反射型液晶パネル１２２の画像表示領域１２２Ａとカバー１２３２を透過した光による照射範囲とがほぼ一致するように、透過部１２３２ａの領域が開口として設けられている。その結果、ＬＥＤチップ１２３１から側面方向に射出された光、すなわち、そのままでは集光光学系１２４には入射せず、照明光として利用されない光が反射部１２３２ｂにより反射されて光源に戻され、再利用される。上述したように、カバー１２３２の中心とＬＥＤチップ１２３１の中心とがほぼ一致しているので、ＬＥＤチップ１２３１から射出され反射部１２３２ｂで反射された光は、半球のほぼ中心に位置するＬＥＤチップ１２３１に入射する。
　反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に到達した光のうち青色成分の反射光は、ＬＥＤチップ１２３１を構成する黄色発光蛍光体を励起する。上述したように、ＬＥＤチップ１２３１の青色発光体から放射された青色成分の光も黄色発光蛍光体を励起し、それに加えて青色成分の反射光が入射するので黄色発光蛍光体の発光光量が増加する。また、反射部１２３２ｂの反射光のうち青色成分の反射光であって、上記の励起に使われなかった成分は、ＬＥＤチップ１２３１内部にも入射し、内部で反射や屈折を繰り返して再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。また、反射部１２３２ｂで反射されてＬＥＤチップ１２３１に到達した光のうち黄色成分の光は、ＬＥＤチップ１２３１の内部で反射や屈折を繰り返し、再びＬＥＤチップ１２３１の外部に向かって射出する。
　上述のようにして再びＬＥＤチップ１２３１から発した光の一部は透過部１２３２ａを透過し、その他の光は反射部１２３２ｂで反射されて再びＬＥＤチップ１２３１へ戻る。そして、ＬＥＤチップ１２３１へ戻った光は再度上述したようにＬＥＤチップ１２３１から射出される。したがって、ＬＥＤチップ１２３１の側面方向へ射出された光は、透過部１２３２ａを透過する光として利用することができるようになる。このため、反射部１２３２ｂで反射された光が再利用されて、透過部１２３２ａを透過する光量が増加し、ＬＥＤ光源１２３から射出した光の集光光学系１２４による集光効率が上昇した状態と等価になる。
　以上で説明した第４の実施の形態によれば、第３の実施の形態により得られた作用効果に加えて、以下の作用効果が得られる。
（１）ＬＥＤ光源１２３を構成するカバー１２３２に反射部１２３２ｂを設け、ＬＥＤチップ１２３１から射出される光のうち集光光学系１２４に入射しない光をＬＥＤチップ１２３１に戻して再利用するようにした。すなわち、反射部１２３１ｂで反射された光はＬＥＤチップ１２３１に入射して励起や反射を繰り返して、集光光学系１２４へ向けて射出されるようにした。したがって、図１２に示す従来技術のＬＥＤ光源２２３のように、ＬＥＤチップ２２３ａの側面方向に射出された有効利用できない光ＬＡを利用することができるので、ＬＥＤ光源１２３から射出した光の集光効率を高くし、出射光量を増加することができる。
（２）ＬＥＤ光源１２３のカバー１２３２の外周面に、画像表示領域１２２Ａに対応する形状を有する透過部１２３２ａと、射出された光を反射させるための反射部１２３２ｂとを設けた。そして、反射部１２３２ｂは、ＬＥＤチップ１２３１から射出した光のうち、画像表示領域１２２Ａに入射しない光をＬＥＤチップ１２３１へ戻し、画像表示領域１２２Aへ向かう光として射出させるようにした。したがって、画像表示領域１２２Ａに導かれない光は全量が反射部１２３２ｂで反射されて再利用可能となり、光の利用効率を高くしてＬＥＤ光源１２３から集光光学系１２４に入射する光の光量を増加させることができる。
　以上で説明した第３および第４の実施の形態によるプロジェクタ部１２０は以下のように変形できる。
（１）偏光分離部１２６ａで反射されるＰ偏光光に代えて、Ｓ偏光光を投影に用いることもできる。この場合、プロジェクタ部１２０は図１８に示すような構成となる。偏光分離部１２６ａで反射されたＳ偏光光は、反射型液晶パネル１２２に入射する。反射型液晶パネル１２２で変調されてＰ偏光光となった投影光は、偏光分離部１２６ａおよびＳ偏光光を吸収する偏光子１３０Ｓを透過して、投影光学系１２１によりスクリーン上に投影される。このように、図１８の場合には、照明光の内のＰ偏光光が従来利用されていなかった偏光成分であり、図１５におけるＳ偏光光の場合におけるのと同様の作用効果を奏する。
（２）反射ミラー１２９を独立して設けるものに限られない。たとえば、図１９に示すように、ＬＥＤ光源１２３、集光光学系１２４、ＰＢＳブロック１２６、反射型液晶パネル１２２、偏光子１３０Ｐおよび投影光学系１２１をケース１５０内に収めて一体とし、ケース１５０の内面に蒸着膜を形成することにより反射ミラー１２９とすることができる。反射ミラー１２９とＰＢＳブロック１２６との距離は後述する変形例（３）に記載の寸法ｄに設定される。このように、変形例（２）では、ケース１５０の内面に形成された蒸着膜を反射ミラー１２９としているため、部品点数の削減により装置の小型・軽量化が図れる。
（３）図２０は、第３の変形例を説明する図である。上述したように集光光学系１２４はＬＥＤ光源１２３からの光を平行光とする光学系であるが、実際には理想的な平行光とならず、平行光から外れた光束も含まれることになる。これは、光源が理想的な点光源でないことや、プロジェクタ部１２０の小型化を図るために平行光とするのが難しいことなどに起因している。そのため、光線Ｌ１のように集光光学系１２４から斜め方向に出射され、ＰＢＳブロック１２６に入射する光束も発生する。
　光線Ｌ１は、集光光学系１２４からＰＢＳブロック１２６へ入射したが、偏光分離面１２６ａに入射することなく反射ミラー側に出射される光、すなわち非分離光を示したものであって、ＰＢＳブロック１２６の端の部分を通って反射ミラー側に出射される光線を示したものである。このとき、ＰＢＳブロック１２６と反射ミラー１２９との距離ｄが次式（１）を満たしていれば、反射された光線Ｌ１が再びＰＢＳブロック１２６に入射して投影像に悪影響を与えるようなことがない。角度θは、光線Ｌ１のＰＢＳブロック１２６の出射面に対する角度であり、ａはＰＢＳブロック１２６の一辺の長さである。
　ｄ＞（ａ／２）・tanθ　　…（１）
　図２０に示した反射ミラー１２９の位置は、ｄ＝（ａ／２）・tanθの場合を示したものであり、反射ミラー１２９で反射された光線Ｌ１は、ＰＢＳブロック１２６の上側の端の部分に入射している。光線Ｌ２は、距離ｄが（ａ／２）・tanθよりも小さい場合を示しており、再びＰＢＳブロック１２６内に入射してゴースト等の原因となる。一方、光線Ｌ３は距離ｄが（ａ／２）・tanθよりも大きい場合を示しており、反射ミラー１２９で反射された光は、ＰＢＳブロック１２６に再入射しない。
　なお、距離ｄを式（１）のように設定した場合でも、光線Ｌ３に示すようにＰＢＳブロック１２６と反射ミラー１２９の隙間から外部に漏れ出て散乱光としての影響が出てくる。そこで、図２０に示すような遮光部材１６０を設けることで、このような散乱光を防止することができる。
（４）図２１は、第３および第４の実施の形態の第４の変形例を示す図である。集光光学系１２４から出射される光が完全な平行光であれば、偏光分離部１２６ａで反射されたＳ偏光光は反射ミラー１２９に垂直に入射し、反射光は光路を逆行してＬＥＤ光源１２３へと戻る。しかしながら、図２０において説明したように、集光光学系１２４から出射される実際の光は平行光からずれている。そのため、図２１（ａ）に示すように、光軸から離れた光束は偏光分離部１２６ａに対して４５度からずれた角度で入射し、偏光分離部１２６ａで反射されて反射ミラー１２９に入射するＳ偏光光も、光軸から遠ざかるほど斜めに入射することになる。その結果、反射光は光路を逆行するような方向には反射されず、その一部はＬＥＤ光源１２３に戻らないことになる。
　そこで、変形例（４）では、平行光でないＳ偏光光が反射ミラー１２９の反射面に対して垂直に入射するように、反射ミラー１２９の反射面を光学パワーを有するような面形状とした。反射ミラー１２９の面形状は、集光光学系１２４の光学特性に応じて設定される。すなわち、図２１（ａ）に示すように、集光光学系１２４から出射される光束が進行するにつれて拡がるような形状である場合には、反射ミラー１２９の反射面形状を凹面形状とする。一方、図２１（ｂ）に示すように、集光光学系１２４から出射される光束が進行するにつれて窄まるような形状である場合には、反射ミラー１２９の反射面形状を凸面形状とする。
　このように、変形例（４）では、ＰＢＳブロック１２６から出射されたＳ偏光光が反射ミラー１２９に垂直に入射するように、反射ミラー１２９にパワーを持たせるようにした。したがって、反射ミラー１２９で反射されたＳ偏光光は、全て光路を逆行して光源であるＬＥＤ光源１２３に戻ることになる。その結果、従来は捨てていたＳ偏光光の利用効率を、さらに向上させることができる。
　なお、ここでは、反射されたＳ偏光光が光路を逆行するように反射ミラー１２９の光学特性（パワー）を設定したが、面光源の場合には、より光源中心側に集光するような反射特性を持たせるようにしても良い。光源中心に入射させることで、再出射される光は光源中心から出射されるような傾向となりやすい。その結果、再出射された集光光学系１２４を通過した光は、より平行光に近い光へとされる。特に、再励起により蛍光体から発生する光に対しては、光を光源中心に集めることによる効果は大きい。また、変形例（３）で説明した構成は、上述したようなパワーを有する反射ミラー１２９に対しても同様に適用することができる。
（５）図２２は、本実施の形態の第５の変形例を示す図である。上述した実施の形態では、光源として白色光を射出するＬＥＤ光源１２３を用いていたが、変形例（５）では、図２２（ａ）に示すように、Ｒ光，Ｇ光，Ｂ光を発生する独立した３つのＬＥＤ１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂを、光源として用いる構成とした。
　図２２（ａ）は反射ミラー１２９に平面ミラーを用いる場合を示し、図２２（ｂ）は反射ミラー１２９に凹面鏡を用いる場合を示した。いずれの場合も、各ＬＥＤ１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂから出射されるＲ光，Ｇ光，Ｂ光は、それぞれ集光光学系１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃを介してクロスダイクロイックプリズム１７０に三方向から入射する。クロスダイクロイックプリズム１７０に入射したＲ光，Ｇ光およびＢ光は、それぞれ図示上方へと出射され、ＰＢＳブロック１２６に入射する。
　各Ｒ光，Ｇ光およびＢ光は、ＰＢＳブロック１２６によりＳ偏光光とＰ偏光光とに分離され、各Ｐ偏光光は反射型液晶パネル１２２へと入射し、各Ｓ偏光光は反射ミラー１２９に入射する。Ｒ光，Ｇ光およびＢ光の各Ｓ偏光光は反射ミラー１２９で反射されて光路を逆行し、クロスダイクロイックプリズム１７０に入射する。クロスダイクロイックプリズム１７０は、入射したＲ光のＳ偏光光はＬＥＤ１２３Ｒ方向へと出射し、Ｇ光のＳ偏光光はＬＥＤ１２３Ｇ方向へと出射し、Ｂ光のＳ偏光光はＬＥＤ１２３Ｂ方向へと出射する。そのため、上述した実施の形態と同様に、光源光の利用効率の向上を図ることができ、投影像の明るさ向上を図ることができる。
　図２２（ｂ）に示す構成の場合、３つの集光光学系１２４Ｒ，１２４Ｇ，１２４Ｂの光学特性が同一であれば反射ミラー５のパワーを全ての集光光学系１２４Ｒ，１２４Ｇ，１２４Ｂに対応させることができるが、各集光光学系１２４Ｒ，１２４Ｇ，１２４Ｂの光学特性が異なっている場合には、光量を増加させたい色光の集光レンズの光学特性に合わせて反射ミラー１２９のパワーを設定する。例えば、比感度の一番高いＧ光にパワーを合わせることで、投影像の明るさ向上をより図ることができる。また、投影像の色バランスを調整する目的であれば、ＬＥＤの発光効率が悪く光量の最も小さな色光の集光レンズに、パワーを合わせるようにすれば良い。
（６）図２３は、第３および第４の実施の形態の第６の変形例を示す図である。上述した図２２（ｂ）に示すプロジェクタ部１２０では、３つの独立したＬＥＤ１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂを用い、反射ミラー１２９のパワーをいずれの色光に合わせるかによって、投影像の明るさ向上がより改善されるようにしたり、投影像の色バランスの調整を行ったりした。変形例（６）のプロジェクタ部１２０では、図１５のように白色光を射出するＬＥＤ光源１２３を用いた場合にも同様な効果が得られるような構成とした。
　図２３（ａ）に示す例では、反射ミラー１２９とＰＢＳブロック１２６との間にカラーフィルタ１８０を挿入することで、図２２（ｂ）の場合と同様な効果が得られるようにした。例えば、カラーフィルタ１８０としてＧ光を透過するカラーフィルタを用いれば、Ｇ光のＳ偏光光のみがＬＥＤ光源１２３に戻るので、反射型液晶パネル１２２に入射するＧ光が増加し、投影像の明るさが向上する。一方、色バランスを調整する場合には、カラーフィルタ１８０として、光量の小さな色光を透過するカラーフィルタを用いれば良い。
　図２３（ｂ）に示す例では、図２３（ａ）の反射ミラー１２９とカラーフィルタ１８０との代わりに、特定波長域の光のみを反射するダイクロイックミラー１９０を用いることで、同様の効果が得られるような構成とした。
　図２３（ｃ）に示す例では、図２３（ｂ）の構成に対して、λ／４波長板１９１を集光光学系１２４とＰＢＳブロック１２６との間に配置するようにした。λ／４波長板１９１の周波数λは、ダイクロイックミラー１９０で反射される色光の波長に合わせるように設定されている。例えば、ダイクロイックミラー１９０がＧ光を反射するように設計されている場合には、ダイクロイックミラー１９０で反射されたＧ光のＳ偏光光は、偏光分離部１２６で反射された後に、λ／４波長板１９１により楕円偏光とされる。そのＧ光の楕円偏光がＬＥＤ光源１２３で反射されて再びλ／４波長板１９１を通過すると、Ｓ偏光光に対して９０度回転したＰ偏光光とされる。
　その結果、このＧ光のＰ偏光光は、ＰＢＳブロック１２６の偏光分離部１２６ａを透過して反射型液晶パネル１２２に入射することになる。λ／４波長板１９１を用いない場合、Ｓ偏光光の反射による偏光回転効果を利用して光量増加を図るようにしているため、戻ってきたＳ偏光光の一部だけが反射型液晶パネル１２２の照明光として利用される。しかし、λ／４波長板１９１を用いると、戻ってきたＳ偏光光はλ／４波長板１９１によりＰ偏光光へと偏光回転されることになり、反射による偏光回転だけの場合に比べて光源光の利用効率がより一層向上する。なお、反射型液晶パネル１２２の画像を読み出す偏光光としてＳ偏光光を用いる構成の場合も、同様の効果を奏する。
　なお、図２３（ａ）～（ｃ）のいずれの場合にも、反射ミラー１２９またはダイクロイックミラー１９０にパワーを持たせることで、図２１に示す装置の場合と同様の効果を奏することができる。また、図２３（ａ），（ｂ）の構成においても、散乱光の悪影響を抑制するために、反射ミラー１２９またはダイクロイックミラー１９０とＰＢＳブロック１２６との間隔を、上述した距離ｄよりも大きく設定するのが好ましい。さらに、図２０に示すような遮蔽部材１６０を設けるようにしても良い。
（７）ＬＥＤ光源１２３の反射部１２３２ｂは、青色成分を反射するダイクロックミラーで構成してもよい。ＬＥＤチップ１２３１から射出されダイクロックミラーで反射されてＬＥＤチップ１２３１へ入射する光を青色成分のみの光とすることができる。その結果、反射光に黄色成分の光が含まれている場合に比べて、再び射出される白色光のうち黄色成分の光が多くなることが抑制される。
（８）上述した実施の形態では、互いに直交する２つの偏光光に分離する光学素子としてブロック状のＰＢＳブロック１２６を用いたが、ワイヤグリッド偏光子や複屈折性反射型偏光子のような平板型の光学素子を用いても良い。図２４はワイヤグリッド偏光子１９２を用いた構成を示しており、図２４（ａ）は平面型の反射ミラー１２９を用いた場合であり、図２４（ｂ）はパワーを有する反射ミラー１２９を用いた場合である。
　上述した第１～第４の実施の形態のプロジェクタ部１２０を、以下のように変形してもよい。
（１）プロジェクタ部１２０を搭載する携帯電話やＰＤＡなどの携帯型電子機器にも本発明を適用できる。
（２）固体発光素子は、実施の形態で説明した発光ダイオードに限定されない。また、光源としてランプを用いるものであってもよい。
　以上で説明した実施の形態と変形例の一つ、もしくは複数の変形例を組み合わせることが可能であり、変形例同士を組み合わせることも可能である。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
　次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
　日本国特許出願２００８年第０１１４８０号（２００８年１月２２日）
　日本国特許出願２００８年第０３２０５７号（２００８年２月１３日）
　日本国特許出願２００８年第１５９１４７号（２００８年６月１８日）

Claims (21)

  1. 　光を射出する固体発光素子と、
    　投射像を形成するための有効領域を有する投射像形成ユニットと、
    　前記固体発光素子と前記投射像形成ユニットとの間に配置される反射部材とを備え、
    　前記反射部材は、前記固体発光素子から射出された前記光のうち前記有効領域に入射しない光を反射して前記固体発光素子へ戻すプロジェクタ装置。
  2. 　請求項１に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記固体発光素子は、発光部と蛍光体とを有し、前記発光部からの励起光と前記蛍光体からの蛍光とを含む前記光を射出し、前記反射部材により反射された前記光を用いて前記蛍光体を励起して、前記有効領域へ向けて前記蛍光を射出するプロジェクタ装置。
  3. 　請求項１または２に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記反射部材は、前記有効領域に対応する形状に形成された開口部を有し、
    　前記固体発光素子は、前記開口部を介して前記光を前記投射像形成ユニットへ射出するプロジェクタ装置。
  4. 　請求項１または２に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記反射部材は、第１反射片と第２反射片とを含み、前記第１反射片と前記第２反射片とは前記有効領域に応じて所定間隔で配置されるプロジェクタ装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記固体発光素子から射出された光を前記投射像形成ユニットへ導く照明光学系をさらに備え、
    　前記反射部材は、前記照明光学系に対して前記固体発光素子側に設けられるプロジェクタ装置。
  6. 　請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記固体発光素子は、ドーム形状を有するカバー部材を備え、
    　前記反射部材は、前記カバー部材の表面に設けられるプロジェクタ装置。
  7. 　請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプロジェクタ装置において、
    　偏光子をさらに備え、
    　前記反射部材は、前記偏光子に対して前記固体発光素子側に設けられるプロジェクタ装置。
  8. 　請求項１に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記投射像形成ユニットは、前段に偏光ビームスプリッタを有する反射型画像形成素子であり、
    　前記反射部材は、前記偏光ビームスプリッタの入射面に設けられるプロジェクタ装置。
  9. 　光源と、
    　前記光源の光を集光する照明光学系と、
    　前記照明光学系で集光された前記光が入射し、入射した前記光を第１偏光成分の第１光束と第２偏光成分の第２光束とに分離して射出する偏光分離素子と、
    　前記第１偏光成分の前記第１光束が入射し、入射した前記第１偏光成分の前記第１光束を表示画像に応じて前記第２偏光成分の第３光束に変調して前記偏光分離素子へと射出する反射型表示素子と、
    　前記反射型表示素子で変調された前記第２偏光成分の前記第３光束を前記偏光分離素子で検光して得られる投影画像を投影する投影光学系と、
    　前記第２偏光成分の前記第２光束を反射して、前記偏光分離素子を介して前記光源へと戻す第１反射部とを備え、
    　前記第１偏光成分と前記第２偏光成分とは互いに直交するプロジェクタ装置。
  10. 　請求項９に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記第１反射部は、反射された前記第２偏光成分の前記第２光束が反射前の光路を逆行するような反射特性を有するプロジェクタ装置。
  11. 　請求項９に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記第１反射部は、反射された前記第２偏光成分の前記第２光束が前記光源の中心に戻るような反射特性を有するプロジェクタ装置。
  12. 　請求項９乃至１１のいずれか一項に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記第１反射部と前記偏光分離素子との間隔を、前記光源から前記偏光分離素子に入射した前記光のうち前記偏光分離素子で偏光分離されることなく前記第１反射部に入射した非分離光が、前記反射型表示素子に到達するときの入射臨界間隔よりも大きく設定したプロジェクタ装置。
  13. 　請求項１２に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記非分離光が前記第１反射部と前記偏光分離素子との間の領域から外部へ進行するのを阻止する遮蔽部材を設けたプロジェクタ装置。
  14. 　請求項９乃至１３のいずれか一項に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記第１反射部は、特定波長の光を反射するプロジェクタ装置。
  15. 　請求項１４に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記特定波長域内の波長に関するλ／４波長板を、前記照明光学系と前記偏光分離素子との間に配設したプロジェクタ装置。
  16. 　請求項９乃至１５のいずれか一項に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記第２偏光成分の光束を透過するとともに、前記第１偏光成分の光束を吸収する偏光子をさらに備え、
    　前記偏光子は、前記偏光分離素子と前記投影光学系との間、および前記偏光分離素子と前記第１反射部との間の少なくとも一方に配置されるプロジェクタ装置。
  17. 　請求項９乃至１６のいずれか一項に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記光源から射出された光のうち、前記照明光学系に入射しない光を反射して、前記光源へ戻す第２反射部をさらに備えるプロジェクタ装置。
  18. 　請求項１７に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記第２反射部は、所定の曲面形状を備えるプロジェクタ装置。
  19. 　請求項１８に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記第２反射部は、反射された光が前記光源の中心へと戻るような反射特性を有するプロジェクタ装置。
  20. 　請求項１７乃至１９のいずれか一項に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記反射型表示素子は、投影像を形成するための有効領域を有し、
    　前記光源は、発光部と蛍光体とを有し、前記発光部からの光と前記発光部からの光により励起された前記蛍光体からの蛍光とを含む前記光を射出する固体発光素子により構成され、
    　前記第２反射部は、前記有効領域に入射しない光を前記光源へ反射させ、
    　前記固体発光素子は、前記第２反射部材により反射された前記光を用いて前記蛍光体を励起して、前記有効領域へ向けて前記蛍光を射出するプロジェクタ装置。
  21. 　請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載のプロジェクタ装置において、
    　前記第２反射部は、特定波長域の光を反射するプロジェクタ装置。
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