JP6660551B2 - 光源装置及び投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源装置と、この光源装置を備える投影装置に関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、さらにメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光をＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

特許文献１に開示される投影装置には、導光ロッドが載置される載置面が傾斜して形成される導光ロッド保持部材が備えられる。従って、導光ロッドは、入射される光線束の光軸周りに所定の回転角度で回転して配置される。すると、表示素子の前方斜め下方から表示素子に照射されるよう配置された照射ミラーにより、表示素子に照射される光線束の照射形状が歪んでいる場合であっても、ランプ光源からカラーホイールを介して導光ロッドを通過した光線束は、表示素子で定められる投影エリアに極力合わせられた照射形状とすることができる。

特開２００９−３１３２４号公報

このように、光源からの光線束が入射される導光ロッド等の導光装置は、導光装置の光軸周りに回転して配置される場合がある。ここで、導光装置は、投影画像のアスペクト比に合わせて断面長矩形の棒状に形成される。従って、光源として複数の半導体発光素子を用いた場合には、光源光の入射形状は、回転して配置される導光装置の長矩形の入射口に対して傾いているので、ケラレや色ムラが生じてしまうことがある。

本発明の目的は、ケラレや色ムラを低減することができる光源装置と、この光源装置を備える投影装置を提供する。

本発明に係る光源装置は、一面に行及び列をなすようマトリクス状に配置される複数の半導体発光素子から成る半導体発光素子群と、前記複数の半導体発光素子の各々と対応して配置される複数のコリメータレンズから成るコリメータレンズ群と、を備える光源と、光が入射される矩形の入射面を備え、前記入射面が前記光源から出射される光線束の光軸を中心に所定の角度回転して配置される導光装置と、を有し、前記複数の半導体発光素子のうちの前記光線束の外側に対応する前記半導体発光素子に対して配置される前記コリメータレンズは、前記コリメータレンズの光軸が、前記コリメータレンズと対応する前記半導体発光素子の光軸に対して、前記光線束の光軸を中心に前記所定の角度以下の角度だけ回転した位置になるように配置されていることを特徴とする。

本発明に係る投影装置は、上述の光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、ケラレや色ムラを低減することができる光源装置と、この光源装置を備える投影装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る投影装置を示す外観斜視図である。 本発明の実施形態に係る投影装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施形態に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。 本発明の実施形態に係る励起光照射装置の正面模式図である。 本発明の実施形態に係る光源装置の図４のＶ−Ｖ断面図である。 本発明の実施形態に係るライトトンネルの入射口に光が入射される様子を示す正面模式図である。 本発明の実施形態に係る励起光照射装置の変形例を示す正面模式図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、投影装置１０の外観斜視図である。なお、本実施形態において、投影装置１０における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置１０のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

そして、投影装置１０の筐体は、図１に示すように、略直方体形状であって、正面パネル１２、背面パネル１３、右側パネル１４及び左側パネル１５からなる側面パネルと、上面パネル１１と下面パネル１６とにより形成されている。投影装置１０は、正面パネル１２の左側方に投影部を有する。さらに、正面パネル１２には、複数の吸排気孔１７が設けられている。そして、投影装置１０は、図示しないが、リモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

また、上面パネル１１にはキー／インジケータ部３７が設けられる。このキー／インジケータ部３７には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。

さらに、背面パネル１３には、図示しないＵＳＢ端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子が設けられている。また、背面パネル１３には、複数の吸気孔が形成されている。

次に、投影装置１０の投影装置制御部について図２の機能ブロック図を用いて述べる。投影装置制御部は、制御部３８、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等から構成される。

この制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵ、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

そして、この投影装置制御部により、入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換された後、表示エンコーダ２４に出力される。

また、表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。

表示駆動部２６は、表示素子制御手段として機能するものであり、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動するものである。そして、この投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線束を、光源側光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像（画像光）を形成し、投影側光学系を介して図示しないスクリーンに画像を投影表示する。なお、この投影側光学系の可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

また、画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。

さらに、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時にメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力し、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいて動画等の表示を可能とする処理を行う。

そして、筐体の上面パネル１１に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部３７の操作信号は、直接に制御部３８に送出され、リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６で復調されたコード信号が制御部３８に出力される。

なお、制御部３８にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７が接続されている。この音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声放音させる。

また、制御部３８は、光源制御手段としての光源制御回路４１を制御しており、この光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置６０から出射されるように、光源装置６０の赤色、緑色及び青色の波長帯域光を発光させる個別の制御を行う。

さらに、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマー等により投影装置本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置１０本体の電源をオフにする等の制御も行う。

次に、この投影装置１０の内部構造について図３に基づいて述べる。図３は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、左側パネル１５の近傍に制御回路基板２４１を備えている。この制御回路基板２４１は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えてなる。制御回路基板２４１の右側パネル１４側には、ＤＭＤとされる表示素子５１や、この表示素子５１を冷却するヒートシンク１９０が配置される。また、投影装置１０は、投影装置１０筐体の前方右寄りから表示素子５１の前方側に渡って光源装置６０を備えている。投影装置１０の左側パネル１５側には、投影側光学系２２０が配置されている。

光源装置６０は、青色波長帯域光及び励起光の光源とされる励起光照射装置７０と、赤色波長帯域光の光源とされる赤色光源装置１２０と、緑色波長帯域光の光源とされる緑色光源装置８０と、を備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と、蛍光板装置１００とにより構成される。そして、光源装置６０には、赤、緑、青の各色波長帯域光を導光し、出射する導光光学系１４０と、各色波長帯域光を導光して表示素子５１に照射する光源側光学系１７０が配置されている。導光光学系１４０は、各色光源装置から出射される各色波長帯域光を、光源側光学系１７０のライトトンネル１７５の入射口に集光する。

光源としての励起光照射装置７０は、投影装置１０の筐体における前側略中央部分の正面パネル１２の近傍に配置される。そして、励起光照射装置７０は、右側パネル１４及び左側パネル１５と光軸が平行になるよう配置された複数の半導体発光素子である青色レーザダイオード７１が設けられる。青色レーザダイオード７１の正面パネル１２側には、ヒートシンク８１が設けられる。なお、本実施形態においては、励起光照射装置７０には、２行４列の合計８個の青色レーザダイオード７１が配置される。

また、各青色レーザダイオード７１の出射側には、各青色レーザダイオード７１からの各出射光の指向性を高めるように各々平行光に変換する複数のコリメータレンズ７３が配置されている。

赤色光源装置１２０は、赤色光源装置１２０が出射する赤色波長帯域光の光軸が、励起光照射装置７０から出射されて第一反射ミラー１４１で反射される青色波長帯域光及び蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光の光軸と交差するように励起光照射装置７０の右側に並設されている。赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１と光軸が平行となるように配置された赤色光源１２１と、赤色光源１２１からの出射光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。この赤色光源１２１は、赤色波長帯域の光を発する半導体発光素子である赤色発光ダイオードである。

また、赤色光源装置１２０は、赤色光源１２１の正面パネル１２側に配置されるヒートシンク１３０を備える。一方、励起光照射装置７０の左側には冷却ファン２６１が配置されている。この冷却ファン２６１からの冷却風は、励起光照射装置７０のヒートシンク８１及び赤色光源装置１２０のヒートシンク１３０に送風され、それぞれのヒートシンク８１，１３０により青色レーザダイオード７１及び赤色光源１２１がそれぞれ冷却される。

緑色光源装置８０を構成する蛍光板装置１００は、励起光照射装置７０から出射されて第一反射ミラー１４１で反射される励起光の光路上であって、右側パネル１４の近傍に配置される。蛍光板装置１００は、右側パネル１４と平行となるように、つまり、励起光照射装置７０からの出射光の光軸と平行となるように配置された蛍光ホイールとされる蛍光板１０１と、この蛍光板１０１を回転駆動するモータ１１０と、励起光照射装置７０から出射され、第一反射ミラー１４１により反射された励起光の光線束を蛍光板１０１に集光するとともに蛍光板１０１から左側パネル１５方向に出射される光線束を集光する集光レンズ群１１１と、蛍光板１０１を透過又は拡散透過される光線束を集光する集光レンズ１１５と、を備える。なお、モータ１１０の右側パネル１４側には冷却ファン２６２が配置されており、この冷却ファン２６２によって蛍光板装置１００等が冷却される。

蛍光板１０１は、励起光照射装置７０から集光レンズ群１１１を介した出射光を励起光として受けて緑色波長帯域の蛍光光を出射する蛍光発光領域と、透過領域とされる励起光照射装置７０からの出射光である励起光を透過又は拡散透過させる領域と、が周方向に連続して設けられている。

蛍光板１０１の基材は銅やアルミニウム等から成る金属基材であって、この基材の励起光照射装置７０側の表面には、環状の溝を形成し、この溝の底部が銀蒸着等によってミラー加工されており、このミラー加工された表面に緑色蛍光体の層が敷設されている。さらに、励起光が透過又は拡散透過する領域のうち、透過する領域とされる場合には、基材の切抜き透光部に透光性を有する透明基材が嵌入される。拡散透過する領域とされる場合には、表面をサンドブラスト等で微細凹凸を形成した透明基材が嵌入される。

蛍光板１０１の蛍光体層は、励起光照射装置７０からの励起光としての青色波長帯域光が蛍光板１０１の緑色蛍光体層に照射されると、緑色蛍光体層における緑色蛍光体が励起され、緑色蛍光体から全方位に緑色波長帯域光を出射する。蛍光発光された光線束は、左側パネル１５側へ出射され、集光レンズ群１１１に入射する。一方、蛍光板１０１における入射光が透過又は拡散透過する領域に入射された励起光照射装置７０からの青色波長帯域光は、蛍光板１０１を透過又は拡散透過し、蛍光板１０１の背面側（換言すれば、右側パネル１４側）に配置された集光レンズ１１５に入射する。

そして、導光光学系１４０は、赤色、緑色、青色波長帯域の光線束を集光させる集光レンズや、各色波長帯域の光線束の光軸を変換して同一の光軸とさせる反射ミラー、ダイクロイックミラー等からなる。具体的には、導光光学系１４０は、第一反射ミラー１４１，集光レンズ１５１，拡散板１５２，第一ダイクロイックミラー１４２，第二反射ミラー１４３，集光レンズ１４６，第三反射ミラー１４９，集光レンズ１４７，集光レンズ１４５，第二ダイクロイックミラー１４８からなる。

第一反射ミラー１４１は、励起光照射装置７０の背面パネル１３側に配置される。この第一反射ミラー１４１は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光の光軸を右側パネル１４方向に９０度変換する。

集光レンズ１５１は、第一反射ミラー１４１の右側パネル１４側に配置される。拡散板１５２は、集光レンズ１５１の右側パネル１４側に配置される。第一反射ミラー１４１により反射された励起光である青色波長帯域光は、集光レンズ１５１により集光されて、拡散板１５２により拡散される。

拡散板１５２を拡散透過する励起光である青色波長帯域光及び蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に、青色及び赤色波長帯域光を透過させ、緑色波長帯域光を反射してこの緑色波長帯域光の光軸を背面パネル１３方向に９０度変換する第一ダイクロイックミラー１４２が配置されている。

また、蛍光板１０１を透過又は拡散透過した青色波長帯域光の光軸上、つまり、集光レンズ１１５と右側パネル１４との間には、青色波長帯域光を反射してこの青色光の光軸を背面パネル１３方向に９０度変換する第二反射ミラー１４３が配置されている。第二反射ミラー１４３の背面パネル１３側には、集光レンズ１４６が配置され、さらにこの集光レンズ１４６の背面パネル１３側には、第三反射ミラー１４９が配置されている。第三反射ミラー１４９の左側パネル１５側には、集光レンズ１４７が配置されている。第三反射ミラー１４９は、第二反射ミラー１４３により反射されて集光レンズ１４６を介して入射される青色波長帯域光の光軸を左側パネル１５側に９０度変換する。

また、第一ダイクロイックミラー１４２の背面パネル１３側には、集光レンズ１４５が配置されている。さらに、集光レンズ１４５の背面パネル１３側であって、集光レンズ１４７の左側パネル１５側には、第二ダイクロイックミラー１４８が配置されている。第二ダイクロイックミラー１４８は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射して左側パネル１５側に９０度光軸を変換し、集光レンズ１４７を介して入射される青色波長帯域光を透過させる。

第一ダイクロイックミラー１４２を透過した赤色波長帯域光の光軸と、この赤色波長帯域光の光軸と一致するように第一ダイクロイックミラー１４２により反射された緑色波長帯域光の光軸は、集光レンズ１４５に入射する。そして、集光レンズ１４５を透過した赤色及び緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８により反射され、光源側光学系１７０の集光レンズ１７３を介してライトトンネル１７５の入射口に集光される。一方、集光レンズ１４７を透過した青色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８を透過して、集光レンズ１７３を介してライトトンネル１７５の入射口に集光される。ここで、ライトトンネル１７５は、スクリーンに照射する画像光のアスペクト比に合わせて、縦断面が横長の長矩形とされている。

光源側光学系１７０は、集光レンズ１７３，導光装置であるライトトンネル１７５，集光レンズ１７８，集光レンズ１７９，照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５により構成されている。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を固定レンズ群２２５及び可動レンズ群２３５に向けて出射するので、投影側光学系２２０の一部ともされている。

ライトトンネル１７５と第二ダイクロイックミラー１４８の間には、ライトトンネル１７５の入射口に光源光を集光する集光レンズ１７３が配置されている。よって、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光は、集光レンズ１７３により集光され、ライトトンネル１７５に入射される。ライトトンネル１７５に入射された光線束は、ライトトンネル１７５により均一な強度分布の光線束とされる。

ライトトンネル１７５の左側パネル１５側の光軸上には、集光レンズ１７８，１７９が配置される。ライトトンネル１７５から出射された光線束は、集光レンズ１７８，１７９を介して照射ミラー１８５に照射され、照射ミラー１８５によりコンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。具体的には、照射ミラー１８５は、表示素子５１の左前方の斜め下方に配置されており、照射ミラー１８５による表示素子５１への光源光の照射は、光軸を上方に向けて斜めに照射される。このとき、照射ミラー１８５により表示素子５１に照射される光源光の照射形状は歪んだ形状となっている。従って、照射ミラー１８５による照射形状を表示素子５１の画像形成面に合わせるため、ライトトンネル１７５は、ライトトンネル１７５の光軸周りに所定の角度αで回転して配置されている（図６参照）。

光源側光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された光源光である光線束は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系２２０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影側光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５、可動レンズ群２３５、固定レンズ群２２５により構成されている。可動レンズ群２３５は、レンズモータにより移動可能に形成される。そして、可動レンズ群２３５及び固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。よって、可動レンズ群２３５を備える固定鏡筒は、可変焦点型レンズとされ、ズーム調整やフォーカス調整が可能に形成される。

このように投影装置１０を構成することで、蛍光板１０１を回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から異なるタイミングで光を出射すると、赤色、緑色及び青色の各波長帯域光が導光光学系１４０を介して集光レンズ１７３及びライトトンネル１７５に順次入射され、さらに光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射されるため、投影装置１０の表示素子５１であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

次に、励起光照射装置７０におけるコリメータレンズ７３の配置について説明する。図４は、励起光照射装置７０を出射方向側（すなわち図３における背面パネル１３側）から見た状態を示す模式図である。前述の通り、各コリメータレンズ７３は、図４において二点鎖線で示す各青色レーザダイオード７１の出射側に配置されている。具体的には、コリメータレンズ７３はホルダ７６の取付孔７６ａに取り付けられている。

ここで、図４において、光軸ＬＣは、励起光照射装置７０から出射される光線束の光軸を示す。各光軸ＢＬＣは、各青色レーザダイオード７１の光軸を示す。各光軸ＣＬＣは、各コリメータレンズ７３の光軸を示す。そして、各コリメータレンズ７３の光軸ＣＬＣは、光軸ＬＣと各光軸ＢＬＣとを結ぶ直線（図４における二点鎖線の直線）を、光軸ＬＣを基準として回転角度θで回転した位置に設定される。従って、各コリメータレンズ７３は、光軸ＬＣと光軸ＢＬＣとを結ぶ直線に対して光軸ＬＣ周りに回転角度θで回転した位置に配置されることとなる。本実施形態においては、全てのコリメータレンズ７３が、光軸ＬＣ周りに回転角度θで回転した位置に配置されている。

次に、図５により、青色レーザダイオード７１からの出射光と、コリメータレンズ７３から出射される光について説明する。図５は図４のＶ−Ｖ断面の模式図である。図に示すように、青色レーザダイオード７１から出射した光は、コリメータレンズ７３により平行光とされ、出射される。このとき、コリメータレンズ７３から出射される出射光の光軸ＣＬＣは、青色レーザダイオード７１の光軸ＢＬＣよりも下方に位置している。一方、図示しないが、図５で示される青色レーザダイオード７１と線対称に位置される青色レーザダイオード７１においては、コリメータレンズ７３から出射される出射光の光軸ＣＬＣは、青色レーザダイオード７１の光軸ＢＬＣよりも上方に位置している。すなわち、図４における複数の青色レーザダイオード７１の出射光のうち、左側の４つの青色レーザダイオード７１の出射光の光軸は、各コリメータレンズ７３により下方にずれ、右側４つの青色レーザダイオード７１の出射光の光軸は、各コリメータレンズ７３により上方にずれることとなる。

このように形成される励起光照射装置７０からの出射光は、導光光学系１４０（図３参照）を介してライトトンネル１７５の入射口に照射される。このときの様子を図６に示す。ここで、実線で示される８個の楕円形は、本実施形態における励起光照射装置７０からの出射光ＢＬ１である。二点鎖線で示される８個の楕円形は、励起光照射装置７０において複数のコリメータレンズ７３を光軸ＬＣ周りに回転角度θで回転させなかった場合の出射光ＢＬ２である。なお、青色レーザダイオード７１は、青色レーザダイオード７１からの出射光の断面楕円形の長軸が上下方向となるように配置されている。

本実施形態においては、前述の通り、励起光照射装置７０において複数のコリメータレンズ７３を、光軸ＬＣを基準として回転角度θで回転させているので、出射光ＢＬ１は、約αの角度で傾斜してライトトンネル１７５の入射口に照射される。従って、出射光ＢＬ１は、二点鎖線で示される出射光ＢＬ２と比べて、ライトトンネル１７５の入射口に合致した入射形状とされている。特に、二点鎖線で示される出射光ＢＬ２の外側の光（例えば出射光ＢＬ２−１，ＢＬ２−２）は、ライトトンネル１７５に入射されない部分が多い。このように、ライトトンネル１７５に入射されない光の部分が多いと、ケラレや色ムラの原因となる。しかしながら、本実施形態の構成によれば、励起光照射装置７０からの出射光ＢＬ１を、傾斜して配置されるライトトンネル１７５の入射口に合わせることができるので、ケラレや色ムラを低減することができる。

なお、出射光ＢＬ１が傾斜するおおよその角度αは、励起光照射装置７０における複数のコリメータレンズ７３の回転角度θと比べて大きくなる。これは、導光光学系１４０における励起光照射装置７０の光路上の複数の集光レンズ等により、青色レーザダイオード７１からの出射光が拡大されるからである。具体的には、例えば、回転角度θが１°以下であるのに対して、角度αは約２０°で設定される。また、ライトトンネル１７５が傾斜する方向（回転方向）と複数のコリメータレンズ７３の回転方向を同じ方向とするか反対の方向とするかは、導光光学系１４０における励起光照射装置７０の光路上の反射ミラーの枚数や集光レンズにより形成される焦点の数により決定される。

次に、励起光照射装置７０の変形例である励起光照射装置７０Ａを図７に示す。励起光照射装置７０Ａは、各コリメータレンズ７３に対して、光軸ＬＣ周りの回転角度を個別に設定したものである。具体的には、回転角度θ１で回転して配置したコリメータレンズ７３が２個、回転角度θ２で回転して配置したコリメータレンズ７３が２個、回転角度θ３で回転して配置したコリメータレンズ７３が４個である。

このように、各コリメータレンズ７３の回転角度θは、個別に設定しても良い。前述の通り、励起光照射装置７０からの出射光の光線束における外側の光が特にライトトンネル１７５の入射口から外れる場合が多いので、外側のコリメータレンズ７３の回転角度を大きくしてコリメータレンズ７３を配置し、光軸ＬＣに近いコリメータレンズ７３は回転角度を小さくして配置する、又は回転させないで配置しても良い。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は以上の実施形態によって限定されることはなく、種々の形態で実施することができる。例えば、本実施形態においては、励起光照射装置７０の青色レーザダイオード７１は、２行４列の合計８個配置したが、これに限られず、２行４列以外の複数行複数列のマトリクス状に配置したり、１行としたり、又は、複数の青色レーザダイオード７１をホルダ７６の長辺方向にずらしたりランダムに配置しても良い。

また、励起光照射装置７０の複数のコリメータレンズ７３は、コリメータレンズアレイとして一体的に形成しても良い。この場合、コリメータレンズアレイを光軸ＬＣ周りに回転角度θで回転して励起光照射装置７０に配置すればよい。

また、本実施形態においては、導光装置としてライトトンネル１７５を用いたが、これに限られず、ガラスロッド等の導光ロッドとすることもできる。

以上の本発明の実施形態によれば、励起光照射装置７０は、複数の半導体発光素子である青色レーザダイオード７１及び各青色レーザダイオード７１からの出射光が入射される複数のコリメータレンズ７３を備える。各コリメータレンズ７３は、複数の青色レーザダイオード７１から出射される光線束の光軸ＬＣと各青色レーザダイオード７１の光軸ＢＬＣとを結ぶ直線に対して光軸ＬＣ周りに、導光装置であるライトトンネル１７５の配置される所定の角度αに対応する角度（回転角度θ）で回転した位置に配置される。

これにより、角度αで傾斜して配置される導光装置であるライトトンネル１７５の入射口に合うように励起光照射装置７０からの光線束の入射形状が形成されるので、投影光のケラレや色ムラを低減することができる。そして、励起光照射装置７０をライトトンネル１７５の傾斜に合わせて傾斜して配置する必要もないので、装置の小型化にも寄与することができる。

また、回転角度θで回転して配置されるコリメータレンズ７３は、励起光照射装置７０から出射される光線束の外側に対応する青色レーザダイオード７１に対して配置される。これにより、傾斜して配置されるライトトンネル１７５の入射口に対して照射し難い光線束の外側の光についても効率的にライトトンネル１７５の入射口に照射することができる。

また、各コリメータレンズ７３の回転角度θは、コリメータレンズ７３毎に設定することもできる。これにより、ライトトンネル１７５の入射口に合った入射形状を容易に形成することができる。

また、全てのコリメータレンズ７３の回転角度θを同一の角度とすることもできる。これにより、コリメータレンズ７３を保持する保持部材等の構成部品について製造し易いものとすることができる。

また、複数のコリメータレンズ７３は、コリメータレンズアレイとして一体的に形成することができる。これにより、多数のコリメータレンズを一度に容易に配置することができるので、製造に掛かるコストを低減することができる。

また、複数の青色レーザダイオード７１は、行及び列をなすよう配置される。これにより、高輝度で小型化に寄与することができる光源装置を提供することができる。

また、ライトトンネル１７５に換えて、ガラスロッド等の導光ロッドとすることもできる。これにより、種々の導光装置を利用することができる。

また、本実施形態においては、半導体発光素子は、青色レーザダイオード７１とされている。これにより、小型で高輝度な光源として励起光照射装置７０を形成することができる。

また、光源装置６０は、光源としての励起光照射装置７０からの出射光を励起光として蛍光光を発光する蛍光発光領域と、光源からの出射光が拡散透過される拡散透過領域とを備える蛍光板１０１を有する蛍光板装置１００を備える。これにより、励起光照射装置７０の出射光を光源光及び励起光として利用することができる。

また、励起光照射装置７０は青色波長帯域光を出射し、蛍光板装置１００は蛍光光とされる緑色波長帯域光を出射し、赤色光源装置１２０は赤色波長帯域光を出射する。これにより、ケラレや色ムラを低減させることができ、３色光源を備える光源装置６０を提供することができる。

また、投影装置１０は、光源装置６０と、表示素子５１と、投影側光学系２２０と、投影装置制御部とにより形成した。これにより、投影光のケラレや色ムラを低減しつつ小型に形成することができる光源装置６０を備える投影装置１０を提供することができる。

また、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］光が入射される矩形の入射口を備えて光軸周りに対して所定の角度で回転して配置される導光装置と、
複数の半導体発光素子、及び前記複数の半導体発光素子から出射される光線束の光軸と各前記半導体発光素子の光軸とを結ぶ直線に対して前記複数の半導体発光素子から出射される光線束の光軸周りに前記導光装置の配置される所定の角度に対応する角度で回転した位置に配置されて各前記半導体発光素子からの出射光が入射される複数のコリメータレンズ、を備える光源と、
を有することを特徴とする光源装置。
［２］前記複数のコリメータレンズは、前記光源から出射される光線束の外側に対応する前記複数の半導体発光素子に対して配置されること特徴とする前記［１］に記載の光源装置。
［３］各前記コリメータレンズの前記角度は、前記コリメータレンズ毎に設定されることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の光源装置。
［４］各前記コリメータレンズの前記角度は同一であることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の光源装置。
［５］前記複数のコリメータレンズは、コリメータレンズアレイとして一体的に形成されることを特徴とする前記［４］に記載の光源装置。
［６］前記複数の半導体発光素子は、行及び列をなすよう配置されることを特徴とする前記［１］乃至前記［５］の何れか記載の光源装置。
［７］前記導光装置は、導光ロッド又はライトトンネルであることを特徴とする前記［１］乃至前記［６］の何れか記載の光源装置。
［８］前記半導体発光素子は、レーザダイオードであることを特徴とする前記［１］乃至前記［７］の何れか記載の光源装置。
［９］前記光源からの出射光を励起光として蛍光光を発光する蛍光発光領域と前記光源からの出射光が透過する透過領域とを備える蛍光板を有する蛍光板装置を備えることを特徴とする前記［１］乃至前記［８］の何れか記載の光源装置。
［１０］前記光源は青色波長帯域光を出射し、
前記蛍光板装置の前記蛍光発光領域は緑色波長帯域光を出射し、
赤色波長帯域光を出射する赤色光源装置を備えることを特徴とする前記［９］に記載の光源装置。
［１１］前記［１］乃至前記［１０］の何れか記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と、前記光源装置を制御する投影装置制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。

１０ 投影装置 １１ 上面パネル
１２ 正面パネル １３ 背面パネル
１４ 右側パネル １５ 左側パネル
１６ 下面パネル １７ 吸排気孔
２１ 入出力コネクタ部 ２２ 入出力インターフェース
２３ 画像変換部 ２４ 表示エンコーダ
２５ ビデオＲＡＭ ２６ 表示駆動部
３１ 画像圧縮／伸長部 ３２ メモリカード
３５ Ｉｒ受信部 ３６ Ｉｒ処理部
３７ キー／インジケータ部 ３８ 制御部
４１ 光源制御回路 ４３ 冷却ファン駆動制御回路
４５ レンズモータ ４７ 音声処理部
４８ スピーカ ５１ 表示素子
６０ 光源装置 ７０ 励起光照射装置
７０Ａ 励起光照射装置 ７１ 青色レーザダイオード
７３ コリメータレンズ ７６ ホルダ
７６ａ 取付孔 ８０ 緑色光源装置
８１ ヒートシンク １００ 蛍光板装置
１０１ 蛍光板 １１０ モータ
１１１ 集光レンズ群 １１５ 集光レンズ
１２０ 赤色光源装置 １２１ 赤色光源
１２５ 集光レンズ群 １３０ ヒートシンク
１４０ 導光光学系 １４１ 第一反射ミラー
１４２ 第一ダイクロイックミラー １４３ 第二反射ミラー
１４５ 集光レンズ １４６ 集光レンズ
１４７ 集光レンズ １４８ 第二ダイクロイックミラー
１４９ 第三反射ミラー １５１ 集光レンズ
１５２ 拡散板 １７０ 光源側光学系
１７３ 集光レンズ １７５ ライトトンネル
１７８ 集光レンズ １７９ 集光レンズ
１８５ 照射ミラー １９０ ヒートシンク
１９５ コンデンサレンズ ２２０ 投影側光学系
２２５ 固定レンズ群 ２３５ 可動レンズ群
２４１ 制御回路基板 ２６１ 冷却ファン
２６２ 冷却ファン

Claims (9)

1. 一面に行及び列をなすようマトリクス状に配置される複数の半導体発光素子から成る半導体発光素子群と、
   前記複数の半導体発光素子の各々と対応して配置される複数のコリメータレンズから成るコリメータレンズ群と、
   を備える光源と、
   光が入射される矩形の入射面を備え、前記入射面が前記光源から出射される光線束の光軸を中心に所定の角度回転して配置される導光装置と、
   を有し、
   前記複数の半導体発光素子のうちの前記光線束の外側に対応する前記半導体発光素子に対して配置される前記コリメータレンズは、前記コリメータレンズの光軸が、前記コリメータレンズと対応する前記半導体発光素子の光軸に対して、前記光線束の光軸を中心に前記所定の角度以下の角度だけ回転した位置になるように配置されていることを特徴とする光源装置。
2. 前記複数のコリメータレンズの各前記コリメータレンズの前記角度は、前記コリメータレンズ毎に設定されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記複数のコリメータレンズの各前記コリメータレンズの前記角度は同一であることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
4. 前記複数のコリメータレンズは、コリメータレンズアレイとして一体的に形成されることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記導光装置は、導光ロッド又はライトトンネルであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか記載の光源装置。
6. 前記半導体発光素子は、レーザダイオードであることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか記載の光源装置。
7. 前記光源からの出射光を励起光として蛍光光を発光する蛍光発光領域と前記光源からの出射光が透過する透過領域とを備える蛍光板を有する蛍光板装置を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか記載の光源装置。
8. 赤色波長帯域光を出射する赤色光源装置を備え、
   前記光源は青色波長帯域光を出射し、
   前記蛍光板装置の前記蛍光発光領域は緑色波長帯域光を出射することを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
9. 請求項１乃至請求項８の何れか記載の光源装置と、
   前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
   前記表示素子から出射された前記画像光を被投影対象物に投影する投影光学系と、
   前記表示素子と前記光源装置とを制御する投影装置制御部と、
   を有することを特徴とする投影装置。
   

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