(57)【要約】【課題】赤色、緑色、青色の固体光源からのスペックルノイズを解消しつつ、小型で広色域な光源装置、及び投写型表示装置を提供する。【解決手段】光源装置は、赤色レーザ光源３３、緑色レーザ光源３９、及び青色レーザ光源４５と、赤反射のダイクロイックミラー４８と小型な青反射のダイクロイックミラー４９と、レーザ光源のレーザ光のスペックルノイズと輝度むらを低減する回転拡散板５７と、回転拡散板の前後に配置した複数の拡散板５３、５８とを備え、投写型表示装置は、かかる光源装置を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青、緑、赤のそれぞれの色光を出射する固体光源と、
前記固体光源からの色光を合成する複数のダイクロイックミラーと、
前記複数のダイクロイックミラーで合成された合成光が入射する第１の拡散板と、
前記第１の拡散板からの前記合成光が集光および発散する位置に配置される動的拡散板と、
を備えた光源装置。
【請求項２】
前記動的拡散板からの発散光が入射する第２の拡散板を、さらに備える、請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記複数のダイクロイックミラーは、平行光が入射する赤反射もしくは緑反射のダイクロイックミラーと、集光光が入射する青反射のダイクロイックミラーで構成された、請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
前記青反射のダイクロイックミラーは、膜厚分布型のダイクロイックミラーである、請求項３記載の光源装置。
【請求項５】
前記動的拡散板は、ガラス基板の表面に微細な凹凸形状を円周状に形成した円形拡散板と前記円形拡散板を回転させるモーターとを備えた回転拡散板である、請求項１記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の拡散板は、ガラス基板上にマイクロレンズアレイを形成した拡散板である、請求項１記載の光源装置。
【請求項７】
前記青の色光を出射する固体光源は、青色半導体レーザである、請求項１記載の光源装置。
【請求項８】
前記緑の色光を出射する固体光源は、緑色半導体レーザである、請求項１記載の光源装置。
【請求項９】
前記赤の色光を出射する固体光源は、赤色半導体レーザである、請求項１記載の光源装置。
【請求項１０】
前記固体光源を出射する色光が、直線偏光の光である、請求項１記載の光源装置。
【請求項１１】
前記動的拡散板を出射する光が、直線偏光の光である、請求項１記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項１記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を集光する照明光学系と、
前記照明光学系からの光で照明され、映像信号に応じて画像を形成する画像形成素子と、
前記画像形成素子で形成された画像を拡大投写する投写レンズと、
を備える、投写型表示装置。
【請求項１３】
前記画像形成素子が液晶パネルである、請求項１２記載の投写型表示装置。
【請求項１４】
前記画像形成素子がミラー偏向型のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）である、請求項１２記載の投写型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、照明光で照射される画像形成素子により形成される画像を、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ミラー偏向型のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）や液晶パネルのライトバルブを用いた投写型表示装置の光源として、長寿命である半導体レーザや発光ダイオードなどの固体光源を用いた光源装置が多数開示されている。その中で、青色、緑色、赤色の固体光源を用いた広色域で高効率な光源装置が開示されている。
【０００３】
可干渉性の高いレーザ光を用いてスクリーン上に画像を形成した時にスペックルノイズを生じるが、特許文献１ではこのスペックルノイズを回転可能な拡散板により解消する技術が開示されている。また、特許文献２には、他のスペックルノイズの解消手段として、複数の拡散度合を変化させる高分子分散パネルを複数用いた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２０８０８９号公報
【特許文献２】国際公開第２００７／１１６９３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、スペックルノイズと微小な輝度むらを解消しつつ、広色域で小型、高輝度な光源装置、及び投写型表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の投写型表示装置の光源装置は、青、緑、赤のそれぞれの色光を出射する固体光源と、固体光源からの色光を合成する複数のダイクロイックミラーと、複数のダイクロイックミラーで合成された合成光が入射する第１の拡散板と、第１の拡散板からの合成光が集光および発散する位置に配置される動的拡散板と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、青色、緑色、赤色の固体光源と、固体光源からの集光光を合成する小型なダイクロイックミラーと、動的拡散板と動的拡散板の前に配置した第１の拡散板により、スペックルノイズと微小な輝度むらを解消しつつ、広色域で小型、高輝度な光源装置が構成できる。このため、広色域で、小型、高輝度な投写型表示装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１における光源装置の構成図
【図２】実施の形態１におけるダイクロイックミラーの分光特性と光源スペクトル特性を示す図
【図３】実施の形態１における回転拡散板の構成図
【図４】実施の形態２における投写型表示装置の構成図
【図５】実施の形態３における投写型表示装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は本開示の実施の形態１にかかる光源装置６０の構成図である。
【００１１】
赤色レーザ光源３３は、赤色固体光源である赤色半導体レーザ３０とコリメートレンズ３１と放熱板３２から構成される。緑色レーザ光源３９は、緑色固体光源である緑色半導体レーザ３６とコリメートレンズ３７と放熱板３８から構成される。青色レーザ光源４５は、青色固体光源である青色半導体レーザ４２とコリメートレンズ４３と放熱板４４から構成される。
【００１２】
また、光源装置６０は、ヒートシンク３４、４０、４６、赤反射のダイクロイックミラー４８、青反射のダイクロイックミラー４９、コンデンサレンズ５０、５１、５２、５９、拡散板５３、５８、円形拡散板５５とモーター５６で構成された動的拡散板である回転拡散板５７、反射ミラー５４を備える。図１には、半導体レーザ光源から出射する各光束３５、４１、４７の様相と、赤反射のダイクロイックミラー４８、青反射のダイクロイックミラー４９へ入射および出射する光の偏光方向を示している。拡散板５３は第１の拡散板に相当し、拡散板５８は第２の拡散板に相当する。
【００１３】
赤色レーザ光源３３は、２４個（６×４）を正方配置した赤色半導体レーザ３０とコリメートレンズ３１を放熱板３２上に一定の間隔で２次元状に配置したものである。赤色半導体レーザ３０は、６３２ｎｍから６４８ｎｍの波長幅で赤の色光を発光し、直線偏光の光を出射する。赤色半導体レーザ３０を出射した光は対応するコリメートレンズ３１により、それぞれ集光され平行な光束３５に変換される。光束３５群は赤反射のダイクロイックミラー４８に入射し反射する。ヒートシンク３４は赤色レーザ光源３３を冷却するためのものである。
【００１４】
緑色レーザ光源３９は、２４個（６×４）を正方配置した緑色半導体レーザ３６とコリメートレンズ３７を放熱板３８上に一定の間隔で２次元状に配置したものである。緑色半導体レーザ３６は、５１７ｎｍから５３３ｎｍの波長幅で緑の色光を発光し、直線偏光の光を出射する。緑色半導体レーザ３６を出射した光は対応するコリメートレンズ３７により、それぞれ集光され平行な光束４１に変換される。光束４１群は赤反射のダイクロイックミラー４８に入射し透過する。緑色、赤色半導体レーザ３０、３６から出射する偏光は赤反射のダイクロイックミラー４８の入射面に対してＳ偏光となるように、各色の半導体レーザを配置している。ヒートシンク４０は緑色レーザ光源３９を冷却するためのものである。
【００１５】
青色レーザ光源４５は、８個（２×４）を正方配置した青色半導体レーザ４２とコリメートレンズ４３を放熱板４４上に一定の間隔で２次元状に配置したものである。青色半導体レーザ４２は、赤色、緑色の半導体レーザに対して、単一の半導体レーザの光出力や発光効率が高く、また、所望の白色光色度に必要な青色の光出力は小さいため、１／３以下の半導体レーザ個数で構成している。
【００１６】
青色半導体レーザ４２から出射する偏光は青反射のダイクロイックミラー４９の入射面に対してＳ偏光となるように、半導体レーザを配置している。ヒートシンク４６は青色レーザ光源４５を冷却するためのものである。
【００１７】
青色半導体レーザ４２は、４４７ｎｍから４６２ｎｍの波長幅で青の色光を発光し、直線偏光の光を出射する。青色半導体レーザ４２を出射した光は、対応するコリメートレンズ４３により、それぞれ集光され平行な光束４７に変換される。光束４７群はコンデンサレンズ５１に入射する。
【００１８】
赤反射のダイクロイックミラー４８で合成された赤色レーザ光と緑色レーザ光はコンデンサレンズ５０に入射する。コンデンサレンズ５０は入射する平行光を約±１２度の集光する光に変換する。コンデンサレンズ５０を透過した光は青反射のダイクロイックミラー４９に入射し透過する。一方、青色レーザ光はコンデンサレンズ５１で集光する光に変換された後、青反射のダイクロイックミラー４９に入射し反射する。
【００１９】
図２に、赤反射のダイクロイックミラーと青反射のダイクロイックミラーの分光透過率特性を示す。図２には、青色、緑色、赤色のレーザ光の相対強度スペクトルも示している。
【００２０】
赤反射のダイクロイックミラー４８は、入射角が４５度となる配置で緑色レーザ光を９６％以上で透過し、赤色レーザ光を９８％以上で反射する特性である。透過率が５０％となる半値波長は緑色レーザ光の主波長５２５ｎｍと赤色レーザ光の主波長６４０ｎｍの中間の波長である５８３ｎｍとしている。
【００２１】
青反射のダイクロイックミラー４９は、入射角が４５度となる配置で、赤色レーザ光と緑色レーザ光を９６％以上で透過し、青色レーザ光を９８％以上で反射する特性である。透過率が５０％となる半値波長は青色レーザ光の主波長４６５ｎｍと緑色レーザ光の主波長５２５ｎｍの中間の波長である４９５ｎｍとしている。
【００２２】
赤色レーザ光と緑色レーザ光の赤反射のダイクロイックミラーへの入射角は４５度である。これに対して、青色レーザ光は集光光となって青反射ダイクロイックミラーに入射し、その入射角は４５度±１２度である。
【００２３】
このため、青反射のダイクロイックミラー４９の分光透過率特性は入射角に応じて、−２０から＋２０ｎｍ程度で波長シフトする。しかしながら、青色レーザ光と緑色レーザ光との主波長の差が６０ｎｍのため、各レーザ光に対して透過率および反射率特性の低下はない。
【００２４】
青反射のダイクロイックミラーへの入射角の変化がさらに大きく、レーザ光の透過率および反射率低下を招くような場合には、入射角が変化しても半値波長が一定となる膜厚分布型のダイクロイックミラーを用いる。
【００２５】
青反射のダイクロイックミラー４９を透過、反射した各レーザ光は、コンデンサレンズ５２に入射する。コンデンサレンズ５２は、コンデンサレンズ５０、５１と組み合わせて、各レーザ光が回転拡散板５７の近傍で集光するように、そのレンズ形状を決めている。コンデンサレンズ５２を透過したレーザ光は、拡散板５３で拡散された後、反射ミラー５４で反射し、回転拡散板５７に入射する。拡散板５３はガラス基板上に形成された微細なマイクロレンズをアレイ状に形成して拡散面を構成したものであり、入射する光を拡散する。マイクロレンズ形状とすることにより、フッ酸などの溶液を用いて、ガラス表面を微細な凹凸形状に加工する化学処理の拡散板よりも、最大拡がり角度を低減で拡散損失を低減できる。拡散光の最大強度の５０％となる半値角度幅である拡散角度は略６度と小さく、偏光特性を保持する。光強度がピーク強度に対して１３．５％となる直径をスポット径と定義すると、スポット径が３ｍｍ〜５ｍｍのスポット光に重畳され、回転拡散板５７に入射する。拡散板５３はそのスポット光の径が所望のスポット径となるよう光を拡散させている。
【００２６】
図３は、回転拡散板の構成を示しており、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図を示す。円形拡散板５５はモーター５６との密着性が高い接合面を設けるため平滑面領域６２を設けている。
【００２７】
回転拡散板５７は、ガラス基板上の表面に微細な凹凸形状を円周状に形成した拡散領域６１が設けられた円形拡散板５５と中央部にモーター５６を備えたものであり、回転制御が可能である。回転拡散板５７は１０，８００ｒｐｍ程度まで高速に回転可能な拡散板である。
【００２８】
拡散領域には化学処理の拡散板を用い、拡散角は略１２度で、偏光特性を維持する。化学処理の拡散板はガラス基板への両面形成も可能であり、マイクロレンズアレイの拡散板よりも、拡散角を大きくできるとともに、大型サイズの拡散板が比較的安価に構成できる。化学処理の拡散板は最大拡がり角が大きくなるが、コンデンサレンズ５９で効率よく、集光できる。拡散面を回転することにより、レーザ光に起因するスクリーン上でのランダムな干渉パターンが時間的、空間的に高速変動して、スペックルノイズを解消することができる。また、拡散板５３と回転拡散板５７により、レーザ光源の微小な発光サイズと発光数に起因する微小な輝度むらも低減することができる。
【００２９】
回転拡散板５７で拡散した光はレーザ光の性質に起因するスペックルノイズがほぼ解消された光となり、拡散板５８に入射する。拡散板５８は、ガラス基板上にマイクロレンズアレイを形成した拡散板であり、拡散角度は略６度であり、偏光特性を維持する。拡散板５８により、さらに拡散されるため、レーザ光源の微小な発光サイズと発光点数に起因する輝度むらを解消することができる。拡散板５３、回転拡散板５７、拡散板５８はいずれも光が集光光もしくは発散光となる位置に配置している。集光光もしくは発散光の位置に配置することにより、拡がった光であってもコンデンサレンズ５９で効率よく集光できる、また、拡散板５３、回転拡散板５７、拡散板５８を小型に配置できるため、安価で小型な光源装置が構成できる。拡散板５８を透過した光は、コンデンサレンズ５９で集光され、略平行光に変換される。
【００３０】
コンデンサレンズ５９は、回転拡散板５７近傍のスポット光を平行光となるように、形状を決めている。赤色、緑色、青色のレーザ光源からコンデンサレンズ５９までの光学素子は偏光特性を維持するため、コンデンサレンズ５９からの出射光はＳ偏光の光を出射する。
【００３１】
赤反射のダイクロイックミラー４８を緑反射のダイクロイックミラーとして、緑色レーザ光源と赤色レーザ光源の配置を変更してもよい。
【００３２】
赤反射のダイクロイックミラー４８には平行光が入射する構成を示したが、赤色レーザ光源、緑色レーザ光源から出射する光をコンデンサレンズで集光光にして、集光光が赤反射のダイクロイックミラーに入射するように配置して、ダイクロイックミラーを小型化してもよい。
【００３３】
拡散板５３、５８はマイクロレンズアレイの拡散板を用いて説明したが、集光効率はやや低下するが、安価な化学処理の拡散板を用いてもよい。
【００３４】
回転拡散板５７の円形拡散板５５は、化学処理の拡散板を用いて説明したが、高価となるが、マイクロレンズアレイの拡散を用いてもよい。回転拡散板５７は、回転ではなく搖動、振動する動的な拡散板であってもよい。
【００３５】
回転拡散板５７を低速回転として、拡散板、反射ミラーにスペックルノイズ低減のための、搖動もしくは振動する機構を設けてもよい。反射ミラー５４は、レーザ光の光束数を増やすために、表面反射率が３０％、裏面反射率が１００％の多重反射ミラーを用いて、レーザ光に起因する輝度むらを低減してもよい。
【００３６】
赤色レーザ光源、緑色レーザ光源、青色レーザ光源は、それぞれ２４個、２４個、８個の半導体レーザ素子を配置した構成を示したが、高輝度化のため、さらに多数の半導体レーザ素子を用いて構成してもよい。
【００３７】
以上のように、本開示の光源装置は、赤色、緑色、青色のレーザ光源からの集光光が入射するダイクロイックミラーと、集光光もしくは発散光が入射する複数の拡散板により、小型な光源装置が構成できる。また、回転拡散板と回転拡散板の前に配置した第１の拡散板により、レーザ光固有のスペックルノイズや輝度むらを解消することができる。このため、本開示の光源装置は、小型で広色域な白色光を得ることができる。
【００３８】
（実施の形態２）
図４は、本開示の実施の形態２にかかる第１の投写型表示装置を示す図である。
【００３９】
第１の投写型表示装置２００は、画像形成素子として、ＴＮモードもしくはＶＡモードであって、画素領域に薄膜トランジスタを形成したアクティブマトリクス方式の透過型の液晶パネルを用いている。
【００４０】
第１の投写型表示装置２００の光源装置６０は、赤色レーザ光源３３、緑色レーザ光源３９、青色レーザ光源４５、ヒートシンク３４、４０、４６、赤反射のダイクロイックミラー４８、青反射のダイクロイックミラー４９、コンデンサレンズ５０、５１、５２、拡散板５３、反射ミラー５４、円形拡散板５５とモーター５６で構成される回転拡散板５７、拡散板５８、コンデンサレンズ５９で構成される。以上は本開示の実施の形態１に記載の光源装置である。
【００４１】
第１の投写型表示装置２００は、また、第１のレンズアレイ板２０１、第２のレンズアレイ板２０２、重畳用レンズ２０３、青反射のダイクロイックミラー２０４、緑反射のダイクロイックミラー２０５、反射ミラー２０６、２０７、２０８、リレーレンズ２０９、２１０、フィールドレンズ２１１、２１２、２１３、入射側偏光板２１４、２１５、２１６、液晶パネル２１７、２１８、２１９、出射側偏光板２２０、２２１、２２２、赤反射のダイクロイックミラーと青反射のダイクロイックミラーから構成される色合成プリズム２２３、投写レンズ２２４を備える。
【００４２】
光源装置６０からの白色光は、複数のレンズ素子から構成される第１のレンズアレイ板２０１に入射する。第１のレンズアレイ板２０１に入射した光束は多数の光束に分割される。分割された多数の光束は、複数のレンズから構成される第２のレンズアレイ板２０２に収束する。第１のレンズアレイ板２０１のレンズ素子は液晶パネル２１７、２１８、２１９と相似形の開口形状である。第２のレンズアレイ板２０２のレンズ素子は第１のレンズアレイ板２０１と液晶パネル２１７、２１８、２１９とが略共役関係となるようにその焦点距離を決めている。第２のレンズアレイ板２０２から出射した光は重畳用レンズ２０３に入射する。重畳用レンズ２０３は第２のレンズアレイ板２０２の各レンズ素子からの出射した光を液晶パネル２１７、２１８、２１９上に重畳照明するためのレンズである。第１および第２のレンズアレイ板２０１、２０２と、重畳用レンズ２０３は照明光学系を構成する。
【００４３】
重畳用レンズ２０３からの光は、色分離手段である青反射のダイクロイックミラー２０４、緑反射のダイクロイックミラー２０５により、青、緑、赤の色光に分離される。緑の色光はフィールドレンズ２１１、入射側偏光板２１４を透過して、液晶パネル２１７に入射する。青の色光は反射ミラー２０６で反射した後、フィールドレンズ２１２、入射側偏光板２１５を透過して液晶パネル２１８に入射する。赤の色光はリレーレンズ２０９、２１０や反射ミラー２０７、２０８を透過屈折および反射して、フィールドレンズ２１３、入射側偏光板２１６を透過して、液晶パネル２１９に入射する。このように光源装置６０からの光は照明光学系によって集光されて被照明領域である液晶パネルを照明する。
【００４４】
３枚の液晶パネル２１７、２１８、２１９は映像信号に応じた画素への印加電圧の制御により入射する光の偏光状態を変化させ、それぞれの液晶パネル２１７、２１８、２１９の両側に透過軸を直交するように配置したそれぞれの入射側偏光板２１４、２１５、２１６および出射側偏光板２２０、２２１、２２２を組み合わせて光を変調し、緑、青、赤の画像を形成する。
【００４５】
出射側偏光板２２０、２２１、２２２を透過した各色光は色合成プリズム２２３により、赤、青の各色光がそれぞれ赤反射のダイクロイックミラー、青反射のダイクロイックミラーによって反射し、緑の色光と合成され、投写レンズ２２４に入射する。投写レンズ２２４に入射した光は、スクリーン（図示せず）上に拡大投写される。
【００４６】
従来、固体光源を用いた光源装置からの光が非偏光である場合、偏光変換素子を用いて投写型表示装置を構成していた。本開示では光源装置からの出射光がＳ偏光であるため、偏光変換素子が不要となる。このため、投写型表示装置の集光効率の向上と低コスト化が図れる。
【００４７】
光源装置は、赤色、緑色、青色のレーザ光源を用いて小型に構成され、３原色の色純度が高い白色光を出射するため、小型で、広色域な投写型表示装置を実現できる。また、画像形成手段には、時分割方式ではなく偏光を利用する３枚の液晶パネルを用いているため、カラーブレイキングがなく色再現が良好で、明るく高精細な投写画像を得ることができる。また、３つのＤＭＤ素子を用いた場合よりも、全反射プリズムが不要で、色合成用のプリズムが４５度入射の小型プリズムになるため、投写型表示装置が小型に構成できる。
【００４８】
以上のように、本開示の第１の投写型表示装置は、赤色、青色、緑色のレーザ光源と、各レーザ光源からの色光を合成する小型なダイクロイックミラーと、回転拡散板と回転拡散板の前に配置した第１の拡散板とを備えた光源装置を用いる。このため、スペックルノイズと輝度むらを解消しつつ、小型で、広色域な投写型表示装置が構成できる。
【００４９】
画像形成素子として、透過型の液晶パネルを用いたが、反射型の液晶パネルを用いて構成してもよい。反射型の液晶パネルを用いることにより、より小型で高精細な投写型表示装置が構成できる。
【００５０】
（実施の形態３）
図５は、本開示の実施の形態３にかかる第２の投写型表示装置を示す図である。画像形成素子として、３つのミラー偏向型のＤＭＤを用いている。
【００５１】
第２の投写型表示装置３００の光源装置６３は、赤色レーザ光源３３、緑色レーザ光源３９、青色レーザ光源４５、ヒートシンク３４、４０、４６、赤反射のダイクロイックミラー４８、青反射のダイクロイックミラー４９、コンデンサレンズ５０、５１、５２、拡散板５３、反射ミラー５４、円形拡散板５５とモーター５６で構成される回転拡散板５７、拡散板５８で構成される。本開示の実施の形態１の光源装置と異なるのは、コンデンサレンズ５９を配置しない点である。
【００５２】
光源装置６３から出射した白色光は、ロッド３０１へ集光する。ロッド３０１への入射光はロッド内部で複数回反射することにより、光強度分布が均一化され出射する。ロッド３０１からの出射光はリレーレンズ３０２により集光され、反射ミラー３０３で反射した後、フィールドレンズ３０４を透過し、全反射プリズム３０５に入射する。
【００５３】
全反射プリズム３０５は２つのプリズムから構成され、互いのプリズムの近接面には薄い空気層３０６を形成している。空気層３０６は臨界角以上の角度で入射する光を全反射する。フィールドレンズ３０４からの光は全反射プリズム３０５の全反射面で反射されて、カラープリズム３０７に入射する。
【００５４】
カラープリズム３０７は３つのプリズムからなり、それぞれのプリズムの近接面には青反射のダイクロイックミラー３０８と赤反射のダイクロイックミラー３０９が形成されている。カラープリズム３０７の青反射のダイクロイックミラー３０８と赤反射のダイクロイックミラー３０９により、青、赤、緑の色光に分離され、それぞれＤＭＤ３１０、３１１、３１２に入射する。このように光源装置６３からの光は、ロッド３０１からなる照明光学系によってＤＭＤのマイクロミラーが設けられた領域である被照明領域を照明する。
【００５５】
ＤＭＤ３１０、３１１、３１２は映像信号に応じてマイクロミラーを偏向させ画像となる光を形成し、投写レンズ３１３に入射する光と、投写レンズ３１３の有効外へ進む光とに反射させる。ＤＭＤ３１０、３１１、３１２により反射された光は、再度、カラープリズム３０７を透過する。カラープリズム３０７を透過する過程で、分離された青、赤、緑の各色光は合成され、全反射プリズム３０５に入射する。全反射プリズム３０５に入射した光は空気層３０６に臨界角以下で入射するため、透過して、投写レンズ３１３に入射する。このようにして、ＤＭＤ３１０、３１１、３１２により形成された画像光がスクリーン（図示せず）上に拡大投写される。
【００５６】
拡散板５８は回転拡散板５７とロッド３０１の間に配置しているが、拡散板に発散光が入射するロッド３０１とリレーレンズ３０２の間に配置してもよい。
【００５７】
ＤＭＤを用いるため、光源装置から出射する光は直線偏光でなくてもよい。この場合、赤色レーザ光源と緑色レーザ光源と青色レーザ光源からの光もＳ偏光、Ｐ偏光のいずれであってもよい。また、レーザ光源から拡散板５８までの光学素子は偏光特性を保持しなくもよい。
【００５８】
光源装置は、赤色、緑色、青色のレーザ光源を用いて小型に構成され、３原色の色純度が高い白色光を出射するため、小型で、広色域な投写型表示装置を実現できる。画像形成素子にＤＭＤを用いているため、液晶を用いた画像形成素子と比べて、耐光性、耐熱性が高い投写型表示装置が構成できる。さらに、３つのＤＭＤを用いているため、色再現が良好で、明るく高精細な投写画像を得ることができる。
【００５９】
以上のように、本開示の第２の投写型表示装置は、赤色、青色、緑色のレーザ光源と、各レーザ光源からの色光を合成する小型なダイクロイックミラーと、回転拡散板と回転拡散板の前に配置した第１の拡散板とを備えた光源装置を用いる。このため、スペックルノイズと輝度むらを解消しつつ、小型で、広色域な投写型表示装置が構成できる。
【００６０】
画像形成素子として、３つのＤＭＤを用いたが、１つのＤＭＤを用いて構成してもよい。１つのＤＭＤを用いることにより、より小型で安価な投写型表示装置が構成できる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本開示は、画像形成素子を用いた投写型表示装置に関するものである。
【符号の説明】
【００６２】
３０    赤色半導体レーザ
３１、３７、４３    コリメートレンズ
３２、３８、４４    放熱板
３３    赤色レーザ光源
３４、４０、４６    ヒートシンク
３５、４１、４７    光束
３６    緑色半導体レーザ
３９    緑色レーザ光源
４２    青色半導体レーザ
４５    青色レーザ光源
４８、３０９    赤反射のダイクロイックミラー
４９、２０４、３０８    青反射のダイクロイックミラー
５０、５１、５２、５９    コンデンサレンズ
５３、５８    拡散板
５４    反射ミラー
５５    円形拡散板
５６    モーター
５７    回転拡散板
６０、６３    光源装置
６１    拡散領域
６２    平滑面領域
２００、３００    投写型表示装置
２０１、２０２    レンズアレイ板
２０３    重畳用レンズ
２０５    緑反射のダイクロイックミラー
２０６、２０７、２０８、３０３    反射ミラー
２０９、２１０、３０２    リレーレンズ
２１１、２１２、２１３、３０４    フィールドレンズ
２１４、２１５、２１６    入射側偏光板
２１７、２１８、２１９    液晶パネル
２２０、２２１、２２２    出射側偏光板
２２３    色合成プリズム
２２４、３１３    投写レンズ
３０１    ロッド
３０５    全反射プリズム
３０６    空気層
３０７    カラープリズム
３１０、３１１、３１２    ＤＭＤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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