JP2016145964A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】緑成分光の色純度を改善し、色再現範囲を適正化することができる投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】本開示の投写型映像表示装置は、青色光を出射するレーザ光源と、青色光の照射により、発光光を発光する発光体が基板の反射面に設けられたホイールと、発光体の発光光が進行する光路上に配置されたバンドパスフィルターと、青色光と前記発光体からの発光光を変調する複数の光変調素子と、複数の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。バンドパスフィルターは、発光体の発光光にある５６０〜５９０ｎｍの波長帯における一部の光を透過し、それ以外の光を反射する。【選択図】図１

Description

本開示は、光の波長変換を行う光源装置を備えた投写型映像表示装置に関する。

特許文献１は、色再現性の高い画像を形成できるプロジェクタを開示する。このプロジェクタにおける光源装置は、レーザ光を蛍光体に照射することにより、蛍光体は赤色光と緑色光を含む黄色の蛍光光を発光する。この蛍光体から出射される蛍光光の一部の波長域の光を波長分離素子でその光の強度を低減し、光源光を得るようにしている。これにより色再現性を良好にしている。

特開２０１４−１１９４７１号公報

本開示は、緑成分光の色純度を改善し、色再現範囲を適正化することができる投写型映像表示装置を提供する。

本開示の投写型映像表示装置は、青色光を出射するレーザ光源と、青色光の照射により、発光光を発光する発光体が基板の反射面に設けられたホイールと、発光体の発光光が進行する光路上に配置されたバンドパスフィルターと、青色光と発光体からの発光光を変調する複数の光変調素子と、複数の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。バンドパスフィルターは、発光体の発光光にある５６０〜５９０ｎｍの波長帯における一部の光を透過し、それ以外の光を反射する。

本開示によれば、緑成分光の色純度を改善し、色再現範囲を適正化することができる投写型映像表示装置を提供し得る。

実施の形態１における投写型映像表示装置を示す図 実施の形態１における蛍光体ホイールを示す（ａ）平面図および（ｂ）側面図 実施の形態１における光源装置を示す図 実施の形態１における（ａ）第１の光源ユニットおよび（ｂ）第２の光源ユニットを示す図 実施の形態１における分離合成ミラーを示す図 実施の形態１における光束の分離合成を示す図 実施の形態１における蛍光体ホイールの発光スペクトルを示す図 実施の形態１におけるプリズム面と、バンドパスフィルターの分光透過率を示す図 実施の形態１における投写型映像表示装置の各色映像光のスペクトルを示す図 実施の形態１における色再現範囲を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

［実施の形態１］
（投写型映像表示装置）
以下において、実施の形態１に係る投写型映像表示装置の構成について、図１および図２を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。

図１に示すように、第１に、投写型映像表示装置１００は、第１の光源ユニット１０Ａと、第２の光源ユニット１０Ｂと、蛍光体ホイール２０と、ロッドインテグレータ３０と、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）４０Ｒ、ＤＭＤ４０Ｇ及びＤＭＤ４０ＢからなるＤＭＤ４０と、投写ユニット５０とを有する。

第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂは、例えば、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの複数の固体光源によって構成される。本実施の形態では固体光源としてレーザダイオード、特に青色光を出射するレーザダイオードを使用している。ここで、レーザダイオードは、レーザ光源であり発光素子の一例である。

第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光は、例えば、波長４４０〜４７０ｎｍの青色光であり、この青色光は蛍光体を励起するための励起光としても用いられる。なお、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂの詳細については、後述する（図４を参照）。

蛍光体ホイール２０は、励起光の光軸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。蛍光体ホイール２０は、励起光の入射方向と反対方向に発光光を発する反射型蛍光体ホイールである。

詳細には、図２（ａ）（ｂ）に示すように、蛍光体ホイール２０は、基板２１と、基板２１上に基板２１の回転方向に円環状に塗布形成された蛍光体２２と、蛍光体２２が形成された基板２１を回転させるためのモーター２３とにより構成されている。なお、基板２１の表面には、反射膜が形成されて反射面とされ、この反射面に蛍光体２２が形成されている。蛍光体２２は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂから出射される励起光に応じて、発光光を発光する。蛍光体２２の発光光である黄色光のうち反射面に向かって出射された光は、反射面にて反射される。蛍光体２２は、発光体の一例、蛍光体ホイールはホイールの一例である。

蛍光体２２は、緑色〜黄色を主たる波長域として、蛍光光を発する蛍光体である。この蛍光体２２は、青色の励起光を効率的に吸収して蛍光を効率的に発光し、且つ温度消光に対する耐性が高い蛍光体であることが好ましい。蛍光体２２は、例えば、セリウム付活ガーネット構造蛍光体であるＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。

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。

ＤＭＤ４０は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂ、蛍光体ホイール２０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。

実施の形態１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。

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。

第２に、投写型映像表示装置１００は、分離合成ミラー１１０を有する。分離合成ミラー１１０は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光を合成し、かつ一部分を分離するミラーである。なお、分離合成ミラー１１０は、分離合成光学素子の一例であり、その詳細については後述する（図５を参照）。

また、投写型映像表示装置１００は、必要なミラー群を有する。ミラー群としては、ミラー１３１〜ミラー１３３および、ミラー１６０が設けられている。ミラー１３１、ミラー１３３、ミラー１６０は、光路を折り曲げるミラーである。ダイクロイックミラー１３２は、青色光を透過し、黄色光を反射する特性を有するダイクロイックミラーであり、合成光学素子の一例である。

また、投写型映像表示装置１００は、バンドパスフィルター１７０を有する。バンドパスフィルター１７０は、ダイクロイックミラー１３２で反射された黄色光における一部の波長帯域を透過し、残りの波長帯域を反射するバンドパスフィルターである。バンドパスフィルター１７０を透過した不要光（図１の一点鎖線）は、光路の外へ排出され、不要光の進行方向には光路が存在しない。また、不要光が迷光となって投写画像に影響を及ぼさないように、遮光物体にて遮光されるのが望ましい。遮光物体とは、例えば、可視光を吸収する吸収体や、光学系を覆う光学ユニットの保持ケースの壁面であっても良い。なお、バンドパスフィルター１７０の詳細については後述する。

また、投写型映像表示装置１００は、必要なレンズ群を有する。レンズ群としては、レンズ１２１〜レンズ１２８およびレンズ１５１〜レンズ１５３が設けられている。レンズ１２１は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光を集光するコンデンサレンズである。レンズ１２２は、レンズ１２１により集光された光を平行光化する凹レンズである。レンズ１２３及びレンズ１２４は、励起光を蛍光体ホイールの蛍光体上に集光し、かつ蛍光体から出射される光を平行光化するコンデンサレンズである。レンズ１２５は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光を集光するコンデンサレンズである。レンズ１２６は、レンズ１２５による光の集光点の後段に配置され、集光された光を再び平行光化するコンデンサレンズである。レンズ１２７およびレンズ１２８は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光、蛍光体ホイールからの出射光をロッドインテグレータ３０へ導くリレーレンズである。レンズ１５１、レンズ１５２、レンズ１５３は、ロッドインテグレータ３０からの出射光を各ＤＭＤ４０上に略結像するリレーレンズである。

また、投写型映像表示装置１００は、必要な拡散板群を有する。拡散板群としては、拡散板１４１および拡散板１４２が設けられている。拡散板１４１は、略平行光で入射する光を拡散する拡散板である。拡散板１４２は、レンズ１２５による光束の集光点近傍に配置され、光束を拡散させる拡散板である。拡散板１４１および拡散板１４２は、例えば、ガラス基板の表面に微細な凹凸が形成された構成となっている。また、微細な凹凸面の形成は、片面であっても、両面であっても良い。

なお、蛍光体ホイール２０からの発光光の発光点と、ロッドインテグレータ３０の入射面が略共役となり、また、拡散板１４２と、ロッドインテグレータ３０の入射面が略共役となるように、各レンズの形状が調整されている。

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。

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。

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。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２２２で反射された青成分光Ｂは面２２１で反射され、ＤＭＤ４０Ｂに入射する。なお、ＤＭＤ４０Ｒから出射された赤成分光Ｒ及びＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは、面２２２及び面２２１を透過する。

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。

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。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２３２で反射された赤成分光Ｒは面２３１で反射され、ＤＭＤ４０Ｒに入射する。なお、ＤＭＤ４０Ｇから出射された緑成分光Ｇは面２３２及び面２３１を透過する。

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。

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。

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。

言い換えると、青成分光Ｂは、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２及び面２２１を透過した上で、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２１２、面２１１及び面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。

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。

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。

（光源装置）
以下において、実施の形態１に係る光源装置について、図３〜図６を用いて説明する。図３は、実施の形態１に係る光源装置２００を示す図である。

図１で示した投写型映像表示装置１００に使用される光源装置２００は、主として、第１の光源ユニット１０Ａ、第２の光源ユニット１０Ｂ、分離合成ミラー１１０、および蛍光体ホイール２０によって構成される。また、光源装置２００は、必要なレンズ群及びミラー群を含む。これらの構成要素とその説明は投写型映像表示装置１００で説明した内容と同じであるので、これ以上の重複説明は省略する。

図４（ａ）は、第１の光源ユニット１０Ａを図１の−ｚ方向に向かって見た図、図４（ｂ）は、第２の光源ユニット１０Ｂを図１の−ｘ方向に向かって見た図である。

第１の光源ユニット１０Ａは、青色光を発光する複数のレーザダイオード１１Ｂ１、１１Ｂ２をそれぞれ含む光源ブロック１２Ｂ１、１２Ｂ２および、ヒートシンク１３によって構成され、第２の光源ユニット１０Ｂは、青色光を発光する複数のレーザダイオード１１Ｂ１を含む光源ブロック１２Ｂ１および、ヒートシンク１３によって構成される。レーザダイオード１１Ｂ１、１１Ｂ２を総称してレーザダイオード１１と、光源ブロック１２Ｂ１、１２Ｂ２を総称して光源ブロック１２という。

第１の光源ユニット１０Ａは、３つの光源ブロック１２で構成されており、上部および下部に光源ブロック１２Ｂ１が、中央部に光源ブロック１２Ｂ２が配置されている。一方、第２の光源ユニット１０Ｂは、３つの同一の光源ブロック１２Ｂ１で構成されている。

第１の光源ユニット１０Ａの上部と下部の光源ブロック１２Ｂ１および第２の光源ユニット１０Ｂの３つの光源ブロック１２Ｂ１と、第１の光源ユニット１０Ａの中央部の光源ブロック１２Ｂ２とには、説明の都合上、異なる符号が付されている。また、レーザダイオード１１Ｂ２は破線で図示されており、実施の形態１では、レーザダイオード１１Ｂ１およびレーザダイオード１１Ｂ２も説明の都合上異なる符号を付しているが、同じ特性のもの（波長は４５５ｎｍ）である。

光源ブロック１２Ｂ１は、水平方向に４個、垂直方向に２個、計８個のレーザダイオード１１Ｂ１が配列された構成となっている。光源ブロック１２Ｂ２は、水平方向に４個、垂直方向に２個、計８個のレーザダイオード１１Ｂ２が配列された構成となっている。

レーザダイオード１１は、出射光を平行光化するコリメートレンズとの一体型となっており、レーザダイオード１１からは略平行の光が出射される。

ヒートシンク１３は、光源ブロックの裏面に、例えば、熱伝導性グリス等を介して、接着されている。

分離合成ミラー１１０は、図５に示すように、基板１１１上に反射領域１１２（ハッチングを施した部分）および透過領域１１３ａ、１１３ｂ（網掛けを施した部分）が形成された構成となっている。基板１１１は、例えばガラス基板である。反射領域１１２には、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光を反射する反射膜が形成されている。透過領域１１３ａ、１１３ｂには、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光が透過するよう反射防止膜が形成されている。なお、基板１１１の裏面側にも同様に反射防止膜を形成するのが望ましい。

ここで、分離合成ミラー１１０による分離合成作用について、図６を用いて説明する。

図６に示すように第１の光源ユニット１０Ａはｚ方向（第１の方向）に青色光を出射し、第２の光源ユニット１０Ｂはｘ方向（第２の方向）に出射する。このように第１の光源ユニット１０Ａと第２の光源ユニット１０Ｂは、それぞれの出射方向、すなわち、第１の方向と第２の方向が９０°で交差するように配置される。分離合成ミラー１１０は、この交差領域において、第１の光源ユニット１０Ａと第２の光源ユニット１０Ｂからの青色光の出射方向に対して傾斜して配置される。

第１の光源ユニット１０Ａからの出射光のうち、光源ブロック１２Ｂ１を構成するレーザダイオード１１Ｂ１からの出射光は、分離合成ミラー１１０の反射領域１１２によって、反射される。

一方、第１の光源ユニット１０Ａからの出射光のうち、光源ブロック１２Ｂ２を構成するレーザダイオード１１Ｂ２からの出射光（破線矢印で示す）は、分離合成ミラー１１０の透過領域１１３ａ（図６では省略）を透過する。

第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光は、全て光源ブロック１２Ｂ１を構成するレーザダイオード１１Ｂ１からの出射光であり、分離合成ミラー１１０の透過領域１１３ｂを透過する。

このとき、図６に示すように、第１の光源ユニット１０Ａからの出射光のうち、分離合成ミラー１１０によって反射される光束と、第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光が分離合成ミラー１１０を透過した光束は、交互に配置される形となる。これは、分離合成ミラー１１０に、第１の光源ユニット１０Ａ及び第２の光源ユニット１０Ｂからの複数の出射光束の位置に対応して、選択的に反射領域および透過領域が形成されていることによりできる。

図３に戻って、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光の光束は、分離合成ミラー１１０によって、蛍光体ホイール２０を励起するための励起光Ｂ１と、映像光として用いられる青色光Ｂ２に、分離かつ合成される。

分離合成ミラー１１０で反射により分離された第１の光源ユニット１０Ａからの青色光と第２の光源ユニット１０Ｂの青色光とが合成された青色光は、励起光Ｂ１となる。この励起光Ｂ１は、レンズ１２１、ミラー１３１、レンズ１２２、拡散板１４１、ダイクロイックミラー１３２、レンズ１２３、レンズ１２４、蛍光体ホイール２０の経路からなる光路（第１光路）を通る。これにより、励起光Ｂ１は、蛍光体ホイール２０の蛍光体２２に照射され、黄色光Ｙ１を発光する。

一方、第１の光源ユニット１０Ａからの青色光の一部は、分離合成ミラー１１０を透過し、青色光Ｂ２となる。この青色光Ｂ２は、レンズ１２５、ミラー１６０、拡散板１４２、レンズ１２６、ダイクロイックミラー１３２の経路からなる光路（第２光路）を通る。そして、黄色光Ｙ１と青色光Ｂ２は、ダイクロイックミラー１３２によって合成され（すなわち、第１光路と第２光路が１つの光路に纏められ）、白色光として出射される。

（投写型映像表示装置の色設計）
以下において、実施の形態１に係る投写型映像表示装置の色設計について、図７〜図１０を用いて説明する。図７は、蛍光体ホイール２０の発光スペクトルを示す図である。蛍光体ホイール２０の発光スペクトルは、ピーク波長が５４０ｎｍ、スペクトル幅ＦＷＨＭ（Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）は１１０ｎｍ（ピーク光強度の５０％の光強度となる半値波長は、短波長側半値波長λ_Ｐ１が５１０ｎｍ、長波長側半値波長λ_Ｐ２が６２０ｎｍ）となっている。

このような発光スペクトルを示す蛍光体材料として、例えば、セリウム付活ガーネット構造蛍光体であるＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。ただし、本実施の形態においては、発光スペクトル形状は、蛍光体２２の温度や、基板２１の分光特性等、種々の要因によって変化するため、ここで示したのはあくまで一例である。

次に、プリズム２２０の面２２２およびプリズム２３０の面２３２と、バンドパスフィルター１７０の分光透過率について、説明する。プリズム２２０およびプリズム２３０は分離光学手段の一例である。図８に示すように、面２２２は、青色波長帯の光を反射し、緑〜赤色波長帯の光を透過する特性となっている（図８の実線）。面２２２の分光特性におけるカットオフ波長半値λ_Ｓ１（透過率が５０％となる波長）は５２０ｎｍである。面２３２は、青〜緑色波長帯を透過し、赤色波長帯の光を反射する特性となっている（図８の点線）。面２３２の分光特性におけるカットオフ波長半値λ_Ｓ２は５９６ｎｍである。なお、ここでいう分光透過率は、ＤＭＤ４０から投写ユニット５０を介してスクリーンに至るまでの光路における光軸を基準の入射角とした場合の特性である。

ＤＭＤ４０に至る光路における光軸を基準の入射角とした場合、カットオフ波長半値は短波長側へシフトすることに留意すべきである。このようなカットオフ波長のシフトを厳密に考慮した場合、実施の形態１では、面２２２の分光特性におけるカットオフ波長半値λ_Ｓ１は５１１ｎｍにシフトし、面２３２の分光特性におけるカットオフ波長半値λ_Ｓ２は５８０ｎｍにシフトする。

おおまかに言うと、波長５２０ｎｍ以下の光がＤＭＤ４０Ｂで変調され青色映像光となる。蛍光体ホイール２０の発光スペクトルの短波長側半値波長λ_Ｐ１は５１０ｎｍであることから、蛍光体ホイール２０からの発光光には、波長５２０ｎｍ以下の成分の光が含まれる。したがって、青色映像光には、レーザ光（４５５ｎｍ）と、蛍光体ホイール２０からの発光光における短波長側の青色波長帯の光が含まれる。波長５２０〜５９６ｎｍの光がＤＭＤ４０Ｇで変調される緑色映像光となる。すなわち、緑色映像光には、蛍光体ホイール２０からの発光光における緑色波長帯の光が含まれる。波長５９６ｎｍ以上の光がＤＭＤ４０Ｒで変調される赤色映像光となる。すなわち、赤成分光には、蛍光体ホイール２０からの発光光における長波長側の赤色波長帯の光が含まれる。

一方、バンドパスフィルター１７０は、波長５６０〜５９０ｎｍの波長帯の一部の光のみ透過し、その他の波長帯の光は反射する特性となっている（図８の一点鎖線）。透過率が最大となる波長λ_ＢＰは５７６ｎｍであり、そのときの透過率は５０％である。したがって、バンドパスフィルター１７０によってカットされる波長帯は、ＤＭＤ４０Ｇで変調される緑成分光に含まれ、かつ長波長側の帯域である。また、バンドパスフィルター１７０は、赤成分光や青成分光へは単なる反射ミラーとして作用する。

図９は、投写型映像表示装置１００における各色映像光のスペクトルを示す図である。青色映像光（一点鎖線）は、レーザ光（４５５ｎｍ）と、蛍光体ホイール２０からの発光光における短波長側の青色波長帯の光との合成光で構成される。青色映像光の合成光としての主波長は４６５ｎｍである。青色映像光として適正な色度を実現するためには、合成光の主波長が４６０〜４７０ｎｍであれば良い。なお、本実施の形態ではレーザ光の波長が４５５ｎｍであったが、合成光としての青色映像光の主波長が４６０〜４７０ｎｍとなっていれば、４５５ｎｍ以下の波長であっても良く、また、４６０ｎｍ以下の波長であっても良い。緑色映像光（実線）は、蛍光体ホイール２０からの発光光における緑色波長帯の光で構成される。赤色映像光（点線）は、蛍光体ホイール２０からの発光光における長波長側の赤色波長帯の光で構成される。

図１０は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００における色再現範囲を示す図である。

色再現範囲Ａ０は、ｓＲＧＢ規格である。色再現範囲Ａ１は、バンドパスフィルター１７０を使用しない場合（通常の反射ミラーを使用）の、色再現範囲である。色再現範囲Ａ２は、バンドパスフィルター１７０を使用した場合の色再現範囲である。色再現範囲Ａ２は、色再現範囲Ａ０を包含している。

（作用および効果）
実施の形態１では、投写型映像表示装置１００の光路に、黄色波長帯の一部の光のみ透過し、その他の波長帯の光を反射するバンドパスフィルター１７０を配置することによって、緑成分光の色純度を改善し、色再現範囲を適正化することができる。

実施の形態１では、青成分光には、波長４５５ｎｍのレーザ光と、蛍光体ホイール２０からの発光光のうち、短波長側の青色波長帯の光が含まれる。これにより、青成分光の色純度を改善し、色再現範囲を適正化することができる。

〔他の実施の形態〕
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

上記実施の形態では、光変調素子として、３つのＤＭＤ４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂ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。

実施の形態１では、光源装置２００からの出射光の光路上にバンドパスフィルター１７０を配置しているが、配置位置はこれに限定されるものではない。光路におけるその他の折り返しミラーと置き換えることができる。実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００において（図１参照）、例えば、ミラー１３３の代わりに、バンドパスフィルター１７０を用いても良い。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、プロジェクタ等の投写型映像表示装置に適用できる。

１０Ａ 第１の光源ユニット
１０Ｂ 第２の光源ユニット
１１，１１Ｂ１，１１Ｂ２ レーザダイオード
１２，１２Ｂ１，１２Ｂ２ 光源ブロック
１３ ヒートシンク
２０ 蛍光体ホイール
２１ 基板
２２ 蛍光体
３０ ロッドインテグレータ
４０，４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂ ＤＭＤ
５０ 投写ユニット
１００ 投写型映像表示装置
１１０ 分離合成ミラー
１１１ 基板
１１２ 反射領域
１１３ａ，１１３ｂ 透過領域
１２１，１２２，１２３，１２４，１２５，１２６，１２７，１２８ レンズ
１３１，１３３ ミラー
１３２ ダイクロイックミラー
１４１，１４２ 拡散板
１５１，１５２，１５３ レンズ
１６０ ミラー
１７０ バンドパスフィルター
２００ 光源装置
２１０，２２０，２３０，２４０，２５０ プリズム

Claims (7)

1. 青色光を出射するレーザ光源と、
   前記青色光の照射により、発光光を発光する発光体が基板の反射面に設けられたホイールと、
   前記発光体の前記発光光が進行する光路上に配置されたバンドパスフィルターと、
   前記青色光と前記発光体からの前記発光光とを変調する複数の光変調素子と、
   前記複数の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、
   前記バンドパスフィルターは、前記発光体の前記発光光にある５６０〜５９０ｎｍの波長帯における一部の光を透過し、それ以外の光を反射する、投写型映像表示装置。
2. 前記発光光と前記青色光とを合成して出射する合成光学素子をさらに備え、
   前記バンドパスフィルターは、前記合成光学素子からの出射光が進行する光路上に配置される、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記青色光および前記発光体からの前記発光光を、赤色映像光、緑色映像光、青色映像光に分離する２つのダイクロイックミラー面を有する分離光学手段をさらに備える、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記バンドパスフィルターの透過波長帯における透過率が最大となる波長が、前記分離光学手段における赤色映像光と緑色映像光を分離するダイクロイックミラー面のカットオフ半値波長よりも短い、請求項３に記載の投写型映像表示装置。
5. 前記青色映像光の主波長が４６０〜４７０ｎｍである、請求項４に記載の投写型映像表示装置。
6. 前記発光体の発光スペクトルの短波長側半値波長が、前記分離光学手段における緑色光と青色光を分離するダイクロイックミラー面のカットオフ半値波長よりも短い、請求項５に記載の投写型映像表示装置。
7. 前記レーザ光源の主波長が４６０ｎｍ以下である、請求項６に記載の投写型映像表示装置。