JP7522971B2 - 投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、投写型映像表示装置に関する。

例えば半導体レーザ、発光ダイオードなどの固体発光素子の技術革新に伴い、映像表示や照明の分野において、従来のランプ技術をベースとする光源から、ＬＥＤや半導体レーザといった半導体技術をベースとする光源への光源シフトが進んでいる。瞬時点灯できないことや光源寿命の短さといった従来課題が解決され、映像を投射するプロジェクタ用光源においても、これら固体光源を用いることが提案され、同時に照明と融合したプロジェクタなど、新しい用途への展開が進んでいる。

例えば特許文献１で提案されるプロジェクタにおいては、励起光源を兼ねて半導体レーザで構成される青色レーザ光源と回転基板に蛍光体を塗布した蛍光体ホイールを用い、白色光源を得るプロジェクタにおいて、映像光と照明光と、双方に求められる波長スペクトルを一つのプロジェクタで両立するために、用途に合わせて蛍光体ホイールを切り替える提案がされている。

また、特許文献２で提案されるプロジェクタにおいては、映像光と照明光と、双方に求められる照明分布を一つのプロジェクタで両立するため、照明光学系を切り替える構成が提案されている。

特開２０１５－０９０４０３号公報 特開２０１６－１８４０６７号公報

コンテンツを表示する映像光と、物体を照らす照明光とでは、それぞれに求められる光の質は異なる。例えば映像光においては、映像面内において均一な照度分布で輝度ムラが無く、かつ、映像を表現する色の三原色において各色の色度座標が所望の値（色純度）を満たしていることが求められる。一方、照明光においては、照明範囲内において中心から外縁に向かって緩やかな照度変化であることが求められ、かつ、被照明物の色を正確に表現できるように可視光範囲において比較的ブロードなスペクトルで高い演色性を備えることが求められる。

従来技術に係るプロジェクタにおいて、映像と照明を共用した提案がなされているが、映像用途を中心に光学設計され、照度分布は映像として階調を表現することで照明に似せ、演色性については映像光で表現できるものに限定されるという課題があった。

上記課題に対し、特許文献１では、映像光用と照明光用で発光スペクトルの異なる複数の蛍光体ホイール構造をプロジェクタに備え、励起光の光路切り替えで蛍光発光スペクトルを変更して投写することで、照明利用における演色性を改善する方法が開示されている。また、特許文献２では、照明使用時に照明光の分布を変えるための光学素子を抜き差しして切り替えることで、照度分布を変える方法が開示されている。

しかしながらこれら開示の方法では、照明として求められる、演色性と照度分布の何れか一方しか改善することができず、また、改善素子を別途設ける必要があるため、装置自体が大型化してしまうという課題がある。

本開示の目的は上記課題に鑑み、従来技術に比較して小型の構成でありながら、映像光と照明光と、双方に求められる演色性と照度分布を両立できる投写型映像表示装置を提供することにある。

本開示の第１の態様に係る投写型映像表示装置は、白色光を生成して第１の光軸に出射する光源部と、第２の光軸上に設けられる照明部であって、前記白色光を所定の色光に分光し、前記色光の照度分布を均一化する照明部と、映像信号に従って前記照明部により均一化された色光を変調する表示素子と変調された色光を含む映像光を第３の光軸に出射して投写する投写レンズとを含む映像生成部と、前記白色光の反射と透過を選択的に切り替える少なくとも１つの光路切替手段と、前記白色光を所望の照明範囲に広げて照明光として投写する拡散光学系を含む光拡散部と、前記光路切替手段を制御して、前記映像光と照明光との出射を切り替える制御部とを備える。

本開示の第２の態様に係る投写型映像表示装置は、白色光を生成して第１の光軸に出射する光源部と、第２の光軸上に設けられる照明部であって、前記白色光を所定の色光に分光し、前記色光の照度分布を均一化する照明部と、映像信号に従って前記照明部により均一化された色光を変調する表示素子と変調された色光を含む映像光を第３の光軸に出射して投写する投写レンズとを含む映像生成部とを備える。前記第１の光軸と、前記第２の光軸と、前記第３の光軸とは、互いに実質的に平行であり、かつ、前記第１の光軸と前記第３の光軸における光の進行方向と、前記第２の光軸における光の進行方向が互いに反対である。

従って、本開示の構成によれば、映像光と照明光に求められる波長スペクトルと照明分布を、従来技術に比較して小型の構成で両立可能な投射型映像表示装置を実現できる。

実施の形態１に係る投写型映像表示装置の外観例を示す斜視図 図１の投写型映像表示装置の映像光利用時の内部構成を示す平面図 図１の投写型映像表示装置の照明光利用時の内部構成を示す平面図 図２の蛍光体ホイールの構成例を示す側面図 図４Ａの蛍光体ホイールの構成例を示す正面図 図２のカラーフィルタホイールの構成例を示す側面図 図５Ａのカラーフィルタホイールの構成例を示す正面図 映像光の照度分布例を示すグラフ 広範囲の照明光の照度分布例を示すグラフ 狭範囲の照明光の照度分布例を示すグラフ 映像光と照明光の波長スペクトルの一例を示すスペクトル図 実施の形態２に係る投写型映像表示装置の構成例を示す平面図 実施の形態３に係る投写型映像表示装置の構成例を示す平面図 実施の形態４に係る投写型映像表示装置の構成例を示す平面図 図１０の投写型映像表示装置の構成例を示す側面図 図１０の蛍光体ホイールの構成例を示す側面図 図１０の蛍光体ホイールの構成例を示す正面図 図２の投写型映像表示装置において、映像光を利用するときの蛍光体ホイール、カラーフィルタホイール及びＤＭＤの色信号毎の処理タイミングの一例を示すタイミングチャート 実施の形態１に係る投写型映像表示装置において、照明光を利用するときの蛍光体ホイール等の色信号毎の処理タイミングの一例を示すタイミングチャート

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。

また、以下、本開示の実施の形態に係る投写型映像表示装置の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［実施の形態１］
以下において、実施の形態１に係る投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。

（投写型映像表示装置の概要）
図１は実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００の外観例を示す斜視図である。

図１において、投写型映像表示装置１００は、光出射口として映像光を光軸３４上で出射する投写レンズ３３と、照明光を光軸４４上で出射する照明レンズ４３とを含む外装筐体１１０１を、ジョイント部１１０２を介してライトレール１１０３に接続することにより構成される。ここで、投写レンズ３３と照明レンズ４３は、外装筐体１１０１の光出射面側の実質的に同一面内に、映像光の光軸３４と照明光の光軸４４が互いに実質的に平行となるように配置される。

投写レンズ３３からの映像光は所定のスクリーン（又は被写体）において、映像光の映像表示範囲３５で表示され、照明レンズ４３からの照明光は、照明光の照明範囲４５で照明される。ここで、映像光の映像表示範囲３５と、照明光の照明範囲４５は、少なくとも一部が重なって照明されており、本実施の形態では、映像表示範囲３５は照明範囲４５より広く、かつ、照明範囲４５が映像表示範囲３５に含まれる。

図２は図１の投写型映像表示装置１００の映像光利用時の内部構成を示す平面図である。図２を用いて、投写型映像表示装置１００の内部構成を説明する。

図２において、投写型映像表示装置１００は、白色光を生成する光源部１０と、光源部１０から出射した白色光を所定の色光に分光して、かつ、照度分布を均一化する照明部２０と、照明部２０からの色光を映像信号に従って変調して映像光をスクリーン（又は被写体）に拡大投写する映像生成部３０とを備えて構成される。投写型映像表示装置１００は、映像信号に従って照明光を変調する、１つの空間変調素子３２（例えば、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ））を搭載した投写型映像表示装置である。

（光源部の構成）
光源部１０は、光源１１を備える。この光源１１はレーザ光源である半導体レーザ１１Ａと、コリメータレンズ１１Ｂとを備えて構成される。ここで半導体レーザ１１Ａは、固体光源の一例である。

半導体レーザ１１Ａは、ＲＧＢの三原色（Ｒ：赤色、Ｇ：緑色、Ｂ：青色）の中で最も発光効率の高い青色のレーザ光（例えば、波長４５５ｎｍ）を出射する。半導体レーザ１１Ａは、高出力の基準光を得るため、複数個がマトリックス状に配置されたアレイ光源１１Ｃとして構成される。図示しないが、このアレイ光源１１Ｃの背面側には強制空冷のためのヒートシンクを備える。各半導体レーザ１１Ａの出射側に配置されたコリメータレンズ１１Ｂは、半導体レーザ１１Ａの出射光を互いに実質的に平行な光に集光する。

光源１１より出射した青色のレーザ光は、集光レンズ１２によって集光されながら重畳した後、拡散板１３を透過し、励起光として蛍光体ホイール５０上の蛍光体５３に照射される。拡散板１３は、光源１１の輝度分布を均一化するとともに、光の干渉性を低減させる機能を有している。蛍光体ホイール５０については詳細後述する。

蛍光体ホイール５０からは、透明基板５１を透過するレーザ光と、レーザ光が照射された蛍光体が発する蛍光が得られる。すなわち、光源１１を出射する青色レーザ光は、映像光の青色画像を生成するとともに、蛍光体ホイール５０で蛍光体５３に蛍光を発光させる励起光である。そして、蛍光体５３は、光源１１より入射する励起光により、励起光とは異なる波長帯を有する蛍光を発光する。蛍光体ホイール５０を出射する励起光及び蛍光は、レンズ１４Ａ、レンズ１４Ｂで構成されるコリメータレンズ群で実質的に平行光化されて、光源部１０の光軸１９に出射される。

図４Ａは図２の蛍光体ホイール５０の構成例を示す側面図であり、図４Ｂは図４Ａの蛍光体ホイール５０の構成例を示す正面図である。ここで、図４Ａ及び図４Ｂを用いて、蛍光体ホイール５０の構成について以下に説明する。

すなわち、図４Ａは図２の＋Ｙ方向から見た蛍光体ホイール５０の側面断面図であり、図４Ｂは図４Ａの左側（図２の＋Ｚ方向）から見た蛍光体ホイール５０の正面図である。蛍光体ホイール５０は、図４Ａに示すように、透明基板５１と、蛍光体５３と、モータ５４とを備えて構成される。モータ５４は、円盤形状の透明基板５１を回転軸５０Ａで回転駆動する。

透明基板５１は円盤形状を有し、例えば、熱伝導率の高いサファイア基板で構成される。透明基板５１の光入射面側（非蛍光体形成面）には反射防止膜５２Ａを有し、光出射面（蛍光体形成面）には励起光である青色光を透過して、励起光とは異なる波長領域の光を反射するダイクロイック膜５２Ｂを備える。また、ダイクロイック膜５２Ｂの表面には、図４Ｂに示すように、円環状に蛍光体領域５３Ａ、蛍光体領域５３Ｂ、透過領域５３Ｃが設けられる。

蛍光体領域５３Ａには、波長約４５５ｎｍの青色光の励起によって主波長が約５７０ｎｍの黄色の光を発光する蛍光体が、透明基板５１に対して、透明基板５１の回転軸５０Ａを中心とする円環状の一部の領域である扇形形状の範囲に塗布される。黄色蛍光体としては、例えば、Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋である。

蛍光体領域５３Ｂには、波長約４５５ｎｍの青色光の励起によって主波長が約５５０ｎｍの緑色の光を発光する蛍光体が、透明基板５１に対して、透明基板５１の回転軸５０Ａを中心とする円環状の一部の領域である扇形形状の範囲に塗布される。緑色蛍光体としては、例えば、Ｌｕ_３Ａｌ_５Ｏ_１２：Ｃｅ^３＋である。

透過領域５３Ｃは、蛍光体を塗布しない領域であり、励起光が波長を変えることなく透過する。なお、透過領域５３Ｃには、好ましくは、透過光を拡散する、透明の拡散剤が塗布される。拡散剤としては、例えば、金属酸化物や透明樹脂の粉末である。

励起光である青色光は、蛍光体ホイール５０に図４Ａの右側（－Ｚ方向）から入射して、反射防止膜５２Ａを透過して透明基板５１に入射し、更に、ダイクロイック膜５２Ｂを透過し、蛍光体ホイール５０の回転位置に応じて蛍光体領域５３Ａ、蛍光体領域５３Ｂ、透過領域５３Ｃを順次照射する。よって、光源部１０は、黄色蛍光と、緑色蛍光と、励起光である青色光とが、時分割に出射される白色光源部を構成する。

（照明部の構成）
図２に示すように、照明部２０は、光路切替手段である可動式ミラー２１と、ミラー２２Ａと、レンズ２３Ａと、カラーフィルタホイール６０と、レンズ２３Ｂと、フライアイインテグレータ２４と、重畳レンズ２５と、ミラー２２Ｂと、集光レンズ２６とを備えて構成される。レンズ１４Ａ、レンズ１４Ｂで実質的に平行光化された白色光は、光路切替手段である可動式ミラー２１、ミラー２２Ａで光路を１８０度反転して、照明部の光軸２９に備えるレンズ２３Ａによりカラーフィルタホイール６０に集光される。カラーフィルタホイール６０で所望の色光にトリミングされた光は、レンズ２３Ｂで再度平行光化されて、フライアイインテグレータ２４を構成する第１のフライアイレンズ２４Ａ、第２のフライアイレンズ２４Ｂに入射し、重畳レンズ２５、ミラー２２Ｂと、集光レンズ２６を介して、映像生成部３０に備える表示素子であるＤＭＤ３２へ、照度分布が均一になるように照明される。

図５Ａは図２のカラーフィルタホイール６０の構成例を示す側面図であり、図５Ｂは図５Ａのカラーフィルタホイール６０の構成例を示す正面図である。ここで、カラーフィルタホイール６０について、図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。ここで、図５Ａは図２の＋Ｙ方向から見たカラーフィルタホイール６０の側面図であり、図５Ｂは図５Ａの右側（＋Ｚ方向）から見たカラーフィルタホイール６０の正面図である。

カラーフィルタホイール６０は、図５Ａに示すように、透明基板６１と、モータ６４とを備えて構成される。モータ６４は、円盤状の透明基板６１を回転軸６０Ａで回転駆動する。透明基板６１は、円盤状をした透明基板であり、例えば、可視全域にわたって高透過のガラス基板で構成される。

透明基板６１の光入射面には、入射する光の一部の波長帯域を反射して、所望の色光を実現するための、所望の波長領域の光を透過するダイクロイック膜６２が形成される。ダイクロイック膜６２はカラーフィルタ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃを備える。透明基板６１の光出射面には反射防止膜６３が形成される。ここで、ダイクロイック膜６２は、カラーフィルタにおける反射膜の一例である。

カラーフィルタホイール６０は、図５Ｂに示すように、４つのセグメントを有している。第１のセグメントであるカラーフィルタ６２Ａ及び第３のセグメントであるカラーフィルタ６２Ｃは、波長４８０ｎｍより長い可視の波長領域において高透過し、かつ、波長４８０ｎｍ以下の短い可視の波長領域において高反射する特性を有するカラーフィルタ（ダイクロイック膜）によって構成されている。

また、第２セグメントであるカラーフィルタ６２Ｂは、波長６００ｎｍより長い可視の波長領域において高透過、かつ、波長６００ｎｍ以下の短い可視の波長領域において高反射のカラーフィルタ（ダイクロイック膜）によって構成されている。カラーフィルタ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃは、入射する光の一部の波長帯域を反射してカットし、所望の色光を実現するための所望の波長領域の光を透過する、トリミングを行う。

さらに、第４セグメントである光拡散領域６２Ｄは、入射光を拡散する光拡散機能を有し、例えば、透明基板６１の表面に多数の微小なレンズアレイで構成された拡散板である。各セグメントは、透明基板６１の回転軸６０Ａを中心とする扇形になるように形成されている。なお、カラーフィルタホイール６０は、１枚の透明基板に局所的に複数種類のカラーフィルタと拡散面が一括に形成されている構成、または、扇形形状をした各種フィルタと拡散板が並べて配列され固定される一体化構成である。ここで、蛍光体ホイール５０とカラーフィルタホイール６０とは、同じ回転数で同期して回転制御される。ここで、カラーフィルタ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃは、蛍光体ホイール５０からの光の波長領域の一部をカットして所望の色光にトリミングするカラーフィルタ板の一例である。

蛍光体ホイール５０における蛍光体領域５３Ａから出射される黄色蛍光は、カラーフィルタホイール６０におけるカラーフィルタ６２Ａ及びカラーフィルタ６２Ｂに入射するように、回転制御が調整される。よって、蛍光体領域５３Ａの角度と、カラーフィルタ６２Ａ及びカラーフィルタ６２Ｂの角度の和は、同一になるように設定されている。

蛍光体領域５３Ａを出射した黄色蛍光は、カラーフィルタ６２Ａを透過する場合には、波長４８０ｎｍ以下の短い波長の可視光を反射して、波長４８０ｎｍより長い波長の可視光を透過して、黄色光を生成する。蛍光体領域５３Ａを出射した黄色蛍光は、カラーフィルタ６２Ｂを透過する場合には、波長６００ｎｍ以下の短い波長の可視光を反射して、波長６００ｎｍより長い波長の可視光を透過して、赤色光を生成する。

蛍光体ホイール５０における蛍光体領域５３Ｂから出射される緑色蛍光は、カラーフィルタホイール６０におけるカラーフィルタ６２Ｃに入射するように、回転制御が調整される。よって、蛍光体領域５３Ｂの角度と、カラーフィルタ６２Ｃの角度は、同一になるように設定されている。蛍光体領域５３Ｂを出射した緑色蛍光は、カラーフィルタ６２Ｃを透過する場合には、波長４８０ｎｍ以下の短い波長の可視光を反射して、波長４８０ｎｍより長い波長の可視光を透過して、緑色光を生成する。

蛍光体ホイール５０における透過領域５３Ｃを透過する励起光は、カラーフィルタホイール６０における光拡散領域６２Ｄに入射するように、回転制御が調整される。よって、透過領域５３Ｃの角度と、光拡散領域６２Ｄの角度は、同一になるように設定されている。光拡散領域５２Ｄを透過した励起光は、光拡散領域６２Ｄで拡散して、青色光を生成する。

（映像生成部の構成）
図２において、映像生成部３０は、照明部２０から照射される光を受けて映像を生成して表示する。映像生成部３０は、図２に示すように、全反射プリズム３１と、空間変調素子である１枚のＤＭＤ３２と、ＤＭＤで変調された映像光を、映像生成部の光軸３９に沿って、図示しないスクリーン又は被写体へ拡大投写する投写レンズ３３とを備えて構成される。

（投写型映像表示装置の全体構成）
図２において、投写型映像表示装置１００は、光軸１９に白色光を出射する光源部１０と、光軸２９に備えられた照明部２０と、光軸３９に映像光を出射する映像生成部３０と、光軸４４に照明光を出射する光拡散部４０とで構成される。光軸１９と光軸２９と光軸３９とは、互いに実質的に平行であり、かつ、それぞれの光軸における光の進行方向が、光軸１９と光軸３９は同一ベクトルであり、対して光軸２９は反対のベクトルとなるよう、光路が折り曲げられている。ここで、光軸１９と光軸４４とは実質的に同一であり、光軸３９と光軸３４とは実質的に同一である。

また、光軸１９のベクトルの折り曲げ部分に、光路切替手段である可動式ミラー２１を設けることで、映像光の光軸３４と、照明光の光軸４４が互いに実質的に平行となる。

（光路切替手段の構成）
図３は図１の投写型映像表示装置の照明光利用時の内部構成を示す平面図である。

図２及び図３において、光路切替手段である可動式ミラー２１は、白色光を反射するミラー２１Ａと、ミラー２１Ａを、位置２１Ｐ（図２）と位置２１Ｑ（図３）との間でスライド方向２１Ｄにスライドして可動させるモータ２１Ｂと、スライド機構２１Ｃと、スライド機構２１Ｃのモータ２１Ｂの動作を制御する制御回路２１Ｎとを備えて構成される。

蛍光体ホイール５０を出射した励起光及び蛍光は、レンズ１４Ａ及びレンズ１４Ｂで互いに実質的に平行光化されて、レンズ１４Ｂの出射側に備える可動式ミラー２１に入射する。可動式ミラー２１がレンズ１４Ｂの正面に配置される場合（位置２１Ｐ）には、図２に示すように、励起光及び蛍光はミラー２１Ａで反射して、映像生成部３０を介して、投写レンズ３３より映像光として拡大投写される。

可動式ミラー２１がモータ２１Ｂの駆動によりレンズ１４Ｂの正面に無い場合（位置２１Ｑ）には、図３に示すように、励起光及び蛍光は直進して、光拡散部４０に入射し、光拡散部４０の照明レンズ４３により照明光として拡大照明される。

（光拡散部の構成）
図３において、光拡散部４０は、照明部２０から照射される光を拡散集光して照明光を出射する。光拡散部４０は、拡散素子４２と、拡散素子４２で照度分布を調整した照明光を図示しないスクリーン又は被写体へ照明する照明レンズ４３とを備えて構成される。

拡散素子４２は、例えば、ガラスの表面に微小なレンズアレイを有する拡散板であり、蛍光体ホイール５０を出射して、レンズ１４Ａ、レンズ１４Ｂにより実質的に平行光化された、略ガウシアン分布である、励起光及び蛍光で構成される白色光の面内強度分布を調整する。

図６Ａは映像光の照度分布例を示すグラフであり、図６Ｂは広範囲の照明光の照度分布例を示すグラフであり、図６Ｃは狭範囲の照明光の照度分布例を示すグラフである。

例えば、図６Ｂに示すように、所定値以上の広い範囲を照明する場合には、拡散角度の大きい拡散板により光の強度分布を平坦化する。例えば、図６Ｃに示すように、所定値未満の狭い範囲を照明する場合には、拡散角度の小さい拡散板により中心の光の強度分布を強くする。なお、拡散素子４２を構成する拡散板は、１つの仕様が予め備えられる構成だけではなく、用途によってユーザが交換可能な構成や、筐体内部に複数仕様の拡散板を供えて電気的に挿抜して入れ替える構成であってもよい。また、好ましくは、拡散素子４２の入射側に、照明光の演色性を改善する高演色変換光学素子４１を備える。

高演色変換光学素子４１は、例えば、励起光によって演色性を改善する色光を発光する蛍光フィルタであり、光入射面側に反射防止膜を、光出射面側に励起光によって黄色蛍光体よりも長波長側（主波長が約５９０ｎｍの橙～赤色光）の蛍光を発光する蛍光発光層を備える。演色性を改善した照明光の波長スペクトルを示す後述の図７の７００Ｃに示すように、入射する励起光の一部を蛍光に変換することで、波長スペクトル分布を平坦化して、演色性を、入射光に比較して高めるように改善する。

すなわち、高演色変換光学素子４１は、例えば、特定の波長帯域の透過率を調整するダイクロイックフィルタであり、励起光である青色帯域を含む短波長側の透過率を小さくすることで、図７の７００Ｃに示すように、波長スペクトル分布を平坦化して、入射光に比較して演色性を高めるように改善する。

なお、高演色変換光学素子４１は、１つの仕様が予め備えられる構成だけではなく、用途によってユーザが交換可能な構成や、筐体内部に複数仕様の高演色変換光学素子４１を供えて電気的に挿抜して入れ替える構成であってもよい。

（映像光と照明光の照度分布と波長スペクトル）
図６Ａ～図６Ｃ及び図７を用いて、映像光と照明光の照度分布と波長スペクトルについて説明する。

図６Ａ～図６Ｃは、映像光と照明光の照度分布の一例を示した図である。図６Ａは、映像光の照度分布を示し、映像表示範囲３５の面内において、ほぼ均一な照度分布をなる。図６Ｂは、照明光の、広い範囲を照明する場合の照度分布を示し、照明範囲４５の面内において、中心付近が最も明るく、中心から円周に向けて、なだらかな照度変化を有する分布となる。図６Ｃは、照明光の、狭い範囲を照明する場合の照度分布を示し、照明範囲４５の面内において、中心付近が最も明るく、中心から円周に向けて、急激な照度変化を有する分布となる。

図７は映像光と照明光の波長スペクトルの一例を示すスペクトル図である。図７において、７００Ａは、映像光の波長スペクトルである。映像光は、映像の三原色であるＲ、Ｇ、Ｂの色純度を高く保つために、各色光が独立したピークを持つ波長スペクトル形状であり、各色（例えば各主波長は、Ｒ：６００ｎｍ、Ｇ：５５０ｎｍ、Ｂ：４５５ｎｍ）の隙間となるシアン（Ｃｙ）、黄色（Ｙ）の光は用いられず、カットされる。７００Ｂは、照明光の波長スペクトルである。本実施の形態では、可動式ミラー２１に入射する白色光である。励起光である青色レーザ光と、黄色及び緑色蛍光が重畳された波長スペクトルであり、特に蛍光成分について、連続した波長スペクトルとなる。７００Ｃは、演色性を改善した照明光の波長スペクトルである。本実施の形態では、高演色変換光学素子４１により、黄色蛍光よりも長波長側の光を増大させ、又は、青色レーザ光をカットして、照明光の波長スペクトルを平坦化する。

（白色光の生成）
図２及び図３において、光源部１０は、励起光である青色光と、蛍光体ホイール５０で励起された黄色蛍光と、緑色蛍光とが、時分割に重畳して、白色光を構成する。ここで、白色光の重畳周期は、カラーフィルタホイール６０とＤＭＤ３２とを同期して制御され、１枚の空間変調素子であるＤＭＤ３２における、Ｒ、Ｇ、Ｂの映像信号変調のタイミングに合わせて、映像光をＤＭＤ３２へ照明し、変調された映像光を投写レンズ３３で拡大投写する。

ここで、白色光を照明光として利用する場合には、蛍光体ホイール５０を出射した白色光を直接使用する。よって、白色光の重畳周期は蛍光体ホイール５０のみで決定され、好ましくは、照明光を利用する場合の重畳周期は、映像光を利用する場合の重畳周期よりも短い（青色光、黄色蛍光、緑色蛍光の時分割タイミングが速い）ことが望ましい。これについて、以下に説明する。

図１３Ａは図２の投写型映像表示装置において、映像光を利用するときの蛍光体ホイール５０、カラーフィルタホイール６０及びＤＭＤ３２の色信号毎の処理タイミングの一例を示すタイミングチャートである。また、図１３Ｂは実施の形態１に係る投写型映像表示装置において、照明光を利用するときの蛍光体ホイール５０等の色信号毎の処理タイミングの一例を示すタイミングチャートである。

映像光として利用する場合、図１３Ａに示すように、ＤＭＤ３２の映像表示タイミングに合わせて、蛍光体ホイール５０及びカラーフィルタホイール６０が連動するように制御される。これにより、ＤＭＤ３２の表示速度で決定され、時分割表示のカラーブレイクが見える。

照明光として利用する場合、図１３Ｂに示すように、時分割点灯に関係する要素は蛍光体ホイール５０のみとなり、蛍光体ホイール５０の回転速度で白色光へ重畳するタイミングが決定される。これにより、高速駆動が可能であって、カラーブレイクを回避できる。

（効果）
以上説明したように、本実施の形態によれば、光源部１０と、照明部２０と、映像生成部３０の光軸を平行に配置し、ミラーで畳んだ光学構成とすることで、光学系のフットプリントを最小化し、小型化が可能となる。また、光の進行方向を変える反射部分に反射と透過を切り替える光路切替手段である可動式ミラー２１を設け、透過光路上に光拡散部４０と照明レンズを備えることで、小型かつ簡易な構成で、映像光の投写と照明光の照射とを両立して切り替える投写型映像表示装置を実現できる。

さらに、光拡散部４０に拡散素子４２を備えることで、映像光に影響なく、照明範囲における照度分布を制御できる。また、光拡散部４０に高演色変換光学素子４１を備えることで、映像光とは独立して、照明光の波長スペクトル分布を制御し、演色性の高い照明光を実現できる。

本実施の形態に係る投写型映像表示装置では、照明に必要な白色光を、投写型映像表示装置の光源部１０から直接出射するため、映像光を生成するための照明部２０におけるレンズやカラーフィルタ、映像生成部３０における表示素子であるＤＭＤ３２や投写レンズ３３による、光損失の影響の無い照明光の提供が可能となり、高効率、かつ、高輝度な照明が実現できる。

また、照明光を出射する場合の、白色光の重畳周期を短くすることで、時分割照明によるカラーブレイクを軽減した照明を実現できる。

［実施の形態２］
図８は実施の形態２に係る投写型映像表示装置１１０の構成例を示す平面図である。以下において、図２と同一の構成部分には同一の符号を付して、実施の形態１との相違点について主に説明する。

実施の形態１は、光源部の光軸と、照明部の光軸と、映像生成部の光軸が、互いに実質的に平行に配置され、半導体レーザ光源である励起光で、透明基板を用いた透過型の蛍光体ホイールを励起して蛍光を得る例であった。図８の実施の形態２では、光源としてＲ、Ｇ、Ｂの発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた例であり、かつ、光源部の光軸と、照明部の光軸は実質的に平行であり、対して映像生成部の光軸が垂直に配置されたＬＥＤ光源プロジェクタの例について説明する。

（光源部の構成）
図８において、光源部１０１は、赤色光を出射する赤色ＬＥＤ１１１Ｒと、緑色光を出射する緑色ＬＥＤ１１１Ｇと、青色光を出射する青色ＬＥＤ１１１Ｂと、各ＬＥＤの出射光を実質的に平行光化するレンズ１２１Ｒ、レンズ１２１Ｇ、レンズ１２１Ｂと、赤色光を反射して緑色光と青色光を透過するダイクロイックミラー１３１と、緑色光を反射して青色光を透過するダイクロイックミラー１４１とを備えて構成される。

なお、図示しないが、赤色ＬＥＤ１１１Ｒと緑色ＬＥＤ１１１Ｇと青色ＬＥＤ１１１Ｂの背面側には、強制空冷のためのヒートシンクを備え、映像光を生成する各々のＬＥＤは、映像信号に応じて時分割に点灯される。

図８において、青色ＬＥＤ１１１Ｂを出射した青色光は、レンズ１２１Ｂで実質的に平行光化されてダイクロイックミラー１４１を透過する。また、緑色ＬＥＤ１１１Ｇを出射した緑色光は、レンズ１２１Ｇで実質的に平行光化されてダイクロイックミラー１４１で反射される。これにより、青色光と緑色光が重畳される。重畳された青色光と緑色光はダイクロイックミラー１３１を透過する。また、赤色ＬＥＤ１１１Ｒを出射した赤色光は、レンズ１２１Ｒで実質的に平行光化されてダイクロイックミラー１３１で反射する。これにより、青色光と緑色光と赤色光が重畳されて、実質的に平行光化された白色光となって、光源部１０１の光軸１９１に出射される。

（照明部の構成）
図８において、照明部２０１は、光路切替手段である可動式ミラー２１１と、レンズ２２１と、ロッドインテグレータ２３１と、レンズ２４１と、集光レンズ２５１とを備えて構成される。光源部１０１を出射する実質的に平行光化された白色光は、レンズ２２１により、照明部の光軸２９１に備えるロッドインテグレータ２３１へ集光されて入射し、照度分布を均一化されて、ロッドインテグレータ２３１の出射側に備えるレンズ２４１で実質的に平行光化された後、集光レンズ２５１を介して、映像生成部３０１に備える表示素子であるＤＭＤ３２１へ、照度分布が均一になるように照明される。

ここで、詳細後述する可動式ミラー２１１は、レンズ２２１の入射側に備えられ、光源部１０１を出射した実質的に平行光である白色光が入射するよう、配置される。

（映像生成部の構成）
図８において、映像生成部３０１は、照明部２０１から照射される光を受けて映像を生成して表示する。全反射プリズム３１１と、空間変調素子である１枚のＤＭＤ３２１と、ＤＭＤで変調された映像光を、映像生成部の光軸３９１に沿って、図示しないスクリーン又は被写体へ拡大投写する投写レンズ３３１とを備えて構成される。

（投写型映像表示装置の全体構成）
図８において、投写型映像表示装置１１０は、光軸１９１に白色光を出射する光源部１０１と、光軸２９１に備えられた照明部２０１と、光軸３９１に映像光を出射する映像生成部３０１とで構成され、光軸１９１と光軸２９１は互いに実質的に平行、かつ、光軸３９１は光軸２９１に対して垂直になるように、光路が折り曲げられている。

（光路切替手段の構成）
図８において、光路切替手段である可動式ミラー２１１は、白色光を反射するミラー２１１Ａと、ミラー２１１Ａの反射面を図８のＹＺ平面に垂直な状態から、ＹＺ平面に平行な状態に跳ね上げて可動させるモータ２１１Ｂと、跳ね上げ機構２１１Ｃと、モータ２１１Ｂ及び跳ね上げ機構２１１Ｃの動作を制御する制御回路２１１Ｎとを備えて構成される。ここで、光源部１０１を出射した実質的に平行光化された赤色光、緑色光、青色光は、可動式ミラー２１１に入射する。

可動式ミラー２１１が跳ね上げてＹＺ平面に平行な状態に配置される場合には、赤色光、緑色光、青色光は直進してレンズ２２１に入射し、照明部２０１、映像生成部３０１と介して、投写レンズ３３１より、映像光の光軸３４１に沿って、映像光として拡大投写される。一方、可動式ミラー２１１がＹＺ平面に垂直な状態に配置される場合には、赤色光、緑色光及び青色光はミラー２１１Ａにより反射された後、光拡散部４０に入射し、光拡散部４０の照明レンズ４３により、照明光の光軸４４１に沿って、照明光として拡大照明される。

以上説明したように、光路切替手段である可動式ミラー２１１で、光軸１９１に出射する白色光を、互いに実質的に垂直に折り曲げることで、映像光の光軸３４１と、照明光の光軸４４１が実質的に平行となる。

（白色光の生成）
図８において、光源部１０１は、赤色光を出射する赤色ＬＥＤ１１１Ｒと、緑色光を出射する緑色ＬＥＤ１１１Ｇと、青色光を出射する青色ＬＥＤ１１１Ｂとが、重畳して白色光を構成する。ここで、映像光を生成する場合、本実施の形態では１枚の空間変調素子であるＤＭＤ３２１における、Ｒ、Ｇ、Ｂの映像信号変調のタイミングに合わせて、赤色光、緑色光、青色光を時分割、かつ、色順次に点灯する。

ここで、白色光を照明光として利用する場合には、白色光の時分割点灯の周期は、各色ＬＥＤの点灯制御のみで決定され、好ましくは、照明光を利用する場合の点灯周期は、映像光を利用する場合の点灯周期よりも短い（赤色光、緑色光、青色光の時分割タイミングが速い）ことが望ましい。これについては、図１３Ａ及び図１３Ｂと同様である。

また、各色ＬＥＤの点灯順序は、色順次以外にも、各色を同時点灯としてもよい。さらに、各色ＬＥＤは時分割点灯以外にも、常時点灯としてもよい。またさらに、各色ＬＥＤの点灯パルス幅は、照明光の色温度に応じて変更してもよい。

（効果）
以上説明したように、本実施の形態によれば、照明部２０１に白色光の進行方向を変える可動式ミラー２１１を設け、照明光を映像光の投写方向に反射することで、簡易な構成で、映像光の投写と照明光の照射とを両立して切り替える投写型映像表示装置を実現できる。

また、白色光源に、個別点灯制御可能な光源を用いる場合において、光源の点灯制御を映像光用途の場合と、照明光用途の場合とで、異なる制御とすることで、照明光の色見など、光の質を調整できる。

［実施の形態３］
図９は実施の形態３に係る投写型映像表示装置２１０の構成例を示す平面図である。以下において、図２と同一の構成部分には同一の符号を付して、実施の形態１との相違点について主に説明する。

実施の形態１は、空間変調素子として１枚のＤＭＤ３２を用いた例であり、かつ、蛍光体ホイール５０として透明基板５１を用いた、透過型蛍光体方式であった。これに対して、図９の実施の形態３では、表示素子として３枚の空間変調素子であるＬＣＤ３５２Ｒ、３５２Ｇ、３５２Ｂ（以下、総称してＬＣＤ３５２という。）を用いた３板式の液晶プロジェクタの例について説明する。

（光源部の構成）
図９において、光源部１０２は、青色半導体レーザのアレイ配列である光源１１と、アフォーカル光学系を構成するレンズ１１２Ａ、１１２Ｂと、波長板１２２と、ダイクロイックミラー１３２と、拡散板１４２と、コリメータレンズ系を構成するレンズ１５２Ａ、１５２Ｂと、蛍光体ホイール５０２と、波長板１６２と、集光レンズ１７２と、反射型拡散板１８２とを備えて構成される。

光源１１より出射した実質的に平行光化した青色光は、アフォーカル光学系を構成するレンズ１１２Ａと１１２Ｂによって重畳すると同時に光束幅を縮小され、λ／２波長板である波長板１２２に入射する。波長板１２２は、透過光の偏光を回転させる光学素子であり、光軸回りの波長板１２２の回転角により、直線偏光である光源１１を出射した青色光のＰ偏光とＳ偏光の偏光割合を調整する。

波長板１２２でＰ偏光成分に分光された青色光は、ダイクロイックミラー１３２を透過して、拡散板１４２とコリメータレンズ系であるレンズ１５２Ａとレンズ１５２Ｂを介して、蛍光体ホイール５０２に集光して照射される。ここで、ダイクロイックミラー１３２は、Ｐ偏光の青色光を透過し、Ｓ偏光の青色光と青色光よりも長波長の黄色光を反射する、色分離合成ミラーである。

蛍光体ホイール５０２は、金属基板５１２と、反射層５２２と、蛍光体５３２と、モータ５４２とを備えて構成される、反射型の蛍光体ホイールである。ここで、金属基板５１２は、円盤状をした円形基板であり、例えば、熱伝導率の高いアルミで構成される。金属基板５１２の表面には、反射層５２２を備え、更にその表面には、円環状に蛍光体５３２が設けられる。

ここで、蛍光体５３２は励起光である青色光によって黄色蛍光を発光する黄色蛍光体であり、黄色蛍光は、励起光によって全方向に発光する。反射層５２２は、入射光を反射する反射層であり、全方向に発光する黄色蛍光を反射して、蛍光体ホイール５０２の出射側へ導く。反射層は、例えば、アルミの上に蒸着した銀（Ａｇ）反射膜や、拡散反射率の大きい酸化チタン（ＴｉＯ_２）を塗布した白色反射膜である。

励起光である青色光は、蛍光体ホイール５０２に入射して、蛍光体５３２を照射する。蛍光体５３２で発光した蛍光は、反射層５２２で反射して、反射層５２２に入射しない成分とともに、青色光の入射方向に出射する。蛍光体ホイール５０２を出射した蛍光は、ダイクロイックミラー１３２で反射される。

波長板１２２でＳ偏光成分に分光された青色光は、ダイクロイックミラー１３２で反射した後、λ／４波長板である波長板１６２を透過し、集光レンズ１７２を介して、反射型拡散板１８２に集光して照射される。Ｓ偏光成分である青色光は、反射型拡散板１８２で拡散して反射され、波長板１６２を２回透過することで偏光を９０度回転してＰ偏光となり、ダイクロイックミラー１３２を透過する。ダイクロイックミラー１３２を反射した黄色蛍光と、ダイクロイックミラー１３２を透過した青色光は、重畳されて白色光となり、光源部１０２の光軸１９２に出射される。

（照明部の構成）
図９において、照明部２０２は、光路切替手段である可動式ミラー２１２と、フライアイインテグレータ２２２と、偏光変換素子２３２と、重畳レンズ２４２とを備えて構成される。光源部１０２から入射する実質的に平行光化された白色光は、照明部の光軸２９２に配置されたフライアイインテグレータ２２２を構成する第１のフライアイレンズ２２２Ａと、第２のフライアイレンズ２２２Ｂと、偏光変換素子２３２により、偏光方向を互いに平行するように揃えられ、重畳レンズ２４２により照度分布を均一化して、映像生成部３０２の空間変調素子であるＬＣＤ３５２に照明される。

ここで、可動式ミラー２１２は、フライアイインテグレータ２２２の入射側に備えられ、光源部１０２を出射した実質的に平行光である白色光が入射するように配置される。

（映像生成部の構成）
図９において、映像生成部３０２は、照明部２０２から照射される白色光を受けて、映像を生成して表示する。照明部２０２の重畳レンズ２４２を出射した白色光は、赤色光を反射して分離するダイクロイックミラー３１２Ｒ、緑色光を反射して分離するダイクロイックミラー３１２Ｇを介して、所定の赤色光、緑色光、青色光に分離される。

ダイクロイックミラー３１２Ｒで反射された赤色光は、ミラー３２２Ｒ、レンズ３３２Ｒ、入射側偏光版３４２Ｒを介して、赤色ＬＣＤ３５２Ｒで映像光に変調されて、出射側偏光版３６２Ｒを通して、色合成プリズム３７２に導かれる。ダイクロイックミラー３１２Ｒを透過して、ダイクロイックミラー３１２Ｇで反射された緑色光は、レンズ３３２Ｇ、入射側偏光版３４２Ｇを介して、緑色ＬＣＤ３５２Ｇで映像光に変調されて、出射側偏光版３６２Ｇを通して、色合成プリズム３７２に導かれる。ダイクロイックミラー３１２Ｒ、３１２Ｇを透過した青色光は、ミラー３２２ＢＡ、ミラー３２２ＢＢ、レンズ３３２Ｂ、入射側偏光版３４２Ｂを介して、青色ＬＣＤ３５２Ｂで映像光に変調されて、出射側偏光版３６２Ｂを通して、色合成プリズム３７２に導かれる。

さらに、映像光に変調された、赤色光、緑色光、青色光は、色合成プリズム３７２で色合成されて、映像生成部の光軸３９２に沿って、投写レンズ３８２で、図示しないスクリーン又は被写体へ拡大投写する。

（投写型映像表示装置の全体構成）
図９において、投写型映像表示装置２１０は、光軸１９２に白色光を出射する光源部１０２と、光軸２９２に備えられた照明部２０２と、光軸３９２に映像光を出射する映像生成部３０２とで構成され、光軸１９２と光軸２９２は互いに実質的に平行、かつ、光軸３９２は光軸２９２に対して垂直になるよう、光路が折り曲げられている。

（光路切替手段の構成）
図９において、光路切替手段である可動式ミラー２１２は、実施の形態１に示す可動式ミラー２１と同様に、白色光を反射するミラー２１２Ａを、制御回路２１２Ｎの制御のもとでモータ２１２Ｂとスライド機構２１２Ｃにより、位置２１２Ｐ、２１２Ｑの間でスライド方向２１２Ｄにスライドして、白色光の光路を切り替える。

可動式ミラー２１２が光軸１９２上に配置されない場合（位置２１２Ｑ）には、白色光は直進してフライアイインテグレータ２２２に入射し、照明部２０２、映像生成部３０２を介して、投写レンズ３８２より、映像光の光軸３９２に沿って、映像光として拡大投写される。一方、可動式ミラー２１１が光軸１９２上に配置される場合（位置２１２Ｐ）には、白色光はミラー２１２Ａで反射して、光拡散部４０に入射し、光拡散部４０の照明レンズ４３により、照明光の光軸４４２に沿って、照明光として拡大照明される。

以上説明したように、光路切替手段である可動式ミラー２１２で、光軸１９２に出射する白色光を、互いに実質的に垂直に折り曲げることで、映像光の光軸３９２と、照明光の光軸４４２が実質的に平行となる。

（効果）
以上説明したように、本実施の形態によれば、照明部２０２に白色光の進行方向を変える可動式ミラー２１２を設け、照明光を映像光の投写方向に反射することで、簡易な構成で、映像光の投写と照明光の照射とを両立して切り替える投写型映像表示装置を実現できる。

［実施の形態４］
図１０は実施の形態４に係る投写型映像表示装置３１０の構成例を示す平面図であり、図１１は図１０の投写型映像表示装置３１０の構成例を示す側面図である。以下において、図２と同一の構成部分には同一の符号を付して、実施の形態１との相違点について主に説明する。

実施の形態１は、同一平面内に光学系を配列して、小型化を実現する投写型映像表示装置の例であった。これに対して、図１０及び図１１の実施の形態４では、３つの光軸を立体的に構成することで、更なる小型化を実現する構成について説明する。ここで、図１０は＋Ｘ方向から見た平面図であり、図１１は－Ｙ方向から見た側面図である。

（投写型映像表示装置の構成）
図１０において、投写型映像表示装置３１０は、光軸１９３に白色光を出射する光源部１０３と、光軸２９３に備えられた照明部２０３と、光軸３９３に映像光を出射する映像生成部３０３と、光軸４４に照明光を出射する光拡散部４０とを備えて構成される。ここで、光軸１９３と光軸４４とは実質的に同一であり、光軸３９３と光軸３４とは実質的に同一である。また、光軸１９３のベクトルの折り曲げ部分に、光路切替手段である可動式ミラー２１を設けることで、映像光の光軸３４と、照明光の光軸４４が互いに実質的に平行となる。

光軸１９３と、光軸２９３と、光軸３９３とは、互いに実質的に平行であり、かつ、それぞれの光軸における光の進行方向が、光軸１９３と光軸３９３は同一ベクトルであり、光軸２９３は反対のベクトルとなるよう、光路が折り曲げられている。さらに、光軸１９３と光軸２９３とで作る平面に対し、光軸３９３は、同一平面上に配置されず、その平面と平行に配置されるように、光軸２９３から、ミラー２２３Ｂ、プリズム３１３によって、光路が折り曲げられる。

（光源部及び照明部の構成）
実施の形態１では、光源部１０における蛍光発光光源として蛍光体ホイール５０と、照明部２０において所望の色光を生成するフィルタとしてカラーフィルタホイール６０が、用いられた。これに対して、本実施の形態では、蛍光体ホイール５０の機能と、カラーフィルタホイール６０の機能を一体化した、蛍光体ホイール５０３を用いる。

ここで、蛍光体ホイール５０３について、図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて説明する。図１２Ａは、図１０の－Ｙ方向から見た蛍光体ホイール５０３の側面断面図であり、図１２Ｂは、図１２Ａの左側（図１０の＋Ｚ方向）から見た蛍光体ホイール５０３の正面図である。

図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて、蛍光体ホイール５０３は、透明基板５１３と蛍光体５３３とモータ５４３とを備えて構成される。蛍光体ホイール５０３はモータ５４３により回転軸５０３Ａで回転駆動される。透明基板５１３は蛍光体５３３への光の入射側に反射防止膜５２３Ａを備え、光出射面の蛍光体５３３が塗布される外周側には、励起光である青色光を透過して、その他の波長の光を反射するダイクロイック膜５２３Ｂを備える。また、その内周側には、カラーフィルタホイールと同じ機能を実現するため、波長４８０ｎｍより長い可視の波長領域において高透過、かつ、波長４８０ｎｍ以下の短い可視の波長領域において高反射の特性を有するカラーフィルタ（ダイクロイック膜）６２Ａ、６２Ｃと、波長６００ｎｍより長い可視の波長領域において高透過し、かつ、波長６００ｎｍ以下の短い可視の波長領域において高反射するカラーフィルタ６２Ｂと、入射光を拡散する光拡散機能を有する光拡散領域６２Ｄとを備える。

蛍光体ホイール５０３は、光源部１０３における蛍光発光部として外周部の蛍光体５３３を利用し、かつ、照明部２０３の色トリミング部として約１８０度反転した位置にてカラーフィルタを利用する。

（光路切替手段の構成）
光路切替手段である可動式ミラー２１が光軸１９３上に配置される場合（位置２１Ｐ）は、光源部１０３から出射した白色光はミラー２１Ａ、２２３Ａで反射され、照明部２０３の光軸２９３に沿って進み、レンズ２３Ａにより蛍光体ホイール５０３の内周側のカラーフィルタ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ及び光拡散領域６２Ｄに集光される。白色光はカラーフィルタ６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ及び光拡散領域６２Ｄで所望の色光に分光され、レンズ２３Ｂ、フライアイインテグレータ２４、重畳レンズ２５を通過した後、ミラー２２３Ｂで反射されて＋Ｘ方向に進み、集光レンズ２６を介して、映像生成部３０３のプリズム３１３に入射する。プリズム３１３に入射した光は＋Ｚ方向に折り曲げられてＤＭＤ３２に入射し、ＤＭＤ３２により変調され、光軸３９３に沿って進み、投写レンズ３３より、映像光として拡大投写される。

一方、可動式ミラー２１が光軸１９３上に無い場合（位置２１Ｑ）には、光源部１０３からの励起光及び蛍光は直進して、光拡散部４０に入射し、光拡散部４０の照明レンズ４３により照明光として拡大照明される。

（効果）
以上説明したように、本実施の形態によれば、光源部１０３と、照明部２０３と、映像生成部３０３の光軸を平行に配置し、かつ、立体的に配置することで、光学系のフットプリントを最小化し、プロジェクタ筐体の小型化が実現できる。

また、光源部１０３と、照明部２０３とを、平行、かつ、隣り合わせて配置することで、蛍光体発光と所望の色光にトリミングする機能を、蛍光体ホイール５０３のみで機能させて、部品削減による小型化と低コスト化を実現できる。

本開示は、映像を拡大して投写する投写型映像表示装置に広く適用可能である。

１００、１１０、２１０、３１０ 投写型映像表示装置
１０、１０１、１０２、１０３ 光源部
１１、１１１ 光源
１９、１９１、１９２、１９３ 光源部の光軸
２０、２０１、２０２、２０３ 照明部
２１、２１１、２１２ 可動式ミラー
２１Ａ、２１１Ａ、２１２Ａ ミラー
２１Ｂ、２１１Ｂ、２１２Ｂ モータ
２１Ｃ、２１２Ｃ スライド機構
２１１Ｃ 跳ね上げ機構
２１Ｄ、２１２Ｄ スライド方向
２１Ｎ、２１１Ｎ、２１２Ｎ 制御回路
２９、２９１、２９２、２９３ 照明部の光軸
３０、３０１、３０２、３０３ 映像生成部
３２ 空間変調素子
３３、３３１、３８２ 投写レンズ
３５ 映像表示範囲
３５２、３５２Ｒ、３５２Ｇ、３５２Ｂ ＬＣＤ
３９、３９１、３９２、３９３ 映像生成部の光軸
４０ 光拡散部
４１ 高演色変換光学素子
４４、４４１、４４２ 光拡散部の光軸
４５ 照明範囲
５０、５０１、５０２、５０３ 蛍光体ホイール
６０ カラーフィルタホイール
１１０１ 外装筐体
１１０２ ジョイント部
１１０３ ライトレール

Claims (9)

1. 白色光を生成して第１の光軸に出射する光源部と、
   第２の光軸上に設けられる照明部であって、前記白色光を所定の色光に分光し、前記色光の照度分布を均一化する照明部と、
   映像信号に従って前記照明部により均一化された色光を変調する表示素子と、変調された色光を含む映像光を第３の光軸に出射して投写する投写レンズとを含む映像生成部と、
   前記白色光の反射と透過を選択的に切り替える少なくとも１つの光路切替手段と、
   前記白色光を所望の照明範囲に広げて照明光として投写する拡散光学系を含む光拡散部と、
   前記光路切替手段を制御して、前記映像光と照明光との出射を切り替える制御部とを備え、
   前記第２の光軸と前記第３の光軸とは、互いに実質的に平行である、
   投写型映像表示装置。
2. 前記映像生成部から出射する前記映像光の光軸と、前記光拡散部から出射する前記照明光の光軸とは、互いに実質的に平行である、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
3. 前記照明光による照明範囲と、前記映像光による映像表示範囲は、少なくとも一部が重なる、請求項２に記載の投写型映像表示装置。
4. 前記光拡散部は、入射する励起光によって主波長が約５９０ｎｍの蛍光を出力し、前記白色光の演色性を高める蛍光フィルタを備える、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
5. 前記光源部から出射する前記白色光は、複数の色光を時分割に重畳した重畳光であり、前記照明光を出射するときの重畳周期は、前記映像光を出射するときの重畳周期よりも短い、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
6. 前記第１の光軸と、前記第２の光軸と、前記第３の光軸とは、互いに実質的に平行であり、かつ、前記第１の光軸と前記第３の光軸における光の進行方向と、前記第２の光軸における光の進行方向が互いに反対である、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
7. 前記第１の光軸と前記第２の光軸及び前記第３の光軸の少なくとも一方とは、光の進行方向が互いに垂直である、請求項１に記載の投写型映像表示装置。
8. 白色光を生成して第１の光軸に出射する光源部と、
   第２の光軸上に設けられる照明部であって、前記白色光を所定の色光に分光し、前記色光の照度分布を均一化する照明部と、
   映像信号に従って前記照明部により均一化された色光を変調する表示素子と、変調された色光を含む映像光を第３の光軸に出射して投写する投写レンズとを含む映像生成部と、を備え、
   前記第１の光軸と、前記第２の光軸と、前記第３の光軸とは、互いに実質的に平行であり、かつ、前記第１の光軸と前記第３の光軸における光の進行方向と、前記第２の光軸における光の進行方向が互いに反対である、投写型映像表示装置。
9. 前記第１の光軸と、前記第２の光軸と、前記第３の光軸のうちの、いずれか２つの光軸が作る平面に対して、前記２つの光軸以外の１つの光軸が、前記平面とは異なる平面に配置される、請求項８に記載の投写型映像表示装置。

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