光源装置及び投写型映像表示装置
【課題】 発光体の発光効率及び発光体の信頼性の向上を図ることを可能とする光源装置及び投写型映像表示装置を提供する。
【解決手段】 光源装置は、励起光を出射する光源ユニット１０Ｂと、励起光に応じて基準映像光を出射する発光体（発光体Ｇ）と、励起光を発光体上に集光する集光部材とを備える。光源装置は、発光体上において励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、励起光の強度分布を調整する調整構成を備える。
【解決手段】 光源装置は、励起光を出射する光源ユニット１０Ｂと、励起光に応じて基準映像光を出射する発光体（発光体Ｇ）と、励起光を発光体上に集光する集光部材とを備える。光源装置は、発光体上において励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、励起光の強度分布を調整する調整構成を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光に応じて基準映像光を出射する発光体を備える光源装置及び投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射された光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置が知られている。
【０００３】
ここで、光源から出射される光を励起光として用いて、赤成分光、緑成分光、青成分光などの基準映像光を出射する発光体を有する投写型映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。具体的には、各色成分光を出射する複数種類の発光体がカラーホイールに設けられており、カラーホイールの回転によって、各色成分光が時分割で出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、励起光がスポット光として発光体上に集光されるため、発光体の発光効率及び発光体の信頼性が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、発光体の発光効率及び発光体の信頼性の向上を図ることを可能とする光源装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の特徴に係る光源装置は、励起光を出射する光源ユニット（光源ユニット１０Ｂ）と、前記励起光に応じて基準映像光を出射する発光体（発光体Ｇ）と、前記励起光を前記発光体上に集光する集光部材（レンズ１１２〜レンズ１１３）とを備える。光源装置は、前記発光体上において前記励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、前記励起光の強度分布を調整する調整構成を備える。
【０００８】
第１の特徴において、光源装置は、前記発光体から出射される前記基準映像光を均一化するロッドインテグレータ（ロッドインテグレータ３０）を備える。前記調整構成は、前記ロッドインテグレータの光入射面の形状に応じて、前記励起光の強度分布を調整する。
【０００９】
第１の特徴において、前記光源ユニットは、複数の光源ユニット（光源ユニット１０１１光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１、光源ユニット１０２２）と、前記複数の光源ユニットから出射される前記励起光を反射する複数のミラー（反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２）とを有する。前記複数のミラーは、基準角度から傾いて配置されるミラーを含む。前記調整構成は、前記複数のミラーによって構成される。
【００１０】
第１の特徴において、前記光源ユニットは、複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットから出射される前記励起光を反射する複数のミラーとを有する。前記複数の光源ユニットは、基準出射方向から傾いた方向に前記励起光を出射する光源ユニットを含む。前記調整構成は、前記複数の光源ユニットによって構成される。
【００１１】
第１の特徴において、光源装置は、前記光源ユニットから出射される前記励起光上において、前記光源ユニットと前記発光体との間に配置された光学プロファイル制御素子（光学プロファイル制御素子３００）を備える。前記光学プロファイル制御素子は、１つの強度中心を複数の強度中心に分離する面形状を有する屈折光学素子である。前記調整構成は、前記光学プロファイル制御素子によって構成される。
【００１２】
第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、第１の特徴に係る光源装置と、前記光源装置から出射される光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射される光を投写する投写ユニットとを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光体の発光効率及び発光体の信頼性の向上を図ることを可能とする光源装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るカラーホイール２０を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る光源ユニット１０Ｂを示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る光源ユニット１０Ｂを示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る光源ユニット１０Ｂを示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る調整構成を説明するための図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る調整構成を説明するための図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る励起光の強度分布を説明するための図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る励起光の強度分布を説明するための図である。
【図１０】図１０は、変更例１に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図１１】図１１は、変更例２に係る光学プロファイル制御素子３００を示す図である。
【図１２】図１２は、変更例２に係る励起光の強度分布を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下において、本発明の実施形態に係る光源装置及び投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１６】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１７】
［実施形態の概要］
実施形態に係る光源装置は、励起光を出射する光源ユニットと、前記励起光に応じて基準映像光を出射する発光体と、前記励起光を前記発光体上に集光する集光部材とを備える。光源装置は、前記発光体上において前記励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、前記励起光の強度分布を調整する調整構成を備える。
【００１８】
実施形態では、調整構成は、発光体上において励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、励起光の強度分布を調整する。これによって、発光体上において励起光が分散して複数の点に集光されるため、発光体の発光効率及び発光体の信頼性が向上する。
【００１９】
なお、励起光は、主として青成分光である。基準映像光は、映像を構成する光であり、例えば、赤成分光、緑成分光又は青成分光である。
【００２０】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。なお、第１実施形態では、基準映像光として、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを用いるケースについて例示する。
【００２１】
図１に示すように、第１に、投写型映像表示装置１００は、光源ユニット１０と、カラーホイール２０と、ロッドインテグレータ３０と、ＤＭＤ４０と、投写ユニット５０とを有する。
【００２２】
光源ユニット１０は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの複数の固体光源によって構成される。第１実施形態では、光源ユニット１０として、光源ユニット１０Ｂ及び光源ユニット１０Ｒが設けられる。
【００２３】
光源ユニット１０Ｂは、青成分光Ｂを励起光及び基準映像光として出射する。光源ユニット１０Ｂは、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子を有する。
【００２４】
光源ユニット１０Ｒは、基準映像光として赤成分光Ｒを出射する。光源ユニット１０Ｒは、例えば、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子を有する。
【００２５】
カラーホイール２０は、励起光（青成分光Ｂ）の光軸方向に沿って延びる回転軸２０Ｘを中心として回転するように構成される。カラーホイール２０は、励起光及び基準映像光を反射する反射型回転体の一例である。
【００２６】
詳細には、カラーホイール２０は、図２に示すように、回転面２１と、緑領域２２Ｇとを有する。回転面２１は、反射膜によって覆われる。緑領域２２Ｇは、光源ユニット１０Ｂから出射される励起光（青成分光Ｂ）に応じて緑成分光Ｇを発光する発光体Ｇを有する。発光体Ｇは、蛍光体或いは燐光体である。
【００２７】
ロッドインテグレータ３０は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ３０は、光源ユニット１０から出射される光を均一化する。なお、ロッドインテグレータ３０は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。
【００２８】
ＤＭＤ４０は、光源ユニット１０から出射される光を変調する。詳細には、ＤＭＤ４０は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ４０は、各微小ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット５０側に光を反射するか否かを切り替える。
【００２９】
第１実施形態では、ＤＭＤ４０として、ＤＭＤ４０Ｒ、ＤＭＤ４０Ｇ及びＤＭＤ４０Ｂが設けられる。ＤＭＤ４０Ｒは、赤映像信号Ｒに基づいて赤成分光Ｒを変調する。ＤＭＤ４０Ｇは、緑映像信号Ｇに基づいて緑成分光Ｇを変調する。ＤＭＤ４０Ｂは、青映像信号Ｂに基づいて青成分光Ｂを変調する。
【００３０】
投写ユニット５０は、ＤＭＤ４０によって変調された映像光を投写面上に投写する。
【００３１】
第２に、投写型映像表示装置１００は、必要なレンズ群及びミラー群を有する。レンズ群としては、レンズ１１２〜レンズ１１６が設けられており、ミラー群としては、ミラー１２１〜ミラー１２５が設けられる。
【００３２】
レンズ１１２及びレンズ１１３は、青成分光Ｂ（励起光）を発光体Ｇ（発光体）の発光面上に集光するコンデンサレンズである。レンズ１１４は、光源ユニット１０Ｂ及び光源ユニット１０Ｒのそれぞれから出射される光をロッドインテグレータ３０の光入射面に集光する集光レンズである。レンズ１１５及びレンズ１１６は、ロッドインテグレータ３０から出射される光を各ＤＭＤ４０上に略結像するリレーレンズである。
【００３３】
第１実施形態において、レンズ１１２及びレンズ１１３は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂ（励起光）を発光体Ｇ（発光体）上に集光する集光部材を構成する。また、レンズ１１２、レンズ１１３及びレンズ１１４は、ロッドインテグレータ３０の光入射面に集光するリレー光学系を構成する。
【００３４】
ミラー１２１は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂのうち、一部分を透過し、残り部分を反射するビームスプリッターである。
【００３５】
ミラー１２２は、ミラー１２１で反射される青成分光Ｂを反射する反射ミラーである。ミラー１２３は、赤成分光Ｒを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２４は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒを透過して、緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２５は、各色成分光を反射する反射ミラーである。
【００３６】
第３に、投写型映像表示装置１００は、必要なプリズム群を有する。プリズム群として、プリズム２１０、プリズム２２０、プリズム２３０、プリズム２４０及びプリズム２５０が設けられる。
【００３７】
プリズム２１０は、透光性部材によって構成されており、面２１１及び面２１２を有する。プリズム２１０（面２１１）とプリズム２５０（面２５１）との間にはエアギャップが設けられており、プリズム２１０に入射した光が面２１１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、プリズム２１０に入射した光は面２１１で反射される。一方で、プリズム２１０（面２１２）とプリズム２２０（面２２１）との間にはエアギャップが設けられるが、面２１１で反射された光が面２１２に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面２１１で反射された光は面２１２を透過する。
【００３８】
プリズム２２０は、透光性部材によって構成されており、面２２１及び面２２２を有する。プリズム２１０（面２１２）とプリズム２２０（面２２１）との間にはエアギャップが設けられており、面２２２で最初に反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ４０Ｂから出射された青成分光Ｂが面２２１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面２２２で最初に反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ４０Ｂから出射された青成分光Ｂは面２２１で反射される。一方で、面２２１で反射された後に面２２２で２回目に反射された青成分光Ｂが面２２１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面２２１で反射された後に面２２２で２回目に反射された青成分光Ｂは面２２１を透過する。
【００３９】
面２２２は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面２１１で反射された光のうち、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇは面２２２を透過し、青成分光Ｂは面２２２で反射される。面２２１で反射された青成分光Ｂは面２２２で反射される。
【００４０】
プリズム２３０は、透光性部材によって構成されており、面２３１及び面２３２を有する。プリズム２２０（面２２２）とプリズム２３０（面２３１）との間にはエアギャップが設けられており、面２３１を透過して面２３２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒが再び面２３１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面２３１を透過して面２３２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒは面２３１で反射される。一方で、ＤＭＤ４０Ｒから出射されて面２３１で反射された後に面２３２で反射された赤成分光Ｒが再び面２３１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、ＤＭＤ４０Ｒから出射されて面２３１で反射された後に面２３２で反射された赤成分光Ｒは面２３１を透過する。
【００４１】
面２３２は、緑成分光Ｇを透過して、赤成分光Ｒを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面２３１を透過した光のうち、緑成分光Ｇは面２３２を透過し、赤成分光Ｒは面２３２で反射される。面２３１で反射された赤成分光Ｒは面２３２で反射される。ＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２３２を透過する。
【００４２】
プリズム２４０は、透光性部材によって構成されており、面２４１を有する。面２４１は、緑成分光Ｇを透過するように構成されている。なお、ＤＭＤ４０Ｇへ入射する緑成分光Ｇ及びＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２４１を透過する。
【００４３】
プリズム２５０は、透光性部材によって構成されており、面２５１を有する。
【００４４】
言い換えると、青成分光Ｂは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２２２で反射されて、（３）面２２１で反射されて、（４）ＤＭＤ４０Ｂで反射されて、（５）面２２１で反射されて、（６）面２２２で反射されて、（７）面２２１、面２５１を透過する。これによって、青成分光Ｂは、ＤＭＤ４０Ｂで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４５】
赤成分光Ｒは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２及び面２３１を透過した上で、面２３２で反射されて、（３）面２３１で反射されて、（４）ＤＭＤ４０Ｒで反射されて、（５）面２３１で反射されて、（６）面２３２で反射されて、（７）面２３１、面２３２、面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、赤成分光Ｒは、ＤＭＤ４０Ｒで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４６】
緑成分光Ｇは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２、面２３１、面２３２、面２４１を透過した上で、ＤＭＤ４０Ｇで反射されて、（３）面２４１、面２３２、面２３１、面２２２、面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、緑成分光Ｇは、ＤＭＤ４０Ｇで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４７】
（光源ユニット）
以下において、第１実施形態に係る光源ユニットについて説明する。図３〜図５は、第１実施形態に係る光源ユニット１０Ｂを示す図である。
【００４８】
図３に示すように、光源ユニット１０Ｂは、複数の光源ユニット（光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２）と、複数のミラー（反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２）とを有する。
【００４９】
光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２は、図４及び図５に示すように、ヒートシンク１１と、複数の発光素子１２と、複数のレンズ１３とを有する。
【００５０】
ヒートシンク１１は、複数の発光素子１２が生じる熱を放熱する金属板などである。各発光素子１２は、青成分光Ｂを出射するＬＤやＬＥＤなどである。各レンズ１３は、各発光素子１２から出射される青成分光Ｂを集光する。
【００５１】
例えば、第１実施形態では、Ｙ軸方向において、３つの発光素子１２が並んでおり、Ｚ軸方向において、６つの発光素子１２が並んでいる。
【００５２】
図３に戻って、光源ユニット１０１２及び光源ユニット１０２２の光出射側には、１／２λ板１５が設けられる。１／２λ板１５は、光源ユニット１０１２及び光源ユニット１０２２から出射される青成分光Ｂの偏光方向を９０°回転する位相差板である。
【００５３】
例えば、光源ユニット１０１２及び光源ユニット１０２２から出射される青成分光Ｂの偏光が偏光ミラー１３２１２及び偏光ミラー１３２２２に対してＰ偏光であるケースについて考える。このようなケースにおいて、１／２λ板１５を透過する青成分光Ｂの偏光は、Ｓ偏光に変換される。
【００５４】
反射ミラー１３１１１は、光源ユニット１０１１からＸ軸方向に沿って出射される青成分光ＢをＺ軸方向に反射するミラーである。同様に、反射ミラー１３１２１は、光源ユニット１０２１からＸ軸方向に沿って出射される青成分光ＢをＺ軸方向に反射するミラーである。
【００５５】
偏光ミラー１３２１２及び偏光ミラー１３２２２は、第１偏光成分（Ｐ偏光成分）を透過して、第２偏光成分（Ｓ偏光成分）を反射するミラーである。すなわち、偏光ミラー１３２１２は、光源ユニット１０１２からＸ軸方向に沿って出射される青成分光ＢをＺ軸方向に反射する。同様に、偏光ミラー１３２２２は、光源ユニット１０２２からＸ軸方向に沿って出射される青成分光ＢをＺ軸方向に反射する。なお、偏光ミラー１３２１２は、反射ミラー１３１１１で反射された青成分光Ｂを透過することに留意すべきである。同様に、偏光ミラー１３２２２は、反射ミラー１３１２１で反射された青成分光Ｂを透過することに留意すべきである。
【００５６】
このように、反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２は、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２から出射される光を合成する合成部１３０を構成する。
【００５７】
一般的には、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２から出射される青成分光Ｂは、Ｚ軸方向に沿って揃っている。従って、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２から青成分光Ｂを出射すべき基準出射方向は、Ｘ軸方向である。また、反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２を配置すべき基準角度は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して４５°である。
【００５８】
但し、第１実施形態では、以下に示すように、光源ユニット１０Ｂを構成する部材は、基準出射方向又は基準角度に従って配置されていないこともあることに留意すべきである。
【００５９】
第１実施形態において、投写型映像表示装置１００は、発光体上において励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、励起光の強度分布を調整する調整構成を有する。
【００６０】
第１実施形態において、調整構成は、光源ユニット１０Ｂを構成する部材によって構成される。
【００６１】
具体的には、図６に示すように、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２は、基準角度に対して傾いて配置される。例えば、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２は、基準角度に対して、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として右回りに回動された角度で配置される。
【００６２】
同様に、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２は、基準角度に対して傾いて配置される。例えば、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２は、基準角度に対して、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として左回りに回動された角度で配置される。
【００６３】
このような構成によれば、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２で反射された青成分光Ｂの進行方向は、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２で反射された青成分光Ｂの進行方向と異なる。すなわち、調整構成は、反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２によって構成される。
【００６４】
なお、図６に示すケースでは、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２は、基準出射方向に青成分光Ｂ（励起光）を出射することに留意すべきである。
【００６５】
また、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２のミラー群及び反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２のミラー群のうち、いずれか一方のミラー群は、基準角度で配置されてもよい。
【００６６】
或いは、図７に示すように、光源ユニット１０１１及び光源ユニット１０１２は、基準出射方向から傾いた方向に青成分光Ｂ（励起光）を出射する。但し、光源ユニット１０１１及び光源ユニット１０１２は、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２で反射された青成分光Ｂの進行方向が揃うように配置されることに留意すべきである。例えば、光源ユニット１０１１は、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として左回りに回動された角度で配置され、光源ユニット１０１２は、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として右回りに回動された角度で配置される。
【００６７】
同様に、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２は、基準出射方向から傾いた方向に青成分光Ｂ（励起光）を出射する。但し、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２は、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２で反射された青成分光Ｂの進行方向が揃うように配置されることに留意すべきである。例えば、光源ユニット１０２１は、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として右回りに回動された角度で配置され、光源ユニット１０２２は、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として左回りに回動された角度で配置される。
【００６８】
このような構成によれば、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２で反射された青成分光Ｂの進行方向は、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２で反射された青成分光Ｂの進行方向と異なる。すなわち、調整構成は、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２によって構成される。
【００６９】
なお、図７に示すケースでは、反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２は、基準角度で配置されることに留意すべきである。
【００７０】
また、光源ユニット１０１１及び光源ユニット１０１２のユニット群及び光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２のユニット群のうち、いずれか一方のユニット群の出射方向が基準出射方向から傾いていてもよい。
【００７１】
（励起光の強度分布）
以下において、第１実施形態に係る励起光の強度分布について説明する。図８及び図９は、第１実施形態に係る励起光の強度分布を説明するための図である。
【００７２】
上述した調整構成によれば、青成分光Ｂ（励起光）の強度中心は、緑領域２２Ｇ（発光体Ｇ）上において複数の点として設けられる。具体的には、図８に示すように、光源ユニット１０１１及び光源ユニット１０１２から出射される青成分光Ｂのスポット光ＳＬ１は、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２から出射される青成分光Ｂのスポット光ＳＬ２とは異なる点に集光される。なお、スポット光ＳＬ１及びスポット光ＳＬ２は、ガウシアン関数によって表現される円形状である。
【００７３】
ここで、青成分光Ｂ（励起光）の強度分布は、図９に示すように、ロッドインテグレータ３０の光入射面の形状と対応していることが好ましい。言い換えると、上述した調整構成は、ロッドインテグレータ３０の光入射面の形状に応じて、青成分光Ｂ（励起光）の強度分布を調整することが好ましい。
【００７４】
詳細には、青成分光Ｂ（励起光）の強度分布によって構成されるアスペクト比がロッドインテグレータ３０の光入射面のアスペクト比と揃うように、反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２が配置される。
【００７５】
或いは、青成分光Ｂ（励起光）の強度分布によって構成されるアスペクト比がロッドインテグレータ３０の光入射面のアスペクト比と揃うように、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２から青成分光Ｂ（励起光）が出射される。
【００７６】
（作用及び効果）
実施形態では、調整構成は、緑領域２２Ｇ（発光体Ｇ）上において青成分光Ｂ（励起光）の強度中心が複数の点として設けられるように、青成分光Ｂの強度分布を調整する。これによって、緑領域２２Ｇ（発光体Ｇ）上において青成分光Ｂが分散して複数の点に集光されるため、発光体Ｇの発光効率及び発光体Ｇの信頼性が向上する。
【００７７】
[変更例１]
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について説明する。
【００７８】
第１実施形態では、調整構成は、光源ユニット１０Ｂを構成する部材によって構成される。これに対して、変更例１では、１つの強度中心を複数の強度中心に分離する面形状を有する屈折光学素子（光学プロファイル制御素子）が設けられる。
【００７９】
具体的には、図１０に示すように、投写型映像表示装置１００は、図１に示す構成に加えて、光学プロファイル制御素子３００を有する。
【００８０】
光学プロファイル制御素子３００は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂ（励起光）上において、光源ユニット１０Ｂとカラーホイール２０（発光体Ｇ）との間に配置される。光学プロファイル制御素子３００は、１つの強度中心を複数の強度中心に分離する面形状を有する屈折光学素子である。ここでは、光学プロファイル制御素子３００は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂ（励起光）を２つのスポット光に分離する。
【００８１】
なお、変更例１では、光源ユニット１０Ｂを構成する部材は、基準出射方向及び基準角度に従って配置される。
【００８２】
変更例１では、光学プロファイル制御素子３００を挿入することにって、光学プロファイル制御素子３００から、２種類の角度の構成を出射することができる。従って、上述した図８と同様に、緑領域２２Ｇ（発光体Ｇ）上において、２種類のスポット光（スポット光ＳＬ１及びスポット光ＳＬ２）が異なる点に集光される。これによって、上述した図９と同様に、青成分光Ｂ（励起光）の強度分布によって構成されるアスペクト比がロッドインテグレータ３０の光入射面のアスペクト比と揃うように、２種類のスポット光が集光される。
【００８３】
[変更例２]
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、変更例１に対する相違点について説明する。
【００８４】
変更例２において、光学プロファイル制御素子３００は、図１１に示すように、４つの領域（領域３１０Ａ〜領域３１０Ｄ）を有する。各領域は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂ（励起光）から１つのスポット光に分離する。すなわち、変更例２では、図１２に示すように、光学プロファイル制御素子３００によって、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂ（励起光）は、４つのスポット光（スポット光ＳＬ１〜スポット光ＳＬ４）に分離される。
【００８５】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００８６】
実施形態では、光変調素子として、３つのＤＭＤが例示されているが、実施形態は、これに限定されるものではない。光変調素子は、１つのＤＭＤであってもよい。或いは、光変調素子は、１つの液晶パネル或いは３つの液晶パネル（赤液晶パネル、緑液晶パネル及び青液晶パネル）であってもよい。液晶パネルは、透過型であってもよく、反射型であってもよい。
【００８７】
実施形態では、発光体として、励起光に応じて緑成分光Ｇを発光する発光体Ｇを例示した。しかしながら、発光体は、励起光に応じて赤成分光Ｒ又は青成分光Ｂを発光する発光体であってもよい。
【００８８】
実施形態では、励起光として、青成分光Ｂを例示した。しかしながら、励起光は、紫外成分光であってもよい。
【００８９】
実施形態では特に触れていないが、光源装置は、少なくとも光源ユニット１０Ｂを含んでいればよい。或いは、光源装置は、少なくとも光源ユニット１０Ｂ及び光学プロファイル制御素子３００を含んでいればよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０…光源ユニット、１１…ヒートシンク、１２…発光素子、１３…レンズ、１５…１／２λ板、２０…カラーホイール、２１…回転面、２２Ｇ…緑領域、３０…ロッドインテグレータ、４０…ＤＭＤ、５０…投写ユニット、１００…投写型映像表示装置、１１２〜１１６…レンズ、１２１〜１２５…ミラー、１３１…反射ミラー、１３２…偏光ミラー、３００…光学プロファイル制御素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光に応じて基準映像光を出射する発光体を備える光源装置及び投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、光源から出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子から出射された光を投写面上に投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置が知られている。
【０００３】
ここで、光源から出射される光を励起光として用いて、赤成分光、緑成分光、青成分光などの基準映像光を出射する発光体を有する投写型映像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。具体的には、各色成分光を出射する複数種類の発光体がカラーホイールに設けられており、カラーホイールの回転によって、各色成分光が時分割で出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８５７４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した技術では、励起光がスポット光として発光体上に集光されるため、発光体の発光効率及び発光体の信頼性が低下してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、発光体の発光効率及び発光体の信頼性の向上を図ることを可能とする光源装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の特徴に係る光源装置は、励起光を出射する光源ユニット（光源ユニット１０Ｂ）と、前記励起光に応じて基準映像光を出射する発光体（発光体Ｇ）と、前記励起光を前記発光体上に集光する集光部材（レンズ１１２〜レンズ１１３）とを備える。光源装置は、前記発光体上において前記励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、前記励起光の強度分布を調整する調整構成を備える。
【０００８】
第１の特徴において、光源装置は、前記発光体から出射される前記基準映像光を均一化するロッドインテグレータ（ロッドインテグレータ３０）を備える。前記調整構成は、前記ロッドインテグレータの光入射面の形状に応じて、前記励起光の強度分布を調整する。
【０００９】
第１の特徴において、前記光源ユニットは、複数の光源ユニット（光源ユニット１０１１光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１、光源ユニット１０２２）と、前記複数の光源ユニットから出射される前記励起光を反射する複数のミラー（反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２）とを有する。前記複数のミラーは、基準角度から傾いて配置されるミラーを含む。前記調整構成は、前記複数のミラーによって構成される。
【００１０】
第１の特徴において、前記光源ユニットは、複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットから出射される前記励起光を反射する複数のミラーとを有する。前記複数の光源ユニットは、基準出射方向から傾いた方向に前記励起光を出射する光源ユニットを含む。前記調整構成は、前記複数の光源ユニットによって構成される。
【００１１】
第１の特徴において、光源装置は、前記光源ユニットから出射される前記励起光上において、前記光源ユニットと前記発光体との間に配置された光学プロファイル制御素子（光学プロファイル制御素子３００）を備える。前記光学プロファイル制御素子は、１つの強度中心を複数の強度中心に分離する面形状を有する屈折光学素子である。前記調整構成は、前記光学プロファイル制御素子によって構成される。
【００１２】
第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、第１の特徴に係る光源装置と、前記光源装置から出射される光を変調する光変調素子と、前記光変調素子から出射される光を投写する投写ユニットとを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光体の発光効率及び発光体の信頼性の向上を図ることを可能とする光源装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るカラーホイール２０を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る光源ユニット１０Ｂを示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る光源ユニット１０Ｂを示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る光源ユニット１０Ｂを示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る調整構成を説明するための図である。
【図７】図７は、第１実施形態に係る調整構成を説明するための図である。
【図８】図８は、第１実施形態に係る励起光の強度分布を説明するための図である。
【図９】図９は、第１実施形態に係る励起光の強度分布を説明するための図である。
【図１０】図１０は、変更例１に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図１１】図１１は、変更例２に係る光学プロファイル制御素子３００を示す図である。
【図１２】図１２は、変更例２に係る励起光の強度分布を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下において、本発明の実施形態に係る光源装置及び投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１６】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１７】
［実施形態の概要］
実施形態に係る光源装置は、励起光を出射する光源ユニットと、前記励起光に応じて基準映像光を出射する発光体と、前記励起光を前記発光体上に集光する集光部材とを備える。光源装置は、前記発光体上において前記励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、前記励起光の強度分布を調整する調整構成を備える。
【００１８】
実施形態では、調整構成は、発光体上において励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、励起光の強度分布を調整する。これによって、発光体上において励起光が分散して複数の点に集光されるため、発光体の発光効率及び発光体の信頼性が向上する。
【００１９】
なお、励起光は、主として青成分光である。基準映像光は、映像を構成する光であり、例えば、赤成分光、緑成分光又は青成分光である。
【００２０】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。なお、第１実施形態では、基準映像光として、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを用いるケースについて例示する。
【００２１】
図１に示すように、第１に、投写型映像表示装置１００は、光源ユニット１０と、カラーホイール２０と、ロッドインテグレータ３０と、ＤＭＤ４０と、投写ユニット５０とを有する。
【００２２】
光源ユニット１０は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの複数の固体光源によって構成される。第１実施形態では、光源ユニット１０として、光源ユニット１０Ｂ及び光源ユニット１０Ｒが設けられる。
【００２３】
光源ユニット１０Ｂは、青成分光Ｂを励起光及び基準映像光として出射する。光源ユニット１０Ｂは、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子を有する。
【００２４】
光源ユニット１０Ｒは、基準映像光として赤成分光Ｒを出射する。光源ユニット１０Ｒは、例えば、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子を有する。
【００２５】
カラーホイール２０は、励起光（青成分光Ｂ）の光軸方向に沿って延びる回転軸２０Ｘを中心として回転するように構成される。カラーホイール２０は、励起光及び基準映像光を反射する反射型回転体の一例である。
【００２６】
詳細には、カラーホイール２０は、図２に示すように、回転面２１と、緑領域２２Ｇとを有する。回転面２１は、反射膜によって覆われる。緑領域２２Ｇは、光源ユニット１０Ｂから出射される励起光（青成分光Ｂ）に応じて緑成分光Ｇを発光する発光体Ｇを有する。発光体Ｇは、蛍光体或いは燐光体である。
【００２７】
ロッドインテグレータ３０は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ３０は、光源ユニット１０から出射される光を均一化する。なお、ロッドインテグレータ３０は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。
【００２８】
ＤＭＤ４０は、光源ユニット１０から出射される光を変調する。詳細には、ＤＭＤ４０は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ４０は、各微小ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット５０側に光を反射するか否かを切り替える。
【００２９】
第１実施形態では、ＤＭＤ４０として、ＤＭＤ４０Ｒ、ＤＭＤ４０Ｇ及びＤＭＤ４０Ｂが設けられる。ＤＭＤ４０Ｒは、赤映像信号Ｒに基づいて赤成分光Ｒを変調する。ＤＭＤ４０Ｇは、緑映像信号Ｇに基づいて緑成分光Ｇを変調する。ＤＭＤ４０Ｂは、青映像信号Ｂに基づいて青成分光Ｂを変調する。
【００３０】
投写ユニット５０は、ＤＭＤ４０によって変調された映像光を投写面上に投写する。
【００３１】
第２に、投写型映像表示装置１００は、必要なレンズ群及びミラー群を有する。レンズ群としては、レンズ１１２〜レンズ１１６が設けられており、ミラー群としては、ミラー１２１〜ミラー１２５が設けられる。
【００３２】
レンズ１１２及びレンズ１１３は、青成分光Ｂ（励起光）を発光体Ｇ（発光体）の発光面上に集光するコンデンサレンズである。レンズ１１４は、光源ユニット１０Ｂ及び光源ユニット１０Ｒのそれぞれから出射される光をロッドインテグレータ３０の光入射面に集光する集光レンズである。レンズ１１５及びレンズ１１６は、ロッドインテグレータ３０から出射される光を各ＤＭＤ４０上に略結像するリレーレンズである。
【００３３】
第１実施形態において、レンズ１１２及びレンズ１１３は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂ（励起光）を発光体Ｇ（発光体）上に集光する集光部材を構成する。また、レンズ１１２、レンズ１１３及びレンズ１１４は、ロッドインテグレータ３０の光入射面に集光するリレー光学系を構成する。
【００３４】
ミラー１２１は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂのうち、一部分を透過し、残り部分を反射するビームスプリッターである。
【００３５】
ミラー１２２は、ミラー１２１で反射される青成分光Ｂを反射する反射ミラーである。ミラー１２３は、赤成分光Ｒを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２４は、青成分光Ｂ及び赤成分光Ｒを透過して、緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２５は、各色成分光を反射する反射ミラーである。
【００３６】
第３に、投写型映像表示装置１００は、必要なプリズム群を有する。プリズム群として、プリズム２１０、プリズム２２０、プリズム２３０、プリズム２４０及びプリズム２５０が設けられる。
【００３７】
プリズム２１０は、透光性部材によって構成されており、面２１１及び面２１２を有する。プリズム２１０（面２１１）とプリズム２５０（面２５１）との間にはエアギャップが設けられており、プリズム２１０に入射した光が面２１１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、プリズム２１０に入射した光は面２１１で反射される。一方で、プリズム２１０（面２１２）とプリズム２２０（面２２１）との間にはエアギャップが設けられるが、面２１１で反射された光が面２１２に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面２１１で反射された光は面２１２を透過する。
【００３８】
プリズム２２０は、透光性部材によって構成されており、面２２１及び面２２２を有する。プリズム２１０（面２１２）とプリズム２２０（面２２１）との間にはエアギャップが設けられており、面２２２で最初に反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ４０Ｂから出射された青成分光Ｂが面２２１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面２２２で最初に反射された青成分光Ｂ及びＤＭＤ４０Ｂから出射された青成分光Ｂは面２２１で反射される。一方で、面２２１で反射された後に面２２２で２回目に反射された青成分光Ｂが面２２１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、面２２１で反射された後に面２２２で２回目に反射された青成分光Ｂは面２２１を透過する。
【００３９】
面２２２は、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを透過して、青成分光Ｂを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面２１１で反射された光のうち、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇは面２２２を透過し、青成分光Ｂは面２２２で反射される。面２２１で反射された青成分光Ｂは面２２２で反射される。
【００４０】
プリズム２３０は、透光性部材によって構成されており、面２３１及び面２３２を有する。プリズム２２０（面２２２）とプリズム２３０（面２３１）との間にはエアギャップが設けられており、面２３１を透過して面２３２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒが再び面２３１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも大きいため、面２３１を透過して面２３２で反射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒは面２３１で反射される。一方で、ＤＭＤ４０Ｒから出射されて面２３１で反射された後に面２３２で反射された赤成分光Ｒが再び面２３１に入射する角度（入射角）が全反射角よりも小さいため、ＤＭＤ４０Ｒから出射されて面２３１で反射された後に面２３２で反射された赤成分光Ｒは面２３１を透過する。
【００４１】
面２３２は、緑成分光Ｇを透過して、赤成分光Ｒを反射するダイクロイックミラー面である。従って、面２３１を透過した光のうち、緑成分光Ｇは面２３２を透過し、赤成分光Ｒは面２３２で反射される。面２３１で反射された赤成分光Ｒは面２３２で反射される。ＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２３２を透過する。
【００４２】
プリズム２４０は、透光性部材によって構成されており、面２４１を有する。面２４１は、緑成分光Ｇを透過するように構成されている。なお、ＤＭＤ４０Ｇへ入射する緑成分光Ｇ及びＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２４１を透過する。
【００４３】
プリズム２５０は、透光性部材によって構成されており、面２５１を有する。
【００４４】
言い換えると、青成分光Ｂは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２２２で反射されて、（３）面２２１で反射されて、（４）ＤＭＤ４０Ｂで反射されて、（５）面２２１で反射されて、（６）面２２２で反射されて、（７）面２２１、面２５１を透過する。これによって、青成分光Ｂは、ＤＭＤ４０Ｂで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４５】
赤成分光Ｒは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２及び面２３１を透過した上で、面２３２で反射されて、（３）面２３１で反射されて、（４）ＤＭＤ４０Ｒで反射されて、（５）面２３１で反射されて、（６）面２３２で反射されて、（７）面２３１、面２３２、面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、赤成分光Ｒは、ＤＭＤ４０Ｒで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４６】
緑成分光Ｇは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２、面２３１、面２３２、面２４１を透過した上で、ＤＭＤ４０Ｇで反射されて、（３）面２４１、面２３２、面２３１、面２２２、面２２１、面２１２、面２１１及び面２５１を透過する。これによって、緑成分光Ｇは、ＤＭＤ４０Ｇで変調されて、投写ユニット５０に導かれる。
【００４７】
（光源ユニット）
以下において、第１実施形態に係る光源ユニットについて説明する。図３〜図５は、第１実施形態に係る光源ユニット１０Ｂを示す図である。
【００４８】
図３に示すように、光源ユニット１０Ｂは、複数の光源ユニット（光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２）と、複数のミラー（反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２）とを有する。
【００４９】
光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２は、図４及び図５に示すように、ヒートシンク１１と、複数の発光素子１２と、複数のレンズ１３とを有する。
【００５０】
ヒートシンク１１は、複数の発光素子１２が生じる熱を放熱する金属板などである。各発光素子１２は、青成分光Ｂを出射するＬＤやＬＥＤなどである。各レンズ１３は、各発光素子１２から出射される青成分光Ｂを集光する。
【００５１】
例えば、第１実施形態では、Ｙ軸方向において、３つの発光素子１２が並んでおり、Ｚ軸方向において、６つの発光素子１２が並んでいる。
【００５２】
図３に戻って、光源ユニット１０１２及び光源ユニット１０２２の光出射側には、１／２λ板１５が設けられる。１／２λ板１５は、光源ユニット１０１２及び光源ユニット１０２２から出射される青成分光Ｂの偏光方向を９０°回転する位相差板である。
【００５３】
例えば、光源ユニット１０１２及び光源ユニット１０２２から出射される青成分光Ｂの偏光が偏光ミラー１３２１２及び偏光ミラー１３２２２に対してＰ偏光であるケースについて考える。このようなケースにおいて、１／２λ板１５を透過する青成分光Ｂの偏光は、Ｓ偏光に変換される。
【００５４】
反射ミラー１３１１１は、光源ユニット１０１１からＸ軸方向に沿って出射される青成分光ＢをＺ軸方向に反射するミラーである。同様に、反射ミラー１３１２１は、光源ユニット１０２１からＸ軸方向に沿って出射される青成分光ＢをＺ軸方向に反射するミラーである。
【００５５】
偏光ミラー１３２１２及び偏光ミラー１３２２２は、第１偏光成分（Ｐ偏光成分）を透過して、第２偏光成分（Ｓ偏光成分）を反射するミラーである。すなわち、偏光ミラー１３２１２は、光源ユニット１０１２からＸ軸方向に沿って出射される青成分光ＢをＺ軸方向に反射する。同様に、偏光ミラー１３２２２は、光源ユニット１０２２からＸ軸方向に沿って出射される青成分光ＢをＺ軸方向に反射する。なお、偏光ミラー１３２１２は、反射ミラー１３１１１で反射された青成分光Ｂを透過することに留意すべきである。同様に、偏光ミラー１３２２２は、反射ミラー１３１２１で反射された青成分光Ｂを透過することに留意すべきである。
【００５６】
このように、反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２は、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２から出射される光を合成する合成部１３０を構成する。
【００５７】
一般的には、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２から出射される青成分光Ｂは、Ｚ軸方向に沿って揃っている。従って、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２から青成分光Ｂを出射すべき基準出射方向は、Ｘ軸方向である。また、反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２を配置すべき基準角度は、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対して４５°である。
【００５８】
但し、第１実施形態では、以下に示すように、光源ユニット１０Ｂを構成する部材は、基準出射方向又は基準角度に従って配置されていないこともあることに留意すべきである。
【００５９】
第１実施形態において、投写型映像表示装置１００は、発光体上において励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、励起光の強度分布を調整する調整構成を有する。
【００６０】
第１実施形態において、調整構成は、光源ユニット１０Ｂを構成する部材によって構成される。
【００６１】
具体的には、図６に示すように、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２は、基準角度に対して傾いて配置される。例えば、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２は、基準角度に対して、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として右回りに回動された角度で配置される。
【００６２】
同様に、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２は、基準角度に対して傾いて配置される。例えば、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２は、基準角度に対して、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として左回りに回動された角度で配置される。
【００６３】
このような構成によれば、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２で反射された青成分光Ｂの進行方向は、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２で反射された青成分光Ｂの進行方向と異なる。すなわち、調整構成は、反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２によって構成される。
【００６４】
なお、図６に示すケースでは、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２は、基準出射方向に青成分光Ｂ（励起光）を出射することに留意すべきである。
【００６５】
また、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２のミラー群及び反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２のミラー群のうち、いずれか一方のミラー群は、基準角度で配置されてもよい。
【００６６】
或いは、図７に示すように、光源ユニット１０１１及び光源ユニット１０１２は、基準出射方向から傾いた方向に青成分光Ｂ（励起光）を出射する。但し、光源ユニット１０１１及び光源ユニット１０１２は、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２で反射された青成分光Ｂの進行方向が揃うように配置されることに留意すべきである。例えば、光源ユニット１０１１は、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として左回りに回動された角度で配置され、光源ユニット１０１２は、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として右回りに回動された角度で配置される。
【００６７】
同様に、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２は、基準出射方向から傾いた方向に青成分光Ｂ（励起光）を出射する。但し、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２は、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２で反射された青成分光Ｂの進行方向が揃うように配置されることに留意すべきである。例えば、光源ユニット１０２１は、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として右回りに回動された角度で配置され、光源ユニット１０２２は、Ｙ軸方向に沿った回動軸を中心として左回りに回動された角度で配置される。
【００６８】
このような構成によれば、反射ミラー１３１１１及び偏光ミラー１３２１２で反射された青成分光Ｂの進行方向は、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２で反射された青成分光Ｂの進行方向と異なる。すなわち、調整構成は、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２によって構成される。
【００６９】
なお、図７に示すケースでは、反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２は、基準角度で配置されることに留意すべきである。
【００７０】
また、光源ユニット１０１１及び光源ユニット１０１２のユニット群及び光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２のユニット群のうち、いずれか一方のユニット群の出射方向が基準出射方向から傾いていてもよい。
【００７１】
（励起光の強度分布）
以下において、第１実施形態に係る励起光の強度分布について説明する。図８及び図９は、第１実施形態に係る励起光の強度分布を説明するための図である。
【００７２】
上述した調整構成によれば、青成分光Ｂ（励起光）の強度中心は、緑領域２２Ｇ（発光体Ｇ）上において複数の点として設けられる。具体的には、図８に示すように、光源ユニット１０１１及び光源ユニット１０１２から出射される青成分光Ｂのスポット光ＳＬ１は、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２から出射される青成分光Ｂのスポット光ＳＬ２とは異なる点に集光される。なお、スポット光ＳＬ１及びスポット光ＳＬ２は、ガウシアン関数によって表現される円形状である。
【００７３】
ここで、青成分光Ｂ（励起光）の強度分布は、図９に示すように、ロッドインテグレータ３０の光入射面の形状と対応していることが好ましい。言い換えると、上述した調整構成は、ロッドインテグレータ３０の光入射面の形状に応じて、青成分光Ｂ（励起光）の強度分布を調整することが好ましい。
【００７４】
詳細には、青成分光Ｂ（励起光）の強度分布によって構成されるアスペクト比がロッドインテグレータ３０の光入射面のアスペクト比と揃うように、反射ミラー１３１１１、偏光ミラー１３２１２、反射ミラー１３１２１及び偏光ミラー１３２２２が配置される。
【００７５】
或いは、青成分光Ｂ（励起光）の強度分布によって構成されるアスペクト比がロッドインテグレータ３０の光入射面のアスペクト比と揃うように、光源ユニット１０１１、光源ユニット１０１２、光源ユニット１０２１及び光源ユニット１０２２から青成分光Ｂ（励起光）が出射される。
【００７６】
（作用及び効果）
実施形態では、調整構成は、緑領域２２Ｇ（発光体Ｇ）上において青成分光Ｂ（励起光）の強度中心が複数の点として設けられるように、青成分光Ｂの強度分布を調整する。これによって、緑領域２２Ｇ（発光体Ｇ）上において青成分光Ｂが分散して複数の点に集光されるため、発光体Ｇの発光効率及び発光体Ｇの信頼性が向上する。
【００７７】
[変更例１]
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について説明する。
【００７８】
第１実施形態では、調整構成は、光源ユニット１０Ｂを構成する部材によって構成される。これに対して、変更例１では、１つの強度中心を複数の強度中心に分離する面形状を有する屈折光学素子（光学プロファイル制御素子）が設けられる。
【００７９】
具体的には、図１０に示すように、投写型映像表示装置１００は、図１に示す構成に加えて、光学プロファイル制御素子３００を有する。
【００８０】
光学プロファイル制御素子３００は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂ（励起光）上において、光源ユニット１０Ｂとカラーホイール２０（発光体Ｇ）との間に配置される。光学プロファイル制御素子３００は、１つの強度中心を複数の強度中心に分離する面形状を有する屈折光学素子である。ここでは、光学プロファイル制御素子３００は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂ（励起光）を２つのスポット光に分離する。
【００８１】
なお、変更例１では、光源ユニット１０Ｂを構成する部材は、基準出射方向及び基準角度に従って配置される。
【００８２】
変更例１では、光学プロファイル制御素子３００を挿入することにって、光学プロファイル制御素子３００から、２種類の角度の構成を出射することができる。従って、上述した図８と同様に、緑領域２２Ｇ（発光体Ｇ）上において、２種類のスポット光（スポット光ＳＬ１及びスポット光ＳＬ２）が異なる点に集光される。これによって、上述した図９と同様に、青成分光Ｂ（励起光）の強度分布によって構成されるアスペクト比がロッドインテグレータ３０の光入射面のアスペクト比と揃うように、２種類のスポット光が集光される。
【００８３】
[変更例２]
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、変更例１に対する相違点について説明する。
【００８４】
変更例２において、光学プロファイル制御素子３００は、図１１に示すように、４つの領域（領域３１０Ａ〜領域３１０Ｄ）を有する。各領域は、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂ（励起光）から１つのスポット光に分離する。すなわち、変更例２では、図１２に示すように、光学プロファイル制御素子３００によって、光源ユニット１０Ｂから出射される青成分光Ｂ（励起光）は、４つのスポット光（スポット光ＳＬ１〜スポット光ＳＬ４）に分離される。
【００８５】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００８６】
実施形態では、光変調素子として、３つのＤＭＤが例示されているが、実施形態は、これに限定されるものではない。光変調素子は、１つのＤＭＤであってもよい。或いは、光変調素子は、１つの液晶パネル或いは３つの液晶パネル（赤液晶パネル、緑液晶パネル及び青液晶パネル）であってもよい。液晶パネルは、透過型であってもよく、反射型であってもよい。
【００８７】
実施形態では、発光体として、励起光に応じて緑成分光Ｇを発光する発光体Ｇを例示した。しかしながら、発光体は、励起光に応じて赤成分光Ｒ又は青成分光Ｂを発光する発光体であってもよい。
【００８８】
実施形態では、励起光として、青成分光Ｂを例示した。しかしながら、励起光は、紫外成分光であってもよい。
【００８９】
実施形態では特に触れていないが、光源装置は、少なくとも光源ユニット１０Ｂを含んでいればよい。或いは、光源装置は、少なくとも光源ユニット１０Ｂ及び光学プロファイル制御素子３００を含んでいればよい。
【符号の説明】
【００９０】
１０…光源ユニット、１１…ヒートシンク、１２…発光素子、１３…レンズ、１５…１／２λ板、２０…カラーホイール、２１…回転面、２２Ｇ…緑領域、３０…ロッドインテグレータ、４０…ＤＭＤ、５０…投写ユニット、１００…投写型映像表示装置、１１２〜１１６…レンズ、１２１〜１２５…ミラー、１３１…反射ミラー、１３２…偏光ミラー、３００…光学プロファイル制御素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する光源ユニットと、前記励起光に応じて基準映像光を出射する発光体と、前記励起光を前記発光体上に集光する集光部材とを備えた光源装置であって、
前記発光体上において前記励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、前記励起光の強度分布を調整する調整構成を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記発光体から出射される前記基準映像光を均一化するロッドインテグレータを備え、
前記調整構成は、前記ロッドインテグレータの光入射面の形状に応じて、前記励起光の強度分布を調整することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記光源ユニットは、複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットから出射される前記励起光を反射する複数のミラーとを有しており、
前記複数のミラーは、基準角度から傾いて配置されるミラーを含み、
前記調整構成は、前記複数のミラーによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光源ユニットは、複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットから出射される前記励起光を反射する複数のミラーとを有しており、
前記複数の光源ユニットは、基準出射方向から傾いた方向に前記励起光を出射する光源を含み、
前記調整構成は、前記複数の光源ユニットによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光源ユニットから出射される前記励起光上において、前記光源ユニットと前記発光体との間に配置された光学プロファイル制御素子を備え、
前記光学プロファイル制御素子は、１つの強度中心を複数の強度中心に分離する面形状を有する屈折光学素子であり、
前記調整構成は、前記光学プロファイル制御素子によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光源装置と、
前記光源装置から出射される光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子から出射される光を投写する投写ユニットとを備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項１】
励起光を出射する光源ユニットと、前記励起光に応じて基準映像光を出射する発光体と、前記励起光を前記発光体上に集光する集光部材とを備えた光源装置であって、
前記発光体上において前記励起光の強度中心が複数の点として設けられるように、前記励起光の強度分布を調整する調整構成を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記発光体から出射される前記基準映像光を均一化するロッドインテグレータを備え、
前記調整構成は、前記ロッドインテグレータの光入射面の形状に応じて、前記励起光の強度分布を調整することを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記光源ユニットは、複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットから出射される前記励起光を反射する複数のミラーとを有しており、
前記複数のミラーは、基準角度から傾いて配置されるミラーを含み、
前記調整構成は、前記複数のミラーによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光源ユニットは、複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットから出射される前記励起光を反射する複数のミラーとを有しており、
前記複数の光源ユニットは、基準出射方向から傾いた方向に前記励起光を出射する光源を含み、
前記調整構成は、前記複数の光源ユニットによって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光源ユニットから出射される前記励起光上において、前記光源ユニットと前記発光体との間に配置された光学プロファイル制御素子を備え、
前記光学プロファイル制御素子は、１つの強度中心を複数の強度中心に分離する面形状を有する屈折光学素子であり、
前記調整構成は、前記光学プロファイル制御素子によって構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光源装置と、
前記光源装置から出射される光を変調する光変調素子と、
前記光変調素子から出射される光を投写する投写ユニットとを備えることを特徴とする投写型映像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１４２２９（Ｐ２０１３−１１４２２９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６３０５８（Ｐ２０１１−２６３０５８）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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