JP6183582B2 - 照明装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、照明装置およびプロジェクターに関する。

近年、固体光源の発達に伴い、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）、レーザーダイオード（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ：ＬＤ）、スーパールミネッセントダイオード（Ｓｕｐｅｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｄｉｏｄｅ：ＳＬＤ）などを用いたプロジェクターの開発が進められている。これらの光源は、現在用いられている水銀ランプに比較すると１発光点あたりの光出力が小さく、プロジェクターに必要な明るさを確保するためには、多数の発光点を備えていることが必要である。

多数の発光点を備えた照明装置として、特許文献１のような構成が知られている。特許文献１には、発光素子アレイと、照明対象面上での発光素子からの光による照度分布曲線の傾斜をほぼ直線的な傾斜にする配光分布補正光学系（例えばコリメートレンズ）と、を備えた照明装置が開示されている。

特開２０１０−１８６７５４号公報

しかしながら、上記のような照明装置では、例えば、コリメートレンズに対して発光素子がずれると、それにともない発光素子から射出する光の光軸がずれ、照明面において照度むらが生じることがあった。その結果、均一な照度分布を有する照明面が得られないことがあった。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、照明面を、均一性よく照明することができる照明装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記照明装置を含むプロジェクターを提供することにある。

本発明に係る照明装置は、
複数の発光部を有する光源と、
複数の前記発光部から射出された光が入射する光学系と、
を含み、
前記光学系は、
前記発光部から射出された光が入射し、前記発光部から射出された光の放射角を小さくする第１レンズと、
前記第１レンズから射出された光が入射する第２レンズと、
前記第２レンズから射出された光が入射し、前記第２レンズから射出された光の放射角を大きくする拡散板と、
を有し、
前記第２レンズは、前記発光部と、前記拡散板から射出された光が照射される照明面と、を主光線において、共役関係にするように設けられる。

このような照明装置によれば、このような照明装置によれば、照明面を、均一性よく照
明することができる。

本発明に係る照明装置において、
前記拡散板から射出された光を、前記照明面に導くライトガイドを含んでもよい。

このような照明装置によれば、拡散板から射出された光を、より確実に照明面に照射することができ、光の損失を小さくすることができる。

本発明に係る照明装置において、
前記第２レンズの焦点距離は、前記第１レンズの焦点距離よりも大きくてもよい。

このような照明装置によれば、照明面を、均一性よく照明することができる。

本発明に係る照明装置において、
前記発光部と前記第２レンズとの距離が、前記第２レンズと前記照明面との距離の１倍以上５倍以内であってもよい。

このような照明装置によれば、照明面において位置ずれを抑えた光学系を提供できる。

本発明に係る照明装置において、
前記発光部から射出された光は、前記第１レンズにより収束光束となってもよい。

このような照明装置によれば、第２レンズに入射できない光の割合を小さくすることができ、光の損失を小さくすることができる。

本発明に係る照明装置において、
前記第１レンズの個数と前記第２レンズの個数とは、同一であってもよい。

このような照明装置によれば、容易に設計することができる。

本発明に係るプロジェクターは、
前記照明装置から射出された光を、画像情報に応じて変調する空間光変調装置と、
前記空間光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
を含み、
前記照明装置は、
複数の発光部を有する光源と、
前記発光部から射出された光が入射する光学系と、
を含み、
前記光学系は、
前記発光部から射出された光が入射し、前記発光部から射出された光の放射角を小さくする第１レンズと、
前記第１レンズから射出された光が入射する第２レンズと、
前記第２レンズから射出された光が入射し、前記第２レンズから射出された光の放射角を大きくする拡散板と、
を有し、
前記第２レンズは、前記発光部と、前記拡散板から射出された光が照射される照明面と、を主光線において、共役関係にするように設けられる。

このようなプロジェクターによれば、照明面を、均一性よく照明することができる照明装置を含むため、輝度むらを低減することができる。
本発明に係る照明装置は、
複数の発光部を有する光源と、複数の前記発光部から射出された光が入射する光学系と、を含み、前記光学系は、前記発光部から射出された光が入射し、前記発光部から射出された光の放射角を小さくする第１レンズと、前記第１レンズから射出された光が入射する第２レンズと、前記第２レンズから射出された光が入射し、前記第２レンズから射出された光の放射角を大きくする拡散板と、を有し、前記第２レンズは、前記発光部と、前記拡散板から射出された光が照射される照明面と、を主光線において、共役関係にするように設けられ、前記拡散板から射出された光を、前記照明面に導くライトガイドを含む。
本発明に係る照明装置において、
前記第２レンズの焦点距離は、前記第１レンズの焦点距離よりも大きくてもよい。
本発明に係る照明装置において、
前記照明面と前記第２レンズとの距離が、前記第２レンズと前記発光部との距離の１倍以上５倍以内であってもよい。
本発明に係る照明装置において、
前記発光部から射出された光は、前記第１レンズにより収束光束となってもよい。
本発明に係る照明装置において、
前記第１レンズの個数と前記第２レンズの個数とは、同一であってもよい。
本発明に係るプロジェクターは、
照明装置と、前記照明装置から射出された光を、画像情報に応じて変調する空間光変調装置と、前記空間光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、を含み、前記照明装置は、複数の発光部を有する光源と、前記発光部から射出された光が入射する光学系と、を含み、前記光学系は、前記発光部から射出された光が入射し、前記発光部から射出された光の放射角を小さくする第１レンズと、前記第１レンズから射出された光が入射する第２レンズと、前記第２レンズから射出された光が入射し、前記第２レンズから射
出された光の放射角を大きくする拡散板と、を有し、前記第２レンズは、前記発光部と、前記拡散板から射出された光が照射される照明面と、を主光線において、共役関係にするように設けられ、前記拡散板から射出された光を、前記照明面に導くライトガイドを含む。

本実施形態に係る照明装置を模式的に示す図。 本実施形態に係る照明装置の光源を模式的に示す図。 発光部と照明面との主光線における共役関係を説明するための図。 照明面を模式的に示す図。 第１レンズに対する発光素子の位置ずれを説明するための図。 第１レンズから射出される光が平行光である場合と、第１レンズから射出される光が集光された光である場合と、を模式的に示す図。 本実施形態の変形例に係る照明装置を模式的に示す図。 本実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． 照明装置
まず、本実施形態に係る照明装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る照明装置１００を模式的に示す図である。図２は、本実施形態に係る照明装置１００の光源１０を模式的に示す図であって、Ｚ軸方向から見た図である。なお、便宜上、図１では、支持基板１６の図示を省略している。また、図１，２および以下に示す図３〜図７では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を図示している。

照明装置１００は、図１および図２に示すように、光源１０と、光学系１０２と、を含む。さらに、照明装置１００は、ライトガイド５０を含むことができる。

光源１０は、発光素子１２と、支持基板１６と、を有している。発光素子１２は、複数設けられている。発光素子１２の数は、特に限定されないが、図２に示す例では、発光素子１２は、３つ設けられて、Ｙ軸方向に配列されている。

発光素子１２は、複数の発光部１４を有している。発光部１４の数は、特に限定されないが、図２に示す例では、発光部１４は、１つの発光素子１２において５つ設けられて、Ｘ軸方向に配列されている。発光部１４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にマトリックス状に配列されている。発光部１４は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に等間隔で配列されている。

なお、図示はしないが、発光素子１２は、１つの発光部１４を有していてもよく、１つの発光部１４を有する発光素子１２がＸ軸方向およびＹ軸方向にマトリックス状に配列されていてもよい。

発光素子１２は、発光部１４から光（光束）を射出することができる。図示の例では、発光部１４から射出する光の射出方向は、Ｚ軸方向である。発光素子１２は、例えば、ＳＬＤ、ＬＤ、ＬＥＤである。ＳＬＤは、レーザー発振を防止することができ、ＬＤに比べて、スペックルノイズを低減することができる。

支持基板１６は、発光素子１２を支持している。支持基板１６の形状は、発光素子１２を支持できれば特に限定されないが、例えば、板状である。支持基板１６の材質は、例えば、銅、アルミニウムである。このような材質の支持基板１６を用いることにより、光源１０の放熱性を向上させることができる。

光学系１０２には、複数の発光部１４から射出する光が入射する。光学系１０２は、第１レンズアレイ２０（第１レンズ２２）、第２レンズアレイ３０（第２レンズ３２）、および拡散板４０を有している。なお、図示はしないが、光学系１０２は、レンズ２２，３２および拡散板４０以外の光学部材を有していてもよい。

第１レンズアレイ２０は、複数の第１レンズ２２から構成されている。第１レンズ２２は、発光部１４の数に対応して複数設けられている。第１レンズ２２には、発光部１４から射出する光が入射する。発光部１４から射出する光の主光線は、例えば、第１レンズ２２の中心（例えば第１レンズ２２を構成する球面の中心）を通る。ここで、「主光線」とは、光束を構成する光線のうち中心（光束の角度分布の中心）を通る光線である。主光線の方向から見たときの、発光部１４から射出する光束の形状は、例えば、楕円や円である。なお、本実施形態においては、主光線の方向は、Ｚ軸方向と平行である。

第１レンズ２２は、発光部１４から射出する光の放射角を小さくすることができる。具体的には、第１レンズ２２は、発光部１４から射出される発散光を平行光として、射出することができる。すなわち、第１レンズ２２は、コリメートレンズとして機能することができる。

なお、発光部１４から射出された光は、第１レンズ２２によって、集光されても（収束光となっても）よい。すなわち、第１レンズ２２から射出する光は、１点に向かって、進行してもよい（後述する図６参照）。

第１レンズ２２の形状は、発光部１４から射出する光の放射角を小さくすることができれば、特に限定されないが、図示の例では、第１レンズ２２は、光源１０側の面が平面であり、照明対象２側の面が凸面（球面）である形状を有している。図示はしないが、第１レンズ２２は、光源１０側の面および照明対象２側の面が凸面である形状を有していてもよい。第１レンズ２２の材質は、例えば、ガラスである。

第２レンズアレイ３０は、複数の第２レンズ３２から構成されている。第２レンズ３２は、第１レンズ２２の数に対応して複数設けられている。第２レンズ３２には、第１レンズ２２から射出する光が入射する。第１レンズ２２から射出する光の主光線は、例えば、第２レンズ３２の中心（例えば第２レンズ３２を構成する球面の中心）を通る。第１レンズ２２の個数と第２レンズ３２との個数は、例えば、同一である。

第２レンズ３２は、発光部１４と、拡散板４０から射出された光が照射される照明面４とが、主光線において、共役関係となる光学系１０２を構成するように設けられている。具体的には、第１レンズ２２と拡散板４０との間に第２レンズ３２が設けられることにより、発光部１４と照明面４とを、主光線において、共役関係にすることができる。なお、拡散板４０から射出される光には拡散成分が含まれるため、上述の共役関係を満たしていないが、拡散板４０に入射して射出される光のうち、拡散しない成分（拡散後の光束を構成する中心光線）に対して、上述の共役関係を満たすように、第２のレンズ３２の形状が設定されている。したがって、図３に示すように、例えば発光素子１２を実装する際に、発光素子１２が主光線ＬがＺ軸と平行に進行する位置からずれて、発光部１４を中心として回転して主光線Ｌの進行方向が光線Ｌ１〜Ｌ６のようにＺ軸に対して傾いたとしても、光学系１０２を通る主光線Ｌ１〜Ｌ６は、例えば、照明面４において同一の位置に到達することができる。このように主光線の回転による、照明面４において生じる位置ずれは解消できる。もう一つの問題である主光線の位置ずれについて後述で説明する。

なお、図３は、発光部１４と照明面４との主光線における共役関係を説明するための図
であり、第１レンズ２２、第２レンズ３２、および拡散板４０を通過する複数の主光線を図示している。簡単のため、第２レンズ３２のみを図示してある。

図３に示すように、発光部１４と第２レンズ３２の主点Ｈとの間の距離をａとし、第２レンズ３２の主点Ｈと照明面４との間の距離をｂとし、第２レンズ３２の焦点距離をｆとすると、
１／ａ＋１／ｂ＝１／ｆ
の関係を満たす。ここで、「焦点距離」とは、発光素子１２側（−Ｚ軸方向側）の無限遠から光を入れたときに集光する点と主点との間の距離をいう。また、「主点」とは、発光素子１２側（−Ｚ軸方向側）から光を入れたときの主点である。

図３に破線で示すように、発光素子１２が所定の位置から（例えば第２レンズ３２の中心軸から）Ｙ軸方向にΔＳ１ずれて主光線Ｌ７を射出しているとすると、主光線Ｌ７の照明面４におけるＹ軸方向のずれ（例えば第２レンズ３２の中心軸からのずれ）ΔＳ２は、
ΔＳ２＝ΔＳ１×（ｂ／ａ）
となる。通常、実装装置の精度により、ΔＳ１は５μｍ〜２０μｍ程度である。一方、照明対象２として、例えばライトバルブを照明する場合、ライトバルブの大きさは０．５インチ〜１インチ程度であり、照明面４において許容される位置ずれΔＳ２は、１００μｍ程度である。このため、ｂ／ａは５倍以下に抑えられていればよい。また、発光部１４から射出された光が、本来入射すべき第２レンズ３２の隣の第２レンズ３２に入射しないように、ａは小さい（発光部１４に近い）方がよい。さらに、拡散板４０から射出された光が、空間的な強度分布の広がった状態で、照明面４を照射することが望ましいため、ｂは大きい（照明面４から離れている）方がよい。このような条件を満たすためには、ｂ／ａが１以上であることが望ましい。したがって、光学的に望ましい倍率は、１≦ｂ／ａ≦５である。このような倍率の関係を有する第２レンズ３２を用いることにより、照明面４において位置ずれを抑えた光学系を提供できる。

また、第２レンズ３２の焦点距離は、第１レンズ２２の焦点距離よりも大きくすることができる。これにより、第２レンズ３２と照明面４との距離を大きく取れるので、拡散板４０から射出された光が、空間的な強度分布の広い状態で、照射面４を照明することができる。具体的には、第２レンズ３２の焦点距離は、例えば、８ｍｍ程度であり、第１レンズ２２の焦点距離は、例えば、１ｍｍ程度である。

第２レンズ３２の形状は、発光部１４と照明面４とを主光線において共役関係にすることができれば、特に限定されないが、図１に示す例では、第２レンズ３２は、光源１０側の面が凸面（球面）であり、照明対象２側の面が平面である形状を有している。図示はしないが、第２レンズ３２は、光源１０側の面および照明対象２側の面が凸面である形状を有していてもよい。第２レンズ３２の材質は、例えば、ガラスである。

拡散板４０には、図１に示すように、第２レンズ３２から射出された光が入射する。拡散板４０は、第２レンズ３２から射出された光の放射角を大きくすることができる。拡散板４０から射出する光は、等方的に広がりながら、Ｚ軸方向に進行することができる。拡散板４０から射出する光は、照明面４において、一部が重なることができる（非重畳系）。拡散板４０の材質は、例えば、ガラスである。

ライトガイド５０には、拡散板４０から射出する光が入射する。ライトガイド５０は、拡散板４０から射出する光を、照明面４に導くことができる。ライドガイド５０の形状は、特に限定されず、直方体であってもよいし、光が通る部分が中空となるように直方体に開口部が設けられた形状で内側に反射面が形成されたものであってもよい。ライトガイド５０の材質は、例えば、ガラスである。

照明対象２の照明面４には、ライトガイド５０から射出された光が照射される。例えば、照明装置１００をプロジェクターに用いる場合、照明対象２は、ライトバルブである。ここで、図４は、照明面４を模式的に示す図であって、Ｚ軸方向から見た図である。図４に示すように、複数の光源像（主光線Ｌの位置）がＸ軸方向およびＹ軸方向において等間隔で配列されることが望ましい。これにより、照度の均一性を高めることができる。

なお、上記では、複数の第１レンズ２２が第１レンズアレイ２０を構成している例について説明したが、複数の第１レンズ２２は、レンズアレイを構成せず、互いに離間している別個のレンズであってもよい。同様に、上記では、複数の第２レンズ３２が第２レンズアレイ３０を構成している例について説明したが、複数の第２レンズ３２は、レンズアレイを構成せず、互いに離間している別個のレンズであってもよい。

照明装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。

照明装置１００によれば、第２レンズ３２は、発光部１４と照明面４とを主光線において、共役関係にするように設けられている。そのため、上述のように、例えば発光素子１２を実装する際に、発光素子１２が主光線ＬがＺ軸と平行に進行する位置からずれて、発光部１４を中心として回転して主光線Ｌの進行方向がＺ軸に対して傾いたとしても、光学系１０２を通る主光線Ｌは、例えば、照明面４において同一の位置に（または、ほぼ同一の位置に）到達することができる（図３参照）。したがって、照明装置１００では、照明面４を均一性よく照明することができる。

例えば、射出する光の放射角が３５°前後と大きい発光素子１２にあっては、第１レンズ２２の焦点距離は、１ｍｍ程度と非常に小さい。そのため、図５に示すように、発光素子１２が第１レンズ２２に対して（第１レンズ２２の中心軸に対して）Ｙ軸方向に数十μｍずれたとしても、数度といった大きな光軸ずれを引き起こし、主光線Ｌの進行方向がずれてしまう。照明装置１００では、このように第１レンズ２２に対して発光素子１２がずれることによって生じる光軸ずれを、第２レンズ３２によって補正することができる。

なお、図５は、第１レンズ２２に対する発光素子１２の位置ずれを説明するための図であって、位置がずれた場合の発光素子１２および主光線Ｌを破線で示している。

照明装置１００によれば、拡散板４０から射出された光を、照明面４に導くライトガイド５０を含む。これにより、拡散板４０から射出された光を、より確実に照明面４に照射することができ、光の損失を小さくすることができる。

照明装置１００によれば、第２レンズ３２の焦点距離は、第１レンズ２２の焦点距離よりも大きい。そのため、第２レンズ３２と照明面４との距離を大きく取れるので、拡散板４０から射出された光が、空間的な強度分布の広い状態で、照射面４を照明することができる（図３参照）。したがって、照明装置１００では、照明面４を、均一性よく照明することができる。

照明装置１００によれば、発光部１４と第２レンズ３２との距離を、第２レンズと照明面４との距離の１倍以上５倍以内とすることができる。これにより、上述のように、照明面４において位置ずれを抑えた光学系を提供できる。

照明装置１００によれば、第１レンズ２２は、発光部１４から射出された光を集光する（収束光束とする）ことができる。これにより、光の損失を小さくすることができる。以下、具体的に説明する。

例えば、発光素子１２が第１レンズ２２に対して（第１レンズ２２の中心軸に対して）Ｙ軸方向にずれた場合、図６（Ａ）に示すように、第１レンズ２２から射出する光（光束Ｂ）が平行光である場合は、第１レンズ２２から射出する光束Ｂの一部は、第２レンズ３２に入射することができず、損失となることがある。具体的には、第１レンズ２２から射出する光束Ｂの幅（Ｙ軸方向の大きさ）が０．５ｍｍであり、第２レンズ３２の有効径（例えばＹ軸方向の大きさ）が０．７ｍｍだとすると、光束Ｂの中心軸（主光線の位置）が第２レンズ３２の入射面において該入射面の中心（Ｚ軸方向から見た中心）から０．２ｍｍ以上ずれると、光の損失が生じてしまう。これに対し、図６（Ｂ）に示すように、第１レンズ２２から射出する光束Ｂは、集光された光であると、図６（Ａ）に示す場合と比べて、第２レンズ３２の入射面における光束径を小さくすることができる。そのため、第２レンズ３２に入射できない光束Ｂの割合を小さくすることができ、光の損失を小さくすることができる。

なお、図６は、第１レンズ２２から射出される光が平行光である場合と、第１レンズ２２から射出される光が集光された光（収束光）である場合と、を模式的に示す図であって、位置がずれた場合の発光素子１２および光束Ｂを破線で示している。いずれの場合も、発光部１４と照明面４とを、主光線において共役関係を満たすように、第２レンズ３２の形状が設定されている。なお、第２レンズ３２とライトガイド５０との間に拡散板４０が設けられた状態における共役関係については、前述の通りである。

照明装置１００によれば、第１レンズ２２の個数と第２レンズ３２の個数とを、同一にすることができる。これにより、照明装置１００を容易に設計することができる。

２． 照明装置の変形例
次に、本実施形態の変形例に係る照明装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、本実施形態の変形例に係る照明装置２００を模式的に示す図である。以下、本実施形態の変形例に係る照明装置２００において、本実施形態に係る照明装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。なお、便宜上、図７では、支持基板１６の図示を省略している。

照明装置１００では、図１に示すように、第２レンズアレイ３０を構成する第２レンズ３２は、Ｙ軸方向において等ピッチで配置されていた。これに対し、照明装置２００では、図７に示すように、第２レンズ３２は、レンズアレイを構成しておらず、Ｙ軸方向に沿って異なるピッチで配置されている。図示の例では、複数の第２レンズ３２は、Ｙ軸方向において、内側から外側に向けて、隣り合う第２レンズ３２の間隔が大きくなるように配置されている。これにより、発光素子１２のピッチＤ１と、照明面４における主光線の位置のピッチＤ２と、を異なる値にすることができる。

３． プロジェクター
次に、本実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態に係るプロジェクター８００を模式的に示す図である。なお、便宜上、図８では、プロジェクター８００を構成する筐体を省略して図示している。

プロジェクター８００は、本発明に係る照明装置を含む。以下では、図８に示すように、照明装置１００（照明装置１００Ｒ、照明装置１００Ｇ、照明装置１００Ｂ）を含むプロジェクター８００について説明する。照明装置１００Ｒ、照明装置１００Ｇ、照明装置１００Ｂは、それぞれ、赤色光、緑色光、青色光を出射することができる。なお、便宜上、図８では、照明装置１００Ｒ、照明装置１００Ｇ、照明装置１００Ｂを、簡略化して図示している。

プロジェクター８００は、図８に示すように、さらに、透過型の液晶ライトバルブ（空間光変調装置）８０４Ｒ，８０４Ｇ，８０４Ｂと、投射レンズ（投射装置）８０８と、を含む。液晶ライトバルブ８０４Ｒ，８０４Ｇ，８０４Ｂは、図１に示す照明対象２に対応している。

各照明装置１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから射出する光は、各液晶ライトバルブ８０４Ｒ，８０４Ｇ，８０４Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ８０４Ｒ，８０４Ｇ，８０４Ｂは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。そして、投射レンズ８０８は、液晶ライトバルブ８０４Ｒ，８０４Ｇ，８０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン（表示面）８１０に投射する。

また、プロジェクター８００は、液晶ライトバルブ８０４Ｒ，８０４Ｇ，８０４Ｂから射出された光を合成して投射レンズ８０８に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）８０６を、含むことができる。

各液晶ライトバルブ８０４Ｒ，８０４Ｇ，８０４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８０６に入射する。このプリズムは、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は、投射光学系である投射レンズ８０８によりスクリーン８１０上に投射され、拡大された画像が表示される。

プロジェクター８００によれば、照明対象を、均一性よく照明することができる照明装置１００を含む。そのため、プロジェクター８００は、輝度むらを低減することができる。

なお、上述の例では、空間光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。

また、光源からの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる走査型の画像表示装置（プロジェクター）の照明装置にも、１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを適用することが可能である。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

２…照明対象、４…照明面、１０…光源、１２…発光素子、１４…発光部、１６…支持基
板、２０…第１レンズアレイ、２２…第１レンズ、３０…第２レンズアレイ、３２…第２レンズ、４０…拡散板、５０…ライトガイド、１００…照明装置、１０２…光学系、２００…照明装置、８００…プロジェクター、８０４…液晶ライトバルブ、８０６…クロスダイクロイックプリズム、８０８…投射レンズ、８１０…スクリーン

Claims (6)

1. 複数の発光部を有する光源と、
   複数の前記発光部から射出された光が入射する光学系と、
   を含み、
   前記光学系は、
   前記発光部から射出された光が入射し、前記発光部から射出された光の放射角を小さくする第１レンズと、
   前記第１レンズから射出された光が入射する第２レンズと、
   前記第２レンズから射出された光が入射し、前記第２レンズから射出された光の放射角を大きくする拡散板と、
   を有し、
   前記第２レンズは、前記発光部と、前記拡散板から射出された光が照射される照明面と、を主光線において、共役関係にするように設けられ、
   前記拡散板から射出された光を、前記照明面に導くライトガイドを含む、ことを特徴とする照明装置。
2. 前記第２レンズの焦点距離は、前記第１レンズの焦点距離よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記照明面と前記第２レンズとの距離が、前記第２レンズと前記発光部との距離の１倍以上５倍以内である、ことを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記発光部から射出された光は、前記第１レンズにより収束光束となる、ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の照明装置。
5. 前記第１レンズの個数と前記第２レンズの個数とは、同一である、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の照明装置。
6. 照明装置と、
   前記照明装置から射出された光を、画像情報に応じて変調する空間光変調装置と、
   前記空間光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、
   を含み、
   前記照明装置は、
   複数の発光部を有する光源と、
   前記発光部から射出された光が入射する光学系と、
   を含み、
   前記光学系は、
   前記発光部から射出された光が入射し、前記発光部から射出された光の放射角を小さくする第１レンズと、
   前記第１レンズから射出された光が入射する第２レンズと、
   前記第２レンズから射出された光が入射し、前記第２レンズから射出された光の放射角を大きくする拡散板と、
   を有し、
   前記第２レンズは、前記発光部と、前記拡散板から射出された光が照射される照明面と、を主光線において、共役関係にするように設けられ、
   前記拡散板から射出された光を、前記照明面に導くライトガイドを含む、ことを特徴とするプロジェクター。

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