JP2012078537A - 光源装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源から出射される光（励起光）の利用効率を向上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。
【解決手段】光源装置１００は、光源ユニット１０と、導光反射ミラー４０と、リフレクタ５０と、発光体ユニット６０とを備える。発光体ユニット６０は、前記リフレクタに近い順に、発光体と、ミラー膜とを有する。複数の光源は、発光体ユニット６０が配置される軸に対応する位置を中心として配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、励起光を出射する光源と、励起光に応じて所定色成分光を出射する発光体とを備える光源装置及び投写型映像表示装置に関する。

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。

ここで、光源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、放物反射面を有するリフレクタの焦点位置の近傍に発光体を配置することによって、リフレクタによって反射された励起光が発光体に集光される。

特開２００７−１５６２７０号公報

ところで、上述した投写型映像表示装置では、発光体を配置するための基板、励起光を有効に利用するための光反射部材などが必要である。このようなケースでは、光源から出射される光（励起光）がリフレクタによって反射される前において、光源から出射される光（励起光）が基板や光反射部材によって遮光されてしまう。言い換えると、光源から出射される光（励起光）の利用効率が低下する。

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、光源から出射される光（励起光）の利用効率を向上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。

第１の特徴に係る光源装置は、励起光を出射する複数の光源を有する光源ユニット（光源ユニット１０）と、前記光源ユニットから出射される励起光を反射する導光反射面を有する導光反射ミラー（導光反射ミラー４０）と、前記導光反射ミラーによって反射される励起光を反射する反射面を有するリフレクタ（リフレクタ５０）と、前記リフレクタの焦点位置の近傍に設けられる発光体ユニット（発光体ユニット６０）とを備える。前記発光体ユニットは、前記リフレクタによって反射された励起光に応じて基準映像光を出射する発光体（例えば、発光体６１Ｇ）と、前記発光体から出射された基準映像光を前記リフレクタ側に反射する反射体（例えば、ミラー膜６３）とを有する。前記反射面は、前記反射体で反射される基準映像光を前記導光反射ミラー側に反射する。前記導光反射面は、前記反射面で反射される基準映像光を透過する。前記複数の光源は、前記発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心として配置される。

第２の特徴に係る光源装置は、励起光を出射する複数の光源を有する光源ユニット（光源ユニット１０）と、前記光源ユニットから出射される励起光を反射する導光反射面を有する導光反射ミラー（導光反射ミラー４０）と、前記導光反射ミラーによって反射される励起光の光路上に設けられており、励起光が入射する入射端部と、励起光が出射する出射端部とを有するテーパロッド（テーパロッド１５０）と、前記出射端部に設けられる発光体ユニット（発光体ユニット６０）とを備える。前記発光体ユニットは、前記導光反射ミラーによって反射された励起光に応じて基準映像光を出射する発光体（例えば、発光体６１Ｇ）と、前記発光体から出射された基準映像光を前記導光反射ミラー側に反射する反射体（例えば、ミラー膜６３）とを有する。前記導光反射面は、前記反射体で反射される基準映像光を透過する。前記複数の光源は、前記発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心として配置される。

第１の特徴又は第２の特徴において、前記光源ユニットから出射される励起光を集光する複数のレンズを有するレンズユニット（フライアイレンズユニット２０）をさらに備える。前記複数のレンズは、前記発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心として配置される。前記複数のレンズのそれぞれは、前記複数の光源のそれぞれと対応する。

第１の特徴又は第２の特徴において、前記光源ユニットは、第１偏光（例えば、Ｐ偏光）の励起光を出射する複数の第１光源を有する第１光源ユニット（第１光源ユニット１０Ａ）と、第２偏光（例えば、Ｓ偏光）の励起光を出射する複数の第２光源を有する第２光源ユニット（第２光源ユニット１０Ｂ）とによって構成される。前記光源ユニットから出射される励起光の光路上において、前記光源ユニットと前記導光反射ミラーとの間には、前記第１光源ユニットから出射される第１偏光の励起光と前記第２光源ユニットから出射される第２偏光の励起光とを合成する合成部（ＰＢＳキューブ３０）が設けられる。前記合成部によって合成された後において、前記発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心とする円弧上において前記第１偏光の励起光及び前記第２偏光の励起光が交互に設けられるように、前記複数の第１光源及び前記複数の第２光源が配置される。

第１の特徴又は第２の特徴において、前記発光体ユニットは、前記発光体を回転可能に支持する回転ドラム又は回転ホイールによって構成される。

第１の特徴又は第２の特徴において、前記発光体ユニットは、前記レンズユニットによって励起光が集光される位置に応じて、前記発光体を揺動可能に支持する揺動体によって構成される。

第３の特徴に係る投写型映像表示装置は、第１の特徴又は第２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。

本発明によれば、光源から出射される光（励起光）の利用効率を向上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１は、第１実施形態に係る光源装置１００を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る第１光源ユニット１０Ａを示す図である。 図３は、第１実施形態に係る第２光源ユニット１０Ｂを示す図である。 図４は、第１実施形態に係るフライアイレンズユニット２０を示す図である。 図５は、第１実施形態に係るフライアイレンズユニット２０を示す図である。 図６は、第１実施形態に係るフライアイレンズユニット２０を示す図である。 図７は、第１実施形態に係るフライアイレンズユニット２０を示す図である。 図８は、第１実施形態に係るＰ偏光及びＳ偏光の色成分光の配置を説明するための図である。 図９は、第１実施形態に係る発光体ユニット６０を示す図である。 図１０は、第１実施形態に係る発光体ユニット６０を示す図である。 図１１は、変更例１に係る光源装置１００を示す図である。 図１２は、変更例１に係る発光体ユニット１６０を示す図である。 図１３は、変更例１に係る発光体ユニット１６０を示す図である。 図１４は、変更例１に係る発光体ユニット１６０を示す図である。 図１５は、変更例２に係る光源装置１００を示す図である。 図１６は、変更例２に係る各色成分光の配置を説明するための図である。 図１７は、変更例２に係る発光体ユニット２６０を示す図である。 図１８は、変更例２に係る発光体ユニット２６０を示す図である。 図１９は、変更例３に係る光源装置１００を示す図である。 図２０は、変更例４に係る発光体ユニット６０の揺動について説明するための図である。 図２１は、変更例４に係る発光体ユニット６０の揺動について説明するための図である。 図２２は、変更例４に係る発光体ユニット６０の揺動について説明するための図である。 図２３は、変更例４に係る発光体ユニット６０の揺動について説明するための図である。 図２４は、変更例４に係る発光体ユニット６０の揺動について説明するための図である。 図２５は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置３００を示す図である。 図２６は、変更例１に係る投写型映像表示装置３００を示す図である。 図２７は、変更例２に係る投写型映像表示装置３００を示す図である。 図２８は、変更例３に係る投写型映像表示装置３００を示す図である。 図２９は、変更例４に係る投写型映像表示装置３００を示す図である。 図３０は、その他の実施形態に係る光の合成を説明するための図である。 図３１は、その他の実施形態に係る光の合成を説明するための図である。

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。

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。

［実施形態の概要］
実施形態に係る光源装置は、励起光を出射する複数の光源を有する光源ユニットと、光源ユニットから出射される励起光を反射する導光反射面を有する導光反射ミラーと、導光反射ミラーによって反射される励起光を反射する反射面を有するリフレクタと、リフレクタの焦点位置の近傍に設けられる発光体ユニットとを備える。発光体ユニットは、リフレクタによって反射された励起光に応じて基準映像光を出射する発光体と、発光体から出射された基準映像光をリフレクタ側に反射する反射体とを有する。反射面は、反射体で反射される基準映像光を導光反射ミラー側に反射する。導光反射面は、反射面で反射される基準映像光を透過する。複数の光源は、発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心として配置される。

或いは、実施形態に係る光源装置は、励起光を出射する複数の光源を有する光源ユニットと、光源ユニットから出射される励起光を反射する導光反射面を有する導光反射ミラーと、導光反射ミラーによって反射される励起光の光路上に設けられており、励起光が入射する入射端部と、励起光が出射する出射端部とを有するテーパロッドと、出射端部に設けられる発光体ユニットとを備える。発光体ユニットは、導光反射ミラーによって反射された励起光に応じて基準映像光を出射する発光体と、発光体から出射された基準映像光を導光反射ミラー側に反射する反射体とを有する。導光反射面は、反射体で反射される基準映像光を透過する。複数の光源は、発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心として配置される。

実施形態では、光源ユニットに設けられる複数の光源は、発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心として配置される。従って、複数の光源から出射される光が発光体ユニットによって遮光されないため、光源から出射される光（励起光）の利用効率を向上することができる。

［第１実施形態］
（光源装置）
以下において、第１実施形態に係る光源装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る光源装置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。

図１に示すように、光源装置１００は、光源ユニット１０と、フライアイレンズユニット２０と、ＰＢＳキューブ３０と、導光反射ミラー４０と、リフレクタ５０と、発光体ユニット６０とを有する。

光源ユニット１０は、第１光源ユニット１０Ａ及び第２光源ユニット１０Ｂによって構成される。

第１光源ユニット１０Ａは、励起光を出射する複数の光源１１Ａを有する。例えば、光源１１Ａは、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。

励起光は、例えば、青成分光Ｂや紫外成分光ＵＶである。ここでは、第１光源ユニット１０Ａに設けられる光源１１Ａは、例えば、Ｐ偏光の励起光を出射する。なお、励起光とは、基準映像光を励起する機能を有する光であることに留意すべきである。例えば、励起光として青成分光Ｂを用いるケースでは、青成分光Ｂが基準映像光としても用いられることに留意すべきである。

ここで、複数の光源１１Ａは、図２に示すように、後述する発光体ユニット６０が配置される軸に対応する位置（軸位置）を中心として配置される。例えば、複数の光源１１Ａは、軸位置を中心とする円弧上に配置される。

第２光源ユニット１０Ｂは、励起光を出射する複数の光源１１Ｂを有する。例えば、光源１１Ｂは、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。励起光は、例えば、青成分光Ｂや紫外成分光ＵＶである。ここでは、第２光源ユニット１０Ｂに設けられる光源１１Ｂは、例えば、Ｓ偏光の励起光を出射する。

ここで、複数の光源１１Ｂは、図３に示すように、後述する発光体ユニット６０が配置される軸に対応する位置（軸位置）を中心として配置される。例えば、複数の光源１１Ｂは、軸位置を中心とする円弧上に配置される。

なお、第１光源ユニット１０Ａから出射されるＰ偏光の励起光及び第２光源ユニット１０Ｂから出射されるＳ偏光の励起光の合成後において、発光体ユニット６０が配置される軸に対応する位置（軸位置）を中心とする円弧上においてＰ偏光の励起光及びＳ偏光の励起光が交互に設けられるように、複数の光源１１Ａ及び複数の光源１１Ｂが配置されることに留意すべきである。

フライアイレンズユニット２０は、第１フライアイレンズユニット２０Ａ及び第２フライアイレンズユニット２０Ｂによって構成される。

第１フライアイレンズユニット２０Ａは、複数の微小レンズ２１Ａによって構成される。各微小レンズ２１Ａは、第１光源ユニット１０Ａから出射されるＰ偏光の励起光が発光体ユニット６０に照射されずにリフレクタ５０に照射されるように、Ｐ偏光の励起光の進路を維持する。

複数の微小レンズ２１Ａは、複数の光源１１Ａと同様に、発光体ユニットが配置される軸に対応する位置（軸位置）を中心として配置される。例えば、複数の微小レンズ２１Ａは、軸位置を中心とする円弧上に配置される。複数の微小レンズ２１Ａのそれぞれは、複数の光源１１Ａのそれぞれと対応する。

第２フライアイレンズユニット２０Ｂは、複数の微小レンズ２１Ｂによって構成される。各微小レンズ２１Ｂは、第２光源ユニット１０Ｂから出射されるＳ偏光の励起光が発光体ユニット６０に照射されずにリフレクタ５０に照射されるように、Ｓ偏光の励起光の進路を維持する。

例えば、第１フライアイレンズユニット２０Ａを例に挙げて、フライアイレンズユニット２０について説明する。

具体的には、第１フライアイレンズユニット２０Ａに設けられる微小レンズ２１Ａは、図４及び図５に示すように、励起光を集光する凸レンズであってもよい。なお、図４は、第１フライアイレンズユニット２０Ａの側面視を示しており、図５は、第１フライアイレンズユニット２０Ａの上面視を示している。

なお、図５に示すように、複数の微小レンズ２１Ａは、複数の光源１１Ａと同様の配列を有しており、複数の微小レンズ２１Ａのそれぞれは、複数の光源１１Ａのそれぞれと対応する。

或いは、第１フライアイレンズユニット２０Ａに設けられる微小レンズ２１Ａは、図６及び図７に示すように、励起光を回折する回折レンズであってもよい。なお、図６は、第１フライアイレンズユニット２０Ａの側面視を示しており、図７は、第１フライアイレンズユニット２０Ａの上面視を示している。

なお、図７に示すように、複数の微小レンズ２１Ａは、複数の光源１１Ａと同様の配列を有しており、複数の微小レンズ２１Ａのそれぞれは、複数の光源１１Ａのそれぞれと対応する。

第２フライアイレンズユニット２０Ｂは、第１フライアイレンズユニット２０Ａと同様の構成を有しているため、第２フライアイレンズユニット２０Ｂの詳細については省略する。

ＰＢＳキューブ３０は、光源ユニット１０から出射される励起光の光路上において、光源ユニット１０と導光反射ミラー４０との間に配置される。具体的には、ＰＢＳキューブ３０は、ＰＢＳ面３１を有する。ＰＢＳ面３１は、Ｐ偏光の励起光を透過し、Ｓ偏光の励起光を反射する。すなわち、ＰＢＳキューブ３０は、Ｐ偏光の励起光及びＳ偏光の励起光を合成する。

ここで、Ｐ偏光の励起光及びＳ偏光の励起光がＰＢＳキューブ３０によって合成された後において、Ｐ偏光の励起光及びＳ偏光の励起光は、図８に示すように、軸位置を中心とする円弧上において交互に設けられる。なお、図８は、領域ＰにけるＰ偏光の励起光及びＳ偏光の励起光の配置を示している。

導光反射ミラー４０は、光源ユニット１０から出射される励起光を反射する導光反射面４１を有する。導光反射面４１は、例えば、ダイクロイックミラー面である。具体的には、導光反射面４１は、光源ユニット１０から出射される励起光をリフレクタ５０側に反射する。一方で、導光反射面４１は、リフレクタ５０で反射される基準映像光（ここでは、緑成分光Ｇ）を透過する。なお、リフレクタ５０で反射される基準映像光は、後述するように、励起光に応じて発光体ユニット６０から出射される。

リフレクタ５０は、放物反射面５１を有する。放物反射面５１は、導光反射ミラー４０で反射される励起光を反射する。放物反射面５１で反射される励起光は、放物反射面５１の焦点位置に集光される。また、放物反射面５１は、発光体ユニット６０から励起光に応じて出射される基準映像光を導光反射ミラー４０側に反射する。

発光体ユニット６０は、リフレクタ５０（放物反射面５１）の焦点位置の近傍に設けられる。発光体ユニット６０は、リフレクタ５０に近い順に、リフレクタ５０によって反射された励起光に応じて基準映像光を出射する発光体と、発光体から出射された基準映像光を前記リフレクタ側に反射する反射体とを有する。

具体的には、発光体ユニット６０は、図９に示すように、発光体６１Ｇと、基板６２と、ミラー膜６３とを有する。発光体６１Ｇは、励起光に応じて基準映像光（ここでは、緑成分光Ｇ）を出射する。基板６２は、ガラスなどの透明部材によって構成される。ミラー膜６３は、発光体６１Ｇから出射される基準映像光（ここでは、緑成分光Ｇ）を反射する。

或いは、発光体ユニット６０は、図１０に示すように、発光体６１Ｇと、基板６４とを有する。発光体６１Ｇは、励起光に応じて基準映像光（ここでは、緑成分光Ｇ）を出射する。基板６４は、発光体６１Ｇから出射される基準映像光（ここでは、緑成分光Ｇ）を反射する部材（例えば、アルミニウム）によって構成される。

（作用及び効果）
第１実施形態では、光源ユニット１０に設けられる複数の光源は、発光体ユニット６０が配置される軸に対応する位置（軸位置）を中心として配置される。従って、複数の光源から出射される光が発光体ユニット６０によって遮光されないため、光源から出射される光（励起光）の利用効率を向上することができる。

第１実施形態では、フライアイレンズユニット２０に設けられる複数の微小レンズは、発光体ユニット６０が配置される軸に対応する位置（軸位置）を中心として配置される。また、複数の微小レンズのそれぞれは、光源ユニット１０に設けられる複数の光源のそれぞれと対応する。従って、光源から出射される光（励起光）が発光体ユニット６０に照射されないように、光源から出射される光（励起光）の進路を維持することができる。

第１実施形態では、発光体ユニット６０が配置される軸に対応する位置（軸位置）を中心とする円弧上においてＰ偏光の励起光及びＳ偏光の励起光が交互に設けられるように、複数の光源１１Ａ及び複数の光源１１Ｂが配置される。従って、複数の光源１１Ａ（或いは、複数の光源１１Ｂ）を密に配置しなくても、合成後の光の密度を高めることができる。また、複数の光源１１Ａ（或いは、複数の光源１１Ｂ）を密に配置しないため、熱源を分散することができ、冷却効率が向上する。

［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。

具体的には、第１実施形態では、発光体ユニットは、板状部材であるが、変更例１では、発光体ユニットは、回転ドラムである。

詳細には、変更例１に係る光源装置１００は、図１１に示すように、発光体ユニット６０に代えて、発光体ユニット１６０を有する。なお、図１１において、図１と同様の構成については同様の符号を付していることに留意すべきである。

発光体ユニット１６０は、図１２に示すように、回転軸を中心として回転可能に構成された回転ドラムである。

具体的には、発光体ユニット１６０は、図１３に示すように、発光体１６１Ｇと、ドラム本体１６２と、ミラー膜１６３とを有する。発光体１６１Ｇは、ドラム本体１６２の外面に設けられており、励起光に応じて基準映像光（ここでは、緑成分光Ｇ）を出射する。ドラム本体１６２は、回転軸を中心として回転可能に構成されており、ガラスなどの透明部材によって構成される。ミラー膜１６３は、ドラム本体１６２の内面に設けられており、発光体６１Ｇから出射される基準映像光（ここでは、緑成分光Ｇ）を反射する。

或いは、２種類の発光体が設けられるケースでは、発光体ユニット１６０は、図１４に示す構成を有していてもよい。具体的には、発光体ユニット１６０は、図１４に示すように、発光体１６１Ｇと、発光体１６１Ｒと、ドラム本体１６４とを有する。発光体１６１Ｇは、励起光に応じて基準映像光（ここでは、緑成分光Ｇ）を出射する。発光体１６１Ｒは、励起光に応じて基準映像光（ここでは、赤成分光Ｒ）を出射する。ドラム本体１６４は、回転軸を中心として回転可能に構成されており、発光体１６１Ｇ又は発光体１６１Ｒから出射される基準映像光を反射する部材（例えば、アルミニウム）によって構成される。

（作用及び効果）
変更例１では、発光体ユニットは、回転ドラムである。従って、発光体１６１Ｇに励起光が照射される時間を制限することが容易であり、発光体１６１Ｇの劣化が抑制される。

［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。

具体的には、第１実施形態では、発光体ユニットは、板状部材であるが、変更例２では、発光体ユニットは、回転ホイールである。

詳細には、変更例２に係る光源装置１００は、図１５に示すように、発光体ユニット６０に代えて、発光体ユニット２６０を有する。なお、図１５において、図１と同様の構成については同様の符号を付していることに留意すべきである。

変更例２では、励起光として青成分光Ｂが用いられており、励起光に応じて赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇが出射されるケースについて例示する。

ここで、Ｐ偏光の励起光及びＳ偏光の励起光がＰＢＳキューブ３０によって合成された後において、赤成分光Ｒ用の光Ｒ（励起光）、緑成分光Ｇ用の光Ｇ（励起光）及び青成分光Ｂ用の光Ｂは、図１６に示すように設けられる。すなわち、発光体ユニット２６０（回転ホイール）に設けられる発光体及び拡散板の位置に応じて、赤成分光Ｒ用の光Ｒ、緑成分光Ｇ用の光Ｇ及び青成分光Ｂ用の光Ｂがセグメント化して配置される。なお、図１６は、領域Ｐにける赤成分光Ｒ用の光Ｒ、緑成分光Ｇ用の光Ｇ及び青成分光Ｂ用の光Ｂの配置を示している。

発光体ユニット２６０は、図１７に示すように、回転軸を中心として回転可能に構成されており、発光体２６１Ｇと、発光体２６１Ｒと、拡散板２６１Ｂとを有する。発光体２６１Ｇは、緑成分光Ｇ用の光Ｇ（励起光）に応じて基準映像光（ここでは、緑成分光Ｇ）を出射する。発光体２６１Ｒは、赤成分光Ｒ用の光Ｒ（励起光）に応じて基準映像光（ここでは、赤成分光Ｒ）を出射する。拡散板２６１Ｂは、青成分光Ｂ用の光Ｂを拡散する。

なお、赤成分光Ｒ用の光Ｒ、緑成分光Ｇ用の光Ｇ及び青成分光Ｂ用の光Ｂの点灯タイミングは、発光体ユニット２６０の回転と同期することは勿論である。

また、発光体ユニット２６０は、図１８に示すように、リフレクタ５０の焦点位置よりもリフレクタ５０側に配置されることが好ましい。これによって、図１９に示すように、発光体ユニット２６０の回転軸の近傍に光が照射されないため、赤成分光Ｒ用の光Ｒ、緑成分光Ｇ用の光Ｇ及び青成分光Ｂ用の光Ｂの混在を抑制することが可能である。

なお、励起光が紫外成分光ＵＶであり、紫外成分光ＵＶに応じて青成分光Ｂが出射される構成では、拡散板２６１Ｂに代えて、紫外成分光ＵＶに応じて青成分光Ｂを出射する発光体が設けられる。

［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。

具体的には、第１実施形態では、リフレクタの焦点位置の近傍に発光体ユニットが配置されるが、変更例３では、発光体ユニットは、テーパロッドの端部に配置される。

詳細には、変更例３に係る光源装置１００は、図２０に示すように、レンズ１４０を有する。また、光源装置１００は、リフレクタ５０に代えて、テーパロッド１５０を有する。なお、図２０において、図１と同様の構成については同様の符号を付していることに留意すべきである。

レンズ１４０は、テーパロッド１５０の端部に設けられる発光体ユニット６０（発光体６１Ｇ）に光を集光する。レンズ１４０によって集光される光が発光体ユニット６０（発光体６１Ｇ）に入射する角度は、テーパロッド１５０の光反射面の傾斜角度と略等しいことが好ましい。

テーパロッド１５０は、導光反射ミラー４０に向けて徐々に広がるテーパ形状を有する。テーパロッド１５０は、励起光が入射する入射端部（すなわち、緑成分光Ｇが出射する端部）と、励起光が出射する出射端部（すなわち、緑成分光Ｇが入射する端部）とを有する。テーパロッド１５０の出射端部に発光体ユニット６０が設けられる。

発光体ユニット６０は、導光反射ミラー４０に近い順に、発光体６１Ｇ及び基板６２を有する。ここで、変更例３において、発光体６１Ｇ及び基板６２の並び順は、図１０に示す並び順と逆であることに留意すべきである。

また、発光体ユニット６０は、第１実施形態と同様に、発光体６１Ｇ、基板６４及びミラー膜６３によって構成されていてもよい（図９を参照）。このようなケースでは、発光体ユニット６０は、導光反射ミラー４０に近い順に、発光体６１Ｇ、基板６４及びミラー膜６３を有する。

［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３に対する相違点について主として説明する。

変更例４では、テーパロッド１５０の端部に設けられる発光体ユニット６０は、揺動可能に構成されている。具体的には、図２１〜図２４に示すように、発光体ユニット６０は、励起光の照射位置を中心とする円弧上に沿って揺動可能に構成される。

（作用及び効果）
変更例４では、発光体ユニット６０が揺動可能に構成されているため、励起光の照射位置がずれる。これによって、励起光の照射に伴う発光体６１Ｇの発熱を抑制することができる。また、回転可能に構成された一般的な回転ホイールを用いるケースと比べて、発光体ユニット６０における励起光の照射位置を省スペースでずらすことができる。

［第２実施形態］
以下において、第２実施形態に係る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。第２実施形態では、第１実施形態、変更例１〜変更例４のいずれのかの光源装置１００を投写型映像表示装置に適用するケースについて説明する。なお、第２実施形態では、青成分光Ｂが励起光として用いられるケースについて例示する。

（投写型映像表示装置）
以下において、第２実施形態に係る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。図２５は、第２実施形態に係る投写型映像表示装置３００を示す図である。図２５では、第１実施形態に係る光源装置１００が用いられるケースについて説明する。従って、光源装置１００の説明については省略する。

投写型映像表示装置３００は、光源３１０Ｒと、偏光調整素子３２０と、分離光学素子３３０と、ダイクロイックミラー３４０（ダイクロイックミラー３４０Ｒ、ダイクロイックミラー３４０Ｇ、ダイクロイックミラー３４０Ｂ）と、１／４板３５０（１／４板３５０Ｒ、１／４板３５０Ｇ、１／４板３５０Ｂ）と、ＰＢＳキューブ３６０と、フライアイレンズユニット３７０と、ＰＢＳキューブ３８０と、反射型液晶パネル３９０Ｐと、反射型液晶パネル３９０Ｓと、投写ユニット４００とを有する。

光源３１０Ｒは、基準映像光として赤成分光Ｒを出射する。光源３１０Ｒは、例えば、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。

偏光調整素子３２０は、青成分光Ｂの偏光状態を調整する。具体的には、偏光調整素子３２０は、偏光調整素子３２０に印加される電圧の値に応じて、青成分光Ｂの偏光状態を調整する。

例えば、偏光調整素子３２０は、偏光調整素子３２０から出射される青成分光Ｂの全てをＰ偏光成分に調整する。或いは、偏光調整素子３２０は、偏光調整素子３２０から出射される青成分光Ｂの全てをＳ偏光成分に調整する。なお、偏光調整素子３２０は、偏光調整素子３２０から出射される青成分光Ｂのうち、Ｐ偏光成分及びＳ偏光成分の比率を０〜１００％の範囲で調整してもよい。

分離光学素子３３０は、光源３１０Ｂから出射される青成分光Ｂの光路を分離する。具体的には、分離光学素子３３０は、光源３１０Ｂから出射される青成分光Ｂの光路を２つ光路に分離する。一方の光路は、青成分光Ｂを励起光として用いる光路であり、他方の光路は、青成分光Ｂを基準映像光として用いる光路である。

ダイクロイックミラー３４０Ｒは、赤成分光Ｒを透過して、他の色成分光を反射する。ダイクロイックミラー３４０Ｇは、緑成分光Ｇを透過して、他の色成分光を反射する。ダイクロイックミラー３４０Ｂは、青成分光Ｂを透過して、他の色成分光を反射する。

１／４板３５０Ｒは、１／４板３５０Ｒに入射する色成分光の偏光を４５°回転して、１／４板３５０Ｒに入射する色成分光を透過する。１／４板３５０Ｇは、１／４板３５０Ｇに入射する色成分光の偏光を４５°回転して、１／４板３５０Ｇに入射する色成分光を透過する。１／４板３５０Ｂは、１／４板３５０Ｂに入射する色成分光の偏光を４５°回転して、１／４板３５０Ｂに入射する色成分光を透過する。

ＰＢＳキューブ３６０は、Ｐ偏光の色成分光を透過して、Ｓ偏光の色成分光を反射する。従って、ＰＢＳキューブ３６０は、ダイクロイックミラー３４０Ｒから入射するＰ偏光の赤成分光Ｒ及び緑成分光Ｇをダイクロイックミラー３４０Ｂ側に透過する。一方で、ＰＢＳキューブ３６０は、ダイクロイックミラー３４０Ｒから入射するＳ偏光の赤成分光Ｒ及び青成分光Ｂをダイクロイックミラー３４０Ｇ側に反射する。

ＰＢＳキューブ３６０は、ダイクロイックミラー３４０Ｇから入射するＰ偏光の赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂをフライアイレンズユニット３７０側に透過する。一方で、ＰＢＳキューブ３６０は、ダイクロイックミラー３４０Ｇから入射するＳ偏光の緑成分光Ｇをダイクロイックミラー３４０Ｒ側に反射する。

ＰＢＳキューブ３６０は、ダイクロイックミラー３４０Ｂ側から入射するＰ偏光の青成分光Ｂをダイクロイックミラー３４０Ｒ側に透過する。一方で、ＰＢＳキューブ３６０は、ダイクロイックミラー３４０Ｂ側から入射するＳ偏光の赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂをフライアイレンズユニット３７０側に反射する。

このように、ＰＢＳキューブ３６０は、Ｐ偏光の赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを出射するとともに、Ｓ偏光の赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを出射する。

フライアイレンズユニット３７０は、複数の微小レンズによって構成されており、各微小レンズは、各色成分光が反射型液晶パネル３９０Ｐ（或いは、反射型液晶パネル３９０Ｓ）に照射されるように、各色成分光を集光する。

ＰＢＳキューブ３８０は、Ｐ偏光の色成分光を透過して、Ｓ偏光の色成分光を反射する。従って、ＰＢＳキューブ３８０は、ＰＢＳキューブ３８０に入射するＰ偏光の色成分光を反射型液晶パネル３９０Ｓ側に透過する。一方で、ＰＢＳキューブ３８０は、ＰＢＳキューブ３８０に入射するＳ偏光の色成分光を反射型液晶パネル３９０Ｓ側に反射する。

また、ＰＢＳキューブ３８０は、反射型液晶パネル３９０Ｐから出射されるＰ偏光の色成分光を投写ユニット４００側に透過する。一方で、ＰＢＳキューブ３８０は、反射型液晶パネル３９０Ｓから出射されるＳ偏光の色成分光を投写ユニット４００側に反射する。

反射型液晶パネル３９０Ｐは、Ｓ偏光の色成分光を変調して、Ｐ偏光の色成分光のみを出射する。一方で、反射型液晶パネル３９０Ｓは、Ｐ偏光の色成分光を変調して、Ｓ偏光の色成分光のみを出射する。

投写ユニット４００は、反射型液晶パネル３９０Ｐ及び反射型液晶パネル３９０Ｓから出射された光（映像光）を投写面上に投写する。

このような投写型映像表示装置３００では、Ｓ偏光の色成分光及びＰ偏光の色成分光が別々に変調されるため、立体画像を表示することが可能である。

なお、投写型映像表示装置３００は、必要なレンズ群（レンズ４１１Ｒ、レンズ４１２Ｒ、レンズ４１３〜レンズ４１５）を有することは勿論である。また、投写型映像表示装置３００は、必要なミラー群（ミラー４２１、ミラー４２２）を有することは勿論である。

［変更例１］
以下において、第２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２実施形態に対する差異について主として説明する。

変更例１では、図２６に示すように、光源３１０Ｒの配置が異なっている。また、投写型映像表示装置３００は、ダイクロイックミラー３４０、１／４板３５０及びＰＢＳキューブ３６０に代えて、ダイクロイックミラー４３０及びダイクロイックミラー４４０を有する。

ダイクロイックミラー４３０は、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４４０は、ダイクロイックミラー４３０から出射される緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを透過して、光源３１０Ｒから出射される赤成分光Ｒを反射する。

［変更例２］
以下において、第２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２実施形態に対する差異について主として説明する。

変更例２では、図２７に示すように、光源３１０Ｒに加えて、光源３１０Ｂが設けられている。また、第１実施形態の変更例３（又は、変更例４）に係る光源装置１００が用いられる。さらに、投写型映像表示装置３００は、ダイクロイックミラー３４０、１／４板３５０及びＰＢＳキューブ３６０に代えて、クロスダイクロイックキューブ４５０を有する。

光源３１０Ｂは、基準映像光として青成分光Ｂを出射する。光源３１０Ｂは、例えば、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。

クロスダイクロイックキューブ４５０は、ダイクロイック面４５１及びダイクロイック面４５２を有する。ダイクロイック面４５１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。ダイクロイック面４５２は、緑成分光Ｇ及び青成分光Ｂを透過して、赤成分光Ｒを反射する。

なお、投写型映像表示装置３００は、図２５に示す構成対して、必要な構成（例えば、レンズ４１１Ｂ、レンズ４１２Ｂ）が追加されており、不要な構成（例えば、ミラー４２１、ミラー４２２）が省略されている。

［変更例３］
以下において、第２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２実施形態に対する差異について主として説明する。

変更例３では、図２８に示すように、光源３１０Ｒに加えて、光源３１０Ｂが設けられている。また、投写型映像表示装置３００は、分離光学素子３３０に代えて、導光反射ミラー４０を有する。

光源３１０Ｂは、基準映像光として青成分光Ｂを出射する。光源３１０Ｂは、例えば、LＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）やＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などである。

なお、投写型映像表示装置３００は、図２５に示す構成対して、必要な構成（例えば、レンズ４１１Ｂ、レンズ４１２Ｂ）が追加されており、不要な構成（例えば、ミラー４２１、ミラー４２２）が省略されている。

［変更例４］
以下において、第２実施形態の変更例４について説明する。以下においては、第２実施形態に対する差異について主として説明する。

変更例４では、図２９に示すように、反射型液晶パネル３９０Ｐ及び反射型液晶パネル３９０Ｓに代えて、ＤＭＤ４８０が設けられる。また、投写型映像表示装置３００は、フライアイレンズユニット３７０に代えて、ロッドインテグレータ４６０を有しており、ＰＢＳキューブ３８０に代えて、反射ミラー４７０を有する。

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ており、ロッド状の形状を有する。具体的には、ロッドインテグレータ４６０は、光入射面と、光出射面と、光入射面から光出射面に亘って設けられる光反射側面とを有する。ロッドインテグレータ４６０は、ロッドインテグレータ４６０に入射する光を均一化する。

反射ミラー４７０は、ロッドインテグレータ４６０から出射される光をＤＭＤ４８０側に反射する。

ＤＭＤ４８０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。ＤＭＤ４８０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４００側に光を反射するか否かを切り替える。

［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。

実施形態では、２つの光源ユニットが設けられるケースについて例示した。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、１つの光源ユニットが設けられていてもよく、３つ以上の光源ユニットが設けられていてもよい。

例えば、図３０に示すように、光源ユニット１０Ａ〜光源ユニット１０Ｃが設けられるケースについて説明する。なお、光源ユニット１０Ａ〜光源ユニット１０Ｃのそれぞれに応じて、フライアイレンズユニット２０Ａ〜フライアイレンズユニット２０Ｃが設けられている。

このようなケースにおいて、光源ユニット１０Ａ〜光源ユニット１０Ｃから出射される光を合成する合成素子５００は、図３１に示すように、上側ミラー５１０及び下側ミラー５２０を有する。３つの軸（ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸）で空間を表した場合に、上側ミラー５１０及び下側ミラー５２０は、ｘ軸上における座標、ｙ軸上における座標及びｚ軸上における座標の全てが異なっている。

このような配置において、上側ミラー５１０は、光源ユニット１０Ｂの上段に設けられる光源から出射される光を“ｂ１”の位置に反射するとともに、光源ユニット１０Ｃの上段に設けられる光源から出射される光を“ｃ１”の位置に反射する。下側ミラー５２０は、光源ユニット１０Ｂの下段に設けられる光源から出射される光を“ｂ２”の位置に反射するとともに、光源ユニット１０Ｃの下段に設けられる光源から出射される光を“ｃ２”の位置に反射する。なお、光源ユニット１０Ａの上段に設けられる光源から出射される光は、下側ミラー５２０に妨げられずに“ａ１”の位置に導かれ、光源ユニット１０Ａの下段に設けられる光源から出射される光は、上側ミラー５１０に妨げられずに“ａ２”の位置に導かれる。

このように、光源ユニット１０Ａ〜光源ユニット１０Ｃに設けられる光源の位置を工夫することによって、３つの光源ユニットから出射される光を合成することが可能である。

実施形態では、光変調素子として、ＤＭＤ４８０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。

実施形態では、導光反射面として、励起光を反射して、基準映像光を透過する構成について例示したが、実施形態は、これに限定されるものではない。導光反射面として、励起光を透過して、基準映像光を反射する構成を用いてもよい。

１０…光源ユニット、２０…フライアイレンズユニット、３０…ＰＢＳキューブ、３１…ＰＢＳ面、４０…導光反射ミラー、４１…導光反射面、５０…リフレクタ、５１…放物反射面、６０…発光体ユニット、６１Ｇ…発光体、６２…基板、６３…ミラー膜、６４…基板、１００…光源装置、１５０…テーパロッド、１６０…発光体ユニット、１６１Ｇ…発光体、１６１Ｒ…発光体、１６２…ドラム本体、１６３…ミラー膜、１６４…ドラム本体、２６０…発光体ユニット、２６１Ｂ…拡散板、２６１Ｇ…発光体、２６１Ｒ…発光体、３００…投写型映像表示装置、３１０Ｂ…光源、３１０Ｒ…光源、３２０…偏光調整素子、３３０…分離光学素子、３４０…ダイクロイックミラー、３５０…１／４λ板、３６０…ＰＢＳキューブ、３７０…フライアイレンズユニット、３８０…ＰＢＳキューブ、３９０Ｐ…反射型液晶パネル、３９０Ｓ…反射型液晶パネル、４００…投写ユニット、４１１〜４１５…レンズ、４２１〜４２２…ミラー、４３０…ダイクロイックミラー、４４０…ダイクロイックミラー、４５０…クロスダイクロイックキューブ、４５１…ダイクロイック面、４５２…ダイクロイック面、４６０…ロッドインテグレータ、４７０…反射ミラー、４８０…ＤＭＤ、５００…合成素子、５１０…上側ミラー、５２０…下側ミラー

Claims (7)

1. 励起光を出射する複数の光源を有する光源ユニットと、
   前記光源ユニットから出射される励起光を反射する導光反射面を有する導光反射ミラーと、
   前記導光反射ミラーによって反射される励起光を反射する反射面を有するリフレクタと、
   前記リフレクタの焦点位置の近傍に設けられる発光体ユニットとを備えており、
   前記発光体ユニットは、前記リフレクタによって反射された励起光に応じて基準映像光を出射する発光体と、前記発光体から出射された基準映像光を前記リフレクタ側に反射する反射体とを有しており、
   前記反射面は、前記反射体で反射される基準映像光を前記導光反射ミラー側に反射し、
   前記導光反射面は、前記反射面で反射される基準映像光を透過し、
   前記複数の光源は、前記発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心として配置されることを特徴とする光源装置。
2. 励起光を出射する複数の光源を有する光源ユニットと、
   前記光源ユニットから出射される励起光を反射する導光反射面を有する導光反射ミラーと、
   前記導光反射ミラーによって反射される励起光の光路上に設けられており、励起光が入射する入射端部と、励起光が出射する出射端部とを有するテーパロッドと、
   前記出射端部に設けられる発光体ユニットとを備えており、
   前記発光体ユニットは、前記導光反射ミラーによって反射された励起光に応じて基準映像光を出射する発光体と、前記発光体から出射された基準映像光を前記導光反射ミラー側に反射する反射体とを有しており、
   前記導光反射面は、前記反射体で反射される基準映像光を透過し、
   前記複数の光源は、前記発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心として配置されることを特徴とする光源装置。
3. 前記光源ユニットから出射される励起光を集光する複数のレンズを有するレンズユニットをさらに備え、
   前記複数のレンズは、前記発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心として配置され、
   前記複数のレンズのそれぞれは、前記複数の光源のそれぞれと対応することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
4. 前記光源ユニットは、第１偏光の励起光を出射する複数の第１光源を有する第１光源ユニットと、第２偏光の励起光を出射する複数の第２光源を有する第２光源ユニットとによって構成されており、
   前記光源ユニットから出射される励起光の光路上において、前記光源ユニットと前記導光反射ミラーとの間には、前記第１光源ユニットから出射される第１偏光の励起光と前記第２光源ユニットから出射される第２偏光の励起光とを合成する合成部が設けられており、
   前記合成部によって合成された後において、前記発光体ユニットが配置される軸に対応する位置を中心とする円弧上において前記第１偏光の励起光及び前記第２偏光の励起光が交互に設けられるように、前記複数の第１光源及び前記複数の第２光源が配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
5. 前記発光体ユニットは、前記発光体を回転可能に支持する回転ドラム又は回転ホイールによって構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。
6. 前記発光体ユニットは、前記レンズユニットによって励起光が集光される位置に応じて、前記発光体を揺動可能に支持する揺動体によって構成されることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
7. 請求項１又は請求項２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。

Images