JP2017111287A - 投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固体発光素子からの光を高い効率で利用可能とする投射装置を提供すること。【解決手段】画像を形成する画像形成部であるＤＭＤ２と、光を発生させる第１の固体発光素子であるＬＥＤ１０Ｇおよび第２の固体発光素子であるＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｂと、第１の固体発光素子からの光を透過させる透過部材を備える第１の導光体であるロッドレンズ１３と、第２の固体発光素子からの光を反射させる反射部材が形成された内壁を備える第２の導光体であるライトトンネル５と、第１の導光体から出射された光と第２の導光体から出射された光とを画像形成部へ進行させる光学素子であるダイクロイックミラー２２と、画像形成部で形成された画像を投射する投射光学系３と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、投射装置に関する。

従来、投射装置であるプロジェクタの光源としてランプが使用されている。近年、固体発光素子の１つである発光ダイオード（light emitting diode、ＬＥＤ）を照明用途に採用する機運が増したことから、プロジェクタの光源においても、ランプに代えてＬＥＤを使用することが提案されている。プロジェクタは、照明光学系から画像形成部へ照明光を供給し、画像形成部で形成された画像を投射する。

プロジェクタに関し、照明光学系にて高輝度かつ均一な光量分布の光源像を得るために、複数のＬＥＤからの光を導光体へ入射させる技術が知られている。導光体としては、例えば、筒形のライトトンネルおよび柱状のロッドレンズが知られている。ライトトンネルは、反射部材が形成された内壁を備える。ロッドレンズは、光を透過させる透過部材を備える。

ＬＥＤを備える照明光学系では、光源からの光量を増やすためにＬＥＤの数を増やすことで、光源面積が増加する。光源面積の増加に伴い、光線が拡がる角度範囲は拡大する。この場合、複数のＬＥＤからの光を導光体の入射口へ収束させることができても、広い角度範囲へ進行する光線が増加することで、導光体の出射側にあるレンズに入らない光が増加することがある。画像形成部で画像の形成に利用可能な光の入射角度に制限がある場合は、光の拡散範囲が拡大することで、画像の形成に利用されない光が増加することとなる。

導光体の１つの端面に対向させてＬＥＤがアレイ状に配置されている場合、ＬＥＤの数が多いほど、導光体の他方の端面の出射口の面積が大きくなることで、光源像の面積が増大する。この場合も、導光体から出射された光を有効に利用することが困難となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、固体発光素子からの光を高い効率で利用可能とする投射装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、画像を形成する画像形成部と、光を発生させる第１の固体発光素子および第２の固体発光素子と、前記第１の固体発光素子からの光を透過させる透過部材を備える第１の導光体と、前記第２の固体発光素子からの光を反射させる反射部材が形成された内壁を備える第２の導光体と、前記第１の導光体から出射された光と前記第２の導光体から出射された光とを前記画像形成部へ進行させる光学素子と、前記画像形成部で形成された画像を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、固体発光素子からの光を高い効率で利用できるという効果を奏する。

図１は、プロジェクタの光学エンジンの一例を示す図である。 図２は、ＬＥＤを備える光学エンジンの一例を示す図である。 図３は、ロッドレンズを備える光学エンジンの一例を示す図である。 図４は、ロッドレンズの側面にＬＥＤが配置された光学エンジンの一例を示す図である。 図５は、第１の実施の形態のプロジェクタに備えられた光学エンジンを示す図である。 図６は、ライトトンネルの斜視図である。 図７は、光源ユニットの模式図である。 図８は、第１の実施の形態の比較例の光学エンジンを示す図である。 図９は、図５に示す光学エンジンの一部を変形して示した図である。 図１０は、第２の実施の形態のプロジェクタに備えられた光学エンジンの一部を示す図である。 図１１は、図１０に示すアナモフィックレンズによるアスペクト比の調整を行わない場合における照明領域を説明する図である。 図１２は、図１０に示すアナモフィックレンズによりアスペクト比が調整された場合における照明領域を説明する図である。 図１３は、第３の実施の形態のプロジェクタに備えられた光学エンジンを示す図である。 図１４は、第４の実施の形態のプロジェクタに備えられた光学エンジンを示す図である。 図１５は、第５の実施の形態のプロジェクタに備えられた光学エンジンを示す図である。

以下に添付図面を参照して、投射装置の実施形態を詳細に説明する。

実施の形態の説明に先立ち、投射装置であるプロジェクタの概要を説明する。図１は、プロジェクタの光学エンジンの一例を示す図である。プロジェクタは、ランプ１からの光を、画像形成部であるデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）２に照射する。画像形成部は、液晶表示装置等であっても良い。投射光学系３は、画像形成部で形成された画像をスクリーンへ投射する。

リフレクタ４は、ランプ１から出射された光をライトトンネル５の入射口５ａに集光させる。ライトトンネル５は、反射部材を備える４つのミラーを組み合わせて筒状にしたライトパイプである。光は、ライトトンネル５内のミラー面で反射を繰り返し、ライトトンネル５の出射口５ｂでは光量むらが均一化される。ライトトンネル５の出射口５ｂには、均一な光量の面光源が形成される。面光源の像は、照明レンズ６、ミラー７および曲面ミラー８を介して、ＤＭＤ２上に結像される。ライトトンネル５および照明レンズ６は、ＤＭＤ２へ照明光を進行させる照明光学系を構成する。

例えば特許文献１（特許第４４８７２４０号公報）には、図１に示す構成と同様の構成を備え、ランプとライトトンネルとの間に色分割のためのカラーホイールが設けられた光学系が開示されている。

図２は、ＬＥＤを備える光学エンジンの一例を示す図である。ＬＥＤは、一般的なランプに比べて、寿命が長い、消費電力が少ない、温度上昇が少ないなどの利点があることから、プロジェクタの光源としての使用が提案されている。プロジェクタは、カラー画像を得るための色光ごとのＬＥＤと画像形成部とによる時分割駆動により、カラーホイールが不要となる。

例えば特許文献２（特開２００４−３３５９９２号公報）および特許文献３（特開２００６−２８５０４３号公報）には、図２に示す構成と同様に、ＬＥＤアレイからの光を集光レンズで収束させてライトトンネルへ入射させる光源装置が開示されている。

図２に示す光学エンジンは、複数のＬＥＤ１０で構成されるＬＥＤアレイを備える。カップリングレンズ１１は、ＬＥＤ１０からθ０の角度で出射する光を取り込む。θ０は例えば１２０度である。ＬＥＤ１０からの光は、カップリングレンズ１１を通過して集光レンズ１２へ入射する。カップリングレンズ１１および集光レンズ１２は、集光光学系を構成する。

集光レンズ１２は、ライトトンネル５の入射口５ａに光を収束させる。なお、図２と後述する図３および図４では、光学系を簡略化して示すため、実際はＤＭＤ２での反射により進行方向が折り返される光を、ＤＭＤ２を通過して直進するものとして示している。また、照明レンズ６とＤＭＤ２との間の光学要素であるミラーの図示を省略している。

図２の構成において、ＬＥＤ１０から出射される光は、光学系の光軸に平行に進行する成分のみならず、広い角度範囲へ進行する成分を含む。ＬＥＤ１０からの光は、カップリングレンズ１１で平行ビームとされ、集光レンズ１２へ入射する。ＬＥＤアレイの光源面積は、ＬＥＤ１０の数に比例して増加する。ＬＥＤ１０の数が多くなるほど、集光レンズ１２から入射口５ａへ入射する光線が分布する角度は大きくなる。

これに対し、ＤＭＤ２から投射光学系３へ入射させることができる光線の角度は、ＤＭＤ２の傾斜角度によって決められる。ＤＭＤ２から投射光学系３へ入射可能な光線束の最大角度をθ３とすると、微小ミラーの傾斜角度を＋１２度〜−１２度の範囲で変化させるＤＭＤ２では、θ３は２４度となる。微小ミラーの傾斜角度を＋１７度〜−１７度の範囲で変化させるＤＭＤ２では、θ３は３４度となる。

ライトトンネル５から出射した後、ＤＭＤ２を介して投射光学系３へ入射可能な光線束の最大角度であるθ２は、以下の式（１）により決まる。なお、サイズとは、矩形領域の対角線の長さをいうものとする。
（出射口５ｂのサイズ（ｍｍ））×ｓｉｎ（θ２÷２）＝（ＤＭＤ２のサイズ（ｍｍ））×ｓｉｎ（θ３÷２） ・・・（１）

式（１）の右辺は、ＤＭＤ２の構成に応じて決定される。式（１）によると、投射光学系３へ効率良く光を進行させるためにθ２を稼ぐには、出射口５ｂのサイズをできるだけ小さくすることが望ましい。なお、画像形成部が液晶表示装置である場合、式（１）の右辺は、液晶表示装置のサイズと投射光学系３のＦ値に応じて決定される。

ライトトンネル５の入射口５ａには、ＬＥＤ１０の発光面のサイズに集光光学系の横倍率β０（＝θ０÷θ１）を掛けたサイズの光源像が形成される。ＬＥＤ１０をアレイ状に配列する構成では、θ１はθ０より小さくなるため、β０は１以上の値となる。入射口５ａでの光の損失を低減するために、入射口５ａのサイズは、かかる光源像のサイズ以上とされる。直方体の外観をなすライトトンネル５では、出射口５ｂのサイズは、入射口５ａのサイズと同じとされる。出射口５ｂのサイズ低減には、入射口５ａでの光量損失を低減させるための制約が課されるため、θ２の大きさにも制限が課されることになる。

集光光学系から入射口５ａへ入射する光線束の最大角度をθ１１とし、θ２が６０度であったとする。投射光学系３に取り込まれる光線束の最大角度は６０度であることから、θ１１のうち６０度の範囲外からの光は投射光学系３に取り込まれない。ＬＥＤ１０の数を増やしても、６０度の範囲外に位置するＬＥＤ１０からの光は画像の形成に利用されないこととなる。式（１）を満足し、かつθ２を６０度より大きい角度とする場合、入射口５ａが狭められることになるため、ライトトンネル５へ入射されない光が増加することとなる。

例えば特許文献６（特開２００４−１１００６２号公報）には、ライトトンネルの入射口に対向してＬＥＤアレイが配置された構成が開示されている。この場合も、ＬＥＤの数が多くなるほどライトトンネルの出射口のサイズが大きくなることで、光を効率良く利用することが困難となる。

図３は、ロッドレンズを備える光学エンジンの一例を示す図である。例えば特許文献８（特許第５５１０８２８号公報）、特許文献９（特開２０１２−１２９１５１号公報）および特許文献１０（特開２０１４−１６４０９８号公報）には、蛍光体を含む導光体へ励起光を入射させて色光を得る構成が開示されている。

図３に示す光学エンジンは、図２に示す光学エンジンにロッドレンズ１３および集光レンズ１６が追加されている。ロッドレンズ１３および集光レンズ１６は、集光レンズ１２およびライトトンネル５の間に配置されている。

ロッドレンズ１３は、直方体形状をなす柱状の透過部材からなる。光拡散部材１４は、透過部材に分散されている。光拡散部材１４は、ロッドレンズ１３の内部を進行する光を拡散させる。波長変換材である蛍光体１５は、励起光であるＬＥＤ１０からの光の波長を変換する。

図３の構成において、ロッドレンズ１３へ入射した励起光は、光拡散部材１４への入射によって拡散される。ロッドレンズ１３から出射する光線束の最大角度は、θ１１の大きさに関わらず、ある角度（θ４）となる。ライトトンネル５は、最大角度がθ５である光線束を出射する。ライトトンネル５からのθ５の光線束のうちθ２の光線束が、ＤＭＤ２を介して投射光学系３へ入射する。

図３の構成によると、θ４およびθ５は光源面積に依存しない角度であるため、プロジェクタは、ＬＥＤ１０の個数に比例して、投射光学系３へ進行させる光量を増加させることができる。

図４は、ロッドレンズの側面にＬＥＤが配置された光学エンジンの一例を示す図である。例えば特許文献７（特許第４０１３６８２号公報）には、ロッドレンズの側面に複数のＬＥＤが並設された導光装置が開示されている。

図４に示すロッドレンズ１７およびＬＥＤ１０は、図２に示す光学エンジンのうちＬＥＤ１０、カップリングレンズ１１および集光レンズ１２に代えて設けられている。ロッドレンズ１７は、直方体形状をなす柱状の透過部材を備える。ＬＥＤ１０は、ロッドレンズ１７の側面に対向させて配置されている。

図４の構成では、ＬＥＤ１０の個数に関わらず、ロッドレンズ１７の出射口の面積は変わらない。ロッドレンズ１３から出射する光線束の最大角度は、ＬＥＤ１０の個数に関わらず、ある角度（θ４）となる。図４の構成においても、θ４およびθ５は光源面積に依存しない角度であるため、プロジェクタは、ＬＥＤ１０の個数に比例して、投射光学系３へ進行させる光量を増加させることができる。

（第１の実施の形態）
次に、第１の実施の形態の投射装置であるプロジェクタの詳細を説明する。図５は、第１の実施の形態のプロジェクタに備えられた光学エンジンを示す図である。

ＬＥＤ１０Ｒは、赤色（Ｒ）光を発生するＬＥＤである。ＬＥＤ１０Ｒは、例えば６５０ｎｍ付近をピークとする波長領域のＲ光を発生する。カップリングレンズ１１Ｒは、ＬＥＤ１０ＲからのＲ光を平行化する。ＬＥＤ１０ＲからのＲ光は、カップリングレンズ１１Ｒで平行ビームとされ、ダイクロイックミラー２１の第１面へ入射する。なお、Ｒ光の光源とするＬＥＤ１０Ｒは１つである場合に限られず、複数であっても良い。

ＬＥＤ１０Ｂは、青色（Ｂ）光を発生するＬＥＤである。ＬＥＤ１０Ｂは、例えば４６０ｎｍ付近をピークとする波長領域のＢ光を発生する。カップリングレンズ１１Ｂは、ＬＥＤ１０ＢからのＢ光を平行化する。ＬＥＤ１０ＢからのＢ光は、カップリングレンズ１１Ｂで平行ビームとされ、ダイクロイックミラー２１のうち第１面の裏側の第２面へ入射する。なお、Ｂ光の光源とするＬＥＤ１０Ｂは１つである場合に限られず、複数であっても良い。

ダイクロイックミラー２１は、Ｒ光を含む波長領域の光を反射し、Ｂ光を含む波長領域の光を透過させる波長特性を備える。ダイクロイックミラー２１は、ＬＥＤ１０Ｒからカップリングレンズ１１Ｒを介して第１面へ入射したＲ光を反射する。ダイクロイックミラー２１は、ＬＥＤ１０Ｂからカップリングレンズ１１Ｂを介して第２面へ入射したＢ光を、第１面側へ透過させる。

ダイクロイックミラー２１は、ＬＥＤ１０Ｒからの光線束とＬＥＤ１０Ｂからの光線束とを１つの光線束へ合流させ、集光レンズ１６へ進行させる光学素子である。集光レンズ１６は、ダイクロイックミラー２１からのＲ光およびＢ光を、ライトトンネル５の入射口５ａへ収束させる。

図６は、ライトトンネルの斜視図である。第２の導光体であるライトトンネル５は、反射部材が形成された内壁を備える。ライトトンネル５は、筒状に組み合わせられた反射部材で構成された中空部材である。反射部材は、第２の固体発光素子であるＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｂからの光を反射する。ライトトンネル５は、入射口（入射部）５ａから入射した光を内部にて多重反射させる。ライトトンネル５の出射口（出射部）５ｂには、光量分布が均一化された面光源が形成される。

ライトトンネル５から出射した光は、照明レンズ６を透過して、ダイクロイックミラー２２の第２面へ入射する。ライトトンネル５および照明レンズ６は、照明光であるＲ光およびＢ光をＤＭＤ２へ進行させる照明光学系を構成する。

光源ユニット２０Ｇは、緑色（Ｇ）光を出射する。光源ユニット２０Ｇは、複数のＬＥＤ１０Ｇおよびロッドレンズ１３を備える。

図７は、光源ユニットの模式図である。第１の導光体であるロッドレンズ１３は、直方体形状をなす柱状の透過部材からなる。透過部材は、第１の固体発光素子であるＬＥＤ１０Ｇからの光を透過させる。透過部材としては、例えば無機材料であるガラスが用いられる。透過部材は、ガラス以外の無機材料、あるいは樹脂材料などであっても良い。

ロッドレンズ１３は、ＬＥＤ１０Ｇからの光が入射する複数の入射口（入射部）１８ａと、複数の入射口１８ａから透過部材を透過した光を出射させる出射口（出射部）１８ｂとを備える。出射口１８ｂは、ロッドレンズ１３を構成する柱状の透過部材のうちの第１の端面に設けられている。

複数の入射口１８ａは、柱状の透過部材のうち、第１の端面および第２の端面以外の面である４つの側面の少なくともいずれかに設けられている。図示する光源ユニット２０Ｇでは、４つの側面のうち互いに対向する２つの側面のそれぞれに、４つの入射口１８ａが設けられている。ＬＥＤ１０Ｇは、各入射口１８ａに対向する位置に配置されている。

各入射口１８ａには、回折格子形状が設けられていても良い。入射口１８ａから入射した光は、回折格子形状の部分における回折作用により、進行方向が制御される。

ＬＥＤ１０Ｇは、励起光を発生するＬＥＤである。ＬＥＤ１０Ｇは、例えば４６０ｎｍ付近をピークとする波長領域のＢ光である励起光を発生する。励起光は、Ｂ光である場合に限られず、紫外光であっても良い。

光拡散部材１４は、ロッドレンズ１３を構成する透過部材に分散されている。光拡散部材１４は、ロッドレンズ１３の内部を進行する光を拡散させる粒子である。光拡散部材１４は、透過部材の屈折率とは異なる屈折率を有する物質からなる。光拡散部材１４としては、例えば無機材料である酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）が用いられる。光拡散部材１４は、酸化アルミニウム以外の無機材料、あるいは樹脂部材などであっても良い。

波長変換材である蛍光体１５は、ＬＥＤ１０Ｇからの励起光の波長を変換する。蛍光体１５は、ロッドレンズ１３を構成する透過部材の４つの側面と、第１の端面とに設けられている。蛍光体１５は、ＬＥＤ１０Ｇからの励起光の入射によって励起され、例えば５５０ｎｍ付近をピークとする波長領域のＧ光を発生する。

蛍光体１５は、Ｂ光をＧ光へ変換する蛍光材料を含めて構成されている。蛍光材料としては、硫化物、酸化物、窒化物および窒酸化物などが用いられる。なお、蛍光体１５は、ロッドレンズ１３のうち励起光が到達可能ないずれの位置に配置されていても良い。

入射口１８ａから透過部材へ入射した光は、透過部材の界面において全反射する。ロッドレンズ１３は、内部にて光を多重反射させる。透過部材を透過し光拡散部材１４へ入射した光は、光拡散部材１４から拡散する。透過部材を透過し蛍光体１５へ入射した励起光は、Ｇ光へ変換される。出射口１８ｂには、光量分布が均一化された面光源が形成される。

ロッドレンズ１３から出射した光は、照明レンズ２３Ｇを透過して、ダイクロイックミラー２２のうち第２面の裏側の第１面へ入射する。照明レンズ２３Ｇは、照明光であるＧ光をＤＭＤ２へ進行させる照明光学系を構成する。

ダイクロイックミラー２２は、Ｇ光を含む波長領域の光を反射し、Ｒ光およびＢ光を含む波長領域の光を透過させる波長特性を備える。ダイクロイックミラー２２は、ロッドレンズ１３から照明レンズ２３Ｇを介して第１面へ入射したＧ光を反射する。ダイクロイックミラー２２は、ライトトンネル５から照明レンズ６を介して第２面へ入射したＲ光およびＢ光を、第１面側へ透過させる。ダイクロイックミラー２２は、ロッドレンズ１３からの光線束とライトトンネル５からの光線束とを１つの光線束へ合流させ、ＤＭＤ２へ進行させる光学素子である。

なお、本実施の形態において「光線束を合流させる」とは、２つ以上の光線束の太さの完全な一致、あるいは各光線束の光線の角度の完全な一致に限るものではない。「光線束を合流させる」には、２つ以上の光線束の全部あるいは一部が重なり合うことで、光線束が略同じ太さとなる場合、あるいは各光線束の光線の角度が略同じとなる場合も含まれるものとする。

曲面ミラー８は、ダイクロイックミラー２２からの光を反射させ、ＤＭＤ２の受光面に収束させる。ロッドレンズ１３の出射口１８ｂに形成される面光源の像である光源像と、ライトトンネル５の出射口５ｂに形成される面光源の像である光源像とは、ＤＭＤ２上に結像される。

ＤＭＤ２は、多数の微小ミラーを備えるデバイスである。微小ミラーは、ＤＭＤ２の画像形成領域において二次元方向へ配列されている。微小ミラーの傾斜角度は、例えば＋１２度〜−１２度の範囲で変更可能とされている。例えば、微小ミラーの傾斜角度が−１２度のときは、微小ミラーで反射した照明光は投射光学系３に入射する。微小ミラーの傾斜角度が＋１２度のときは、微小ミラーで反射した照明光は投射光学系３に入射しない。このように傾斜角度に応じて照明光が進行するように、ＤＭＤ２に向かう照明光の角度が設定される。

投射光学系３は、ＤＭＤ２で形成された画像をスクリーンへ投射する。プロジェクタは、ＤＭＤ２の各微小ミラーの傾斜角度を制御することで、スクリーン上にデジタル画像を形成する。なお、ダイクロイックミラー２２およびＤＭＤ２の間の光路には、曲面ミラー８以外の光学要素が設けられていても良い。例えば、図１に示す構成と同様に、光路にはミラー７が設けられていても良い。

プロジェクタは、ＤＭＤ２へＲ光、Ｇ光およびＢ光を供給するタイミングに同期してＤＭＤ２を駆動する。プロジェクタは、かかる時分割駆動により、スクリーンにＲ画像、Ｇ画像およびＢ画像を順次投射する。

プロジェクタは、仮に、図４に示すロッドレンズ１７の周囲に色光ごとのＬＥＤが設けられた場合でも、時分割駆動を実施できる。１つの光源ユニットに全ての色光用のＬＥＤを集約させると、単色用に構築された光源ユニットに比べて大型となり、光源ユニットの駆動に伴う発熱量も多くなる。本実施形態では、ロッドレンズ１３を備える光源ユニット２０Ｇを単色用とし、他の色光用の光源を分散させることで、サイズおよび発熱の観点において望ましい構成にできる。

本実施形態の光源ユニット２０Ｇでは、ＬＥＤ１０Ｇの個数に関わらず、ロッドレンズ１３の出射口１８ｂの面積は変わらない。光源ユニット２０Ｇは、ＬＥＤ１０Ｇの数を多くしても光源像の面積を増大させず、高輝度な光源像を形成することが可能となる。また、光源ユニット２０Ｇは、ロッドレンズ１３の側面にＬＥＤ１０Ｇを対向させることで、ロッドレンズ１３の周囲にＬＥＤ１０Ｇを集約させている。光源ユニット２０Ｇは、ＬＥＤ１０Ｇが平面上にてアレイ状に配置される場合に比べて小型な構成にできる。

ロッドレンズ１３から出射する光線束の最大角度であるθ４は、ＬＥＤ１０Ｇの個数に依存しない角度となる。光源ユニット２０Ｇは、ロッドレンズ１３内部での多重反射、および光拡散部材１４による光の拡散の状態に応じて、所望のθ４、あるいはθ４の角度範囲において所望の強度分布でＧ光を出射できる。光源ユニット２０Ｇは、ロッドレンズ１３に蛍光体を設けることで、ＬＥＤ１０Ｇからの励起光を所望の波長の光へ変換できる。

さらに、光源ユニット２０Ｇは、ロッドレンズ１３の入射口１８ａに形成される回折格子の形状に応じて、θ４と、θ４の角度範囲におけるＧ光の強度分布とを制御できる。光源ユニット２０Ｇは、ＬＥＤ１０Ｇの個数に比例して、投射光学系３へ進行させる光量を増加させることができる。光源ユニット２０Ｇは、回折格子の形状に応じて、ＬＥＤ１０Ｇからの励起光を効率良く蛍光体１５へ進行させることもできる。

人間の眼の視感度は、Ｇ光の波長付近において最も高くなることが知られている。カラー画像を形成するための各色光のうち、ロッドレンズ１３を備える光源ユニット２０ＧをＧ光用の光源とすることで、プロジェクタは、効率良く光を利用して明るい画像を投射することが可能となる。

次に、従来の光学エンジンに光源ユニット２０Ｇが適用された構成を比較例として、第１の実施の形態の光学エンジンの利点について説明する。図８は、第１の実施の形態の比較例の光学エンジンを示す図である。図８では、図２から図４と同様に、ＤＭＤ２での反射により進行方向が折り返される光を、ＤＭＤ２を通過して直進するものとして示している。また、照明レンズ６とＤＭＤ２との間の光学要素であるミラーの図示を省略している。

例えば特許文献３の図６には、Ｒ光用、Ｇ光用およびＢ光用の各ＬＥＤからの光をダイクロイックプリズムにて合成する構成が開示されている。ダイクロイックプリズムからの光は、集光レンズを経て導光体へ入射する。本比較例の構成では、かかる特許文献３の構成におけるＧ光用のＬＥＤに代えて、光源ユニット２０Ｇが設けられている。

図８に示す比較例において、ＬＥＤ１０ＲからのＲ光は、カップリングレンズ１１Ｒを介してダイクロイックプリズム３０の第１面へ入射する。ＬＥＤ１０ＢからのＢ光は、カップリングレンズ１１Ｂを介してダイクロイックプリズム３０の第２面へ入射する。光源ユニット２０ＧからのＧ光は、カップリングレンズ１１Ｇを介してダイクロイックプリズム３０の第３面へ入射する。

ダイクロイックプリズム３０は、Ｒ，ＧおよびＢの各光線束を１つの光線束へ合流させ、ダイクロイックプリズム３０の第４面に対向する集光レンズ１６へ進行させる。集光レンズ１６は、ダイクロイックプリズム３０からのＲ光、Ｇ光およびＢ光を、ライトトンネル５の入射口５ａへ収束させる。

比較例では、光源ユニット２０Ｇからの光は、カップリングレンズ１１Ｇ、ダイクロイックプリズム３０および集光レンズ１６を経て、ライトトンネル５へ入射する。カップリングレンズ１１Ｇ、ダイクロイックプリズム３０および集光レンズ１６は、ライトトンネル５へＧ光を収束させる集光光学系を構成する。

比較例では、光源ユニット２０Ｇから供給される光量を損失させる要因の１つとして、ダイクロイックプリズム３０での吸収あるいは反射による光エネルギーの損失が挙げられる。また、ライトトンネル５の入射口５ａにおける光量の損失も発生し得る。入射口５ａには、ロッドレンズ１３の出射口１８ｂのサイズに集光光学系の横倍率が掛けられた光源像が形成される。入射口５ａに形成される光源像には、集光光学系が持つ光学収差の影響により、ロッドレンズ１３の出射口１８ｂにおける光源像に対し多少の歪みあるいはボケが生じる。

光源ユニット２０Ｇによる光源像の面積は、ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｂの光源像の面積より大きくなりがちである。このため、光源ユニット２０Ｇから供給される光は集光光学系の光学収差の影響を受け易く、光量の損失が大きくなる。この他、ライトトンネル５内部での多重反射によっても、光量の損失は生じる。

また、比較例では、ダイクロイックプリズム３０からのＲ光、Ｇ光およびＢ光は、共通の集光レンズ１６によってライトトンネル５の入射口５ａへ集光される。Ｒ光、Ｇ光およびＢ光の結像位置は、集光レンズ１６が持つ色収差の影響によりそれぞれ異なってくる。かかる結像位置のずれが要因となって、入射口５ａへ光が取り込まれないことによる光量損失が生じ得る。

ロッドレンズ１３に光拡散部材１４および蛍光体１５を含有させることで、各ＬＥＤ１０Ｇから出射された光はロッドレンズ１３の内部で拡散され、多重反射を起こす。拡散および多重反射により、ロッドレンズ１３の出射口１８ｂにおける光量分布は均一化されている。

第１の実施の形態では、ライトトンネル５へ入射される前にＲ光、Ｇ光およびＢ光を合流させる方式を採らず、ライトトンネル５の出射口５ｂの光源像と同様にロッドレンズ１３の出射口１８ｂの光源像を画像形成部上に形成する方式を採用している。これにより、高い光利用効率を実現し、必要十分かつ均一な光量分布の照明光を画像形成部へ供給可能とする。また、ロッドレンズ１３が使用されない光源については、ライトトンネル５の出射口５ｂの光源像を画像形成部上に形成する。

第１の実施の形態のプロジェクタは、第１の固体発光素子であるＬＥＤ１０Ｇからの光を、第１の導光体であるロッドレンズ１３を経由して画像形成部へ進行させる光路と、第２の固体発光素子であるＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｂからの光を、第２の導光体であるライトトンネル５を経由して画像形成部へ進行させる光路とを備える。２つの光路は、光学素子であるダイクロイックミラー２２により共通の光路へと合流される。

図９は、図５に示す光学エンジンの一部を変形して示した図である。図９では、ＤＭＤ２での反射により進行方向が折り返される光を、ＤＭＤ２を通過して直進するものとして示している。また、ダイクロイックミラー２２とＤＭＤ２との間の光学要素であるミラーの図示を省略するとともに、ＤＭＤ２へ光を収束させる光学要素として集光レンズ２４を示している。

以下の説明において、ライトトンネル５の出射口５ｂのサイズをＡ、ロッドレンズ１３の出射口１８ｂのサイズをＢ、ＤＭＤ２の画像形成領域のサイズをＣ、とする。ロッドレンズ１３およびＤＭＤ２の間の第１の照明光学系を構成する照明レンズ２３Ｇおよび集光レンズ２４の横倍率をβ_ＢＣとする。ライトトンネル５およびＤＭＤ２の間の第１の照明光学系を構成する照明レンズ６および集光レンズ２４の横倍率をβ_ＡＣとする。

ライトトンネル５の出射口５ｂから出射された光とロッドレンズ１３の出射口１８ｂから出射された光とがＤＭＤ２を照明する領域を必要最小限に抑え、かつ光利用効率を最大化するには、ＡおよびＢが互いに異なる場合、β_ＡＣおよびβ_ＢＣは互いに異なる値に設定することが望ましい。照明レンズ６および照明レンズ２３Ｇは、互いに異なる構成とされる。照明レンズ６および照明レンズ２３Ｇでは、例えば、レンズの形状、枚数あるいは間隔のいずれかを互いに異ならせる。

これにより、照明レンズ６からの光と照明レンズ２３Ｇからの光とで共通の集光レンズ２４が使用されても、照明レンズ６および照明レンズ２３Ｇを互いに異なる構成とすることで、β_ＡＣおよびβ_ＢＣを互いに異なる値にできる。β_ＡＣおよびβ_ＢＣをそれぞれ適宜設定可能とすることで、２つの光路による光利用効率を最大化できる。

なお、ライトトンネル５の出射口５ｂのアスペクト比をＡＬ、ロッドレンズ１３の出射口１８ｂのアスペクト比をＡＤとして、ＡＬおよびＡＤを同じ値とすることで、照明レンズ６および照明レンズ２３Ｇは互いに同じ構成にできる。アスペクト比は、長方形の長辺および短辺の比とする。この場合、照明レンズ６および照明レンズ２３Ｇにて部品を共通にできる点で望ましい。

ただし、ロッドレンズ１３では、上記の式（１）についての説明と同様に、ＤＭＤ２を介して投射光学系３へ入射可能な光線束の角度を稼ぐために、出射口１８ｂのサイズは小さい値であることが望ましい。そのため、ライトトンネル５のサイズは、ロッドレンズ１３のサイズに関わらず、ＬＥＤ１０Ｒ，１０Ｂの光源面積および光強度の角度分布に応じて最適化することが望ましい。したがって、いずれの波長域についても光量を多くする観点からは、ライトトンネル５およびロッドレンズ１３のサイズＡおよびＢは互いに異なる値であることが望ましい。

上述するように、ライトトンネル５およびＤＭＤ２の間における横倍率β_ＡＣとロッドレンズ１３およびＤＭＤ２の間における横倍率β_ＢＣとを互いに異なる値としても、光利用効率に悪影響は及ばない。一方、ライトトンネル５のアスペクト比ＡＬ、ロッドレンズ１３のアスペクト比ＡＤ、およびＤＭＤ２の画像形成領域のアスペクト比ＡＰは、それぞれ略同じであることが望ましい。

プロジェクタは、ＡＰ，ＡＤおよびＡＬを略同じとすることで、ＤＭＤ２の照明領域を必要最小限とし、画像形成領域で使われない光を低減させることで、光利用効率を向上できる。なお、本実施の形態において、ＡＰおよびＡＤが略同じであるとは、例えば、ＡＰ／ＡＤが０．９より大きく、かつ１．１より小さいことを示す。また、ＡＰおよびＡＬが略同じであるとは、例えば、ＡＰ／ＡＬは０．９より大きく、かつ１．１より小さいことを示す。

ただし、照明光学系に全反射プリズムを用いない構成では、ＤＭＤ２へ入射する照明光は、ＤＭＤ２に対して斜めの方向から進行してくる。ライトトンネル５の出射口５ｂの光源像およびロッドレンズ１３の出射口１８ｂの光源像は、画像形成領域において歪みを持った形状となる。この場合、ＡＤおよびＡＬは近い値であることが望ましい一方、ＡＰおよびＡＤ，ＡＰおよびＡＬは、それぞれ近い値でなくても良い。

図５に示す第１の実施の形態の構成によると、図８に示す比較例に対し、光源ユニット２０Ｇからの光路では、カップリングレンズ１１Ｇおよび集光レンズ１６が不要となる。プロジェクタは、光源ユニット２０Ｇから光を透過させるレンズを少なくすることで、透過による光量損失を低減できる。

第１の実施の形態の構成では、光源ユニット２０Ｇから光は、ライトトンネル５へ入射されずに、ＤＭＤ２へ進行する。プロジェクタは、光源ユニット２０Ｇから光について、ライトトンネル５の入射口５ａでの蹴られによる光量損失と、ライトトンネル５内での多重反射による光量損失とを回避できる。

第１の実施の形態の構成では、集光レンズ１６へＧ光が入射されないことで、集光レンズ１６およびライトトンネル５は、Ｒ光およびＢ光についての収差を考慮した設計が可能とされる。プロジェクタは、図８に示す比較例に対し、集光レンズ１６によるＧ光の集光が不要となることで、集光レンズ１６の色収差による光量損失を低減できる。ライトトンネル５は、例えば、集光レンズ１６によるＲ光の焦点に入射口５ａが一致するように配置される。この場合、Ｒ光およびＢ光のうち、画像の明るさへの影響が大きいＲ光の光量損失を最小限とすることで、プロジェクタは、明るい画像を投射することができる。

以上により、第１の実施の形態によると、固体発光素子からの光を高い効率で利用できるという効果を奏する。プロジェクタは、固体発光素子からの光を高い効率で利用して、明るい画像を投射することができる。

本実施の形態の光源ユニット２０Ｇは、図７に示す構成を備えるものに限られない。ロッドレンズ１３は、光拡散部材１４および蛍光体１５の双方を備えるものに限られず、光拡散部材１４および蛍光体１５の少なくともいずれかが省略されたものであっても良い。例えば、光源ユニット２０Ｇは、図７に示す構成に代えて、図４に示すロッドレンズ１７およびＬＥＤ１０と同様の構成を備えるものであっても良い。

この場合も、光源ユニット２０Ｇは、ロッドレンズ１３での多重反射により、ロッドレンズ１３の出射口１８ｂにて光量分布が均一化された光源像を得ることができる。また、光源ユニット２０Ｇは、所望のθ４、あるいはθ４の角度範囲において所望の強度分布でＧ光を出射できる。光源ユニット２０Ｇは、ＬＥＤ１０Ｇの個数に比例して、投射光学系３へ進行させる光量を増加させることができる。

なお、ロッドレンズ１３に蛍光体１５が設けられない場合、光源ユニット２０ＧのＬＥＤ１０Ｇは、Ｇ光を発生するＬＥＤとされる。ＬＥＤ１０Ｇは、例えば５５０ｎｍ付近をピークとする波長領域のＧ光を発生する。光源ユニット２０Ｇは、ＬＥＤ１０Ｇからロッドレンズ１３を透過したＧ光を出射する。

光源ユニット２０Ｇは、図７に示す構成に代えて、図３に示すＬＥＤ１０、カップリングレンズ１１、集光レンズ１２およびロッドレンズ１３と同様の構成を備えるものであっても良い。この場合も、光源ユニット２０Ｇは、ロッドレンズ１３に光拡散部材１４および蛍光体１５を含有させることで、所望のθ４、あるいはθ４の角度範囲において所望の強度分布でＧ光を出射できる。光源ユニット２０Ｇは、ＬＥＤ１０Ｇの個数に比例して、投射光学系３へ進行させる光量を増加させることができる。

第１の固体発光素子および第２の固体発光素子は、ＬＥＤである場合に限られず、ＬＥＤ以外の固体発光素子であっても良い。第１の固体発光素子および第２の固体発光素子は、例えばレーザダイオード（ＬＤ）であっても良い。

画像形成部は、ＤＭＤ２である場合に限られず、照明光の変調により画像を形成可能ないずれのデバイスであっても良い。画像形成部は、例えば透過型液晶表示装置あるいは反射側液晶表示装置であっても良い。

（第２の実施の形態）
図１０は、第２の実施の形態のプロジェクタに備えられた光学エンジンの一部を示す図である。上記の第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１０には、光学エンジンのうち、光源ユニット２０Ｇからの光を投射光学系３へ進行させる光路を示している。本実施の形態のプロジェクタは、図１０に示す部分以外については、図５に示す第１の実施の形態と同様の構成を備える。

アナモフィックレンズ４０は、照明レンズ２３Ｇおよびダイクロイックミラー２２の間の光路に設けられている。アナモフィックレンズ４０は、光源ユニット２０Ｇから出射された光による照明領域のアスペクト比を調整する調整光学系である。

図１１は、図１０に示すアナモフィックレンズによるアスペクト比の調整を行わない場合における照明領域を説明する図である。例えば、ロッドレンズ１３の出射口１８ｂのアスペクト比ＡＤ、すなわち出射口１８ｂが備える長方形の長辺と短辺との比は、４：３であるものとする。

本実施の形態では、ＤＭＤ２の画像形成領域ＡＲ１のアスペクト比ＡＰが、出射口１８ｂのアスペクト比ＡＤとは異なる値であるものとする。例えば、画像形成領域ＡＲ１のアスペクト比ＡＰ、すなわち画像形成領域ＡＲ１が備える長方形の長辺と短辺との比は、１６：９であるものとする。

ＤＭＤ２の画像形成領域ＡＲ１の位置には、光源ユニット２０Ｇからの光による照明領域ＡＲ２が形成される。照明領域ＡＲ２のアスペクト比は、出射口１８ｂのアスペクト比ＡＤと同じ４：３となる。光源ユニット２０Ｇからの光が画像形成領域ＡＲ１の全体へ照射されるように照明領域ＡＲ２が設定されることで、照明領域ＡＲ２の一部が画像形成領域ＡＲ１からはみ出ることとなる。照明領域ＡＲ２のうち画像形成領域ＡＲ１以外の部分は、ＤＭＤ２での画像の形成に利用されず、無駄な領域となる。

図１２は、図１０に示すアナモフィックレンズによりアスペクト比が調整された場合における照明領域を説明する図である。アナモフィックレンズ４０は、ロッドレンズ１３で形成された光源像の縦横比を、アスペクト比ＡＤである４：３から１６：９へ変化させる。

これにより、アナモフィックレンズ４０は、光源ユニット２０Ｇから出射された光による照明領域ＡＲ２のアスペクト比を調整して、照明領域ＡＲ２を画像形成領域ＡＲ１に略一致させる。アナモフィックレンズ４０は、レンズ面のうち光軸に垂直な縦方向または横方向の曲率に応じて、照明領域ＡＲ２のアスペクト比を調整できる。

なお、調整光学系は、アナモフィックレンズ４０に限られず、照明領域のアスペクト比を調整可能ないずれの光学要素を備えるものであっても良い。調整光学系は、後述する第３、第４および第５の実施の形態のプロジェクタに備えられても良い。

第２の実施の形態によると、プロジェクタは、画像形成領域ＡＲ１のアスペクト比ＡＰと、ロッドレンズ１３の出射口１８ｂに形成される光源像のアスペクト比ＡＤとが異なる場合でも、光源ユニット２０Ｇからの光を効率良く画像形成領域ＡＲ１へ供給できる。第２の実施の形態によると、固体発光素子からの光を高い効率で利用できるという効果を奏する。

（第３の実施の形態）
図１３は、第３の実施の形態のプロジェクタに備えられた光学エンジンを示す図である。上記の第１の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第３の実施の形態のプロジェクタは、Ｂ光の光源であるＬＥＤ１０Ｂ、第１の光源ユニットである光源ユニット２０Ｇ、および第２の光源ユニットである光源ユニット２０Ｒを備える。光源ユニット２０Ｇは、Ｇ光の光源である。光源ユニット２０Ｒは、Ｒ光の光源である。光源ユニット２０Ｒは、図７に示す光源ユニット２０Ｇと同様の構成を備える。

光源ユニット２０Ｒは、第１の固体発光素子である複数のＬＥＤ１０Ｒを備える。ＬＥＤ１０Ｒは、励起光を発生するＬＥＤである。励起光は、例えば紫外光である。波長変換材である蛍光体１５は、ＬＥＤ１０Ｒからの励起光の波長を変換する。蛍光体１５は、ＬＥＤ１０Ｒからの励起光の入射によって励起され、例えば６５０ｎｍ付近をピークとする波長領域のＲ光を発生する。

ロッドレンズ１３から出射したＲ光は、照明レンズ２３Ｒを透過する。照明レンズ２３Ｒは、照明光であるＲ光を進行させる照明光学系を構成する。

光源ユニット２０ＧからのＧ光は、照明レンズ２３Ｇを介してダイクロイックプリズム５０の第１面へ入射する。光源ユニット２０ＲからのＲ光は、照明レンズ２３Ｒを介してダイクロイックプリズム５０の第２面へ入射する。

集光レンズ１６は、ＬＥＤ１０ＢからのＢ光を、ライトトンネル５の入射口５ａへ収束させる。ライトトンネル５の出射口５ｂからの光は、照明レンズ６を透過して、ダイクロイックプリズム５０の第３面へ入射する。なお、Ｂ光の光源とするＬＥＤ１０Ｂは１つである場合に限られず、複数であっても良い。

ダイクロイックプリズム５０は、Ｒ，ＧおよびＢの各光線束を１つの光線束へ合流させ、第４面から光線束を出射する。ダイクロイックプリズム５０は、光源ユニット２０Ｇ，２０Ｒのロッドレンズ１３からの光線束と、ライトトンネル５からの光線束とを１つの光線束へ合流させ、ＤＭＤ２へ進行させる光学素子である。

第３の実施の形態によると、プロジェクタは、Ｇ光に次いで画像の明るさへの影響が大きいＲ光用の光源として、ロッドレンズ１３を備える光源ユニット２０Ｒを備える。プロジェクタは、光源ユニット２０Ｇと併せて光源ユニット２０Ｒを備えることで、さらに効率良く光を利用して明るい画像を投射することが可能となる。第３の実施の形態によると、固体発光素子からの光を高い効率で利用できるという効果を奏する。

（第４の実施の形態）
図１４は、第４の実施の形態のプロジェクタに備えられた光学エンジンを示す図である。上記の第１および第３の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第４の実施の形態のプロジェクタは、Ｂ光の光源であるＬＥＤ１０Ｂ、第１の光源ユニットである光源ユニット２０Ｇ、および第２の光源ユニットである光源ユニット２０Ｒを備える。

ダイクロイックミラー２１は、Ｒ光を含む波長領域の光を反射し、Ｂ光を含む波長領域の光を透過させる波長特性を備える。ダイクロイックミラー２１は、光源ユニット２０Ｒから照明レンズ２３Ｒを介して第１面へ入射したＲ光を反射する。

ライトトンネル５の出射口５ｂからのＢ光は、照明レンズ６を透過して、ダイクロイックミラー２１のうち第１面の裏側の第２面へ入射する。ダイクロイックミラー２１は、ライトトンネル５から照明レンズ６を介して第２面へ入射したＢ光を、第１面側へ透過させる。ダイクロイックミラー２１は、光源ユニット２０Ｒのロッドレンズ１３からの光線束とライトトンネル５からの光線束とを１つの光線束へ合流させ、ダイクロイックミラー２２へ進行させる光学素子である。

ダイクロイックミラー２２は、Ｇ光を含む波長領域の光を反射し、Ｒ光およびＢ光を含む波長領域の光を透過させる波長特性を備える。ダイクロイックミラー２２は、光源ユニット２０Ｇから照明レンズ２３Ｇを介して第１面へ入射したＧ光を反射する。

ダイクロイックミラー２１からのＲ光およびＢ光は、ダイクロイックミラー２２のうち第１面の裏側の第２面へ入射する。ダイクロイックミラー２２は、ダイクロイックミラー２１から第２面へ入射したＲ光およびＢ光を、第１面側へ透過させる。ダイクロイックミラー２２は、光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇのロッドレンズ１３からの光線束とライトトンネル５からの光線束とを１つの光線束へ合流させ、ＤＭＤ２へ進行させる光学素子である。

第４の実施の形態によると、プロジェクタは、第３の実施の形態と同様、光源ユニット２０Ｇ，２０Ｒを備えることで、効率良く光を利用して明るい画像を投射することができる。

光学エンジンでは、通常、光源の冷却のための冷却媒体である冷却風を流動させる経路は、光路中の光学要素への塵の付着を防ぐため、光線が通過する領域以外の領域に設置される。第４の実施の形態の構成では、２つの光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇが互いに並列されていることで、共通の経路における冷却風の流動によって光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇを冷却可能とする。この場合、光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇのそれぞれに冷却風の経路が設けられる場合に比べて、プロジェクタの内部を簡易な構成とすることができる。

第４の実施の形態の構成では、２つの光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇのうち、Ｇ光用の光源ユニット２０Ｇを、光路においてＤＭＤ２から近い位置に設置している。光源ユニット２０ＧからＤＭＤ２へ至るＧ光の光路と、光源ユニット２０ＲからＤＭＤ２へ至るＲ光の光路とで光学要素の数を比較すると、Ｒ光の光路にはダイクロイックミラー２１がある分、Ｇ光の光路のほうが光学要素は少ない。

Ｇ光はＲ光より画像の明るさへの影響が大きいことから、プロジェクタは、Ｇ光の光路における光学要素をできるだけ少なくしてＧ光の光量損失を低減させることで、明るい画像を投射することができる。

（第５の実施の形態）
図１５は、第５の実施の形態のプロジェクタに備えられた光学エンジンを示す図である。上記の第１および第３の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

第５の実施の形態のプロジェクタは、Ｂ光の光源であるＬＥＤ１０Ｂ、第１の光源ユニットである光源ユニット２０Ｇ、および第２の光源ユニットである光源ユニット２０Ｒを備える。

ダイクロイックミラー２１は、Ｒ光を含む波長領域の光を反射し、Ｂ光を含む波長領域の光を透過させる波長特性を備える。ダイクロイックミラー２１は、光源ユニット２０Ｒからカップリングレンズ１１Ｒを介して第１面へ入射したＲ光を反射する。ダイクロイックミラー２１は、ＬＥＤ１０Ｂからカップリングレンズ１１Ｂを介して第２面へ入射したＢ光を、第１面側へ透過させる。

ダイクロイックミラー２１は、光源ユニット２０Ｒからの光線束とＬＥＤ１０Ｂからの光線束とを１つの光線束へ合流させ、集光レンズ１６へ進行させる光学素子である。集光レンズ１６は、ダイクロイックミラー２１からのＲ光およびＢ光を、ライトトンネル５の入射口５ａへ収束させる。ライトトンネル５の出射口５ｂからのＲ光およびＢ光は、照明レンズ６を透過して、ダイクロイックミラー２２の第２面へ入射する。

ダイクロイックミラー２２は、Ｇ光を含む波長領域の光を反射し、Ｒ光およびＢ光を含む波長領域の光を透過させる波長特性を備える。ダイクロイックミラー２２は、ライトトンネル５から照明レンズ６を介して第２面へ入射したＢ光を、第１面側へ透過させる。ダイクロイックミラー２２は、光源ユニット２０Ｇから照明レンズ２３Ｇを介して第１面へ入射したＧ光を反射する。ダイクロイックミラー２２は、光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇのロッドレンズ１３からの光線束とライトトンネル５からの光線束とを１つの光線束へ合流させ、ＤＭＤ２へ進行させる光学素子である。

第５の実施の形態によると、プロジェクタは、第３および第４の実施の形態と同様、光源ユニット２０Ｇ，２０Ｒを備えることで、効率良く光を利用して明るい画像を投射することができる。

第５の実施の形態の構成では、第４の実施の形態の場合と同様に、２つの光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇが互いに並列されていることで、共通の経路における冷却風の流動によって光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇを冷却できる。第５の実施の形態においても、光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇのそれぞれに冷却風の経路が設けられる場合に比べて、プロジェクタの内部を簡易な構成とすることができる。

第５の実施の形態の構成では、第４の実施の形態の場合と同様に、２つの光源ユニット２０Ｒ，２０Ｇのうち、Ｇ光用の光源ユニット２０Ｇを、光路においてＤＭＤ２から近い位置に設置している。第５の実施の形態においても、プロジェクタは、Ｇ光の光路における光学要素をできるだけ少なくしてＧ光の光量損失を低減させることで、明るい画像を投射することができる。

２ ＤＭＤ
３ 投射光学系
５ ライトトンネル
５ａ 入射口
５ｂ 出射口
６ 照明レンズ
７ ミラー
８ 曲面ミラー
１０，１０Ｂ，１０Ｇ，１０Ｒ ＬＥＤ
１１，１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒ カップリングレンズ
１２ 集光レンズ
１３，１７ ロッドレンズ
１４ 光拡散部材
１５ 蛍光体
１６ 集光レンズ
１８ａ 入射口
１８ｂ 出射口
２０Ｇ，２０Ｒ 光源ユニット
２１，２２ ダイクロイックミラー
２３Ｇ，２３Ｒ 照明レンズ
２４ 集光レンズ
４０ アナモフィックレンズ
５０ ダイクロイックプリズム

特許第４４８７２４０号公報 特開２００４−３３５９９２号公報 特開２００６−２８５０４３号公報 特開２０１４−１６０２３３号公報 特開２０１５−３４９９９号公報 特開２００４−１１００６２号公報 特許第４０１３６８２号公報 特許第５５１０８２８号公報 特開２０１２−１２９１５１号公報 特開２０１４−１６４０９８号公報

Claims (10)

1. 画像を形成する画像形成部と、
   光を発生させる第１の固体発光素子および第２の固体発光素子と、
   前記第１の固体発光素子からの光を透過させる透過部材を備える第１の導光体と、
   前記第２の固体発光素子からの光を反射させる反射部材が形成された内壁を備える第２の導光体と、
   前記第１の導光体から出射された光と前記第２の導光体から出射された光とを前記画像形成部へ進行させる光学素子と、
   前記画像形成部で形成された画像を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする投射装置。
2. 前記第１の導光体は、前記第１の固体発光素子からの光の波長を変換する波長変換材を備えることを特徴とする請求項１に記載の投射装置。
3. 前記第１の導光体は、前記第１の固体発光素子からの光が入射する複数の入射部と、前記複数の入射部から前記透過部材を透過した光を出射させる出射部とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の投射装置。
4. 前記出射部は、前記透過部材のうちの第１の端面に設けられ、
   前記複数の入射部は、前記透過部材のうち、前記第１の端面および前記第１の端面に対向する第２の端面以外の面である側面に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の投射装置。
5. 前記第１の導光体および前記光学素子の間の光路に設けられた第１の照明光学系と、
   前記第２の導光体および前記光学素子の間の光路に設けられた第２の照明光学系と、を備え、
   前記第１の照明光学系の横倍率と前記第２の照明光学系の横倍率とは互いに異なることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の投射装置。
6. 前記画像形成部が備えるアスペクト比をＡＰ、前記第１の導光体のうち前記透過部材を透過した光が出射される出射部が備えるアスペクト比をＡＤとして、ＡＰ／ＡＤは０．９より大きく、かつ１．１より小さいことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の投射装置。
7. 前記第１の導光体および前記光学素子の間の光路に設けられ、前記第１の導光体から出射された光による照明領域のアスペクト比を調整する調整光学系を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の投射装置。
8. 前記画像形成部が備えるアスペクト比をＡＰ、前記第２の導光体のうち光を出射する出射部が備えるアスペクト比をＡＬとして、ＡＰ／ＡＬは０．９より大きく、かつ１．１より小さいことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の投射装置。
9. 前記第１の固体発光素子および前記第１の導光体を含み、前記画像形成部へ緑色光を供給する光源ユニットを備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の投射装置。
10. 前記第１の固体発光素子および前記第１の導光体を含み、前記画像形成部へ緑色光を供給する第１の光源ユニットと、
    前記第１の固体発光素子および前記第１の導光体を含み、前記画像形成部へ赤色光を供給する第２の光源ユニットと、を備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の投射装置。

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