(57)【要約】【課題】青色固体光源と赤色固体光源からの光を効率よく集光し、小型で広色域な光源装置を提供する。【解決手段】光源装置４１は、青色半導体レーザー１６と、赤色半導体レーザー２０と、青色半導体レーザーからの光に位相差を生じさせる第１の位相差板２９と、青色半導体レーザーおよび赤色半導体レーザーからの光が同一方向から入射し、青色半導体レーザーからの光を偏光分離するダイクロイックミラー３０と、ダイクロイックミラーで分離された一方の青色半導体レーザーからの光で励起されて蛍光光を出射する蛍光板３６と、ダイクロイックミラーで分離されたもう一方の青色半導体レーザーからの光および赤色半導体レーザーからの光の偏光を円偏光に変換する１／４波長板３７と、１／４波長板を透過した光を反射する反射板４０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色固体光源と、
赤色固体光源と、
前記青色固体光源からの光に位相差を生じさせる第１の位相差板と、
前記青色固体光源および前記赤色固体光源からの光が同一方向から入射し、前記青色固体光源からの光を偏光分離するダイクロイックミラーと、
前記ダイクロイックミラーで分離された一方の前記青色固体光源からの光で励起されて蛍光光を出射する蛍光板と、
前記ダイクロイックミラーで分離されたもう一方の前記青色固体光源からの光および前記赤色固体光源からの光の偏光を円偏光に変換する第２の位相差板と、
前記第２の位相差板を透過した光を反射する反射板と、
を備える、光源装置。
【請求項２】
前記ダイクロイックミラーは、前記蛍光板からの光と前記反射板からの光とを合成する、請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１の位相差板は、１／４波長板もしくは１／２波長板である、請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の位相差板は、ガラス基板上に位相差層を形成した領域と形成しない領域を備える、請求項１記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１の位相差板は、回転調整機構を備える、請求項１記載の光源装置。
【請求項６】
前記第２の位相差板は、前記青色固体光源および前記赤色固体光源からの光の波長帯で１／４波長の位相差を生じさせる１／４波長板である、請求項１記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１および第２の位相差板は、微細構造による複屈折を用いた微細構造性位相差板である、請求項１記載の光源装置。
【請求項８】
前記第１および第２の位相差板は、斜め蒸着による複屈折を用いた薄膜位相差板である、請求項１記載の光源装置。
【請求項９】
前記青色固体光源は、青色半導体レーザーである、請求項１記載の光源装置。
【請求項１０】
前記赤色固体光源は、赤色半導体レーザーである、請求項１記載の光源装置。
【請求項１１】
前記青色固体光源および前記赤色固体光源を出射する光は、直線偏光の光である、請求項１記載の光源装置。
【請求項１２】
前記蛍光板は、回転制御可能な円形基板であって、Ｃｅ付活ＹＡＧ系の緑、赤成分を含む黄色蛍光体を形成した蛍光体層を備える、請求項１記載の光源装置。
【請求項１３】
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し被照明領域に照明する照明光学系と、
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１４】
前記画像形成素子は、液晶パネルである、請求項１３記載の投写型表示装置。
【請求項１５】
前記画像形成素子は、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１３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、小型のライトバルブ上に形成される画像を照明光で照射し、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ーや発光ダイオード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、青色固体光源と赤色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（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３４１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、青色固体光源および赤色固体光源からの光を同一光学系で集光、合成する構成により、小型で、色純度の高い広色域な光源装置、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】
【０００５】
本開示の光源装置は、青色固体光源と、赤色固体光源と、第１の位相差板と、ダイクロイックミラーと、蛍光板と、第２の位相差板と、反射板と、を備える。第１の位相差板は、青色固体光源からの光に位相差を生じさせる。ダイクロイックミラーは、青色固体光源および赤色固体光源からの光が同一方向から入射し、青色固体光源からの光を偏光分離する。蛍光板は、ダイクロイックミラーで分離された一方の青色固体光源からの光で励起されて蛍光光を出射する。第２の位相差板は、ダイクロイックミラーで分離されたもう一方の青色固体光源からの光、および赤色固体光源からの光の偏光を円偏光に変換する。反射板は、第２の位相差板を透過した光を反射する。
【０００６】
本開示の投写型表示装置は、上記本開示の光源装置と、光源装置からの光を集光し被照明領域に照明する照明光学系と、映像信号に応じて画像を形成する画像形成素子と、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。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、青色固体光源および赤色固体光源からの光を同一光学系で集光、合成する構成により、小型で、色純度の高い広色域な光源装置が構成できる。このため、小型、高色域で長寿命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における第１の位相差板の構成図
【図３】ダイクロイックミラーの分光特性を示す図
【図４】光源装置から出射する光のスペクトル特性図
【図５】実施の形態２における投写型表示装置の構成図
【図６】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】
以下本開示を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１に係る光源装置の構成図である。光源装置４１は、青色固体光源である青色半導体レーザー１６とコリメートレンズ１７と放熱板１８から構成される青色固体光源ユニット１９と、赤色固体光源である赤色半導体レーザー２０とコリメートレンズ２１と放熱板２２から構成される赤色固体光源ユニット２３とを備える。青色固体光源ユニット１９と赤色固体光源ユニット２３は、それらの放熱板１８、２２がヒートシンク２４に接合されている。青色固体光源ユニット１９と赤色固体光源ユニット２３からの出射光の進行方向には、レンズ２６、レンズ２７、第１拡散板２８、第１の位相差板２９、及びダイクロイックミラー３０が、この順で配置される。
【００１１】
コンデンサレンズ３１、３２は、ダイクロイックミラー３０で反射した光を集光し蛍光体を励起させるために蛍光板３６の蛍光体層３３に照射するとともに、その励起によって発光する蛍光光を集光する。蛍光板３６は、反射膜と蛍光体層３３を形成したアルミニウム基板３４、及びモーター３５から構成される。ダイクロイックミラー３０を透過した光の進行方向には、位相差板である１／４波長板３７、コンデンサレンズ３８、第２拡散板３９、反射板４０が、この順で配置されている。図１には、固体光源から出射する各光束２５の様相（光の進行方向を単方向の矢印で示す）と、ダイクロイックミラー３０へ入射およびダイクロイックミラー３０から出射する光の偏光方向が示されている。
【００１２】
青色固体光源ユニット１９は、８個（２×４）を正方配置した青色半導体レーザー１６とコリメートレンズ１７を放熱板１８上に一定の間隔で２次元状に配置して構成され、２組の青色固体光源ユニット１９が赤色固体光源ユニット２３の両側に配置されている。赤色固体光源ユニット２３は、８個（２×４）を正方配置した赤色半導体レーザー２０とコリメートレンズ２１を放熱板２２上に一定の間隔で２次元状に配置して構成され、２つの青色固体光源ユニット１９に挟まれて中央部に１組配置されている。ヒートシンク２４は青色半導体レーザー１６と赤色半導体レーザー２０を冷却するためのものである。
【００１３】
青色半導体レーザー１６は、４４７ｎｍから４６２ｎｍの波長幅で青の色光を発光し、直線偏光を出射する。青色半導体レーザー１６から出射する偏光はダイクロイックミラー３０の入射面に対してＳ偏光となるように、各青色半導体レーザーを配置している。また、赤色半導体レーザー２０は、６３３ｎｍから６４９ｎｍの波長幅で赤の色光を発光し、直線偏光を出射する。赤色半導体レーザー２０から出射する偏光はダイクロイックミラー３０の入射面に対してＰ偏光となるように、各赤色半導体レーザーを配置している。
【００１４】
複数の青色半導体レーザー１６を出射した光は対応するコリメートレンズ１７により、それぞれ集光され平行な光束２５に変換される。光束２５群は凸面のレンズ２６と凹面のレンズ２７により、さらに小径化され、第１拡散板２８に入射する。
【００１５】
複数の赤色半導体レーザー２０を出射した光は対応するコリメートレンズ２１により、それぞれ集光され平行な光束２５に変換される。光束２５群は凸面のレンズ２６と凹面のレンズ２７により、さらに小径化され、第１拡散板２８に入射する。
【００１６】
第１拡散板２８はガラス基板上に形成された微細なレンズ形状で拡散面を形成したものであり、入射する光を拡散する。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４度と小さく、偏光特性を保持する。第１拡散板２８を出射した光は第１の位相差板２９に入射する。
【００１７】
図２に、第１の位相差板２９の構成を示す。図２には、第１の位相差板２９上に入射する青色レーザー光と赤色レーザー光の様相を示している。図２の（ａ）は、ｚ軸方向に見た側面図、図２の（ｂ）は図２の（ａ）を−ｙ方向に見た平面図である。第１の位相差板２９はガラス基板４２上に微細構造を形成し、複屈折により位相差を生じる微細構造性位相差板である。微細構造性位相差板については、例えば国際公開第２０１７／０６１１７０号に記載されている。第１の位相差板２９には、ガラス基板４２上に位相差層形成領域４３と位相差層非形成領域４４を形成している。青色レーザー光が入射する領域に位相差層形成領域４３を形成し、その位相差層形成領域４３は１／４波長板である。１／４波長板は青色半導体レーザー１６の発光中心波長近傍で位相差が１／４波長となる位相差板である。
【００１８】
図２の（ｃ）に示す位相差層形成領域の光学軸角度θが約６３．５度となるよう配置している。光学軸角度θを６３．５度とすることで、入射するＳ偏光（９０度方向）の青色光をＰ偏光成分約２０％、Ｓ偏光成分約８０％の比率に制御できる。また、第１の位相差板２９には、約±５度の回転機構を設けることにより、光のＰ偏光成分とＳ偏光成分の比率を調整することができる。第１の位相差板２９の微細構造形状は無機材料でナノプリント工法により製作されるため、基板上に位相差層形成領域と位相差層非形成領域４４を比較的容易に製作できる。無機材料のため水晶などの光学結晶と同様に耐久性、信頼性に優れる。一方、赤色固体光源ユニット２３からのＰ偏光の光は第１の位相差板２９の位相差層非形成領域４４に入射するため、偏光分離されずにＰ偏光のまま透過する。
【００１９】
上記説明の第１の位相差板２９として、ガラス基板の一部に位相差層形成領域を形成しているが、ガラス基板の全面に位相差層形成領域を形成した位相差板を複数枚用いて、青色レーザー光が入射する位置に配置してもよい。
【００２０】
第１の位相差板２９を出射したＰ偏光とＳ偏光の青色レーザー光とＰ偏光の赤色レーザー光は、ダイクロイックミラー３０に入射する。このように、ダイクロイックミラー３０には青色固体光源ユニット１９と赤色固体光源ユニット２３からの光が同一方向から入射することになる。
【００２１】
図３に、ダイクロイックミラー３０の分光特性を示す。分光特性は波長に対する透過率を示している。ダイクロイックミラー３０は、波長４４７〜４６２ｎｍの青色レーザー光と波長６３３ｎｍから６４９ｎｍの赤色レーザー光に関して、Ｐ偏光を透過しＳ偏光を高い反射率で反射させる分光特性を有する。さらに、４７５〜６１５ｎｍの緑および赤色を含む色光のＰ偏光、Ｓ偏光をそれぞれ９６％以上の高い透過率で透過する特性である。ダイクロイックミラー３０で反射した約８０％のＳ偏光の青色レーザー光はコンデンサレンズ３１、３２により集光され、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１．５ｍｍ〜２．５ｍｍのスポット光に重畳され、蛍光板３６に入射する。第１拡散板２８はそのスポット光の径が所望の径となるよう光を拡散させている。
【００２２】
蛍光板３６は反射膜と蛍光体層３３を形成したアルミニウム基板３４と中央部にモーター３５を備えた回転制御可能な円形基板である。蛍光板３６の反射膜は可視光を反射する金属膜もしくは誘電体膜であり、アルミニウム基板３４上に形成される。さらに反射膜上には蛍光体層３３が形成される。蛍光体層３３には青色レーザー光により励起され、緑、赤成分を含んだ黄色光を発光するＣｅ付活ＹＡＧ系黄色蛍光体を形成している。この蛍光体の結晶母体の代表的な化学組織はＹ３Ａｌ５Ｏ１２である。蛍光体層３３は円環状に形成している。スポット光で励起された蛍光体層３３は緑、赤成分を含む黄色光を発光する。蛍光板３６はアルミニウム基板を使用し、かつ回転させることにより、励起光による蛍光体層３３の温度上昇を抑制し、蛍光変換効率を安定に維持することができる。
【００２３】
蛍光体層３３に入射した光は、緑、赤成分の色光を蛍光発光し、蛍光板３６を出射する。また、反射膜側に発光する光は反射膜で反射し、蛍光板３６を出射する。蛍光板３６から出射した緑および赤の色光は、自然光となり、再びコンデンサレンズ３１、３２で集光され、略平行光に変換された後、ダイクロイックミラー３０を透過する。
【００２４】
一方、ダイクロイックミラー３０を透過するＰ偏光の青色レーザー光と赤色レーザー光は、第２の位相差板である１／４波長板３７に入射する。１／４波長板３７は、青色レーザー光と赤色レーザー光の波長帯で１／４波長の位相差を生じさせる広帯域な位相差板である。１／４波長板３７は、図１中のＰ偏光方向を０度とした場合に、４５度の光学軸角度で配置されている。青色レーザー光と赤色レーザー光は、１／４波長板３７により、Ｐ偏光から円偏光の光に変換される。１／４波長板３７は誘電体材料の斜め蒸着による複屈折を利用した薄膜位相差板を用いている。薄膜位相差板については、例えば特開２０１２−２４２４４９号公報に記載されている。かかる薄膜位相差板は、位相差板を斜め蒸着膜で形成するため、厚膜形成が比較的容易なため、広帯域な１／４波長板が構成できる。また、薄膜位相差板は無機材料で構成され、水晶などの無機光学結晶と同様に耐久性、信頼性に優れる。
【００２５】
１／４波長板３７を透過して出射する円偏光の光は、コンデンサレンズ３８に入射して、反射板４０の近傍に集光スポットを形成する。コンデンサレンズ３８で集光された光は第２拡散板３９に入射する。第２拡散板３９は入射する光を拡散させて、光強度分布を均一化するとともに、レーザー光のスペックルを解消する。第２拡散板３９はガラス基板上に形成された微細なレンズ形状で拡散面を形成したものである。第２拡散板３９の拡散角度は略４度と小さく、偏光特性を保持する。第２拡散板３９からの光は、アルミニウムや誘電体多層膜などの反射膜を形成した反射板４０で反射され位相が反転されて、逆回りの円偏光となり、再び、第２拡散板３９を透過し、コンデンサレンズ３８で集光され、平行光に変換された後、１／４波長板３７を透過してＳ偏光に変換される。１／４波長板３７でＳ偏光に変換された青色レーザー光と赤色レーザー光はダイクロイックミラー３０で反射する。
【００２６】
このようにして、蛍光板３６からの蛍光光と、効率よく偏光変換された青色レーザー光と赤色レーザー光が、ダイクロイックミラー３０で合成され、白色光を出射する。
【００２７】
図４に、光源装置４１から出射する光のスペクトル特性を示す。図４中の破線で示すように領域を色分離することで、高色純度の青、緑、赤の３原色光を得ることができる。
【００２８】
緑、赤成分を含む蛍光光と、青色レーザー光と赤色レーザー光により、青、緑、赤の３原色の色純度が高く、広高色域で、ホワイトバランスが良好な発光特性を得ることができる。この発光スペクトル特性は、投写型表示装置の光学系で青、緑、赤の３原色光に分離しても、高い色純度の単色光を得ることができる。
【００２９】
第１の位相差板には、微細構造性位相差板を用いて説明したが、薄膜位相差板や水晶を用いてもよい。また、第１の位相差板は１／４波長板を用いて説明したが、青色レーザー光がＰ偏光を出射するような配置の場合には、Ｐ偏光からＰ偏光成分約２０％、Ｓ偏光成分約８０％に分離換する必要があり、その場合には、１／２波長板を用いて対応することができる。
【００３０】
第２の位相差板には、薄膜位相差板を用いて説明したが、微細構造性位相差板や水晶を用いてもよい。
【００３１】
光源装置４１に２つの青色固体光源ユニット１９と１つの赤色固体光源ユニット２３を用いる場合を説明したが、第１の位相差板上で青色レーザー光と赤色レーザー光が分離するように配置すれば、それぞれ、さらに多数の固体光源ユニットを用いて構成してもよい。
【００３２】
以上のように、本開示の光源装置は、青色固体光源からの光に位相差を生じる位相差板備えて、青色固体光源および赤色固体光源からの光を同一光学系で集光、合成する構成であるため、小型で、青、緑、赤の３原色の色純度が高く、広色域な白色光を得ることができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図５は、実施の形態２にかかる第１の投写型表示装置５１の構成図である。画像形成手段として、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードもしくはＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）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。
【００３４】
光源装置４１は、青色半導体レーザー１６、赤色半導体レーザー２０、青色固体光源ユニット１９、赤色固体光源ユニット２３、ヒートシンク２４、レンズ２６、２７、第１拡散板２８、第１の位相差板２９、ダイクロイックミラー３０、コンデンサレンズ３１、３２、蛍光板３６、第２の位相差板である１／４波長板３７、コンデンサレンズ３８、第２拡散板３９、反射板４０で構成される。以上は実施の形態１の光源装置４１と同一である。
【００３５】
光源装置４１から出射した光は、第１のレンズアレイ板２００、第２のレンズアレイ板２０１、偏光変換素子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からなる光学系を介して投写レンズ２２４に入射される。
【００３６】
光源装置４１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２００に入射する。第１のレンズアレイ板２００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２０１に収束する。第１のレンズアレイ板２００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２０１のレンズ素子は第１のレンズアレイ板２００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２０１から出射した光は偏光変換素子２０２に入射する。
【００３７】
偏光変換素子２０２は、偏光分離プリズムと１／２波長板により構成され、光源からの自然光を一つの偏光方向の光に変換する。蛍光光は自然光であるため、一つの偏光方向に偏光変換されるが、青色光はＰ偏光の光で入射するため、Ｓ偏光に変換される。偏光変換素子２０２からの光は重畳用レンズ２０３に入射する。重畳用レンズ２０３は第２のレンズアレイ板２０１の各レンズ素子から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のレンズアレイ板２００および第２のレンズアレイ板２０１と、偏光変換素子２０２と、重畳用レンズ２０３を照明光学系としている。
【００３８】
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。
【００３９】
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。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。
【００４０】
光源装置は、青色固体光源と赤色固体光源を用いて小型に構成され、色純度が高く、良好なホワイトバランスの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。
【００４１】
以上のように、本開示の第１の投写型表示装置５１は、青色固体光源と赤色固体光源と、青色固体光源からの光を一定の比率の偏光成分に制御する第１の位相差板と、偏光分離するダイクロイックミラーとを備え、青色固体光源と赤色固体光源の光が同一光学系にて集光、合成する光源装置を用いる。このため、小型で広色域な投写型表示装置が構成できる。
【００４２】
画像形成手段として、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。
【００４３】
（実施の形態３）
図６は、実施の形態３にかかる第２の投写型表示装置５２の構成図である。画像形成手段として、３つのＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を用いている。
【００４４】
光源装置４１は、青色半導体レーザー１６、赤色半導体レーザー２０、青色固体光源ユニット１９、赤色固体光源ユニット２３、ヒートシンク２４、レンズ２６、２７、第１拡散板２８、第１の位相差板２９、ダイクロイックミラー３０、コンデンサレンズ３１、３２、蛍光板３６、第２の位相差板である１／４波長板、コンデンサレンズ３８、第２拡散板３９、反射板４０で構成される。以上は実施の形態１の光源装置４１である。
【００４５】
光源装置４１から出射した白色光は、集光レンズ１００に入射し、ロッド１０１へ集光する。ロッド１０１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１０１からの出射光はリレーレンズ１０２により集光され、反射ミラー１０３で反射した後、フィールドレンズ１０４を透過し、全反射プリズム１０５に入射する。全反射プリズム１０５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１０６を形成している。空気層１０６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１０４からの光は全反射プリズム１０５の全反射面で反射されて、カラープリズム１０７に入射する。
【００４６】
カラープリズム１０７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１０８と赤反射のダイクロイックミラー１０９が形成されている。カラープリズム１０７の青反射のダイクロイックミラー１０８と赤反射のダイクロイックミラー１０９により、青、赤、緑の色光に分離され、それぞれＤＭＤ１１０、１１１、１１２に入射する。ＤＭＤ１１０、１１１、１１２は映像信号に応じてマイクロミラーを偏向させ、投写レンズ１１３に入射する光と、投写レンズ１１３の有効外へ進む光とに反射させる。ＤＭＤ１１０、１１１、１１２により反射された光は、再度、カラープリズム１０７を透過する。カラープリズム１０７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１０５に入射する。
【００４７】
全反射プリズム１０５に入射した光は空気層１０６に臨海角以下で入射するため、透過して、投写レンズ１１３に入射する。このようにして、ＤＭＤ１１０、１１１、１１２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。
【００４８】
光源装置は、青色固体光源と赤色固体光源を用いて小型に構成され、色純度が高く、良好なホワイトバランスの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ＤＭＤを用いているため、液晶を用いた画像形成手段と比べて、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。
【００４９】
以上のように、本開示の第２の投写型表示装置５２は、青色固体光源と赤色固体光源と、青色固体光源からの光を一定の比率の偏光成分に制御する第１の位相差板と、偏光分離するダイクロイックミラーとを備え、青色固体光源と赤色固体光源の光が同一光学系にて集光、合成する光源装置を用いる。このため、小型で広色域な投写型表示装置が構成できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本開示は、液晶パネルやＤＭＤなどの画像形成手段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】
【００５１】
１６    青色半導体レーザー
１７、２１    コリメートレンズ
１８、２２    放熱板
１９    青色固体光源ユニット
２０    赤色半導体レーザー
２３    赤色固体光源ユニット
２４    ヒートシンク
２５    光束
２６、２７    レンズ
２８    第１拡散板
２９    第１の位相差板
３０    ダイクロイックミラー
３１、３２、３８    コンデンサレンズ
３３    蛍光体層
３４    アルミニウム基板
３５    モーター
３６    蛍光板
３７    １／４波長板
３９    第２拡散板
４０    反射板
４１    光源装置
４２    ガラス基板
４３    位相差層形成領域
４４    位相差層非形成領域
５１、５２    投写型表示装置
１００    集光レンズ
１０１    ロッド
１０２、２０９、２１０    リレーレンズ
１０３、２０６、２０７、２０８    反射ミラー
１０４、２１１、２１２、２１３    フィールドレンズ
１０５    全反射プリズム
１０６    空気層
１０７    カラープリズム
１０８、２０４    青反射のダイクロイックミラー
１０９    赤反射のダイクロイックミラー
１１０、１１１、１１２    ＤＭＤ
１１３、２２４    投写レンズ
２００    第１のレンズアレイ板
２０１    第２のレンズアレイ板
２０２    偏光変換素子
２０３    重畳用レンズ
２０５    緑反射のダイクロイックミラー
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
【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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【図６】
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