JP6244558B2 - 光源装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、励起光を出射する光源と、励起光に応じて発光光を出射する発光体とを備える光源装置及び、かか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は、固体光源アレーを光源とするプロジェクタを開示する。この固体光源アレーは１対設けられ互いに対向配置されており、各固体光源アレーからの光をミラーで合成して出射するようになっている。

特表２０１１−５０５５９３号公報

本開示は、装置の小型化が図れるようにした光源装置及び投写型映像表示装置を提供する。

本開示における光源装置は、第１の方向に青色光を出射する第１の光源ユニットと、第１の方向と交差する第２の方向に青色光を出射する第２の光源ユニットと、第１の光源ユニット及び第２の光源ユニットから出射される青色光を、第１光路及び第２光路に分離合成する分離合成光学素子と、第１光路上に設けられ、励起光に応じて発光光を発光する発光体と、第１光路及び第２光路を１つの光路に纏める合成光学素子と、を備える。

本開示によれば、２つの光源ユニットから出射される青色光を第１光路及び第２光路に分離することを可能としながら、小型の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。

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２における分離合成ミラーを示す図 実施の形態２における光束の分離合成を示す図

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、ミラー１７０が設けられている。ミラー１３１、ミラー１３３、ミラー１６０、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。

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。

（作用および効果）
実施の形態１では、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの複数の青色光の出射光束を、分離合成ミラー１１０によって、第１光路および第２光路に分離することで、励起光および映像光の双方として青色光を利用することができる。

実施の形態１では、複数のレーザダイオードを利用しながら投写型映像表示装置の高輝度化を図る目的において、複数のレーザダイオードからの出射光を、１つの分離合成ミラーが、第１光路および第２光路へ分離しかつ合成する機能を持つことで、光源装置の小型化、簡素化が可能となる。

［実施の形態２］
以下において、実施の形態２について、図７および図８を用いて説明する。以下においては、実施の形態１に対する相違点について主として説明し、その他は実施の形態１と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付して重複説明は省略する。実施の形態２の光源装置２０１及び投写型映像表示装置１０１は、実施の形態１で説明した分離合成ミラー１１０に代えて分離合成ミラー１２０を有する。

図７は、実施の形態２における分離合成ミラー１２０を示す図である。実施の形態１では、分離合成ミラー１１０は、反射領域１１２と透過領域１１３ａ、１１３ｂを有していたが、実施の形態２では、分離合成ミラー１２０は、偏光ミラー領域１１４と透過領域１１３を有する。偏光ミラー領域１１４は、Ｓ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過する偏光ミラー膜である。また、実施の形態２では、分離合成ミラー１２０における偏光ミラー領域１１４は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂの上部および下部（図４参照）の光源ブロック１２Ｂ１から出射される光に対応し、透過領域１１３は、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂの中央部の光源ブロック１２Ｂ１および１２Ｂ２から出射される光に対応する。

実施の形態２における、分離合成ミラー１２０による分離合成作用について、図８を用いて説明する。

実施の形態２において、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光は、分離合成ミラー１２０に対して、Ｓ偏光（偏光方向がｙ方向）である。また、実施の形態２においては、１／２波長板３１０が、第２の光源ユニット１０Ｂと分離合成ミラー１２０の間に配置される。したがって、第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光は、１／２波長板３１０を透過することによってＰ偏光（偏光方向がｚ方向）の光（一点鎖線で示す）となる。

第１の光源ユニット１０Ａからの出射光のうち、上部及び下部の光源ブロック１２Ｂ１を構成するレーザダイオード１１Ｂ１からの出射光はＳ偏光であり、分離合成ミラー１２０の偏光ミラー領域１１４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、中央部の光源ブロック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１１３を透過する。

第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光はＳ偏光であり、１／２波長板３１０によってＰ偏光に変換され、偏光ミラー領域１１４および透過領域１１３を透過する。

なお、実施の形態２では、１／２波長板３１０を配置することで、偏光方向を調整しているが、偏光方向が所望の方向となるよう、予め、第２の光源ユニット１０Ｂを構成する光源ブロック１２Ｂ１の向き、もしくはレーザダイオード１１Ｂ１の向きを調整して配置しても良い。

（作用および効果）
実施の形態２では、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂからの複数の青色光の出射光束を、偏光ミラー膜を利用した分離合成ミラー１２０によって、第１光路および第２光路に分離することで、励起光および映像光の双方として青色光を利用することができる。

実施の形態２では、複数のレーザダイオードを利用しながら投写型映像表示装置の高輝度化を図る目的において、複数のレーザダイオードからの出射光を、１つの分離合成ミラーが、第１光路および第２光路へ分離しかつ合成する機能を持つことで、光源装置の小型化、簡素化が可能となる。

〔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および実施の形態２では、レーザダイオード１１Ｂ１およびレーザダイオード１１Ｂ２からの出射光の波長は４５５ｎｍで同一であるが、実施形態は、これに限定されるものではない。レーザダイオード１１Ｂ１およびレーザダイオード１１Ｂ２は、青色帯域（４４０〜４７０ｎｍ）における異なる波長であっても良い。その場合、例えば、第１の光源ユニット１０Ａの上部および下部と第２の光源ユニット１０Ｂの３つの光源ブロック１２Ｂ１で使用されるレーザダイオード１１Ｂ１は、蛍光体を励起するのに好適な波長の光を発する特性のものを使用する。これに対して、第１の光源ユニット１０Ａの中央部の光源ブロック１２Ｂ２で使用されるレーザダイオード１１Ｂ２は、映像光として用いる場合に好ましい色が得られる青色光を発光する特性のものを使用する。例えば、励起光としての青色光の波長を４４５ｎｍとし、映像光としての青色光の波長を４６５ｎｍとすることができる。

実施の形態１および実施の形態２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良い。或いは、発光体は、燐光体であっても良い。

実施の形態１および実施の形態２では、分離合成ミラー１１０，１２０を例示したが、反射領域１１２、透過領域１１３、１１３ａ、１１３ｂおよび偏光ミラー領域１１４の形成パターンは、これに限定されるものではない。例えば、図５、図７にそれぞれ示す分離合成ミラー１１０、１２０の透過領域１１３ａ、１１３は、中央部ではなく、上部または下部でもよい。

実施の形態１および実施の形態２では、第１の光源ユニット１０Ａから出射する青色光が、分離合成ミラー１１０、１２０によって、第１光路と第２光路とに分離される例を示した。しかし、第２の光源ユニット１０Ｂから出射する青色光を、第１光路と第２光路とに分離することもできる。また、第１の光源ユニット１０Ａおよび第２の光源ユニット１０Ｂから出射する双方の青色光をそれぞれ第１光路と第２光路とに分離するとともに、双方の青色光を第１光路と第２光路とのそれぞれで合成することもできる。この場合、例えば、図５に示す透過領域１１３ｂの一部に反射領域を形成することにより実現できる。また、図８において、第２の光源ユニット１０Ｂからの出射光の一部が、１／２波長板３１０を透過しないようにしてもよい。

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
１００，１０１ 投写型映像表示装置
１１０，１２０ 分離合成ミラー
１１１ 基板
１１２ 反射領域
１１３，１１３ａ，１１３ｂ 透過領域
１１４ 偏光ミラー領域
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
１６０，１７０ ミラー
２００，２０１ 光源装置
２１０，２２０，２３０，２４０，２５０ プリズム
３１０ １／２波長板

Claims (6)

1. 第１の方向に複数の青色光の光束を出射する第１の光源ユニットと、
   前記第１の方向と交差する第２の方向に複数の青色光の光束を出射する第２の光源ユニットと、
   前記第１の光源ユニット及び前記第２の光源ユニットから出射される前記青色光の光束を、第１光路及び第２光路に分離合成するための反射領域と透過領域が基板に設けられた分離合成ミラーと、
   前記第１光路上に設けられ、前記青色光の光束を励起光として発光光を発光する発光体と、
   前記第１光路及び前記第２光路を１つの光路に纏める合成光学素子と、を備え、
   前記第１の光源ユニットからの出射光のうち、前記分離合成ミラーによって反射される光束と、前記第２の光源ユニットからの出射光が前記分離合成ミラーを透過した光束が交互に配置され、前記第１の光源ユニットからの出射光のうち、前記分離合成ミラーによって反射されない光束が透過するよう、前記分離合成ミラーは、前記第１の光源ユニット及び前記第２の光源ユニットからの複数の出射光束の位置に対応して、選択的に前記反射領域および前記透過領域が形成され、前記第１の光源ユニット及び前記第２の光源ユニットからの出射される前記青色光の出射方向に対して傾いて配置される、光源装置。
2. 前記第１の光源ユニット及び前記第２の光源ユニットは、それぞれ複数の発光素子を配列した複数の光源ブロックからなり、
   前記第１の光源ユニット及び前記第２の光源ユニットを構成する前記複数の光源ブロックのうち、少なくとも１つから出射される前記青色光が、前記第２光路に分離される、請求項１に記載の光源装置。
3. 前記第１光路及び前記第２光路に分離されるそれぞれの前記青色光は、互いに波長が異なる、請求項１に記載の光源装置。
4. 前記分離合成ミラーは、前記第１の光源ユニットから出射する前記青色光を、前記第１光路と前記第２光路とに分離し、前記第１の光源ユニットから出射し前記第１光路に分離される青色光と、前記第２の光源ユニットから出射する青色光と、を合成する、請求項１に記載の光源装置。
5. 前記合成光学素子は、前記第１光路の前記発光光と前記第２光路の前記青色光とを、１つの光路に纏める、請求項１に記載の光源装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の光源装置を備える投写型映像表示装置。

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