JP2022001939A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光の利用効率が向上された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、第１の光源ユニット１０ａと、第２の光源ユニット１０ｂと、分離合成ミラー１１０と、分離合成ミラー１１０を介して励起光の一部の光が入射するトップハット拡散素子１４１と、トップハット拡散素子１４１によって拡散された励起光が照射されることにより発光する蛍光体ホイール２０と、蛍光体ホイール２０が発する光の強度分布を均一化するロッドインテグレータ３０と、ロッドインテグレータ３０によって強度分布が均一化された光を変調するＤＭＤと、分離合成ミラー１１０とロッドインテグレータ３０との光路間に配置され、分離合成ミラー１１０を介して蛍光体ホイール２０に入射しない残りの励起光を拡散する拡散板１４２と、ＤＭＤによって変調された光を映像として投写する投写ユニット５０とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、励起光を出射する光源と、励起光に応じて光を出射する発光体とを有する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には、レーザによって励起される蛍光体を用いた固体光源方式のプロジェクタが開示されている。このプロジェクタにおいては、蛍光体の発光効率を高めるために、一対のレンズアレイを用いて、蛍光体に照射される励起光の光強度分布が均一化される。

特許第５６９９５６８号公報

本開示は、光の利用効率を向上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、励起光を出射する第１の光源ユニットと、前記第１の光源ユニットと異なる方向に励起光を出射する第２の光源ユニットと、を有するレーザ光源と、反射部と透過部とを有し、前記レーザ光源からの光を反射及び透過するミラーと、前記ミラーを介して前記励起光の一部の光が入射し、入射した前記一部の光にトップハット形状の強度分布を与えて拡散するトップハット拡散素子と、前記トップハット拡散素子によって拡散された前記励起光が照射されることにより発光する発光体と、前記発光体が発する光の強度分布を均一化する光均一化素子と、前記光均一化素子によって強度分布が均一化された光を変調する光変調素子と、前記ミラーと前記光均一化素子との光路間に配置され、前記ミラーを介して前記発光体に入射しない残りの前記励起光を拡散する拡散部材と、前記光変調素子によって変調された光を映像として投写する投写ユニットとを備え、前記ミラーと前記光均一化素子との光路間において、前記拡散部材に入射する光及び拡散部材から出射される光は集光され、前記拡散部材に入射し集光される光の進行方向は、前記拡散部材から出射される光が集光される前に変更され、前記光均一化素子は、前記トップハット拡散素子の拡散角特性と略同一のアスペクト比の入射面を有する。

本開示によれば、光の利用効率が向上された投写型映像表示装置が実現される。

図１は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置の光学構成を示す図である。 図２Ａは、実施の形態１に係る蛍光体ホイールの平面図である。 図２Ｂは、実施の形態１に係る蛍光体ホイールの側面図である。 図３は、実施の形態１における光源装置の光学構成を示す図である。 図４Ａは、実施の形態１に係る第１の光源ユニットを図３の−ｚ方向に向かって見た図である。 図４Ｂは、実施の形態１に係る第２の光源ユニットを図３の−ｘ方向に向かって見た図である。 図５は、実施の形態１に係る分離合成ミラーの表面の構成を示す図である。 図６は、実施の形態１に係る分離合成ミラーの分離合成機能を説明するための図である。 図７Ａは、実施の形態１に係るトップハット拡散素子の構造を示す平面図である。 図７Ｂは、実施の形態１に係るトップハット拡散素子の構造を示す側面図である。 図８Ａは、実施の形態１に係るトップハット拡散素子へ入射角０°で光が入射したときの出射光の出射角度θｘを示す図である。 図８Ｂは、実施の形態１に係るトップハット拡散素子へ入射角０°で光が入射したときの出射光の出射角度θｙを示す図である。 図９Ａは、実施の形態１に係るトップハット拡散素子の拡散角特性を示す図である。 図９Ｂは、図９Ａのθｘ断面（θｙ＝０の断面）における光強度及びθｙ断面（θｘ＝０の断面）における光強度を示す図である。 図１０Ａは、実施の形態１に係る蛍光体ホイールに照射される励起光の光強度分布を示す図である。 図１０Ｂは、図１０Ａのｘ断面（ｙ＝０における断面）における光強度及びｙ断面（ｘ＝０における断面）における光強度を示す図である。 図１１は、実施の形態１に係るロッドインテグレータの入射面に入射する光の形状を模式的に示す図である。 図１２Ａは、実施の形態２に係る投写型映像表示装置の要部の光学構成を示す第１の図である。 図１２Ｂは、実施の形態２に係る投写型映像表示装置の要部の光学構成を示す第２の図である。 図１３は、実施の形態２に係るロッドインテグレータの入射面に入射する光の形状を模式的に示す図である。 図１４は、実施の形態３に係る投写型映像表示装置の光学構成を示す図である。

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。添付図面は、模式図面であり、必ずしも厳密なものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化される場合がある。

［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、図２Ａおよび図２Ｂ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の光学構成を示す図である。図２Ａは、実施の形態１に係る蛍光体ホイールの平面図である。図２Ｂは、実施の形態１に係る蛍光体ホイールの側面図である。

図１に示すように、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、ＤＭＤ４０ｒと、ＤＭＤ４０ｇと、ＤＭＤ４０ｂと、投写ユニット５０とを備える。

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）または発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの複数の固体光源によって構成される。実施の形態１では、固体光源として、レーザダイオードのうち、特に、青色光を出射するレーザダイオードが使用されている。ここで、レーザダイオードは、レーザ光源の一例である。

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４４０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下の青色光である。この青色光は、蛍光体ホイール２０が有する蛍光体２２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４Ａ及び図４Ｂ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２０ａを中心として回転する。蛍光体ホイール２０は、励起光の入射方向と反対方向に光を発する反射型の蛍光体ホイールである。

詳細には、図２Ａ及び図２Ｂ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の回転方向に沿って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とを有する。なお、基板２１の表面には、蛍光体２２が発する蛍光光を反射するための反射膜が形成されている。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、黄色光を含む蛍光光を発する。蛍光体２２は、具体的には、トップハット拡散素子１４１によって拡散された励起光であって、レンズ１２３及び１２４によって集光された励起光が照射されることにより発光する。蛍光体２２は、発光体の一例である。

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効率的に蛍光光を発し、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、セリウムによって付活されたガーネット構造を有する蛍光体であるＹ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋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、第１の光源ユニット１０ａ及び第２の光源ユニット１０ｂから出射される空間的な光の強度分布を均一化する。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。ロッドインテグレータ３０は、光均一化素子の一例である。

ＤＭＤ（ＤＭＤ４０ｒ、ＤＭＤ４０ｇ、またはＤＭＤ４０ｂ）は、第１の光源ユニット１０ａ、第２の光源ユニット１０ｂ、および、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、ＤＭＤは、複数の可動式の微小ミラーによって構成されている。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ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。ＤＭＤは光変調素子の一例である。

実施の形態１では、投写型映像表示装置１００は、ＤＭＤとして、ＤＭＤ４０ｒ、ＤＭＤ４０ｇ、及びＤＭＤ４０ｂを備える。ＤＭＤ４０ｒは、赤映像信号に基づいて赤成分光を変調する。ＤＭＤ４０ｇは、緑映像信号に基づいて緑成分光を変調する。ＤＭＤ４０ｂは、青映像信号に基づいて青成分光を変調する。

投写ユニット５０は、ＤＭＤ４０ｒ、ＤＭＤ４０ｇ、及び、ＤＭＤ４０ｂによって変調された光を投写面上に映像として投写する。つまり、投写ユニット５０は、映像光を投写する。

また、投写型映像表示装置１００は、分離合成ミラー１１０と、レンズ群と、ミラー群と、拡散板群とを備える。投写型映像表示装置１００は、具体的には、レンズ群として、レンズ１２１〜レンズ１２８およびレンズ１５１〜レンズ１５３を備え、ミラー群として、ミラー１３１、ダイクロイックミラー１３２、ミラー１３３、ミラー１６０、及びミラー１７０を備える。また、投写型映像表示装置１００は、拡散板群として、トップハット拡散素子１４１および拡散板１４２を備える。

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）。

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２０の蛍光体２２上に集光し、かつ蛍光体２２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、及びレンズ１５３は、ロッドインテグレータ３０からの出射光を各ＤＭＤ上に略結像するリレーレンズである。

ミラー１３１、ミラー１３３、ミラー１６０、及び、ミラー１７０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。

トップハット拡散素子１４１は、略平行光で入射する光を拡散する拡散板である。トップハット拡散素子１４１の構造について、詳細は後述する。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。微細な凹凸は、ガラス基板の片面にのみ形成されてもよいし、ガラス基板の両面に形成されてもよい。

なお、蛍光体ホイール２０が発する光の発光点と、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、各レンズの形状は調整されている。

また、投写型映像表示装置１００は、プリズム群を備える。投写型映像表示装置１００は、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を備える。

プリズム２１０は、透光性部材によって構成されており、プリズム２５０と対向する面２１１、及び、プリズム２２０と対向する面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）は、臨界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）は、臨界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、プリズム２１０と対向する面２２１、及び、プリズム２３０と対向する面２２２を有する。面２２２は、赤成分光及び緑成分光を透過して、青成分光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、赤成分光及び緑成分光は面２２２を透過し、青成分光は面２２２で反射される。面２２２で反射された青成分光は面２２１で反射される。

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で反射された青成分光及びＤＭＤ４０ｂから出射された青成分光が面２２１に入射する角度（入射角）は、臨界角よりも大きい。このため、面２２２で反射された青成分光及び、ＤＭＤ４０ｂから出射された青成分光は面２２１で反射されてＤＭＤ４０ｂに入射する。

ＤＭＤ４０ｂに入射した青成分光は、ＤＭＤ４０ｂによって反射された後、面２２１で再度反射され、面２２２に入射する。このときの入射角は、臨界角よりも小さいため、面２２２に入射した青成分光は面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、プリズム２２０と対向する面２３１、及び、プリズム２４０と対向する面２３２を有する。面２３２は、緑成分光を透過して、赤成分光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、緑成分光は面２３２を透過し、赤成分光は面２３２で反射される。面２３２で反射された赤成分光は面２３１で反射される。ＤＭＤ４０ｇから出射された緑成分光は面２３２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２３２で反射された赤成分光及びＤＭＤ４０ｒから出射された赤成分光が再び面２３１に入射する角度（入射角）は、臨界角よりも大きい。このため、面２３２で反射された赤成分光及びＤＭＤ４０ｒから出射された赤成分光は面２３１で反射されてＤＭＤ４０ｒに入射する。ＤＭＤ４０ｒに入射した赤成分光は、ＤＭＤ４０ｒによって反射された後、面２３１で再度反射され、その後、面２３２でさらに反射されて面２３１に入射する。このときの入射角は臨界角よりも小さいため、面２３１に入射した赤成分光は面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、プリズム２３０と対向する面２４１を有する。面２４１は、緑成分光を透過する。従って、面２３２を透過した緑成分光は面２４１を透過し、ＤＭＤ４０ｇへ入射する。ＤＭＤ４０ｇに入射した緑成分光は、ＤＭＤ４０ｇによって反射された後、プリズム２４０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、プリズム２１０と対向する面２５１を有する。

以上をまとめると、青成分光は、（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及び面２５１を透過する。これによって、青成分光は、ＤＭＤ４０ｂによって変調されて、投写ユニット５０に導かれる。

赤成分光は、（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、赤成分光は、ＤＭＤ４０ｒによって変調されて、投写ユニット５０に導かれる。

緑成分光は、（１）面２１１で反射されて、（２）面２１２、面２２１、面２２２、面２３１、面２３２、及び面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、緑成分光は、ＤＭＤ４０ｇによって変調されて、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説明する。図３は、実施の形態１に係る光源装置の光学構成を示す図である。

光源装置２００は、図１に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、その他に、レンズ群及びミラー群を含む。これらの構成要素の説明は、既に行われているため省略する。

まず、第１の光源ユニット１０ａ及び第２の光源ユニット１０ｂについて図４Ａ及び図４Ｂを参照しながら詳細に説明する。図４Ａは、第１の光源ユニット１０ａを図３の−ｚ方向に向かって見た図である。図４Ｂは、第２の光源ユニット１０ｂを図３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、２つの光源ブロック１２ｂ１と、光源ブロック１２ｂ２の合計３つの光源ブロックを備える。具体的には、第１の光源ユニット１０ａにおいて、上部（＋ｙ方向の端部）および下部（−ｙ方向の端部）のそれぞれに光源ブロック１２ｂ１が配置され、２つの光源ブロック１２ｂ１の間である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、ｙ方向に並んで配置された３つの光源ブロック１２ｂ１を備える。なお、光源ブロック１２ｂ１と、光源ブロック１２ｂ２とは実質的には同一の光源ブロックであるが、説明の都合上、異なる符号が付されている。

光源ブロック１２ｂ１は、水平方向（図４Ａのｘ方向。図４Ｂのｚ方向）に４個、垂直方向（図４Ａのｙ方向、図４Ｂのｙ方向）に２個配置された、計８個のレーザダイオード１１ｂ１を有する。光源ブロック１２ｂ２は、水平方向（図４Ａのｘ方向）に４個、垂直方向（図４Ａのｙ方向）に２個配置された、計８個のレーザダイオード１１ｂ２を有する。

なお、レーザダイオード１１ｂ１は実線で図示されており、レーザダイオード１１ｂ２は破線で図示されているが、レーザダイオード１１ｂ１およびレーザダイオード１１ｂ２は、実質的に同じ特性のレーザダイオードである。レーザダイオード１１ｂ１およびレーザダイオード１１ｂ２のそれぞれは、例えば、発光ピーク波長が４５５ｎｍの青色光を発する。レーザダイオード１１ｂ１及びレーザダイオード１１ｂ２のそれぞれは、コリメートレンズを含むレンズ一体型であり、レーザダイオード１１ｂ１及びレーザダイオード１１ｂ２からはコリメートレンズによって平行光化された光が出射される。

また、第１の光源ユニット１０ａ及び第２の光源ユニット１０ｂのそれぞれは、ヒートシンク１３を備える。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。

次に、分離合成ミラー１１０について説明する。図５は、分離合成ミラー１１０の表面（第１の光源ユニット１０ａからの光の入射面）の構成を示す図である。図５に示すように、分離合成ミラー１１０の表面は、基板１１１上に反射領域１１２（斜線ハッチングを施した部分）並びに透過領域１１３ａ及び透過領域１１３ｂ（ドットハッチングを施した部分）が形成されている。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及び透過領域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の裏面にも同様に反射防止膜が形成されるとよい。

ここで、分離合成ミラー１１０による分離合成機能について、図６を用いて説明する。図６は、分離合成ミラー１１０の分離合成機能を説明するための図である。

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の光源ユニットと第２の光源ユニットは、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が有する光源ブロック１２ｂ１に含まれ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が有する光源ブロック１２ｂ２に含まれ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が有する光源ブロック１２ｂ１に含まれ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の透過領域１１３ｂを透過する。

このとき、分離合成ミラー１１０によって反射された第１の光源ユニット１０ａからの光の、光束と、分離合成ミラー１１０を透過した第２の光源ユニット１０ｂからの光の光束は、交互に配置される。このような配置は、分離合成ミラー１１０において、第１の光源ユニット１０ａの出射光束の位置、及び、第２の光源ユニット１０ｂからの出射光束の位置に対応して反射領域１１２、透過領域１１３ａ、及び、透過領域１１３ｂが形成されていることにより実現される。

図３に示されるように、分離合成ミラー１１０で反射された第１の光源ユニット１０ａからの青色光と、分離合成ミラー１１０を透過した第２の光源ユニット１０ｂからの青色光とは、合成されて励起光Ｂ１となる。励起光Ｂ１は、蛍光体ホイール２０を励起するための光である。励起光Ｂ１は、レンズ１２１、ミラー１３１、レンズ１２２、トップハット拡散素子１４１、ダイクロイックミラー１３２、レンズ１２３、及び、レンズ１２４からなる光路（第１光路）を通って、蛍光体ホイール２０の蛍光体に照射される。これにより、蛍光体ホイール２０は、黄色光Ｙ１を発する。

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を透過する。この青色光は、映像光として用いられる青色光Ｂ２として使用される。青色光Ｂ２は、レンズ１２５、ミラー１６０、拡散板１４２、レンズ１２６、及び、ダイクロイックミラー１３２からなる光路（第２光路）を通る。そして、青色光Ｂ２と上述の黄色光Ｙ１とは、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。出射された白色光が、ロッドインテグレータ３０の入射面に入射する。

［トップハット拡散素子］
次に、トップハット拡散素子１４１の構造および機能について説明する。まず、トップハット拡散素子１４１の構造について説明する。図７Ａは、トップハット拡散素子１４１の構造を示す平面図である。図７Ｂは、トップハット拡散素子１４１の構造を示す側面図である。なお、図７Ａにおいては、トップハット拡散素子１４１の一部（円で囲まれた部分）が、拡大されて示されている。

トップハット拡散素子１４１においては、ガラス基板１４１ａ上にマイクロレンズアレイ層１４１ｂが形成されている。マイクロレンズアレイ層１４１ｂは、１辺が１ｍｍ以下のマイクロレンズが配列されることにより構成されている。ガラス基板１４１ａとマイクロレンズアレイ層１４１ｂとは同一の材料によって形成されてもよいし、異なる材料で形成されてもよい。マイクロレンズアレイ層１４１ｂは、例えば、ガラス板をベース材料としてプレス成型またはエッチングなどの加工によって形成される。また、図７Ａでは長方形状のマイクロレンズが規則正しく配列されて図示されているが、レーザ光の干渉効果を軽減するために、複数のマイクロレンズ形状は、ランダムに異なってもよい。同様に、複数のマイクロレンズは、ランダムに配列されてもよい。また、マイクロレンズは、凸面を有してもよいし凹面を有してもよい。また、マイクロレンズは、ガラス基板１４１ａの両面に形成されてもよい。

続いて、トップハット拡散素子１４１の機能について説明する。図８Ａは、トップハット拡散素子１４１へ入射角０°で光が入射したときの出射光の出射角度θｘを示す図である。図８Ｂは、トップハット拡散素子１４１へ入射角０°で光が入射したときの出射光の出射角度θｙを示す図である。

図９Ａは、トップハット拡散素子１４１の拡散角特性を示す図である。図９Ａは、具体的には、拡散角特性として、θｘ方向及びθｙ方向の光強度分布（以下、単に強度分布とも記載する）を示す図である。図９Ｂは、図９Ａのθｘ断面（θｙ＝０の断面）における光強度及びθｙ断面（θｘ＝０の断面）における光強度を示す図である。

図９Ａに示すように、トップハット拡散素子１４１によって拡散された後の光強度分布（出射角度に対する光強度分布、拡散角特性）は、矩形の出射パターンを有するトップハット形状（以下、単に矩形のトップハット形状とも記載する）である。より具体的には、拡散角特性は、長方形のトップハット形状である。つまり、図９Ｂに示すように、θｘ断面（θｙ＝０の断面）における半値全幅（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ）Ｗθｘよりもθｙ断面（θｘ＝０の断面）における半値全幅Ｗθｙの方が大きくなっている。

なお、出射パターン（照射パターン、配光パターン）は、出射角度に対する光強度分布（拡散角特性）を光強度軸方向から見た形状（拡散角を示す２次元平面におけるビーム形状）を意味する。言い換えれば、拡散角特性（光強度分布）のθｘ−θｙ平面における断面形状（平面視形状）が矩形であることを意味する。なお、この場合の矩形は、厳密な意味での矩形を意味するわけではなく、実質的に矩形であること（円形よりも矩形に近いこと）を意味する。

以上のようなトップハット拡散素子１４１に入射した励起光Ｂ１は、矩形のトップハット形状の拡散角特性が与えられて矩形に拡散される。そして、拡散された励起光Ｂ１は、レンズ１２３及びレンズ１２４によって集光される。言い換えれば、レンズ１２３及びレンズ１２４は、トップハット拡散素子１４１によって拡散された励起光Ｂ１を集光することにより、拡散された励起光Ｂ１に与えられた角度に対する強度分布を位置に対する強度分布に変換する。

この結果、励起光Ｂ１に与えられた角度に対する光強度分布は、空間（位置）に対する光強度分布に変換される。そして、蛍光体２２（蛍光体ホイール２０）には、空間に対して矩形のトップハット形状の光強度分布を有する励起光Ｂ１が照射される。

図１０Ａは蛍光体ホイール２０に照射される励起光Ｂ１の光強度分布（空間分布）を示す図である。図１０Ａは、具体的には、蛍光体２２上の位置ｘ及び位置ｙにおける光強度分布を示す図である。図１０Ｂは、図１０Ａのｘ断面（ｙ＝０における断面）及びｙ断面（ｘ＝０における断面）における光強度を示す図である。

図１０Ａに示すように、蛍光体ホイール２０に照射される励起光Ｂ１の光強度分布は、トップハット拡散素子１４１の拡散角特性と同様に、長方形のトップハット形状である。これは、トップハット拡散素子１４１を透過した励起光Ｂ１が図９Ａ及び図９Ｂに示す拡散角特性を反映した光強度分布（角度分布）となり、その後のレンズ１２３およびレンズ１２４によって蛍光体ホイール２０に集光される際に、レンズ１２３およびレンズ１２４の集光効果によって角度に対する光強度分布が空間に対する光強度分布に変換されるためである。

この結果、図１０Ｂに示すｘ断面（ｙ＝０における断面）における半値全幅Ｗｘ、及び、ｙ断面（ｘ＝０における断面）における半値全幅Ｗｙは、Ｗｘ：Ｗｙ＝Ｗθｘ：Ｗθｙの関係を満たす。言い換えれば、トップハット拡散素子１４１の拡散角特性を変更することで、蛍光体ホイール２０に照射される光強度分布を制御することができる。

トップハット拡散素子１４１の機能により、蛍光体ホイール２０に照射される励起光Ｂ１の光強度分布が均一化され、ピーク光強度が低下する。励起光Ｂ１の光強度分布が均一化されると、蛍光体ホイール２０の蛍光体２２に均一に光を照射できるため、蛍光体ホイール２０の発光効率を高めることができる。

なお、トップハット拡散素子１４１は、励起光Ｂ１に円形または楕円形のトップハット形状の拡散角特性を与えて拡散してもよい。この場合も、励起光Ｂ１の光強度分布が均一化されると、蛍光体ホイール２０の蛍光体２２に均一に光を照射できるため、蛍光体ホイール２０の発光効率を高めることができる。

また、蛍光体ホイール２０が発する光の光強度分布（空間分布）は、蛍光体ホイール２０に照射される励起光Ｂ１の光強度分布（空間分布）とおよそ同一となる。つまり、トップハット拡散素子１４１の拡散角特性を変更することで、蛍光体ホイール２０が発する光の光強度分布（空間分布）を制御できる。

上述の図１または図３に示されるように、蛍光体ホイール２０が発する光はレンズ１２３、レンズ１２４、レンズ１２７、及び、レンズ１２８を介して、ロッドインテグレータ３０に導かれる。蛍光体ホイール２０が発する光の発光点とロッドインテグレータ３０の入射面とは略共役となっているため、ロッドインテグレータ３０の入射面における光強度分布（空間分布）は、蛍光体ホイール２０が発する光の光強度分布（空間分布）とおよそ相似となる。

ここで、図１１に示すように、光利用効率が向上されるための条件は、ロッドインテグレータ３０の矩形状をした入射面の形状（入射面の開口形状）に対して、入射光の形状Ｓが同一のアスペクト比になっていることである。図１１は、ロッドインテグレータ３０に入射する光の形状を模式的に示す図である。つまり、トップハット拡散素子１４１の拡散角特性のアスペクト比と、ロッドインテグレータ３０の入射面の開口のアスペクト比とが略同一であれば、光利用効率を向上することができる。図１１では、ロッドインテグレータ３０に入射する光の形状は、ロッドインテグレータ３０の入射面の開口の内面に沿う形状である。

ロッドインテグレータ３０の入射面の開口サイズは、例えば、横（ｘ）５．５ｍｍ×縦（ｙ）８．８ｍｍであり、アスペクト比は１．０：１．６である。トップハット拡散素子１４１の拡散角特性は、例えば、Ｗθｘ＝５．０°、Ｗθｙ＝８．０°であり、そのアスペクト比は、Ｗθｘ：Ｗθｙ＝１．０：１．６である。つまり、ロッドインテグレータ３０の入射面のアスペクト比は、出射パターンのアスペクト比と略同一である。なお、アスペクト比が略同一であるとは、アスペクト比が実質的に同一であることを意味する。アスペクト比が短手方向／長手方向の値で示される場合、略同一とは、例えば、ロッドインテグレータ３０の入射面のアスペクト比に対する、出射パターンのアスペクト比の誤差が１０％以内であることを意味する。

なお、ロッドインテグレータ３０の入射面のアスペクト比は、映像光のアスペクト比に合わせられることが多い。したがって、ロッドインテグレータ３０の入射面のアスペクト比は、１．０：１．６に代えて、例えば、０．９：１．６または１．２：１．６（３：４）にされてもよい。トップハット拡散素子１４１の出射パターンのアスペクト比もこれに対応して、Ｗθｘ：Ｗθｙが０．９：１．６または１．２：１．６にされてもよい。トップハット拡散素子１４１の出射パターンのアスペクト比（短手方向／長手方向の値）は、０．５６２５（０．９／１．６）以上０．７５以下（１．２／１．６）であってもよい。

（作用および効果）
以上説明したように、投写型映像表示装置１００は、励起光Ｂ１を出射するレーザダイオード１１ｂ１（第２の光源ユニット１０ｂ）と、励起光Ｂ１にトップハット形状の強度分布を与えて拡散するトップハット拡散素子１４１と、トップハット拡散素子１４１によって拡散された励起光Ｂ１が照射されることにより発光する蛍光体２２（蛍光体ホイール２０）とを備える。また、投写型映像表示装置１００は、蛍光体ホイール２０が発する光の強度分布を均一化するロッドインテグレータ３０と、ロッドインテグレータ３０によって強度分布が均一化された光を変調するＤＭＤ（ＤＭＤ４０ｒ、ＤＭＤ４０ｇ、及びＤＭＤ４０ｂ）と、ＤＭＤによって変調された光を映像として投写する投写ユニット５０とを備える。レーザダイオード１１ｂ１（第２の光源ユニット１０ｂ）は、レーザ光源の一例であり、蛍光体２２（蛍光体ホイール２０）は、発光体の一例であり、ロッドインテグレータ３０は、光均一化素子の一例であり、ＤＭＤは、光変調素子の一例である。

上記のようなトップハット拡散素子１４１によって拡散された励起光Ｂ１が集光されれば、蛍光体ホイール２０に照射される励起光の強度分布を均一化することができる。強度分布が均一化されると、蛍光体ホイール２０の蛍光体２２に均一に光を照射できるため、蛍光体ホイール２０の発光効率を高めることができる。つまり、光の利用効率が高められた投写型映像表示装置１００が実現される。

また、トップハット拡散素子１４１は、励起光Ｂ１に円形の出射パターンを有するトップハット形状の強度分布を与えてもよいが、実施の形態１では、トップハット拡散素子１４１は、励起光Ｂ１に矩形の出射パターンを有するトップハット形状の強度分布を与えて拡散する。

投写型映像表示装置１００は、最終的に矩形の映像光を出射する。そうすると、ビーム形状が円形である場合には、ロスが生じることになる。トップハット拡散素子１４１によって、励起光Ｂ１に矩形の出射パターンを有するトップハット形状の強度分布が与えられれば、ビーム形状が映像光と同様の矩形となるため、投写型映像表示装置１００における光利用効率を高めることができる。

また、ロッドインテグレータ３０は、例えば、矩形状の入射面を有するロッドインテグレータであり、ロッドインテグレータ３０の入射面のアスペクト比は、出射パターンのアスペクト比と略同一であってもよい。言い換えれば、トップハット拡散素子１４１の出射パターンのアスペクト比とロッドインテグレータ３０の入射面（入射面の開口サイズ）のアスペクト比とを整合させてもよい。

これにより、ロッドインテグレータ３０の入射面の大きさに応じてロッドインテグレータ３０に光が入射されれば、投写型映像表示装置１００における光の利用効率を高めることができる。

また、投写型映像表示装置１００は、さらに、トップハット拡散素子１４１によって拡散された励起光Ｂ１を集光することにより、拡散された励起光Ｂ１に与えられた角度に対する強度分布を位置に対する強度分布に変換するレンズ１２３及びレンズ１２４を備える。蛍光体２２は、トップハット拡散素子１４１によって拡散された励起光Ｂ１であって、レンズ１２３及びレンズ１２４によって集光された励起光が照射されることにより発光する。

これにより、蛍光体ホイール２０に照射される励起光の位置に対する強度分布を均一化することができる。位置に対する強度分布が均一化されると、蛍光体ホイール２０の蛍光体２２に均一に光を照射できるため、蛍光体ホイール２０の発光効率を高めることができる。つまり、光の利用効率が高められた投写型映像表示装置１００が実現される。

［実施の形態２］
以下、実施の形態２に係る投写型映像表示装置について説明する。実施の形態２においては、主として実施の形態１に対する相違点について説明し、実施の形態１と重複する説明は省略する。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、実施の形態２に係る投写型映像表示装置の要部の光学構成を示す図である。要部の構成は、すなわち、光源装置２００ａ及び光源装置２００ｂからロッドインテグレータ３０までの構成あり、ロッドインテグレータ３０以降の構成は、図１と同じである。

図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、実施の形態２に係る投写型映像表示装置は、実施の形態１における光源装置２００と同様の光源装置を２つ備える。具体的には、投写型映像表示装置は、光源装置２００ａ及び光源装置２００ｂを備える。また、投写型映像表示装置は、光源装置２００ａとロッドインテグレータ３０との間にミラー１７０ａ、レンズ１２８ａ、及び反射プリズム１８０ａを備える。投写型映像表示装置は、光源装置２００ｂとロッドインテグレータ３０との間にミラー１７０ｂ、レンズ１２８ｂ、及び反射プリズム１８０ｂを備える。

ミラー１７０ａは、光源装置２００ａから出射される光を−ｙ方向に反射し、ミラー１７０ｂは、光源装置２００ｂから出射される光を＋ｙ方向に反射する。つまり、ミラー１７０ａによって反射された光とミラー１７０ｂによって反射された光とは向かい合って進む。

レンズ１２８ａは、ミラー１７０ａによって反射された光を集光し、レンズ１２８ｂは、ミラー１７０ｂによって反射された光を集光する。反射プリズム１８０ａは、レンズ１２８ａから出射された光をロッドインテグレータ３０の入射面に向かうように反射し、反射プリズム１８０ｂは、レンズ１２８ｂから出射された光をロッドインテグレータ３０の入射面に向かうように反射する。

図１３は、ロッドインテグレータ３０の入射面に入射する光の形状を模式的に示す図である。光源装置２００ａから出射される光は、入射面（入射面の開口）のうち領域Ｓａに入射する。光源装置２００ｂから出射される光は、入射面のうち領域Ｓｂに入射する。つまり、複数の光源装置（光源装置２００ａ及び光源装置２００ｂ）から出射される光は、ロッドインテグレータ３０の入射面に含まれる複数の矩形領域（領域Ｓａ及び領域Ｓｂ）にそれぞれ入射する。領域Ｓａ及び領域Ｓｂは、ロッドインテグレータ３０の入射面を均等に２つに分割することによって得られる領域である。

実施の形態１と同様に、ロッドインテグレータ３０の入射面の開口サイズは、横（ｘ）５．５ｍｍ×縦（ｙ）８．８ｍｍである。実施の形態２では、トップハット拡散素子１４１の拡散角特性は、Ｗθｘ＝６．０°、Ｗθｙ＝７．５°であり、そのアスペクト比は、Ｗθｘ：Ｗθｙ＝１．０：１．２５である。

領域Ｓａ及び領域Ｓｂは、ロッドインテグレータ３０の入射面を縦方向に均等に２つに分割することによって得られる領域である。したがって領域Ｓａ及び領域Ｓｂのそれぞれは、縦４．４ｍｍ×横５．５ｍｍとなり、アスペクト比は１．０：１．２５である。このように、ロッドインテグレータ３０に対して、２つの光源装置（光源装置２００ａおよび光源装置２００ｂ）からの光を合成して入射する場合、ロッドインテグレータ３０の入射面の開口サイズを２分割して得られる２つの領域（領域Ｓａ及び領域Ｓｂ）のアスペクト比が、トップハット拡散素子１４１の拡散角特性のアスペクト比と略同一であればよい。

なお、実施の形態２では、トップハット拡散素子１４１の拡散角特性は、縦長（ｙ方向に長い）であるにも関わらず、領域Ｓａおよび領域Ｓｂに入射する光は、横長（ｘ方向に長い）である。これは、光源装置２００ａからの出射光は、反射面を２回経由する（ミラー１７０ａおよび反射プリズム１８０ａを経由する）ことにより、光束が９０度回転しているためである。同様に、光源装置２００ｂからの出射光は、反射面を２回経由する（ミラー１７０ｂおよび反射プリズム１８０ｂを経由する）ことにより、光束が９０度回転しているためである。

（作用および効果）
以上説明したように、実施の形態２では、投写型映像表示装置は、レーザダイオード１１ｂ１（第２の光源ユニット１０ｂ）、トップハット拡散素子１４１、及び、蛍光体ホイール２０を含む光源装置を少なくとも２つ備える。投写型映像表示装置が備えるロッドインテグレータ３０は、矩形状の入射面を有する。複数の光源装置（光源装置２００ａ及び光源装置２００ｂ）から出射される光は、ロッドインテグレータ３０の入射面に含まれる複数の矩形領域（領域Ｓａ及び領域Ｓｂ）にそれぞれ入射する。複数の領域のそれぞれのアスペクト比は、出射パターンのアスペクト比と略同一である。言い換えれば、トップハット拡散素子１４１の出射パターンのアスペクト比とロッドインテグレータ３０の入射開口を２分割した領域のアスペクト比とは整合されている。

これにより、光源装置２００ａからの光が領域Ｓａの大きさに応じてロッドインテグレータ３０に入射され、光源装置２００ｂからの光が領域Ｓｂの大きさに応じてロッドインテグレータ３０に入射されれば、投写型映像表示装置における光の利用効率を高めることができる。このような２つの光源装置を用いた光学構成は、サイズの大きい映像光を得たい場合に有用である。

なお、投写型映像表示装置は、３つ以上の光源装置を備え、ロッドインテグレータ３０には、３つ以上の光源装置が発する光が入射してもよい。

［実施の形態３］
以下において、実施の形態３に係る投写型映像表示装置について説明する。実施の形態３においては、主として実施の形態１に対する相違点について説明し、実施の形態１と重複する説明は省略する。

図１４は、実施の形態３に係る投写型映像表示装置の光学構成を示す図である。実施の形態３に係る投写型映像表示装置１００ａは、ロッドインテグレータ３０に代えて一対のフライアイレンズ１９０（一対のレンズアレイ）を備える。また、投写型映像表示装置１００ａは、レンズ１５４と、レンズ１５５と、レンズ１５６とを備える。

レンズ１５４は、レンズ１２８によって集光された光を平行光化する。一対のフライアイレンズ１９０はレンズ１２８によって平行光化された光を複数のセルに分割し重畳することで、ロッドインテグレータ３０と同様に光強度を均一化する機能を有する。レンズ１５５およびレンズ１５６は、一対のフライアイレンズ１９０から出射される光をＤＭＤ（ＤＭＤ４０ｒ、ＤＭＤ４０ｇ、及びＤＭＤ４０ｂ）に導く。一対のフライアイレンズ１９０は、光均一化素子の他の例である。

一対のフライアイレンズ１９０の各セルのサイズは横（ｘ）３．０ｍｍ×縦（ｙ）４．８ｍｍであり、アスペクト比は１．０：１．６である。トップハット拡散素子１４１の拡散角特性は、Ｗθｘ＝５．０°、Ｗθｙ＝８．０°であり、トップハット拡散素子１４１の拡散角特性のアスペクト比は、Ｗθｘ：Ｗθｙ＝１．０：１．６である。

（作用および効果）
以上説明したように、実施の形態３では、光均一化素子は、一対のフライアイレンズ１９０であり、一対のフライアイレンズ１９０の各セルのアスペクト比は、トップハット拡散素子１４１の拡散角特性のアスペクト比と略同一である。

このように、トップハット拡散素子１４１の出射パターンのアスペクト比とフライアイレンズ１９０の各セルサイズのアスペクト比とを整合させることにより、投写型映像表示装置１００ａにおける光の利用効率を高めることができる。

〔その他の実施の形態〕
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、実施の形態１〜３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１〜３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。

実施の形態１〜３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。投写型映像表示装置は、光変調素子として、ＤＭＤを１つだけ備えてもよい。また、投写型映像表示装置は、光変調素子として液晶パネルを１つだけ備えてもよいし、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）を備えてもよい。液晶パネルは、透過型であってもよいし、反射型であってもよい。

また、実施の形態１〜３では、基準光を発生させる発光体として、蛍光体ホイール２０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。発光体は、静的な無機蛍光体セラミックでもよい。また、発光体として、蛍光体に代えてまたは蛍光体に加えて燐光体が用いられてもよい。

また、上記実施の形態に示される光学構成は、一例であり、本開示は上記光学構成に限定されない。つまり、上記光学構成と同様に、本開示の特徴的な機能を実現できる光学構成も本開示に含まれる。例えば、上記光学構成と同様の機能を実現できる範囲で、上記光学構成で使用された光学部品の一部が省略されてもよいし、上記光学構成に光学部品が追加されてもよい。

また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、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
１１ｂ１、１１ｂ２ レーザダイオード
１２ｂ１、１２ｂ２ 光源ブロック
１３ ヒートシンク
２０ 蛍光体ホイール
２０ａ 回転軸
２１ 基板
２２ 蛍光体
２３ モーター
３０ ロッドインテグレータ
４０ｒ、４０ｇ、４０ｂ ＤＭＤ
５０ 投写ユニット
１００、１００ａ 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、１２８ａ、１２８ｂ レンズ
１３１、１３３、１６０、１７０、１７０ａ、１７０ｂ ミラー
１３２ ダイクロイックミラー
１４１ トップハット拡散素子
１４１ａ ガラス基板
１４１ｂ マイクロレンズアレイ層
１４２ 拡散板
１５１、１５２、１５３、１５４、１５５、１５６ レンズ
１８０ａ、１８０ｂ 反射プリズム
１９０ フライアイレンズ
２００、２００ａ、２００ｂ 光源装置
２１０、２２０、２３０、２４０、２５０ プリズム
２１１、２１２、２２１、２２２、２３１、２３２、２４１、２５１ 面

Claims (8)

1. 励起光を出射する第１の光源ユニットと、前記第１の光源ユニットと異なる方向に励起光を出射する第２の光源ユニットと、を有するレーザ光源と、
   反射部と透過部とを有し、前記レーザ光源からの光を反射及び透過するミラーと、
   前記ミラーを介して前記励起光の一部の光が入射し、入射した前記一部の光にトップハット形状の強度分布を与えて拡散するトップハット拡散素子と、
   前記トップハット拡散素子によって拡散された前記励起光が照射されることにより発光する発光体と、
   前記発光体が発する光の強度分布を均一化する光均一化素子と、
   前記光均一化素子によって強度分布が均一化された光を変調する光変調素子と、
   前記ミラーと前記光均一化素子との光路間に配置され、前記ミラーを介して前記発光体に入射しない残りの前記励起光を拡散する拡散部材と、
   前記光変調素子によって変調された光を映像として投写する投写ユニットとを備え、
   前記ミラーと前記光均一化素子との光路間において、前記拡散部材に入射する光及び拡散部材から出射される光は集光され、
   前記拡散部材に入射し集光される光の進行方向は、前記拡散部材から出射される光が集光される前に変更され、
   前記光均一化素子は、前記トップハット拡散素子の拡散角特性と略同一のアスペクト比の入射面を有する、
   投写型映像表示装置。
2. ダイクロイックミラーをさらに備え、
   前記トップハット拡散素子と前記発光体との光路の間に、前記ダイクロイックミラーが配置される、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. ダイクロイックミラーをさらに備え、
   前記発光体から出射する光と前記拡散部材が拡散する光とは、前記ダイクロイックミラーで合成される、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記光均一化素子は、矩形状の入射面を有するロッドインテグレータである、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。
5. 前記光均一化素子は、一対のフライアイレンズである、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。
6. 前記拡散部材から出射される光は集光されることで平行光化される、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。
7. 前記拡散部材を経由する光路の向きは、前記拡散部材に入射する光が集光された後に変更される、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。
8. 前記拡散部材に入射し集光される光の進行方向は、反射によって変更される、
   請求項１に記載の投写型映像表示装置。

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