JP2015206888A - 光源装置、および画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示される画像において色むらや不自然な色づきのない画像表示装置を得るための光源装置を得る。【解決手段】 光を透過させる照明光学系１１７を有してなる画像表示装置の光源装置１００であり、放射角に異方性を有する複数の光源を備える光源部１０１と、光源部１０１からの光の光路を分割する光路分割部１０４と、分割された複数の光路のうち少なくとも１つの光路上に設けられ少なくとも１つの光路の光の拡散状態を変更する拡散状態変更部１０５と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置、および画像表示装置に関するものである。

ホームプロジェクタ、シアター向けプロジェクタ、データプロジェクタなどの画像表示装置の光源装置の光源として、ＬＤ（Laser Diode）光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源などのいわゆる固体光源を用いるものが知られている。

固体光源を用いる光源装置は、光の３原色に対応した３色の光源、または２色の光源のうちの１つの光を蛍光体のような波長変換手段により波長変換することで、光の３原色を揃えてフルカラー表示を行う。

ここで、固体光源は、従来の水銀ランプに対して下記のメリットを有している。まず、固体光源は、水銀ランプと比較して長寿命であるため、メンテナンスフリーなプロジェクタを提供することができる。また、固体光源は、水銀ランプと異なり水銀フリーであるため、環境規制対応の点で有利である。さらに、固体光源は、水銀ランプと比較して光量の立ち上がり特性が良好であるため、所望の明るさの光量を短時間で得ることができる。

しかしながら、固体光源は、単体では水銀ランプと比較して低出力である。このため、固体光源を用いて水銀ランプと同等の出力を得るには、複数の固体光源が発する光を合成する必要がある。

また、固体光源の光束は、発散して出射されるため、カップリングレンズのような光学素子により所望の光束状態に変換する必要がある。ここで、光学素子の光束は、発散角に異方性があるため、光束状態に変換する際には、これも考慮する必要がある。

また、固体光源は、上述のようにフルカラー表示を行うために光の３原色の光束を必要とするが、光の３原色に対応する３色の光源を用いるとコストが嵩んでしまう。

一方、光路分割後に波長変換手段を用いて２色の光源のうちの１つの光を波長変換することで３原色の光束を生成する光源装置は、従来の光源と比較して光学部品が多くなるため、装置構成を小型化することが難しい。

ところで、光源装置から出射された光束は、インテグレータに入射し、インテグレータにより均一な光束に変換されて照明光学系に導かれる。ここで、インテグレータの出射面とライトバルブ、及びライトバルブとスクリーン面は、それぞれ共役関係であり、ライトバルブ上の画像がスクリーン面に投影される。

固体光源を用いた光源装置は、複数の光路の光束を合成してインテグレータに入射させ、光束の分布を均一化する。

このとき、複数の光路(波長)ごとにインテグレータに入射する際の開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）が異なると、インテグレータから出射する際のＮＡも異なってしまう。つまり、この場合には、光路ごとに光束径が異なってしまう。

また、インテグレータの出射面から２つの波長の光束が、異なる位置から出射される場合に、例えばインテグレータを通過後の光路上に遮蔽物があることによりＮＡが異なる場合を考える。ここで、インテグレータライトバルブとは共役関係である。

ここで、２つの波長の光束のうち、１つの光束の一部が遮蔽物により遮蔽されると、光束の光量が位置により異なる。つまり、この場合において、波長により伝播比率が異なる。

そして、フルカラー画像を表示する場合には、合成した波長の光量比によって表示される色が決まる。つまり、この場合には、同じ光束を出射しても、遮蔽物によりインテグレータへの入射位置が相違することで光量比が異なってしまうため、フルカラー画像の色むらを招いてしまう。したがって、インテグレータへの入射光束のＮＡは、複数の光路間で一致させる必要がある。

しかし、インテグレータについて、設計上のＮＡを光路間で一致させたとしても、実際に製造する際には光学素子の加工誤差や組付け誤差などの製造誤差により、インテグレータへの入射光束のＮＡがばらついてしまう。

つまり、インテグレータの製造誤差があっても、ＮＡを一致させる技術が必要である。

なお、複数の青色ＬＤの光を蛍光体ホイールにより緑色光に変換するとともに光路分割し、さらに赤色ＬＥＤの光を用いることでフルカラー画像を投影する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、従来の技術では、光学素子の製造誤差等によるばらつきがある場合に、インテグレータに入射する複数の光路の光束のＮＡを各光路間で一致させることができない、という問題があった。

本発明は、表示される画像において色むらや不自然な色づきのない画像表示装置を得ることができる光源装置を提供することを目的とする。

本発明は、放射角に異方性を有する複数の光源を備える光源部と、光源部からの光の光路を分割する光路分割部と、分割された複数の光路のうち少なくとも１つの光路上に設けられ少なくとも１つの光路の光の拡散状態を変更する拡散状態変更部と、を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、表示される画像において色むらや不自然な色づきのない画像表示装置を得ることができる。

本発明に係る光源装置の実施の形態を示す光学配置図である。 図１の光源装置の光源部の構成を示す模式図である。 参考例の光源装置のインテグレータの出射部を示す模式図である。 参考例の光源装置のインテグレータからＤＭＤまでの光路を示す模式図である。 図１の光源装置の透過拡散板を示す模式図である。 図１の光源装置のインテグレータの出射部を示す模式図である。 図１の光源装置のインテグレータからＤＭＤまでの光路を示す模式図である。 本発明に係る光源装置の別の実施の形態を示す模式図である。 図９の光源装置の反射拡散板を示す模式図である。 本発明に係る光源装置のさらに別の実施の形態の透過拡散板を示す模式図である。 本発明に係る光源装置のさらに別の実施の形態の透過拡散板を示す模式図である。 図１の光源装置の光源部の別の構成を示す模式図である。

以下、本発明に係る光源装置、および画像表示装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

●実施の形態（１）●
まず、本発明に係る光源装置と画像表示装置の実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係る光源装置を有する画像表示装置の実施の形態を示す模式図である。同図は、本発明に係る画像表示装置の実施の形態であるプロジェクタの内部における光学エンジンを示す。ここで、プロジェクタは、光源部１０１から出た光により、ライトバルブとしてのＤＭＤ（Digital Micromirror Device）１１６を照明する。そして、プロジェクタは、ＤＭＤ１１６上の拡大像を投射光学系１１７で不図示のスクリーンに投影する。

図１に示すように、光源装置１００は、光源部１０１と、制御部１０２と、を有する。光源装置１００の光源部１０１から出射される光の進行方向には、リレーレンズ１０３と、回転ホイール１０４と、透過拡散板１０５と、ミラー１０９とが、この順に配置されている。

また、回転ホイール１０４の光反射部による反射光の進行方向には、ダイクロイックミラー１０６と、レンズ１０７と、蛍光体ホイール１０８とが、この順に配置されている。

また、ミラー１０９による反射光路、およびダイクロイックミラー１０６による反射光路であり、かつダイクロイックミラー１１０による透過光路上には、レンズ１１１と、カラーホイール１１２とが、この順に配置されている。

また、プロジェクタのカラーホイール１１２による透過光路上には、インテグレータ１１３と、リレーレンズ１１４と、ミラー１１５と、ＤＭＤ（Digital Mirror Device）１１６と、照明光学系１１７とが、この順に配置されている。

光源部１０１は、例えばＬＤ光源やＬＥＤ光源などのいわゆる固体光源により構成される。

制御部１０２は、光源部１０１を駆動する駆動回路と、光源部１０１の点灯状態を制御する制御回路の機能を有する。

図２は、図１の光源装置１００の光源部の構成を示す模式図である。同図において、（ａ）は光源部１０１を光束進行方向（＋Ｚ軸方向）に対向する方向（−Ｚ軸方向）から見た図であり、（ｂ）は光源部１０１を光束進行方向に直交する方向（＋Ｘ軸方向）から見た図である。

図２に示すように、光源部１０１は、複数の固体光源１０１０を備える。ここで、固体光源１０１０は、複数の発光素子１０１１とこれに対応する数のカップリングレンズ１０１２とが、光束進行方向に直交する平面（ＸＹ平面）において２次元の格子状に複数配置されて構成される。

図３は、図１の光源装置１００の光源部の別の構成を示す模式図である。同図に示すように、光源装置１００は、固体光源１０１０を円環状に複数配置した光源部１０１ａを用いてもよい。

図２（ｂ）に戻り、カップリングレンズ１０１２は、発光素子１０１１から出射した光を所望の集束状態に制御して、リレーレンズ１０３に導光する。

リレーレンズ１０３は、複数のレンズ１０１３，１０１４により構成され、光源部１０１と回転ホイール１０４との間にある不図示のハウジングに固定される。リレーレンズ１０３は、光源部１０１から照射された光を回転ホイール１０４上の集束点に結像させる。

回転ホイール１０４は、光透過部と光反射部とから構成され、光源部１０１からの光のうち一部の光を透過し、他の一部の光を反射する回転体である。そのため、回転ホイール１０４は、入射するタイミングにより光源部１０１からの光を時分割的に反射または透過することで、光源部１０１からの光の光路を２方向に分割する光路分割部として機能する。

すなわち、回転ホイール１０４の光反射部により反射された光は、ダイクロイックミラー１０６とレンズ１０７とを透過して、蛍光体ホイール１０８に入射する。一方、回転ホイール１０４の光透過部により透過された光は、透過拡散板１０５に入射する。

ここで、回転ホイール１０４は、入射する光の入射角が４５°となるように配置されている。このように配置することで、回転ホイール１０４からの反射光の光路は、入射光の光路と透過光の光路に対して９０°の角度となる。つまり、このように配置することで、回転ホイール１０４は、保持部の加工が容易になるため、保持部の加工精度を向上させることができる。

透過拡散板１０５は、拡散状態変更部に対応し、回転ホイール１０４を透過した光を透過させて、出射部でその光を拡散させる。なお、透過拡散板１０５の詳細については後述する。

ダイクロイックミラー１０６は、回転ホイール１０４からの波長Ｗ１の光を蛍光体ホイール１０８方向に透過し、蛍光体ホイール１０８からの波長Ｗ２の光をカラーホイール１１２方向に反射する。

レンズ１０７は、ダイクロイックミラー１０６を透過した波長Ｗ１の光を蛍光体ホイール１０８方向に透過する。また、レンズ１０７は、蛍光体ホイール１０８からの波長Ｗ２の光をダイクロイックミラー１０６方向に透過する。

蛍光体ホイール１０８は、表面に蛍光体（波長変換部材）が設けられた回転体である。蛍光体ホイール１０８は、回転ホイール１０４からの波長Ｗ１の光により表面の蛍光体が励起され、波長Ｗ２の光を発する。

ミラー１０９は、透過拡散板１０５から透過された光をダイクロイックミラー１１０方向に反射して、光の方向を変更する（折り曲げる）。

ダイクロイックミラー１１０は、ミラー１０９が反射した波長Ｗ１の光をカラーホイール１１２方向に反射する。また、ダイクロイックミラー１１０は、ダイクロイックミラー１０６が反射した波長Ｗ２の光をカラーホイール１１２方向に透過する。

レンズ１１１は、ダイクロイックミラー１１０により反射された波長Ｗ１の光と、ダイクロイックミラー１１０を透過した波長Ｗ２の光をカラーホイール１１２方向に透過する。

カラーホイール１１２は、を透過させて波長を時分割変調させてインテグレータ１１３に入射させる。ロッドインテグレータの入口に結像および集束させる。

インテグレータ１１３は、内面にミラーを設けて筒状（トンネル状）に形成した導光部材である。

インテグレータ１１３の入口に入射した光は、インテグレータ１１３内のミラー面で反射を繰り返し、インテグレータ１１３の出口において光量分布が一様な状態となる。このインテグレータ１１３の出口を光量分布が一様な面光源と捉えて、面光源の光源像をＤＭＤ１１６上に形成する。

つまり、インテグレータ１１３の出口からの光により、ＤＭＤ１１６は一様な照度分布で照射されるので、その拡大像であるスクリーン上の画像も一様な照度分布となる。

ＤＭＤ１１６は、可動式の多数の微小ミラーからなるデバイスである。ＤＭＤ１１６は、投射光学系１１７のイメージサークル内に配置されていて、微小ミラーの角度を例えば＋１２°〜−１２°の範囲で変えることができる。

ＤＭＤ１１６は、例えば微小ミラーの角度が−１２°のときには照明光の反射光が投射光学系１１７に入射する(ＯＮ状態）ようにＤＭＤ１１６の角度を設定する。また、ＤＭＤ１１６は、例えば微小ミラーの角度が＋１２°のときには照明光の反射光が投射光学系１１７に入射しない（ＯＦＦ状態）ようにＤＭＤ１１６の角度を設定する。

このようにＤＭＤ１１６の角度を設定することにより、ＤＭＤ１１６は、各微小ミラーの傾斜角度を制御することで、不図示のスクリーン上にデジタル画像を形成することができる。

●透過拡散板
次に、透過拡散板１０５について、参考例を参照しつつ説明する。

図４は、参考例の光源装置のインテグレータの出射部を示す模式図である。ここで、参考例の光源装置は、回転ホイール１０４とミラー１０９との間に透過拡散板１０５を有しない。

図４において、（ａ）がインテグレータ１１３を側方から見た図であり、（ｂ）がインテグレータ１１３を（ａ）の矢印Ａ方向から見た図である。同図に示すように、固体光源を用いた光源装置は、上述の通り、複数の光路の光束を合成してインテグレータ１１３に入射させ、光束の分布を均一化する。図４において、複数の光路の光束は、それぞれ波長Ｗ１、波長Ｗ２である。また、波長Ｗ１の開口数は、波長Ｗ２の開口数より大きい。

このとき、参考例の光源装置は、透過拡散板１０５を有しない。このため、複数の光路の光のインテグレータ１１３に入射する際の開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）が異なると、図４に示すようにインテグレータから出射する際のＮＡも異なってしまう。つまり、この場合には、光路ごとに光束径が異なってしまう。

図５は、参考例の光源装置のインテグレータ１１３からＤＭＤ１１６までの光路を示す模式図である。同図に示すように、インテグレータ１１３の出射面からは、波長Ｗ１と波長Ｗ２との２つの波長の光束が、位置Ａと位置Ｂから出射される。

図５において、例えば、上述の参考例の光源装置において、インテグレータ１１３の出射部のＮＡが異なる場合に、インテグレータ１１３の位置Ａから出射された波長Ｗ１の光と波長Ｗ２の光路上に遮蔽物１１８がある場合を考える。ここで、インテグレータ１１３とＤＭＤ１１６とは共役関係である。

まず、インテグレータ１１３の位置Ｂから出射する光束について考える。インテグレータ１１３の位置Ｂからの光束は、リレーレンズ１１４を透過してＤＭＤ１１６の位置Ｂ´に集光する。ここで、位置Ｂから出射する光束の光路中に遮蔽物がないため、波長Ｗ１についても波長Ｗ２についても、位置Ｂと位置Ｂ´とで光量は一致している。

次に、インテグレータ１１３の位置Ａにから出射する光束について考える。インテグレータ１１３の位置Ａからの光束は、リレーレンズ１１４を通過してＤＭＤ１１６の位置Ａ´に集光する。

ここで、開口数の大きい波長Ｗ１の光束の一部が遮蔽物１１８により遮蔽されるため、波長Ｗ１の光束の光量が位置Ａと位置Ａ´とで異なる。一方、波長Ｗ２の光束は、遮蔽物１１８により遮蔽されないため、位置Ａと位置Ａ´とで光量は一致する。つまり、図５において、波長Ｗ１と波長Ｗ２とでは伝播比率が異なる。

そして、フルカラー画像を表示する場合には、合成した波長の光量比によって表示される色が決まる。つまり、図５の場合には、同じ光束を出射しても、遮蔽物１１８により位置Ａと位置Ｂとで波長Ｗ１と波長Ｗ２との光量比が異なってしまう。このため、図５の場合には、フルカラー画像の色むらを招いてしまう。したがって、インテグレータ１１３への入射光束のＮＡは、複数の光路間で一致させる必要がある。

しかし、インテグレータ１１３について、設計上のＮＡを光路間で一致させたとしても、実際に製造する際には光学素子の加工誤差や組付け誤差などの製造誤差により、インテグレータ１１３への入射光束のＮＡがばらついてしまう。

図６は、図１の光源装置１００の透過拡散板１０５を示す模式図である。同図において、（ａ）が出射光の拡散角がθ１の透過拡散板１０５の側面図であり、（ｂ）が出射光の拡散角がθ２の透過拡散板１０５ａの側面図である。

図６（ａ）に示すように、透過拡散板１０５は、平行平板からなり、一面側が入射面１０５１、他面側が出射面１０５２になっている。回転ホイール１０４を透過した光は、入射面１０５１に入射し、透過拡散板１０５を透過して、出射面１０５２から拡散角θ１で出射する。

図６（ｂ）に示す透過拡散板１０５ａも、図６（ａ）に示す透過拡散板１０５と同様に平行平板からなり、一面側が入射面１０５１ａ、他面側が出射面１０５２ａになっている。回転ホイール１０４を透過した光は、入射面１０５１ａに入射し、透過拡散板１０５を透過して、出射面１０５２ａから拡散角θ２で出射する。

光源装置１００においては、回転ホイール１０４を透過した波長Ｗ１の光に対する拡散状態の調整を、拡散角が異なる透過拡散板１０５と透過拡散板１０５ａとを互いに変更することにより行う。ここで、拡散角の異なる透過拡散板１０５の枚数は、上述の２枚には限定されない。

つまり、光源装置１００においては、拡散角の異なる複数の拡散板として例えば拡散角θ１の透過拡散板１０５と拡散角θ２の透過拡散板１０５ａとを準備し、他の光路のＮＡと最も適合した拡散板を選択して用いる。

拡散角が異なる複数の透過拡散板１０５を変更することにより、光源装置１００によれば、インテグレータ１１３への入射光束のＮＡも変化させることができる。

なお、光源装置１００は、透過拡散板１０５を光源部１０１からの光が直接通過する回転ホイール１０４とミラー１０９との間、つまり、波長Ｗ１の光路にのみ設けているが、必要に応じて他の光路に透過拡散板１０５を配置してもよい。

図７は、図１の光源装置１００のインテグレータ１１３の出射部を示す模式図である。同図において、（ａ）がインテグレータ１１３を側方から見た図であり、（ｂ）がインテグレータ１１３を（ａ）の矢印Ａ方向から見た図である。

図７に示すように、光源装置１００は、回転ホイール１０４とミラー１０９との間に透過拡散板１０５を有することにより、各光路のＮＡが略一致するようにＮＡを変更することができる。

図８は、図１の光源装置１００のインテグレータ１１３からＤＭＤ１１６までの光路を示す模式図である。同図に示すように、光源装置１００は、上述のように各光路のＮＡが略一致するため、インテグレータ１１３の出射部における位置の相違により例えば位置Ｂと比較して位置Ａ側に前述の遮蔽物１１８があるような場合であっても、光量に差が生じない。

以上説明したように、光源装置１００は、複数の光路のうち少なくとも１つの光路上に透過拡散板１０５を有することで、光路の違いにより複数の波長の光量比に差が生じることがない。そのため、光源装置１００によれば、色むらや不自然な色づきの無い画像表示装置の光源装置を得ることができる。

●実施の形態（２）●
次に、本発明に係る光源装置の別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。

図９は、本発明に係る光源装置の別の実施の形態を示す模式図である。同図に示すように、光源装置２００は、透過拡散板１０５とミラー１０９とに代えて、拡散状態変更部として反射拡散板２０５を有する点が先に説明した光源装置１００と相違する。

●反射拡散板２０５
図１０は、図９の光源装置２００の反射拡散板２０５を示す模式図である。同図において、（ａ）が出射光の拡散角がθ１の反射拡散板２０５の側面図であり、（ｂ）が出射光の拡散角がθ２の反射拡散板２０５ａの側面図である。

図１０（ａ）に示すように、反射拡散板２０５は、平行平板からなり、一面側が透過拡散面２０５１、他面側が反射面２０５２になっている。反射拡散板２０５において、回転ホイール１０４を透過した光は、透過拡散面２０５１を透過し、反射面２０５２で反射された後、再度透過拡散面２０５１を透過して拡散角θ１で出射する。つまり、回転ホイール１０４を透過した光は、透過拡散面２０５１を２回透過する。

図１０（ｂ）に示す反射拡散板２０５ａも、図１０（ａ）に示す反射拡散板２０５と同様に平行平板からなり、一面側が透過拡散面２０５１ａ、他面側が反射面２０５２ａになっている。反射拡散板２０５ａにおいて、回転ホイール１０４を透過した光は、透過拡散面２０５１ａを透過し、反射面２０５２ａで反射された後、再度透過拡散面２０５１ａを透過して拡散角θ２で出射する。

光源装置２００においては、回転ホイール１０４を透過した波長Ｗ１の光に対する拡散状態の調整を、拡散角が異なる反射拡散板２０５と反射拡散板２０５ａとを変更することにより行う。ここで、拡散角の異なる反射拡散板２０５の枚数は、上述の２枚には限定されない。

光源装置２００によれば、拡散角の異なる複数の拡散板の中から１つを選択して変更することにより、インテグレータ１１３への入射光束のＮＡを変化させることができる。

つまり、光源装置２００は、拡散角の異なる複数の反射拡散板２０５を準備して、他の光路のＮＡに最も適合した拡散板を選択して用いることができる。

なお、光源装置２００は、反射拡散板２０５を光源部１０１からの光が直接通過する回転ホイール１０４とミラー１０９との間、つまり、波長Ｗ１の光路にのみ設けているが、必要に応じて他の光路に反射拡散板２０５を配置してもよい。

以上説明したように、光源装置２００によれば、各光路のＮＡが略一致するようにＮＡを変更することができるので、色むらや不自然な色づきの無い画像表示装置の光源装置を得ることができる。

また、光源装置２００によれば、反射拡散板２０５を用いることで、仮に反射拡散板２０５が破損した場合には光源部１０１からの光がインテグレータ１１３に到達しないため、反射拡散板２０５の破損に気づきやすい。

●実施の形態（３）●
次に、本発明に係る光源装置のさらに別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。

図１１は、本発明に係る光源装置のさらに別の実施の形態の透過拡散板１０５を示す模式図である。同図において、（ａ）が出射光の拡散角がθ１となる位置における透過拡散板１０５の側面図であり、（ｂ）が出射光の拡散角がθ２となる位置における透過拡散板１０５の側面図である。

図１１に示すように、本実施の形態に係る光源装置は、透過拡散板１０５が光束進行方向Ｌに対して垂直な方向の回転軸ＡＸを中心に回転可能である点が、先に説明した光源装置１００と相違する。

図１１（ｂ）に示すように、回転軸ＡＸを中心に透過拡散板１０５を回転させることで、本実施の形態に係る光源装置は、回転ホイール１０４を透過した光の拡散状態（拡散角）を変更することができる。

ここで、透過拡散板１０５による拡散角を変更させることにより、インテグレータ１１３への入射光のＮＡは変化する。つまり、本実施の形態に係る光源装置は、透過拡散板１０５を透過しない他の光路のＮＡと、透過拡散板１０５を透過する光路のＮＡとが最も適合した位置に回転させた後で透過拡散板１０５を固定すればよい。

また、透過拡散板１０５は、平行平板であるため屈折力（パワー）を有しないので、回転軸ＡＸを中心に回転させたとしても結像位置ずれなどの影響は小さい。

以上説明したように、本実施の形態に係る光源装置によれば、各光路のＮＡが略一致するようにＮＡを変更することができるので、色むらや不自然な色づきの無い画像表示装置の光源装置を得ることができる。

ここで、光源部１０１に用いるＬＤ光源などの固体光源は、光の放射角の異方性があるため、異方性が解消する方向（光束進行方向に垂直な方向）に透過拡散板１０５を回転させればよい。

また、本実施の形態に係る光源装置によれば、回転軸ＡＸを中心に透過拡散板１０５を回転可能とすることで、拡散角の調整に必要な透過拡散板１０５の種類を増やすことなく拡散角の調整を行うことができる。

また、本実施の形態に係る光源装置によれば、回転軸ＡＸを中心に透過拡散板１０５を回転可能とすることで、透過拡散板１０５の拡散角の公差を緩和することができる。

●実施の形態（４）●
次に、本発明に係る光源装置のさらに別の実施の形態について、先に説明した実施の形態との相違点を中心に説明する。

図１２は、本発明に係る光源装置のさらに別の実施の形態の透過拡散板１０５を示す模式図である。同図において、（ａ）が出射光の拡散角がθ１となる位置における透過拡散板１０５の側面図であり、（ｂ）が出射光の拡散角がθ２となる位置における透過拡散板１０５の側面図である。

図１２に示すように、本実施の形態に係る光源装置は、透過拡散板１０５が光束進行方向について移動可能である点が、先に説明した光源装置１００と相違する。

図１２において、透過拡散板１０５は、光束進行方向について平行移動するため、（ａ）の位置と（ｂ）の位置とでは、出射面１０５２からレンズ１１１までの距離とレンズ１１１からインテグレータ１１３までの距離とが変化する。

つまり、本実施の形態に係る光源装置は、透過拡散板１０５の位置が移動するため、レンズ１１１に入射する光束径を変化させることができる。このため、本実施の形態に係る光源装置は、レンズ１１１からインテグレータ１１３への入射角を（ａ）のθ１´から（ｂ）のθ１´´のように変化させることができる。

図１２に示すように、レンズ１１１はインテグレータ１１３の入射面付近で集光させているため、インテグレータ１１３への入射角が変化することにより、インテグレータ１１３への入射光束のＮＡも変化する。

つまり、本実施の形態に係る光源装置は、透過拡散板１０５を透過しない他の光路のＮＡと、透過拡散板１０５を透過する光路のＮＡとが最も適合した位置に移動させた後で透過拡散板１０５を固定すればよい。

以上説明したように、本実施の形態に係る光源装置によれば、各光路のＮＡが略一致するようにＮＡを変更することができるので、色むらや不自然な色づきの無い画像表示装置の光源装置を得ることができる。

また、本実施の形態に係る光源装置によれば、透過拡散板１０５が光束進行方向について移動可能であることで、拡散角の調整に必要な透過拡散板１０５の種類を増やすことなく拡散角の調整を行うことができる。

また、本実施の形態に係る光源装置によれば、透過拡散板１０５が光束進行方向について移動可能であることで、透過拡散板１０５の拡散角の公差を緩和することができる。

●実施の形態の効果●
以上説明したように、本発明に係る光源装置の各実施の形態によれば、以下の効果が得られる。

つまり、光路分割した複数の光路のＮＡが異なる場合に、(倍率色収差があるかのように)各色光で光束径が異なってしまうため、表示される画像において色むらや不自然な色づきを招いてしまう。

光源装置１００，２００によれば、光の拡散状態を変更する透過拡散板１０５や反射拡散板２０５により、光路の光の拡散状態を変更することにより光路の開口数を変更するため、色むらや不自然な色づきの無い画像表示装置を得ることができる。

ここで、透過拡散板１０５は、拡散角の異なる複数の透過拡散板の中から選択して変更することで拡散状態を調整することができるため、簡易な構造で拡散角を変更することができる。

また、光源装置２００によれば、透過拡散面２０５１と反射面２０５２とを有する反射拡散板２０５を用いるため、反射拡散板２０５が破損した場合に光源部１０１からの光が直接光源装置２００から出射されることを防止することができる。

また、光源装置１００は、透過拡散板１０５は、光束進行方向に対して垂直な方向において回転可能であるため、拡散角の調整に必要な透過拡散板１０５の種類を増やすことなく拡散角の調整を行うことや、拡散角の公差を緩和することができる。

また、光源装置１００は、透過拡散板１０５は、透過拡散板１０５が光束進行方向について移動可能であるため、拡散角の調整に必要な透過拡散板１０５の種類を増やすことなく拡散角の調整を行うことや、拡散角の公差を緩和することができる。

また、光源装置１００，２００は、光路分割した複数の光路のうち、少なくとも一つの光路では波長変換を行うため、光源の種類を少なくしつつフルカラー表示可能な画像表示装置の光源装置を得ることができる。

また、以上説明したように、本発明に係る画像表示装置によれば、光源装置１００，２００を有することにより、色むらや不自然な色づきの無い画像表示装置を得ることができる。

１００ 光源装置
１０１ 光源部
１０２ 制御部
１０３ リレーレンズ
１０４ 回転ホイール
１０５ 透過拡散板
１０６ ダイクロイックミラー
１０７ レンズ
１０８ 蛍光体ホイール
１０９ ミラー
１１０ ダイクロイックミラー
１１１ レンズ
１１２ カラーホイール
１１３ インテグレータ
１１４ リレーレンズ
１１５ ミラー
１１６ ＤＭＤ
１１７ 投射光学系
１１７ 照明光学系
２００ 光源装置
２０５ 反射拡散板
１０１０ 固体光源
１０１１ 発光素子
１０１２ カップリングレンズ
１０５１ 入射面
１０５２ 出射面
２０５１ 透過拡散面
２０５２ 反射面

特開２０１１−２８２４４号公報

Claims (12)

1. 放射角に異方性を有する複数の光源を備える光源部と、
   前記光源部からの光の光路を分割する光路分割部と、
   分割された複数の光路のうち、少なくとも１つの光路上に設けられ、前記少なくとも１つの光路の光の拡散状態を変更する拡散状態変更部と、
   を有する、
   ことを特徴とする光源装置。
2. 前記拡散状態変更部は、前記少なくとも１つの光路の光の拡散状態を変更することにより光路の開口数を変更する、
   請求項１記載の光源装置。
3. 前記拡散状態変更部は、拡散板である、
   請求項１または２記載の光源装置。
4. 前記拡散状態変更部は、拡散角の異なる複数の拡散板を変更することで拡散状態を調整する、
   請求項３記載の光源装置。
5. 前記拡散板は、入射面と出射面とからなる透過拡散板である、
   請求項３または４記載の光源装置。
6. 前記透過拡散板は、平行平板からなる、
   請求項５記載の光源装置。
7. 前記拡散板は、拡散面と反射面とからなる反射拡散板である、
   請求項３または４記載の光源装置。
8. 前記反射拡散板は、平行平板からなる、
   請求項７記載の光源装置。
9. 前記透過拡散板は、光束進行方向に対して垂直な方向において回転可能であり、前記透過拡散板を回転させて拡散状態を調整する、
   請求項５または６記載の光源装置。
10. 前記透過拡散板は、光束進行方向に対して移動可能であり、前記拡散板を移動させて拡散状態を調整する、
    請求項５または６記載の光源装置。
11. 前記光路分割した複数の光路のうち、少なくとも一つの光路では波長変換を行う、
    請求項１乃至１０のいずれかに記載の光源装置。
12. 放射角に異方性を有する複数の光源を備える光源部を有する光源装置と、
    前記光源装置からの光を透過させる照明光学系と、
    を有してなる画像表示装置であり、
    前記光源装置は、請求項１乃至１１のいずれかに記載の光源装置である、
    ことを特徴とする画像表示装置。

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