光源装置及び投写型映像表示装置
【課題】 第１リフレクタ及び回転体（カラーホイール）を組み合わせる場合に、発光光を効率よく取り出す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】 投写型映像表示装置１００は、複数の光源１０Ｂを有する光源ユニット１０と、反射面３０Ａを有するリフレクタ３０とを備える。反射面３０Ａは、複数の光源１０Ｂから出射される励起光を焦点位置３０Ｘの近傍に反射する。前記第１リフレクタの焦点位置の近傍には発光体Ｇが設けられる。リフレクタ３０は、複数の光源１０Ｂから前記励起光が出射される方向と同じ方向に向けて反射された光を透過する透過領域３１を有する。複数の光源１０Ｂは、焦点位置３０Ｘの焦点位置を中心とする同心円状に配置される。
【解決手段】 投写型映像表示装置１００は、複数の光源１０Ｂを有する光源ユニット１０と、反射面３０Ａを有するリフレクタ３０とを備える。反射面３０Ａは、複数の光源１０Ｂから出射される励起光を焦点位置３０Ｘの近傍に反射する。前記第１リフレクタの焦点位置の近傍には発光体Ｇが設けられる。リフレクタ３０は、複数の光源１０Ｂから前記励起光が出射される方向と同じ方向に向けて反射された光を透過する透過領域３１を有する。複数の光源１０Ｂは、焦点位置３０Ｘの焦点位置を中心とする同心円状に配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を出射する複数の固体光源を有する光源ユニット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、光源ユニットと、光源ユニットから出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子によって変調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、光源ユニットから出射される光を励起光として、赤成分光、緑成分光、青成分光などの基準映像光（以下、発光光）発光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、各色成分光を発光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。
【０００４】
また、光源ユニットから出射される光を増大する手法として、複数の固体光源（ＬＥＤやＬＤなど）をアレイ状に配置する技術も提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０５２０７０号公報
【特許文献２】特開２００７−００４１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、発光体を用いるケースでは、光源ユニットから出射される光が発光体のみに照射されることが好ましい。従って、光源ユニットから出射される光は密集している必要がある。
【０００７】
光源ユニットから出射される光は密集するためには、複数の固体光源を密集して配置することが考えられる。しかしながら、冷却等の観点から、複数の固体光源を密集して配置することは難しい。
【０００８】
或いは、光源ユニットから出射される光は密集するためには、複数の固体光源から出射される光を反射するミラー群を設けて、ミラー群で反射される光の進行方向から見て、ミラー群を密集して配置することが考えられる。しかしながら、ミラー群を構成する各ミラーの位置決めが困難である。
【０００９】
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、複数の固体光源から出射される光を簡易な構成で密集す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】
【００１０】
第１の特徴に係る光源装置は、光を出射する複数の固体光源を有する光源ユニット（光源ユニット１０）と、放物面形状を有する第１反射面（反射面３０Ａ）を有する第１リフレクタ（リフレクタ３０）とを備える。前記第１反射面は、前記複数の固体光源と対向しており、前記複数の固体光源から出射される光を前記第１リフレクタの焦点位置の近傍に反射する。前記複数の固体光源から光が出射される方向と同じ方向に向けて、前記第１リフレクタで反射される光を反射する反射部材（第１回転面４１或いはリフレクタ３１０）が設けられる。前記第１リフレクタは、前記反射部材で反射された光を透過する透過領域（透過領域３１）を有する。前記複数の固体光源は、前記複数の固体光源から光が出射される方向から見て、前記第１リフレクタの焦点位置を中心とする同心円状に配置される。
【００１１】
第１の特徴において、光源装置は、回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体（カラーホイール４０）を備える。前記回転体は、前記複数の固体光源から出射される光に応じて発光光を発光する発光体が設けられた回転面（第２回転面４２）を有する。前記発光体は、前記第１リフレクタの焦点位置の近傍に設けられる。
【００１２】
第１の特徴において、前記反射部材は、放物面形状を有する第２反射面（反射面３１０Ａ）を有する第２リフレクタ（リフレクタ３１０）である。前記第２反射面は、前記第１反射面と対向する。前記発光体は、前記第２リフレクタの焦点位置の近傍を通るように配置される。
【００１３】
第１の特徴において、前記反射部材は、前記回転体に設けられる回転体反射面（第１回転面４１）である。前記回転体反射面で反射される光が前記透過領域を通るように、前記回転体反射面で反射される光を導く導光部材（レンズ１１１又はロッドインテグレータ２１１）が設けられる。
【００１４】
第１の特徴において、前記光源ユニットは、複数の分割ユニットによって構成される。
【００１５】
第１の特徴において、前記導光部材は、レンズ又はロッドインテグレータである。
【００１６】
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、前記光変調素子によって変調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】
【００１７】
本発明によれば、複数の固体光源から出射される光を簡易な構成で密集す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】
【００１８】
【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実施形態に係る光源ユニット１０を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るリフレクタ３０を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るカラーホイール４０を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るカラーホイール４０を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るカラーホイール４０を示す図である。
【図７】図７は、変更例１に係るカラーホイール４０を示す図である。
【図８】図８は、変更例２に係るリフレクタ３０を示す図である。
【図９】図９は、変更例３に係る光源ユニット１０を示す図である。
【図１０】図１０は、変更例４に係るリフレクタ３０を示す図である。
【図１１】図１１は、変更例４に係る光源ユニット１０を示す図である。
【図１２】図１２は、変更例５に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
［実施形態の概要］
実施形態に係る光源装置は、光を出射する複数の固体光源を有する光源ユニットと、放物面形状を有する第１反射面を有する第１リフレクタとを備える。前記第１反射面は、前記複数の固体光源と対向しており、前記複数の固体光源から出射される光を前記第１リフレクタの焦点位置近傍に反射する。前記複数の固体光源から光が出射される方向と同じ方向に向けて、前記第１リフレクタで反射される光を反射する反射部材が設けられる。前記第１リフレクタは、前記反射部材で反射された光を透過する透過領域を有する。前記複数の固体光源は、前記複数の固体光源から光が出射される方向から見て、前記第１リフレクタの焦点位置を中心とする同心円状に配置される。
【００２２】
実施形態では、第１リフレクタは、複数の固体光源から出射される光を第１リフレクタの焦点位置の近傍に反射する第１反射面を有しており、複数の固体光源から光が出射される方向と同じ方向に向けて、反射部材で反射された光を透過する透過領域を有する。従って、発光体から発光される発光光を透過領域から取り出すことができる。
【００２３】
また、第１反射面は、放物面形状を有しており、複数の固体光源は、複数の固体光源から光が出射される方向から見て、第１リフレクタの焦点位置を中心とする同心円状に配置される。従って、複数の固体光源から出射される光を簡易な構成で密集することができる。
【００２４】
［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。
【００２５】
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、冷却ファン２０と、リフレクタ３０と、カラーホイール４０と、回転モータ５０と、フライアイレンズユニット６０と、液晶パネル７０と、ダイクロイックキューブ８０と、投写ユニット９０とを有する。
【００２６】
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１０Ｂ及び光源１０Ｒが設けられる。
【００２７】
光源１０Ｂは、励起光を出射する。第１実施形態では、光源１０Ｂは、青成分光Ｂを出射する。なお、青成分光Ｂは、基準映像光として用いられるとともに、緑成分光Ｇの励起光としても用いられる。光源１０Ｂは、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。
【００２８】
光源１０Ｒは、基準映像光として赤成分光Ｒを出射する。光源１０Ｒは、例えば、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。
【００２９】
ここで、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒには、ヒートシンク１１が併設される。ヒートシンク１１は、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒを冷却する。なお、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒの詳細については後述する（図２を参照）。
【００３０】
冷却ファン２０は、光源ユニット１０から光が出射される方向から見て、回転モータ５０と重なるように配置される。冷却ファン２０は、ヒートシンク１１や回転モータ５０を冷却する。
【００３１】
リフレクタ３０は、放物面形状を有する反射面３０Ａを有する。反射面３０Ａは、光源ユニット１０と対向しており、光源ユニット１０から出射される光（赤成分光Ｒ、青成分光Ｂ）をリフレクタ３０の焦点位置３０Ｘの近傍に反射する。なお、青成分光Ｂは、上述したように、励起光としても用いられる。なお、焦点位置３０Ｘの近傍とは、焦点位置３０Ｘから一定距離内の範囲である。一定距離は、投写型映像表示装置１００或いは光源装置の光学特性に応じて定められる。
【００３２】
第１実施形態では、リフレクタ３０は、カラーホイール４０で反射された光を透過する透過領域３１を有する。カラーホイール４０で反射された光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む。ここで、緑成分光Ｇは、発光体から発光される発光光である。なお、リフレクタ３０の詳細については後述する（図３を参照）。
【００３３】
カラーホイール４０は、励起光（青成分光Ｂ）の光軸に沿って延びる回転軸４０Ｘ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４０は、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘの近傍を通るように配置されており、発光光（第１実施形態では、緑成分光Ｇ）を発光する発光体（第１実施形態では、発光体Ｇ）を有する。発光体（第１実施形態では、発光体Ｇ）は、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘの近傍に配置される。
【００３４】
第１実施形態では、カラーホイール４０は、リフレクタ３０で反射される光を反射する反射型回転体の一例である。なお、カラーホイール４０の詳細については後述する（図４〜図６を参照）。
【００３５】
回転モータ５０は、カラーホイール４０を回転するためのモータである。具体的には、回転モータ５０は、回転軸４０Ｘを中心としてカラーホイール４０を回転する。
【００３６】
フライアイレンズユニット６０は、光源ユニット１０から出射される光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット６０は、フライアイレンズ６０Ａ及びフライアイレンズ６０Ｂによって構成される。フライアイレンズ６０Ａ及びフライアイレンズ６０Ｂは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０から出射される光が液晶パネル７０の全面に照射されるように、光源ユニット１０から出射される光を集光する。
【００３７】
液晶パネル７０は、光源ユニット１０から出射される光を変調する。第１実施形態では、液晶パネル７０として、液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇ及び液晶パネル７０Ｂが設けられる。
【００３８】
液晶パネル７０Ｒは、赤映像信号Ｒに基づいて赤成分光Ｒを変調する。液晶パネル７０Ｒに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板７１Ｒが設けられている。液晶パネル７０Ｒから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板７２Ｒが設けられている。
【００３９】
液晶パネル７０Ｇは、緑映像信号Ｇに基づいて緑成分光Ｇを変調する。液晶パネル７０Ｇに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板７１Ｇが設けられる。一方で、液晶パネル７０Ｇから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板７２Ｇが設けられる。
【００４０】
液晶パネル７０Ｂは、青映像信号Ｂに基づいて青成分光Ｂを変調する。液晶パネル７０Ｂに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板７１Ｂが設けられる。一方で、液晶パネル７０Ｂから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板７２Ｂが設けられる。
【００４１】
ここで、各液晶パネル７０には、コントラスト比や透過率を向上させる補償板が設けられていてもよい。また、各偏光板は、偏光板に入射する光の光量や熱負担を軽減させるプリ偏光板を有していてもよい。
【００４２】
ダイクロイックキューブ８０は、液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇ及び液晶パネル７０Ｂから出射される光を合成する色合成部を構成する。ダイクロイックキューブ８０から出射された合成光（映像光）は、投写ユニット９０に導かれる。
【００４３】
投写ユニット９０は、ダイクロイックキューブ８０から出射された合成光（映像光）を投写面（不図示）上などに投写する。
【００４４】
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１１１〜レンズ１１８が設けられており、ミラー群としては、ミラー１２１〜ミラー１２６が設けられる。
【００４５】
レンズ１１１は、焦点位置３０Ｘと透過領域３１との間に設けられており、カラーホイール４０で反射される光が透過領域３１を通るように、カラーホイール４０で反射される光を導く導光部材の一例である。レンズ１１１は、焦点位置３０Ｘの近傍に配置されることが好ましい。
【００４６】
レンズ１１２及びレンズ１１３は、光源ユニット１０から出射される光が液晶パネル７０の全面に照射されるように、光源ユニット１０から出射される光を集光する集光レンズである。レンズ１１４及びレンズ１１５は、各色成分光の光路長を調整するためのリレーレンズである。レンズ１１６は、赤成分光Ｒを液晶パネル７０Ｒに集光する集光レンズである。レンズ１１７は、緑成分光Ｇを液晶パネル７０Ｇに集光する集光レンズである。レンズ１１８は、青成分光Ｂを液晶パネル７０Ｂに集光する集光レンズである。
【００４７】
ミラー１２１は、各色成分光を反射する反射ミラーである。ミラー１２２は、青成分光Ｂを透過して、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２３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である。ミラー１２４及びミラー１２５は、赤成分光Ｒを反射する反射ミラーである。ミラー１２６は、青成分光Ｂを反射する反射ミラーである。
【００４８】
（光源）
以下において、第１実施形態に係る光源について説明する。図２は、第１実施形態に係る光源ユニット１０を示す図である。なお、図２は、光源ユニット１０から出射される方向から各固体光源の配置を見た図である。
【００４９】
図２に示すように、複数の光源１０Ｂは、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘを中心とする同心円状に配置される。同様に、複数の光源１０Ｒは、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘを中心とする同心円状に配置される。
【００５０】
第１実施形態では、複数の光源１０Ｒは、複数の光源１０Ｂよりも内側に配置される。また、光源１０Ｒは、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘを中心とする同心円の半径方向において、光源１０Ｂからずれた位置に配置される。これによって、光源１０Ｒ及び光源１０Ｂの密集度を高めることが可能である。
【００５１】
なお、上述した回転モータ５０は、複数の光源１０Ｒよりもさらに内側に配置される。図２では示されていないが、上述した冷却ファン２０も、複数の光源１０Ｒよりもさらに内側に配置される。
【００５２】
また、冷却ファン２０は、ヒートシンク１１に対して、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒから光が出射される向きとは反対側に設けられていてもよい。例えば、後述する図３において、ヒートシンク１１は、冷却ファン２０が設けられている位置にまで張り出しており、冷却ファン２０は、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒから光が出射される向きとは反対側に移動されていてもよい。 （リフレクタ）
以下において、第１実施形態に係るリフレクタについて説明する。図３は、第１実施形態に係るリフレクタ３０を示す図である。なお、図３は、リフレクタ３０を側面から見た図である。
【００５３】
図３に示すように、リフレクタ３０は、放物面形状を有する反射面３０Ａを有する。反射面３０Ａは、光源ユニット１０と対向しており光源ユニット１０から出射される光（赤成分光Ｒ、青成分光Ｂ）をリフレクタ３０の焦点位置３０Ｘの近傍に反射する。なお、青成分光Ｂは、上述したように、励起光としても用いられる。
【００５４】
第１実施形態では、リフレクタ３０は、カラーホイール４０で反射された光を透過する透過領域３１を有する。カラーホイール４０で反射された光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む。ここで、緑成分光Ｇは、発光体から発光される発光光である。
【００５５】
第１実施形態では、カラーホイール４０で反射された光は、レンズ１１１によって導かれて、透過領域３１を透過する。なお、透過領域３１は、透明な部材によって構成されていてもよく、開口であってもよい。
【００５６】
（カラーホイール）
以下において、第１実施形態に係るカラーホイールについて説明する。図４〜図６は、第１実施形態に係るカラーホイール４０を示す図である。なお、図４は、カラーホイール４０を側面から見た図である。図５は、第１回転面４１を正面から見た図である。図６は、第２回転面４２を正面から見た図である。
【００５７】
図４に示すように、カラーホイール４０は、第１回転面４１及び第２回転面４２を有する。第１回転面４１は、反射面３０Ａ（レンズ１１１）から離れた側に設けられる面である。第２回転面４２は、反射面３０Ａ（レンズ１１１）に近い側に設けられる面である。
【００５８】
第１回転面４１は、図５に示すように、緑領域４１Ｇ、赤領域４１Ｒ及び青領域４１Ｂをを有する。緑領域４１Ｇは、反射膜によって構成される。赤領域４１Ｒ及び青領域４１Ｂは、拡散膜及び反射膜によって構成される。なお、赤領域４１Ｒ及び青領域４１Ｂを構成する拡散膜は、赤領域４１Ｒ及び青領域４１Ｂを構成する反射膜よりも、反射面３０Ａ（レンズ１１１）に近い側に設けられる。
【００５９】
ここで、緑領域４１Ｇは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＧを有する領域である。赤領域４１Ｒは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＲを有する領域である。青領域４１Ｂは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＢを有する領域である。
【００６０】
第１実施形態では、第１回転面４１は、リフレクタ３０で反射される光を反射する反射部材を構成することに留意すべきである。
【００６１】
第２回転面４２は、図６に示すように、緑領域４２Ｇ、赤領域４２Ｒ及び青領域４２Ｂを有する。緑領域４２Ｇは、光源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（発光光）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。赤領域４２Ｒ及び青領域４２Ｂは、透明な部材によって構成される。
【００６２】
ここで、緑領域４２Ｇは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＧを有する領域である。赤領域４２Ｒは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＲを有する領域である。青領域４２Ｂは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＢを有する領域である。
【００６３】
なお、緑領域４２Ｇは、緑領域４１Ｇと重ね合わされる領域である。また、赤領域４２Ｒは、赤領域４１Ｒと重ね合わされる領域であり、青領域４２Ｂは、青領域４１Ｂと重ね合わされる領域である。
【００６４】
第１実施形態では、赤領域４２Ｒは、透明な部材によって構成される。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。赤領域４２Ｒは、発光体Ｇを有していてもよい。すなわち、赤領域４２Ｒは、緑領域４２Ｇの一部を構成していてもよい。このようなケースでは、赤成分光Ｒは、発光体Ｇを透過することに留意すべきである。
【００６５】
第１実施形態では、光源装置は、少なくとも光源ユニット１０、リフレクタ３０及びカラーホイール４０によって構成される。但し、光源装置は、光源ユニット１０、リフレクタ３０及びカラーホイール４０以外にも、フライアイレンズユニット６０などを含んでもよい。
【００６６】
（作用及び効果）
第１実施形態では、リフレクタ３０は、光源ユニット１０から出射される励起光をリフレクタ３０の焦点位置３０Ｘの近傍（カラーホイール４０に設けられる発光体）に反射する反射面３０Ａを有しており、光源ユニット１０から励起光が出射される方向と同じ方向に向けて、反射部材（第１回転面４１）で反射された光を透過する透過領域３１を有する。従って、発光体から発光される発光光を透過領域から取り出すことができる。
【００６７】
また、反射面３０Ａは、放物面形状を有しており、光源ユニット１０を構成する固体光源は、光源ユニット１０から励起光が出射される方向から見て、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘを中心とする同心円状に配置される。従って、複数の固体光源から出射される光を簡易な構成で密集することができる。
【００６８】
［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主として説明する。
【００６９】
具体的には、第１実施形態では、カラーホイール４０で反射された光は、レンズ１１１によって導かれる。これに対して、変更例１では、カラーホイール４０で反射された光は、ロッドインテグレータによって導かれる。
【００７０】
詳細には、図７に示すように、変更例１では、レンズ１１１に替えて、ロッドインテグレータ２１１が設けられる。
【００７１】
ロッドインテグレータ２１１は、レンズ１１１と同様に、焦点位置３０Ｘと透過領域３１との間に設けられており、カラーホイール４０で反射される光が透過領域３１を通るように、カラーホイール４０で反射される光を導く導光部材の一例である。ロッドインテグレータ２１１は、焦点位置３０Ｘの近傍に配置されることが好ましい。ここで、ロッドインテグレータ２１１は、カラーホイール４０で反射される光を略平行光化してもよい。
【００７２】
なお、ロッドインテグレータ２１１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。或いは、ロッドインテグレータ２１１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。
【００７３】
［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２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主として説明する。
【００７４】
第１実施形態では、リフレクタ３０で反射される光を反射する反射部材は、カラーホイール４０の第１回転面４１である。また、発光体Ｇは、カラーホイール４０に設けられる。これに対して、変更例２では、リフレクタ３０で反射される光を反射する反射部材は、放物面形状を有するリフレクタである。
【００７５】
詳細には、図８に示すように、変更例２では、リフレクタ３１０が設けられる。また、レンズ１１１が省略される。
【００７６】
リフレクタ３１０は、放物面形状を有する反射面３１０Ａを有する。反射面３１０Ａは、リフレクタ３０の反射面３０Ａと対向する。リフレクタ３１０は、リフレクタ３１０の焦点位置がリフレクタ３０の焦点位置３０Ｘと重なるように配置される。反射面３０Ａで反射された光は、反射面３１０Ａによって略平行光化される。
【００７７】
変更例２では、リフレクタ３１０（第２リフレクタ）は、リフレクタ３０（第１リフレクタ）で反射される光を反射する反射部材を構成する。また、リフレクタ３１０は、リフレクタ３０で反射される光が透過領域３１を通るように、リフレクタ３１０で反射される光を導く導光部材を構成する。
【００７８】
なお、変更例２では、特に図示していないが、光源ユニット１０から出射される光は、カラーホイール４０に設けられる発光体から発光される発光光の励起光として用いられる。
【００７９】
［変更例３］
以下において、第１実施形態の変更例３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主として説明する。
【００８０】
第１実施形態では、赤成分光Ｒは、光源１０Ｒから出射される。これに対して、変更例３では、赤成分光Ｒは、励起光（青成分光Ｂ）によって励起される発光光である。
【００８１】
詳細には、図９に示すように、変更例３では、光源１０Ｒが設けられておらず、光源１０Ｂのみが設けられる。
【００８２】
なお、上述した赤領域４２Ｒは、光源１０Ｂから出射される励起光（青成分光Ｂ）に応じて赤成分光Ｒ（発光光）を発光する発光体Ｒを有する。発光体Ｒは、蛍光体或いは燐光体である。
【００８３】
［変更例４］
以下において、第１実施形態の変更例４について説明する。以下においては、変更例２に対する相違点について主として説明する。
【００８４】
詳細には、変更例４では、リフレクタ３０は、光源ユニット１０から光が出射される側から見て、円形形状ではなくてもよい。例えば、光源ユニット１０から出射される光の反射に寄与しない部分については、リフレクタ３０の反射面３０Ａが放物面形状を有していなくてもよい。例えば、図１０に示すように、上下において反射面３０Ａの両端が直線状の形状を有していてもよい。
【００８５】
このようなケースでは、光源１０Ｂは、反射面３０Ａのうち、放物面形状を有する部分に光が照射されるように配置される。例えば、図１１に示すように、上下において光源１０Ｂが直線上に配置されてもよい。
【００８６】
なお、図１１においては、説明簡略化のために、光源１０Ｒが省略されているに過ぎないことに留意すべきである。
【００８７】
［変更例５］
以下において、第１実施形態の変更例５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主として説明する。
【００８８】
具体的には、第１実施形態では、３板タイプの投写型映像表示装置１００について例示した。これに対して、変更例５では、単板タイプの投写型映像表示装置１００について説明する。
【００８９】
詳細には、変更例５では、図１２に示すように、投写型映像表示装置１００は、フライアイレンズユニット６０に替えて、ロッドインテグレータ４６０を有しており、複数の液晶パネル７０に替えて、ＤＭＤ４７０を有する。また、投写型映像表示装置１００は、レンズ４１１を有する。
【００９０】
なお、変更例５では、色成分光の分離及び合成に必要な構成（例えば、ダイクロイックキューブ８０、レンズ群、ミラー群）は不要であることに留意すべきである。
【００９１】
ロッドインテグレータ４６０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４６０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４６０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。
【００９２】
ＤＭＤ４７０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。ＤＭＤ４７０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９０側に光を反射するか否かを切り替える。
【００９３】
レンズ４１１は、光源ユニット１０から出射される光をＤＭＤ４７０に集光する集光レンズである。
【００９４】
なお、ＤＭＤ４７０は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを時分割で出射するため、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒは、常時点灯ではなくて、時分割点灯でよいことに留意すべきである。
【００９５】
［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。
【００９６】
実施形態では、励起光として青成分光Ｂを用いるケースについて説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、励起光として紫外成分光を用いてもよい。このようなケースでは、紫外成分光に応じて青成分光Ｂを出射する発光体が用いられる。
【００９７】
実施形態では、複数の光源１０Ｒは、複数の光源１０Ｂよりも内側に配置される。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。光源１０Ｒ及び光源１０Ｂは、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘを中心とする１つの同心円上に配置されていてもよい。例えば、焦点位置３０Ｘを中心とする１つの同心円上において、光源１０Ｒ及び光源１０Ｂは、交互に配置されていてもよい。
【００９８】
実施形態では特に触れていなが、光源ユニット１０は、複数の分割ユニットによって構成されていてもよい。これによって、分割ユニット毎に、固体光源を交換することが可能である。
【００９９】
実施形態では、光源１０Ｂから出射される青成分光Ｂは、励起光として用いられる。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。光源１０Ｂから出射される青成分光Ｂは、基準映像光として用いられてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１０…光源ユニット、１０Ｂ…光源、１０Ｒ…光源、１１…ヒートシンク、２０…冷却ファン、３０…リフレクタ、３０Ａ…反射面、３０Ｘ…焦点位置、３１…透過領域、４０…カラーホイール、４０Ｘ…回転軸、４１…第１回転面、４１Ｂ…青領域、４１Ｇ…緑領域、４１Ｒ…赤領域、４２…第２回転面、４２Ｂ…青領域、４２Ｇ…緑領域、４２Ｒ…赤領域、５０…回転モータ、６０…フライアイレンズユニット、６０Ａ…フライアイレンズ、６０Ｂ…フライアイレンズ、７０…液晶パネル、７０Ｂ…液晶パネル、７０Ｇ…液晶パネル、７０Ｒ…液晶パネル、７１Ｂ…入射側偏光板、７１Ｇ…入射側偏光板、７１Ｒ…入射側偏光板、７２Ｂ…出射側偏光板、７２Ｇ…出射側偏光板、７２Ｒ…出射側偏光板、８０…ダイクロイックキューブ、９０…投写ユニット、１００…投写型映像表示装置、１１１〜１１８…レンズ、１２１〜１２６…ミラー、２１１…ロッドインテグレータ、３１０…リフレクタ、３１０Ａ…反射面、４１１…レンズ、４６０…ロッドインテグレータ、４７０…ＤＭＤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を出射する複数の固体光源を有する光源ユニット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、光源ユニットと、光源ユニットから出射された光を変調する光変調素子と、光変調素子によって変調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、光源ユニットから出射される光を励起光として、赤成分光、緑成分光、青成分光などの基準映像光（以下、発光光）発光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、各色成分光を発光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。
【０００４】
また、光源ユニットから出射される光を増大する手法として、複数の固体光源（ＬＥＤやＬＤなど）をアレイ状に配置する技術も提案されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０５２０７０号公報
【特許文献２】特開２００７−００４１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、発光体を用いるケースでは、光源ユニットから出射される光が発光体のみに照射されることが好ましい。従って、光源ユニットから出射される光は密集している必要がある。
【０００７】
光源ユニットから出射される光は密集するためには、複数の固体光源を密集して配置することが考えられる。しかしながら、冷却等の観点から、複数の固体光源を密集して配置することは難しい。
【０００８】
或いは、光源ユニットから出射される光は密集するためには、複数の固体光源から出射される光を反射するミラー群を設けて、ミラー群で反射される光の進行方向から見て、ミラー群を密集して配置することが考えられる。しかしながら、ミラー群を構成する各ミラーの位置決めが困難である。
【０００９】
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、複数の固体光源から出射される光を簡易な構成で密集す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】
【００１０】
第１の特徴に係る光源装置は、光を出射する複数の固体光源を有する光源ユニット（光源ユニット１０）と、放物面形状を有する第１反射面（反射面３０Ａ）を有する第１リフレクタ（リフレクタ３０）とを備える。前記第１反射面は、前記複数の固体光源と対向しており、前記複数の固体光源から出射される光を前記第１リフレクタの焦点位置の近傍に反射する。前記複数の固体光源から光が出射される方向と同じ方向に向けて、前記第１リフレクタで反射される光を反射する反射部材（第１回転面４１或いはリフレクタ３１０）が設けられる。前記第１リフレクタは、前記反射部材で反射された光を透過する透過領域（透過領域３１）を有する。前記複数の固体光源は、前記複数の固体光源から光が出射される方向から見て、前記第１リフレクタの焦点位置を中心とする同心円状に配置される。
【００１１】
第１の特徴において、光源装置は、回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体（カラーホイール４０）を備える。前記回転体は、前記複数の固体光源から出射される光に応じて発光光を発光する発光体が設けられた回転面（第２回転面４２）を有する。前記発光体は、前記第１リフレクタの焦点位置の近傍に設けられる。
【００１２】
第１の特徴において、前記反射部材は、放物面形状を有する第２反射面（反射面３１０Ａ）を有する第２リフレクタ（リフレクタ３１０）である。前記第２反射面は、前記第１反射面と対向する。前記発光体は、前記第２リフレクタの焦点位置の近傍を通るように配置される。
【００１３】
第１の特徴において、前記反射部材は、前記回転体に設けられる回転体反射面（第１回転面４１）である。前記回転体反射面で反射される光が前記透過領域を通るように、前記回転体反射面で反射される光を導く導光部材（レンズ１１１又はロッドインテグレータ２１１）が設けられる。
【００１４】
第１の特徴において、前記光源ユニットは、複数の分割ユニットによって構成される。
【００１５】
第１の特徴において、前記導光部材は、レンズ又はロッドインテグレータである。
【００１６】
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、前記光変調素子によって変調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】
【００１７】
本発明によれば、複数の固体光源から出射される光を簡易な構成で密集す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】
【００１８】
【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実施形態に係る光源ユニット１０を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るリフレクタ３０を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るカラーホイール４０を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るカラーホイール４０を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るカラーホイール４０を示す図である。
【図７】図７は、変更例１に係るカラーホイール４０を示す図である。
【図８】図８は、変更例２に係るリフレクタ３０を示す図である。
【図９】図９は、変更例３に係る光源ユニット１０を示す図である。
【図１０】図１０は、変更例４に係るリフレクタ３０を示す図である。
【図１１】図１１は、変更例４に係る光源ユニット１０を示す図である。
【図１２】図１２は、変更例５に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
［実施形態の概要］
実施形態に係る光源装置は、光を出射する複数の固体光源を有する光源ユニットと、放物面形状を有する第１反射面を有する第１リフレクタとを備える。前記第１反射面は、前記複数の固体光源と対向しており、前記複数の固体光源から出射される光を前記第１リフレクタの焦点位置近傍に反射する。前記複数の固体光源から光が出射される方向と同じ方向に向けて、前記第１リフレクタで反射される光を反射する反射部材が設けられる。前記第１リフレクタは、前記反射部材で反射された光を透過する透過領域を有する。前記複数の固体光源は、前記複数の固体光源から光が出射される方向から見て、前記第１リフレクタの焦点位置を中心とする同心円状に配置される。
【００２２】
実施形態では、第１リフレクタは、複数の固体光源から出射される光を第１リフレクタの焦点位置の近傍に反射する第１反射面を有しており、複数の固体光源から光が出射される方向と同じ方向に向けて、反射部材で反射された光を透過する透過領域を有する。従って、発光体から発光される発光光を透過領域から取り出すことができる。
【００２３】
また、第１反射面は、放物面形状を有しており、複数の固体光源は、複数の固体光源から光が出射される方向から見て、第１リフレクタの焦点位置を中心とする同心円状に配置される。従って、複数の固体光源から出射される光を簡易な構成で密集することができる。
【００２４】
［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。
【００２５】
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、冷却ファン２０と、リフレクタ３０と、カラーホイール４０と、回転モータ５０と、フライアイレンズユニット６０と、液晶パネル７０と、ダイクロイックキューブ８０と、投写ユニット９０とを有する。
【００２６】
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１０Ｂ及び光源１０Ｒが設けられる。
【００２７】
光源１０Ｂは、励起光を出射する。第１実施形態では、光源１０Ｂは、青成分光Ｂを出射する。なお、青成分光Ｂは、基準映像光として用いられるとともに、緑成分光Ｇの励起光としても用いられる。光源１０Ｂは、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。
【００２８】
光源１０Ｒは、基準映像光として赤成分光Ｒを出射する。光源１０Ｒは、例えば、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。
【００２９】
ここで、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒには、ヒートシンク１１が併設される。ヒートシンク１１は、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒを冷却する。なお、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒの詳細については後述する（図２を参照）。
【００３０】
冷却ファン２０は、光源ユニット１０から光が出射される方向から見て、回転モータ５０と重なるように配置される。冷却ファン２０は、ヒートシンク１１や回転モータ５０を冷却する。
【００３１】
リフレクタ３０は、放物面形状を有する反射面３０Ａを有する。反射面３０Ａは、光源ユニット１０と対向しており、光源ユニット１０から出射される光（赤成分光Ｒ、青成分光Ｂ）をリフレクタ３０の焦点位置３０Ｘの近傍に反射する。なお、青成分光Ｂは、上述したように、励起光としても用いられる。なお、焦点位置３０Ｘの近傍とは、焦点位置３０Ｘから一定距離内の範囲である。一定距離は、投写型映像表示装置１００或いは光源装置の光学特性に応じて定められる。
【００３２】
第１実施形態では、リフレクタ３０は、カラーホイール４０で反射された光を透過する透過領域３１を有する。カラーホイール４０で反射された光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む。ここで、緑成分光Ｇは、発光体から発光される発光光である。なお、リフレクタ３０の詳細については後述する（図３を参照）。
【００３３】
カラーホイール４０は、励起光（青成分光Ｂ）の光軸に沿って延びる回転軸４０Ｘ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４０は、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘの近傍を通るように配置されており、発光光（第１実施形態では、緑成分光Ｇ）を発光する発光体（第１実施形態では、発光体Ｇ）を有する。発光体（第１実施形態では、発光体Ｇ）は、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘの近傍に配置される。
【００３４】
第１実施形態では、カラーホイール４０は、リフレクタ３０で反射される光を反射する反射型回転体の一例である。なお、カラーホイール４０の詳細については後述する（図４〜図６を参照）。
【００３５】
回転モータ５０は、カラーホイール４０を回転するためのモータである。具体的には、回転モータ５０は、回転軸４０Ｘを中心としてカラーホイール４０を回転する。
【００３６】
フライアイレンズユニット６０は、光源ユニット１０から出射される光を均一化する。具体的には、フライアイレンズユニット６０は、フライアイレンズ６０Ａ及びフライアイレンズ６０Ｂによって構成される。フライアイレンズ６０Ａ及びフライアイレンズ６０Ｂは、それぞれ、複数の微少レンズによって構成される。各微少レンズは、光源ユニット１０から出射される光が液晶パネル７０の全面に照射されるように、光源ユニット１０から出射される光を集光する。
【００３７】
液晶パネル７０は、光源ユニット１０から出射される光を変調する。第１実施形態では、液晶パネル７０として、液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇ及び液晶パネル７０Ｂが設けられる。
【００３８】
液晶パネル７０Ｒは、赤映像信号Ｒに基づいて赤成分光Ｒを変調する。液晶パネル７０Ｒに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板７１Ｒが設けられている。液晶パネル７０Ｒから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板７２Ｒが設けられている。
【００３９】
液晶パネル７０Ｇは、緑映像信号Ｇに基づいて緑成分光Ｇを変調する。液晶パネル７０Ｇに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板７１Ｇが設けられる。一方で、液晶パネル７０Ｇから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板７２Ｇが設けられる。
【００４０】
液晶パネル７０Ｂは、青映像信号Ｂに基づいて青成分光Ｂを変調する。液晶パネル７０Ｂに光が入射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を透過して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を遮光する入射側偏光板７１Ｂが設けられる。一方で、液晶パネル７０Ｂから光が出射する側には、一の偏光方向（例えば、Ｓ偏光）を有する光を遮光して、他の偏光方向（例えば、Ｐ偏光）を有する光を透過する出射側偏光板７２Ｂが設けられる。
【００４１】
ここで、各液晶パネル７０には、コントラスト比や透過率を向上させる補償板が設けられていてもよい。また、各偏光板は、偏光板に入射する光の光量や熱負担を軽減させるプリ偏光板を有していてもよい。
【００４２】
ダイクロイックキューブ８０は、液晶パネル７０Ｒ、液晶パネル７０Ｇ及び液晶パネル７０Ｂから出射される光を合成する色合成部を構成する。ダイクロイックキューブ８０から出射された合成光（映像光）は、投写ユニット９０に導かれる。
【００４３】
投写ユニット９０は、ダイクロイックキューブ８０から出射された合成光（映像光）を投写面（不図示）上などに投写する。
【００４４】
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１１１〜レンズ１１８が設けられており、ミラー群としては、ミラー１２１〜ミラー１２６が設けられる。
【００４５】
レンズ１１１は、焦点位置３０Ｘと透過領域３１との間に設けられており、カラーホイール４０で反射される光が透過領域３１を通るように、カラーホイール４０で反射される光を導く導光部材の一例である。レンズ１１１は、焦点位置３０Ｘの近傍に配置されることが好ましい。
【００４６】
レンズ１１２及びレンズ１１３は、光源ユニット１０から出射される光が液晶パネル７０の全面に照射されるように、光源ユニット１０から出射される光を集光する集光レンズである。レンズ１１４及びレンズ１１５は、各色成分光の光路長を調整するためのリレーレンズである。レンズ１１６は、赤成分光Ｒを液晶パネル７０Ｒに集光する集光レンズである。レンズ１１７は、緑成分光Ｇを液晶パネル７０Ｇに集光する集光レンズである。レンズ１１８は、青成分光Ｂを液晶パネル７０Ｂに集光する集光レンズである。
【００４７】
ミラー１２１は、各色成分光を反射する反射ミラーである。ミラー１２２は、青成分光Ｂを透過して、赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇを反射するダイクロイックミラーである。ミラー１２３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である。ミラー１２４及びミラー１２５は、赤成分光Ｒを反射する反射ミラーである。ミラー１２６は、青成分光Ｂを反射する反射ミラーである。
【００４８】
（光源）
以下において、第１実施形態に係る光源について説明する。図２は、第１実施形態に係る光源ユニット１０を示す図である。なお、図２は、光源ユニット１０から出射される方向から各固体光源の配置を見た図である。
【００４９】
図２に示すように、複数の光源１０Ｂは、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘを中心とする同心円状に配置される。同様に、複数の光源１０Ｒは、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘを中心とする同心円状に配置される。
【００５０】
第１実施形態では、複数の光源１０Ｒは、複数の光源１０Ｂよりも内側に配置される。また、光源１０Ｒは、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘを中心とする同心円の半径方向において、光源１０Ｂからずれた位置に配置される。これによって、光源１０Ｒ及び光源１０Ｂの密集度を高めることが可能である。
【００５１】
なお、上述した回転モータ５０は、複数の光源１０Ｒよりもさらに内側に配置される。図２では示されていないが、上述した冷却ファン２０も、複数の光源１０Ｒよりもさらに内側に配置される。
【００５２】
また、冷却ファン２０は、ヒートシンク１１に対して、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒから光が出射される向きとは反対側に設けられていてもよい。例えば、後述する図３において、ヒートシンク１１は、冷却ファン２０が設けられている位置にまで張り出しており、冷却ファン２０は、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒから光が出射される向きとは反対側に移動されていてもよい。 （リフレクタ）
以下において、第１実施形態に係るリフレクタについて説明する。図３は、第１実施形態に係るリフレクタ３０を示す図である。なお、図３は、リフレクタ３０を側面から見た図である。
【００５３】
図３に示すように、リフレクタ３０は、放物面形状を有する反射面３０Ａを有する。反射面３０Ａは、光源ユニット１０と対向しており光源ユニット１０から出射される光（赤成分光Ｒ、青成分光Ｂ）をリフレクタ３０の焦点位置３０Ｘの近傍に反射する。なお、青成分光Ｂは、上述したように、励起光としても用いられる。
【００５４】
第１実施形態では、リフレクタ３０は、カラーホイール４０で反射された光を透過する透過領域３１を有する。カラーホイール４０で反射された光は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを含む。ここで、緑成分光Ｇは、発光体から発光される発光光である。
【００５５】
第１実施形態では、カラーホイール４０で反射された光は、レンズ１１１によって導かれて、透過領域３１を透過する。なお、透過領域３１は、透明な部材によって構成されていてもよく、開口であってもよい。
【００５６】
（カラーホイール）
以下において、第１実施形態に係るカラーホイールについて説明する。図４〜図６は、第１実施形態に係るカラーホイール４０を示す図である。なお、図４は、カラーホイール４０を側面から見た図である。図５は、第１回転面４１を正面から見た図である。図６は、第２回転面４２を正面から見た図である。
【００５７】
図４に示すように、カラーホイール４０は、第１回転面４１及び第２回転面４２を有する。第１回転面４１は、反射面３０Ａ（レンズ１１１）から離れた側に設けられる面である。第２回転面４２は、反射面３０Ａ（レンズ１１１）に近い側に設けられる面である。
【００５８】
第１回転面４１は、図５に示すように、緑領域４１Ｇ、赤領域４１Ｒ及び青領域４１Ｂをを有する。緑領域４１Ｇは、反射膜によって構成される。赤領域４１Ｒ及び青領域４１Ｂは、拡散膜及び反射膜によって構成される。なお、赤領域４１Ｒ及び青領域４１Ｂを構成する拡散膜は、赤領域４１Ｒ及び青領域４１Ｂを構成する反射膜よりも、反射面３０Ａ（レンズ１１１）に近い側に設けられる。
【００５９】
ここで、緑領域４１Ｇは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＧを有する領域である。赤領域４１Ｒは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＲを有する領域である。青領域４１Ｂは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＢを有する領域である。
【００６０】
第１実施形態では、第１回転面４１は、リフレクタ３０で反射される光を反射する反射部材を構成することに留意すべきである。
【００６１】
第２回転面４２は、図６に示すように、緑領域４２Ｇ、赤領域４２Ｒ及び青領域４２Ｂを有する。緑領域４２Ｇは、光源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（発光光）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。赤領域４２Ｒ及び青領域４２Ｂは、透明な部材によって構成される。
【００６２】
ここで、緑領域４２Ｇは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＧを有する領域である。赤領域４２Ｒは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＲを有する領域である。青領域４２Ｂは、回転軸４０Ｘを中心とする円環領域のうち、所定の中心角度θＢを有する領域である。
【００６３】
なお、緑領域４２Ｇは、緑領域４１Ｇと重ね合わされる領域である。また、赤領域４２Ｒは、赤領域４１Ｒと重ね合わされる領域であり、青領域４２Ｂは、青領域４１Ｂと重ね合わされる領域である。
【００６４】
第１実施形態では、赤領域４２Ｒは、透明な部材によって構成される。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。赤領域４２Ｒは、発光体Ｇを有していてもよい。すなわち、赤領域４２Ｒは、緑領域４２Ｇの一部を構成していてもよい。このようなケースでは、赤成分光Ｒは、発光体Ｇを透過することに留意すべきである。
【００６５】
第１実施形態では、光源装置は、少なくとも光源ユニット１０、リフレクタ３０及びカラーホイール４０によって構成される。但し、光源装置は、光源ユニット１０、リフレクタ３０及びカラーホイール４０以外にも、フライアイレンズユニット６０などを含んでもよい。
【００６６】
（作用及び効果）
第１実施形態では、リフレクタ３０は、光源ユニット１０から出射される励起光をリフレクタ３０の焦点位置３０Ｘの近傍（カラーホイール４０に設けられる発光体）に反射する反射面３０Ａを有しており、光源ユニット１０から励起光が出射される方向と同じ方向に向けて、反射部材（第１回転面４１）で反射された光を透過する透過領域３１を有する。従って、発光体から発光される発光光を透過領域から取り出すことができる。
【００６７】
また、反射面３０Ａは、放物面形状を有しており、光源ユニット１０を構成する固体光源は、光源ユニット１０から励起光が出射される方向から見て、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘを中心とする同心円状に配置される。従って、複数の固体光源から出射される光を簡易な構成で密集することができる。
【００６８】
［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主として説明する。
【００６９】
具体的には、第１実施形態では、カラーホイール４０で反射された光は、レンズ１１１によって導かれる。これに対して、変更例１では、カラーホイール４０で反射された光は、ロッドインテグレータによって導かれる。
【００７０】
詳細には、図７に示すように、変更例１では、レンズ１１１に替えて、ロッドインテグレータ２１１が設けられる。
【００７１】
ロッドインテグレータ２１１は、レンズ１１１と同様に、焦点位置３０Ｘと透過領域３１との間に設けられており、カラーホイール４０で反射される光が透過領域３１を通るように、カラーホイール４０で反射される光を導く導光部材の一例である。ロッドインテグレータ２１１は、焦点位置３０Ｘの近傍に配置されることが好ましい。ここで、ロッドインテグレータ２１１は、カラーホイール４０で反射される光を略平行光化してもよい。
【００７２】
なお、ロッドインテグレータ２１１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。或いは、ロッドインテグレータ２１１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。
【００７３】
［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２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主として説明する。
【００７４】
第１実施形態では、リフレクタ３０で反射される光を反射する反射部材は、カラーホイール４０の第１回転面４１である。また、発光体Ｇは、カラーホイール４０に設けられる。これに対して、変更例２では、リフレクタ３０で反射される光を反射する反射部材は、放物面形状を有するリフレクタである。
【００７５】
詳細には、図８に示すように、変更例２では、リフレクタ３１０が設けられる。また、レンズ１１１が省略される。
【００７６】
リフレクタ３１０は、放物面形状を有する反射面３１０Ａを有する。反射面３１０Ａは、リフレクタ３０の反射面３０Ａと対向する。リフレクタ３１０は、リフレクタ３１０の焦点位置がリフレクタ３０の焦点位置３０Ｘと重なるように配置される。反射面３０Ａで反射された光は、反射面３１０Ａによって略平行光化される。
【００７７】
変更例２では、リフレクタ３１０（第２リフレクタ）は、リフレクタ３０（第１リフレクタ）で反射される光を反射する反射部材を構成する。また、リフレクタ３１０は、リフレクタ３０で反射される光が透過領域３１を通るように、リフレクタ３１０で反射される光を導く導光部材を構成する。
【００７８】
なお、変更例２では、特に図示していないが、光源ユニット１０から出射される光は、カラーホイール４０に設けられる発光体から発光される発光光の励起光として用いられる。
【００７９】
［変更例３］
以下において、第１実施形態の変更例３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主として説明する。
【００８０】
第１実施形態では、赤成分光Ｒは、光源１０Ｒから出射される。これに対して、変更例３では、赤成分光Ｒは、励起光（青成分光Ｂ）によって励起される発光光である。
【００８１】
詳細には、図９に示すように、変更例３では、光源１０Ｒが設けられておらず、光源１０Ｂのみが設けられる。
【００８２】
なお、上述した赤領域４２Ｒは、光源１０Ｂから出射される励起光（青成分光Ｂ）に応じて赤成分光Ｒ（発光光）を発光する発光体Ｒを有する。発光体Ｒは、蛍光体或いは燐光体である。
【００８３】
［変更例４］
以下において、第１実施形態の変更例４について説明する。以下においては、変更例２に対する相違点について主として説明する。
【００８４】
詳細には、変更例４では、リフレクタ３０は、光源ユニット１０から光が出射される側から見て、円形形状ではなくてもよい。例えば、光源ユニット１０から出射される光の反射に寄与しない部分については、リフレクタ３０の反射面３０Ａが放物面形状を有していなくてもよい。例えば、図１０に示すように、上下において反射面３０Ａの両端が直線状の形状を有していてもよい。
【００８５】
このようなケースでは、光源１０Ｂは、反射面３０Ａのうち、放物面形状を有する部分に光が照射されるように配置される。例えば、図１１に示すように、上下において光源１０Ｂが直線上に配置されてもよい。
【００８６】
なお、図１１においては、説明簡略化のために、光源１０Ｒが省略されているに過ぎないことに留意すべきである。
【００８７】
［変更例５］
以下において、第１実施形態の変更例５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主として説明する。
【００８８】
具体的には、第１実施形態では、３板タイプの投写型映像表示装置１００について例示した。これに対して、変更例５では、単板タイプの投写型映像表示装置１００について説明する。
【００８９】
詳細には、変更例５では、図１２に示すように、投写型映像表示装置１００は、フライアイレンズユニット６０に替えて、ロッドインテグレータ４６０を有しており、複数の液晶パネル７０に替えて、ＤＭＤ４７０を有する。また、投写型映像表示装置１００は、レンズ４１１を有する。
【００９０】
なお、変更例５では、色成分光の分離及び合成に必要な構成（例えば、ダイクロイックキューブ８０、レンズ群、ミラー群）は不要であることに留意すべきである。
【００９１】
ロッドインテグレータ４６０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４６０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４６０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。
【００９２】
ＤＭＤ４７０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。ＤＭＤ４７０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９０側に光を反射するか否かを切り替える。
【００９３】
レンズ４１１は、光源ユニット１０から出射される光をＤＭＤ４７０に集光する集光レンズである。
【００９４】
なお、ＤＭＤ４７０は、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを時分割で出射するため、光源１０Ｂ及び光源１０Ｒは、常時点灯ではなくて、時分割点灯でよいことに留意すべきである。
【００９５】
［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。
【００９６】
実施形態では、励起光として青成分光Ｂを用いるケースについて説明した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。例えば、励起光として紫外成分光を用いてもよい。このようなケースでは、紫外成分光に応じて青成分光Ｂを出射する発光体が用いられる。
【００９７】
実施形態では、複数の光源１０Ｒは、複数の光源１０Ｂよりも内側に配置される。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。光源１０Ｒ及び光源１０Ｂは、リフレクタ３０の焦点位置３０Ｘを中心とする１つの同心円上に配置されていてもよい。例えば、焦点位置３０Ｘを中心とする１つの同心円上において、光源１０Ｒ及び光源１０Ｂは、交互に配置されていてもよい。
【００９８】
実施形態では特に触れていなが、光源ユニット１０は、複数の分割ユニットによって構成されていてもよい。これによって、分割ユニット毎に、固体光源を交換することが可能である。
【００９９】
実施形態では、光源１０Ｂから出射される青成分光Ｂは、励起光として用いられる。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。光源１０Ｂから出射される青成分光Ｂは、基準映像光として用いられてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１０…光源ユニット、１０Ｂ…光源、１０Ｒ…光源、１１…ヒートシンク、２０…冷却ファン、３０…リフレクタ、３０Ａ…反射面、３０Ｘ…焦点位置、３１…透過領域、４０…カラーホイール、４０Ｘ…回転軸、４１…第１回転面、４１Ｂ…青領域、４１Ｇ…緑領域、４１Ｒ…赤領域、４２…第２回転面、４２Ｂ…青領域、４２Ｇ…緑領域、４２Ｒ…赤領域、５０…回転モータ、６０…フライアイレンズユニット、６０Ａ…フライアイレンズ、６０Ｂ…フライアイレンズ、７０…液晶パネル、７０Ｂ…液晶パネル、７０Ｇ…液晶パネル、７０Ｒ…液晶パネル、７１Ｂ…入射側偏光板、７１Ｇ…入射側偏光板、７１Ｒ…入射側偏光板、７２Ｂ…出射側偏光板、７２Ｇ…出射側偏光板、７２Ｒ…出射側偏光板、８０…ダイクロイックキューブ、９０…投写ユニット、１００…投写型映像表示装置、１１１〜１１８…レンズ、１２１〜１２６…ミラー、２１１…ロッドインテグレータ、３１０…リフレクタ、３１０Ａ…反射面、４１１…レンズ、４６０…ロッドインテグレータ、４７０…ＤＭＤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する複数の固体光源を有する光源ユニットと、放物面形状を有する第１反射面を有する第１リフレクタとを備える光源装置であって、
前記第１反射面は、前記複数の固体光源と対向しており、前記複数の固体光源から出射される光を前記第１リフレクタの焦点位置の近傍に反射し、
前記複数の固体光源から光が出射される方向と同じ方向に向けて、前記第１リフレクタで反射される光を反射する反射部材が設けられており、
前記第１リフレクタは、前記反射部材で反射された光を透過する透過領域を有しており、
前記複数の固体光源は、前記複数の固体光源から光が出射される方向から見て、前記第１リフレクタの焦点位置を中心とする同心円状に配置されることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体を備え、
前記回転体は、前記複数の固体光源から出射される光に応じて発光光を発光する発光体が発光体が設けられた回転面を有しており、
前記発光体は、前記第１リフレクタの焦点位置の近傍に設けら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３】
前記反射部材は、放物面形状を有する第２反射面を有する第２リフレクタであり、
前記第２反射面は、前記第１反射面と対向しており、
前記発光体は、前記第２リフレクタの焦点位置の近傍に設けら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】
前記反射部材は、前記回転体に設けられる回転体反射面であり、
前記回転体反射面で反射される光が前記透過領域を通るように、前記回転体反射面で反射される光を導く導光部材が設けられることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光源ユニットは、複数の分割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６】
前記導光部材は、レンズ又はロッドインテグレータであることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項７】
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、
前記光変調素子によって変調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】
光を出射する複数の固体光源を有する光源ユニットと、放物面形状を有する第１反射面を有する第１リフレクタとを備える光源装置であって、
前記第１反射面は、前記複数の固体光源と対向しており、前記複数の固体光源から出射される光を前記第１リフレクタの焦点位置の近傍に反射し、
前記複数の固体光源から光が出射される方向と同じ方向に向けて、前記第１リフレクタで反射される光を反射する反射部材が設けられており、
前記第１リフレクタは、前記反射部材で反射された光を透過する透過領域を有しており、
前記複数の固体光源は、前記複数の固体光源から光が出射される方向から見て、前記第１リフレクタの焦点位置を中心とする同心円状に配置されることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
回転軸を中心として回転する円盤形状の回転体を備え、
前記回転体は、前記複数の固体光源から出射される光に応じて発光光を発光する発光体が発光体が設けられた回転面を有しており、
前記発光体は、前記第１リフレクタの焦点位置の近傍に設けら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３】
前記反射部材は、放物面形状を有する第２反射面を有する第２リフレクタであり、
前記第２反射面は、前記第１反射面と対向しており、
前記発光体は、前記第２リフレクタの焦点位置の近傍に設けら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】
前記反射部材は、前記回転体に設けられる回転体反射面であり、
前記回転体反射面で反射される光が前記透過領域を通るように、前記回転体反射面で反射される光を導く導光部材が設けられることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記光源ユニットは、複数の分割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６】
前記導光部材は、レンズ又はロッドインテグレータであることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項７】
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、
前記光変調素子によって変調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２０１３−７２９０１（Ｐ２０１３−７２９０１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９９６６（Ｐ２０１１−２０９９６６）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【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４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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