(57)【要約】【課題】複数の光源からの光を合成して出力する照明装置において、高輝度の出力が可能な照明装置を提供する。【解決手段】照明装置は、複数の光源と、反射面（６４Ａ、６６Ａ）を備えた複数の反射部材（６４、６６）を備え、複数の光源により複数方向から照射された複数の光を複数の反射部材の反射面によりそれぞれ反射して同一方向の合成光に合成する光束合成手段と、光束合成手段からの合成光を均一化する均一化手段と、を備える。複数の反射部材の中の一の反射部材（６４、６６）において、他の反射部材の反射の反射面へ入射する光が当該反射面へ到達するまでに一の反射部材の一部の領域により遮られないように、入射する光を透過させるための切り欠き部（６５、６７）が形成される。【選択図】図３
2015148796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源と、
反射面を備えた複数の反射部材を備え、前記複数の光源により複数方向から照射された複数の光を前記複数の反射部材の反射面によりそれぞれ反射して同一方向の合成光に合成する光束合成手段と、
前記光束合成手段からの合成光を均一化する均一化手段と、を備え、
前記複数の反射部材の中の少なくとも一つの反射部材において、他の反射部材の反射面へ入射する光が当該反射面へ到達する途中で前記少なくとも一つの反射部材の一部の領域により遮られないように、前記入射する光を透過させるための切り欠き部を形成した
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光束合成手段は、反射面を有する第１のプリズムと、前記第１のプリズム上に垂直方向に重ねて配置され、反射面を有する第２のプリズムとを含み、
前記第１のプリズムにおいて、前記第２のプリズムと対向する面の一部の領域に、前記前記第２のプリズムの反射面へ入射する光を透過させるための切り欠き部が形成され、
前記第２のプリズムにおいて、前記第１のプリズムと対向する面の一部の領域に、前記前記第１のプリズムの反射面へ入射する光を透過させるための切り欠き部が形成された、
ことを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムとは同一形状を有することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１のプリズムの反射面に入射する光の位置と、前記第２のプリズムの反射面に入射する光の位置とは水平方向において同一位置である
ことを特徴とする請求項２または３記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１のプリズムにおいて、前記切り欠き部の形状は、前記第２のプリズムと対向する面の中央部から前記面の端部に向かってより大きくなる形状を有し、
前記第２のプリズムにおいて、前記切り欠き部の形状は、前記第１のプリズムと対向する面の中央部から前記面の端部に向かってより大きくなる形状を有する
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の照明装置。
【請求項６】
前記均一化手段の入射面は矩形形状を有し、
前記第１のプリズムと前記第２のプリズムそれぞれからの反射光を、前記均一化手段の矩形形状の長手方向に並べて前記均一化手段に入射させることを特徴とする請求項２または３に記載の照明装置。
【請求項７】
前記光源からの光を、前記反射部材の反射面または前記均一化手段の入射面上でその径が最小となるように集光して前記光束合成手段に入射させる光学系をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の照明装置と、
前記照明装置からの照明光を変調して映像を示す映像光を生成する光変調素子と、
前記光変調素子から射出された映像を示す映像光を投写する投写レンズと、
を備えたことを特徴とする投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、複数の光源からの光を合成して照射する照明装置、及びこれを用いた投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクタにおいて、一対の光源ランプからの光を、断面形状がくの字状の反射板により一方向に反射することにより合成して映像生成部に合成光を導く照明装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−１３３９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この照明装置は、平面上に対向した一対の光源ランプからの出射光を、断面形状がくの字状の反射板の夫々の反射板により反射して合成している。このため、一対の光源ランプの光軸が水平方向に所定間隔隔てた状態で合成光が形成される。
【０００５】
そのような照明装置では、一対の光源ランプからの合成光を、入射面の断面形状が垂直方向に長い矩形状であるロッドインテグレータを介して映像生成部に導く場合、光源ランプからの合成光がロッドインテグレータによってけられてしまい、ロッドインテグレータに入射する光量が減少してしまうという問題があった。
【０００６】
このため、そのような照明装置を用いては、高輝度のプロジェクタを構成することが出来ないという。
【０００７】
本開示は、複数の光源からの光を合成して出力する照明装置において、高輝度の出力が可能な照明装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様において、照明装置が提供される。照明装置は、複数の光源と、反射面を備えた複数の反射部材を備え、複数の光源により複数方向から照射された複数の光を複数の反射部材の反射面によりそれぞれ反射して同一方向の合成光に合成する光束合成手段と、光束合成手段からの合成光を均一化する均一化手段と、を備える。複数の反射部材の中の一の反射部材において、他の反射部材の反射の反射面へ入射する光が当該反射面へ到達するまでに一の反射部材の一部の領域により遮られないように、入射する光を透過させるための切り欠き部が形成されている。
【０００９】
第２の態様において、上記の照明装置と、照明装置からの照明光を変調して映像を示す映像光を生成する光変調素子と、光変調素子から射出された映像光を投写する投写レンズと、を備える投写型映像表示装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本開示に係る照明装置及び投写型映像表示装置は、複数の光源からの光を合成して高輝度の照明光を提供するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係る投写型映像表示装置の構成を示す図
【図２】投写型映像表示装置における蛍光体ホイールを示す図
【図３】投写型映像表示装置における光束合成部の第１及び第２の三角プリズムの配置状態を示す図
【図４】光束合成部の第１及び第２の三角プリズムの配置状態を示す図
【図５】光束合成部の上面図
【図６】光束合成部の課題を説明するための図
【図７】光束合成部の第１及び第２の三角プリズムの外観を示す図
【図８】光束合成部に含まれる第１の三角プリズムの上面図
【図９】光束合成部の第１及び第２の三角プリズムへの光源装置からの出射光の入射状態を示す図
【図１０】光束合成部の第１及び第２の三角プリズムへの光源装置からの出射光の入射状態を示す図
【図１１】光源装置からの光が光束合成部の第１及び第２の三角プリズムに入射した状態を説明した図
【図１２】投写型映像表示装置におけるロッドインテグレータの入射面に合成光が入射した状態を示す図
【図１３】投写型映像表示装置におけるフィルターホイールを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本開示にかかる実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。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、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００１３】
以下の実施形態では、映像表示装置の一例としてプロジェクタを挙げて説明するが、映像表示装置は、複数の光源を備えた装置であれば、テレビや他の種類の表示装置でもよい。
【００１４】
〔実施の形態１〕
１．投写型映像表示装置の構成、動作
図１は、本実施形態の投写型映像表示装置の構成を示す図である。図１は、投写型映像表示装置１００を上側から見たときの構成を示している。なお、本実施形態では、投写型映像表示装置１００において光源からの光が進む方向に平行な方向を全て「水平方向」と称し、光が進むいずれの方向にも垂直な方向を「垂直方向」と称す。
【００１５】
図１において、投写型映像表示装置１００は、照明装置１０と、映像生成部９０と、投写レンズ９８とを有する。投写レンズ９８は、映像生成部９０によって生成された映像光を、図示しないスクリーンへ投写する。
【００１６】
照明装置１０は、第１の光源装置１２と、第２の光源装置１４と、各光源装置からの出射光を空間的に合成する光束合成部６２と、合成された光束を映像生成部９０へと導く導光光学系７０とを有する。
【００１７】
第１の光源装置１２と第２の光源装置１４は、同一の構成要素を備えており、各構成要素の配置が対称となっている。従って、説明の簡略化のため、以下では第１の光源装置１２の構成についてのみ説明する。
【００１８】
第１の光源装置１２において、第１のレーザモジュール２０および第２のレーザモジュール２６を含む。各レーザモジュール２０、２６は、５×５のマトリクス状に配置された、波長４５０ｎｍの青色のレーザ光を出力する半導体レーザ２２、２８と、各半導体レーザの出射側に設けられたレンズ２４、３０とを有する。レンズ２４およびレンズ３０は、半導体レーザから広がり角を持って出射した光を平行な光束に集光する機能を有している。
【００１９】
各レーザモジュール２０、２６からの出射光は、ミラー３２によって空間的に合成される。第１および第２のレーザモジュール２０、２６の各半導体レーザ２２、２８は、いずれも等間隔に配置されている。各レーザモジュール２０、２６の位置は、第１のレーザモジュール２０からの出射光と第２のレーザモジュール２６からの出射光とがミラー３２上で異なる位置に入射されるように調整されている。
【００２０】
ミラー３２において、第１のレーザモジュール２０からの出射光が入射される領域には、レーザ光に対して高透過となるＡＲコーティングが施されている。また、ミラー３２において、第２のレーザモジュール２６からの出射光が入射される領域には、レーザ光に対して高反射となるミラーコーティングが施されている。
【００２１】
ミラー３２によって合成されたレーザ光は、レンズ３４によって集光される。レンズ３４によって集光された光は、レンズ３６と拡散板３８を透過し、ダイクロイックミラー４０に入射する。レンズ３６は、レンズ３４によって集光された光を、再び平行な光束に戻す機能を有する。拡散板３８は、レーザ光の干渉性を低減させるとともに、レーザ光の集光性を調整する機能を有する。
【００２２】
ダイクロイックミラー４０は、カットオフ波長を約４８０ｎｍに設定した色合成素子である。レンズ３６によって略平行光化した光は、ダイクロイックミラー４０によって反射され、蛍光体ホイール１６へ照射される。
【００２３】
蛍光体ホイール１６へ照射されるレーザ光のスポットサイズを小さくして光利用効率を向上させるため、蛍光体ホイール１６に照射されるレーザ光は、レンズ４２、４４によって集光される。
【００２４】
図２は、蛍光体ホイール１６の構成を示す図である。図２（Ａ）は、蛍光体ホイール１６の上面図であり、図２（Ｂ）は、蛍光体ホイール１６の側面図である。
【００２５】
蛍光体ホイール１６は、波長４５０ｎｍの光によって主波長が５７０ｎｍの黄色の光を発光する蛍光体が塗布された蛍光体領域１１２、１１４と、波長約４５０ｎｍの光によって主波長が５５２ｎｍの緑色の光を発光する蛍光体が塗布された蛍光体領域１１６と、ホイールの一部が切欠かれた領域である切欠き領域１１８と、を有する。
【００２６】
蛍光体領域１１２と蛍光体領域１１４には同一の黄色蛍光体が塗布されている。いずれの蛍光体も、シリコン樹脂と混合した状態で、幅４ｍｍ、厚み１５０ミクロンで塗布されている。
【００２７】
それぞれの蛍光体は、表面に高反射コーティングが施された直径６５ｍｍのアルミ基板１０４に塗布されている。アルミ基板１０４はモータ１０２に取り付けられ、回転制御される。
【００２８】
蛍光体ホイール１６は、３つの蛍光体領域１１２、１１４、１１６と、１つの切欠き領域１１８とで、１フレーム（例えば、１／１８０秒）となるように構成される。１フレームは４つのセグメントに時分割される。すなわち、蛍光体ホイール１６に照射された光は、第１セグメントにおいて蛍光体領域１１２に照射され、第２セグメントにおいて蛍光体領域１１４に照射され、第３セグメントにおいて蛍光体領域１１６に照射され、第４セグメントにおいて切欠き領域１１８に照射される。
【００２９】
図１に戻り、第１、第２、および第３セグメントの間、蛍光体ホイール１６に照射された光は、黄色または緑色の光に変換されて、蛍光体ホイール１６から反射される。これらの蛍光は、レンズ４４、４２によって平行光化されて、ダイクロイックミラー４０に戻り、ダイクロイックミラー４０を透過する。
【００３０】
一方、第４セグメントの間、蛍光体ホイール１６に照射された光は、蛍光体ホイール１６を透過する。蛍光体ホイール１６を透過した光を、再びダイクロイックミラー４０に戻すため、光路にミラー５０、５２、５８を配置している。また、蛍光体ホイール１６を透過した光は、レンズ４２、４４によって集光されている。このため、レンズ４２、４４によって集光された光を平行化するため、レンズ４６、４８を配置している。さらに、延長された光路分をリレーするためのレンズ５４と、レーザ光の干渉性を更に低減させるための拡散板５６とが配置されている。
【００３１】
蛍光体ホイール１６を透過し、リレーされた光路を通過してダイクロイックミラー４０に戻った光は、ダイクロイックミラー４０によって反射される。このようにして、蛍光体ホイール１６を透過した光の光路と、蛍光体ホイール１６を反射した光の光路とは、ダイクロイックミラー４０によって空間的に合成される。
【００３２】
ダイクロイックミラー４０によって合成された光は、レンズ６０によって集光され、第１の光源装置１２からの水平方向の出射光となる。同様に、第２の光源装置１４からも水平方向の光が出射される。第２の光源装置１４の蛍光体ホイールは、第１の光源装置１２の蛍光体ホイール１６と同じ回転数で同期して回転制御される。従って、第１の光源装置１２からの出射光と第２の光源装置１４からの出射光とは全く同じ色の光となる。
【００３３】
第１の光源装置１２および第２の光源装置１４からの水平方向の出射光は、光束合成部６２によって、空間的に合成される。
【００３４】
光束合成部６２は、図３、４に示すように、第１の三角プリズム６４と、第１の三角プリズム６４の垂直方向の上側に配置された第２の三角プリズム６６とから構成されている。第１の三角プリズム６４および第２の三角プリズム６６は、断面が直角２等辺三角形となる三角柱において上面または下面の一部６５、６７が切り欠かれた形状を有する。第１の三角プリズム６４は、断面の直角２等辺三角形の斜辺を含む第１の側面６４Ａと、直角に交差する第２の側面６４Ｂと第３の側面６４Ｃとを備える。第２の三角プリズム６６は、断面の直角２等辺三角形の斜辺を含む第１の側面６６Ａと、直角に交差する第２の側面６６Ｂと第３の側面６６Ｃとを備える。第１の三角プリズム６４は、第１の光源装置１２からの出射光を第１の側面６４Ａにより反射する。第２の三角プリズム６６は、第２の光源装置１４からの出射光を第１の側面６６Ａにより反射する。
【００３５】
図５は光束合成部の上面を示す図である。第１の三角プリズム６４及び第２の三角プリズム６６は、図５に示すように、第１の光源装置１２及び第２の光源装置１４からの出射光１２Ａ、１４Ａを、第１の三角プリズム６４の第１の側面６４Ａ及び第２の三角プリズム６６の第１の側面６６Ａでそれぞれ反射して、反射光を同じ方向に案内する。このため、第１の三角プリズム６４の第１の側面６４Ａと第２の三角プリズム６６の第１の側面６６Ａとが垂直方向の上側から見て互いに交差するように配置されている。
【００３６】
第１の三角プリズム６４の第１の側面６４Ａ及び第２の三角プリズム６６の第１の側面６６Ａで反射した合成光を、後述するロッドインテグレータ７２に効率よく入射させる必要がある。
【００３７】
第１及び第２の三角プリズム６４、６６で反射した合成光を、後述するロッドインテグレータ７２に効率よく入射させるために、三角プリズム６４の第１の側面６４Ａ上の、第１の光源装置１２からの出射光１２Ａを反射させる第１の反射スポット６８と、第２の三角プリズム６６の第１の側面６６Ａ上の、第２の光源装置１４からの出射光１４Ａを反射させる第２の反射スポット６９とを垂直方向に近接させればよい。
【００３８】
ここで、第１の反射スポット６８と第２の反射スポット６９とを垂直方向に近接させることによる生じる課題について、図６を用いて説明する。図６は、第１および第２の三角プリズム６４、６６において切り欠き部６５、６７を設けていない三角プリズム６４Ｚ、６６Ｚで構成した光束合成部を示している。三角プリズム６４Ｚ、６６Ｚの位置関係については第１および第２の三角プリズム６４、６６の位置関係と同じであり、第１の三角プリズム６４Ｚの上部に第２の三角プリズム６６Ｚを配置している。
【００３９】
図６に示すように、第１の反射スポット６８と第２の反射スポット６９とを近接させようとすると、第２の光源装置１４からの第２の出射光１４Ａは、第２の反射スポット６９に到達するまでに、第１の三角プリズム６４Ｚの上部の一部（遮蔽部）６４Ｘによって遮られてしまい、第２の反射スポット６９への集光効率が低下してしまう。
【００４０】
また、第１の光源装置１２からの第１の出射光１２Ａは、第１の反射スポット６８に到達するまでに、第２の三角プリズム６６Ｚの下部の一部（遮蔽部）６６Ｘによって遮られてしまい、第１の反射スポット６８への集光効率が低下してしまう。
【００４１】
そこで、本実施の形態では、図７（Ａ）及び図８に示すように、第１の三角プリズム６４の上面の一部に遮蔽部６４Ｘを取り除くように、第１の切り欠き部６５が設けられている。すなわち、第１の三角プリズム６４は、本来の三角柱の形状から、第１の三角プリズム６４の上面の一部が第１の三角プリズム６４上面中央部から第２の側面６４Ｂへ向かってテーパー状（第２の側面６４Ｂに近いほど切り取り量が多くなる）に切り取られた形状を有している。
【００４２】
同様に、図７（Ｂ）に示すように、第２の三角プリズム６６についても、第２の三角プリズム６６の下面において、遮蔽部６６Ｘを取り除くように、第２の切り欠き部６７が設けられている。すなわち、第２の三角プリズム６６は、本来の三角柱の形状から、第２の三角プリズム６６の下面の一部が第２の三角プリズム６６の下面中央部から第２の側面６６Ｂへ向かってテーパー状（第２の側面６６Ｂに近いほど切り取り量が多くなる）に切り取られた形状を有している。
【００４３】
第１及び第２の切り欠き部６５、６７は、第１の三角プリズム６４、６６の上面の中央から端部に向かうほど、切り欠き部の深さが大きくなるようテーパー状に形成されている。光源装置１２、１４からの出射光１２Ａ、１４Ａは、レンズ６０で集光されるため、それらのスポット径が小さくなりながら進行する（図９、図１０等参照）。このため、スポット径の変化を考慮して切り欠き部６５、６７をテーパー状に形成することで、出射光１２Ａ、１４Ａを、三角プリズムの一部の部分（遮蔽部）に遮られずに透過させることが可能となる。
【００４４】
第１の三角プリズム６４と第２の三角プリズム６６とは同形状であり、第１の切り欠き部６５と第２の切り欠き部６７も同形状である。
【００４５】
第１の三角プリズム６４は、第１の側面６４Ａが第１の光源装置１２からの出射光１２Ａと対向するように配置され（図９、図１０参照）、かつ、第１の切り欠き部６５が上側となるように配置されている（図３、図４参照）。
【００４６】
第２の三角プリズム６６は、第１の側面６６Ａが第２の光源装置１４からの出射光１４Ａと対向するように配置され（図９，図１０参照）、かつ、第２の切り欠き部６７が下側となるように配置されている（図３、図４参照）。
【００４７】
垂直方向（第１の三角プリズム６４から第２の三角プリズム６４に向かう方向）の上側から見て、第１の三角プリズム６４の第１の側面６４Ａに隣接する第３の側面６４Ｃの表面と、第２の三角プリズム６６の第１の側面６６Ａに隣接する第３の側面６６Ｃの表面とが揃った状態で、第１の三角プリズム６４上に第２の三角プリズム６６を載置して固定することにより、光束合成部６２を構成している。
【００４８】
図１１に示すように、第１の光源装置１２からの出射光を集光させた第１の出射光１２Ａが第１の三角プリズム６４の第１の側面６４Ａにより反射する第１の反射スポット６８と、第２の光源装置１４からの出射光を集光させた第２の出射光１４Ａが第２の三角プリズム６６の第１の側面６６Ａにより反射する第２の反射スポット６９とは、水平方向に対して同じ位置で、且つ、垂直方向に対しては近接させた位置関係になっている。
【００４９】
図１１並びに図９及び図１０に示すように、第２の切り欠き部６７により、第１の光源装置１２からの第１の出射光１２Ａは、第２の三角プリズム６６によって遮られることなく、第１の反射スポット６８に到達する。
【００５０】
また、第１の切り欠き部６５により、第２の光源装置１４からの第２の出射光１４Ａは、第１の三角プリズム６４によって遮られることなく、第２の反射スポット６９に到達する。
【００５１】
図１２は、ロッドインテグレータ７２に入射する、第１の反射スポット６８で反射した第１の出射光１２Ａと第２の反射スポット６９で反射した第２の出射光１４Ａとを説明した図である。ロッドインテグレータ７２は、矩形形状の断面形状を有しており、断面形状の長手方向が垂直方向となるように配置される。図１２に示すように、第１の反射スポット６８で反射した第１の光源装置１２からの第１の出射光１２Ａと、第２の反射スポット６９で反射した第２の光源装置１４からの第２の出射光１４Ａとは、垂直方向において近接した位置で並んでロッドインテグレータ７２に入射する。
【００５２】
以上のように、第１の三角プリズム６４に第１の切り欠き部６５を形成すると共に、第２の三角プリズム６６に第２の切り欠き部６７を形成することにより、第１の反射スポット６８と第２の反射スポット６９とを垂直方向に近接させた場合でも、第１及び第２の三角プリズム６４、６６の一部により、第１及び第２の三角プリズム６４、６６に入射する光が遮られることが低減される。よって、第１の光源装置１２からの第１の出射光１２Ａと、第２の光源装置１４からの第２の出射光１４Ａとを、ロスすることなく受けることができ、有効に合成することが出来る。
【００５３】
また、第１の反射スポット６８と第２の反射スポット６９とを垂直方向に対して近接させているため、第１の反射スポット６８での反射光と、第２の反射スポット６９での反射光との合成光を、ロッドインテグレータ７２に光がロスすることなく有効に入射させることが出来る。
【００５４】
なお、本実施形態では、第１の光源装置１２からの第１の出射光１２Ａと第２の光源装置１４からの第２の出射光１４Ａはそれぞれ、第１の三角プリズム６４と第２の三角プリズム６６の表面（反射面）上でそれらのスポット径が最小となるように、レンズ６０により集光されて第１の三角プリズム６４と第２の三角プリズム６６に入射される。しかしながら、第１の光源装置１２からの第１の出射光１２Ａと第２の光源装置１４からの第２の出射光１４Ａはそれぞれ、ロッドインテグレータ７２の入射面上でそれらのスポット径が最小となるように、レンズ６０により集光されてもよい。または、第１の三角プリズム６４または第２の三角プリズム６６の表面（反射面）と、ロッドインテグレータ７２の入射面との間の位置で第１または第２の出射光１２Ａ、１４Ａのスポット径が最小となるように、レンズ６０により集光されてもよい。
【００５５】
ロッドインテグレータ７２に入射した各光源装置からの光は、ロッドインテグレータ７２内で照度が均一化された後、フィルターホイール８０を通過する。
【００５６】
図１３は、フィルターホイール８０の構成図であり、図１３（Ａ）は、フィルターホイール８０の上面図であり、図１３（Ｂ）はフィルターホイール８０の側面図である。
【００５７】
フィルターホイール８０は、可視全域にわたって高透過であるガラス基板により構成される領域であるガラス基板８１２と、波長６００ｎｍ未満で高反射かつ波長６００ｎｍ以上の可視域で高透過であるカラーフィルター基板により構成される領域であるカラーフィルター８１４とを有する。これらの基板はモータ８０２に取り付けられ、回転制御される。
【００５８】
フィルターホイール８０は、蛍光体ホイール１６と同じ回転数で同期して回転制御される。すなわち、フィルターホイール８０は、ガラス基板８１２とカラーフィルター８１４とで、１フレーム（例えば、１／１８０秒）となるように構成される。
【００５９】
さらに、蛍光体ホイール１６の蛍光体領域１１４にレーザ光が照射されることにより蛍光体領域１１４から放射される黄色蛍光が、フィルターホイール８０におけるカラーフィルター８１４に入射されるように、蛍光体ホイール１６とフィルターホイール８０の回転のタイミングが調整される。
【００６０】
そのため、蛍光体領域１１４とカラーフィルター８１４のセグメント角度は同一である。カラーフィルター８１４は６００ｎｍ未満の光を除去するため、蛍光体領域１１４から放たれる黄色蛍光は、短波長成分が除去され、赤色光となってフィルターホイール８０から出射される。
【００６１】
フィルターホイール８０を出射した光は、レンズ７４、７６を介して照明装置１０から出力されて映像生成部９０に入射する。以上のように、照明装置１０は、各種のレンズ、ミラーなどの光学部品を有する。
【００６２】
映像生成部９０は、レンズ９２と、全反射プリズム９４と、１枚のＤＭＤ（Digital Mirror Device）９６を有する。レンズ９２は、ロッドインテグレータ７２の出射面からの光をＤＭＤ９６に結像させる。レンズ９２を介して全反射プリズム９４に入射した光は、全反射プリズム９４の表面９４ａによって反射され、ＤＭＤ９６へ導かれる。また、ＤＭＤ９６への入射角度の関係から、ロッドインテグレータ７２は、その断面の長手方向が垂直方向になるように配置されている。
【００６３】
ＤＭＤ９６は、図示しない制御部によって、それぞれに入射する各色光のタイミングに合わせ、かつ、入力される映像信号に応じて制御される。ＤＭＤ９６によって変調された光は、全反射プリズム９４を透過して投写レンズ９８へ導かれる。投写レンズ９８は、時間的に合成された映像光を図示しないスクリーンへ投写する。
【００６４】
本実施の形態では、光変調素子であるＤＭＤ９６として、対角サイズが０．６７インチのＤＭＤを使用し、投写レンズ９８のＦナンバーは１．７としている。光変調素子として、ＤＭＤに代えて、液晶表示デバイスを使用してもよい。
【００６５】
以上のようにして、本実施形態では、照明装置１０は、時間的に切り替わる、赤色光、緑色光、青色光、黄色光の４色の光を出力している。
【００６６】
ここで、赤色光は、赤色蛍光体ではなく、黄色蛍光体からの黄色蛍光のうち、短波長成分を除去することにより生成される。すなわち、赤色光と黄色光は同一の黄色蛍光体からの蛍光により生成される。
【００６７】
高輝度の照明装置を得るためには、蛍光体を励起するレーザ光強度を大きくする必要があるが、レーザ光強度が大きくなると蛍光体効率が低下し、蛍光体温度も上昇する、という問題が発生する。そこで、本実施の形態では、蛍光体基板を２つ備え、蛍光体基板１つあたりの発熱を抑制することにより、この影響を最小限に抑えて、高輝度かつ高効率の照明光を得るようにしている。
【００６８】
２．効果、等
本実施形態の照明装置１００は、２つ（複数）の光源装置１２、１４と、反射面６４Ａ、６６Ａを備えた２つの三角プリズム６４、６６を備え、光源装置１２、１４により複数方向から照射された複数の光を三角プリズム６４、６６の反射面６４Ａ、６６Ａによりそれぞれ反射して同一方向の合成光に合成する光束合成部６２と、光束合成部６２からの合成光を均一化するロッドインテグレータ７２と、を備える。２つの三角プリズム６４、６６の中の少なくとも一方の三角プリズムにおいて、他方の三角プリズムの反射面へ入射する光が当該反射面へ到達する途中で一方の三角プリズムの一部の領域分により遮られないように、入射する光を透過させるため切り欠き部６５、６７が形成されている。
【００６９】
これにより、第１の反射スポットと第２の反射スポットとを垂直方向に近接させても、第１の光源装置からの第１の出射光と、第２の光源装置からの第２の出射光とを光がロスすることなく有効に合成することができ、高輝度の照明光の出力が可能となる。
【００７０】
また、第１の反射スポット６８と第２の反射スポット６９とを垂直方向に近接させているため、第１の反射スポット６８での反射光と、第２の反射スポット６９での反射光との合成光を、ロッドインテグレータ７２にロスすることなく有効に入射させることが出来る。
【００７１】
また、第１の三角プリズム６４と第２の三角プリズム６６とは同形状としているため、部品点数の削減化を図ることが出来ると共に、光束合成部の構成の簡素化を図ることが出来る。
【００７２】
〔その他の形態〕
上記の実施の形態では、蛍光体ホイールにより変換された蛍光の合成に本開示の光束合成部を用いた形態で説明したがこれに限定されるものではなく、例えば複数の光源ランプの出射光の合成に適用することも可能である。
【００７３】
また、上記の実施の形態では、光束合成部は、２つのプリズムを重ねることにより一体化したが、１つのプリズムにより一体で形成しても良い。
【００７４】
また、上記の実施の形態では、光束合成部６２は、三角プリズムにより構成したが、例えば四角プリズム等他の形状のプリズムにより構成しても良い。
【００７５】
第１及び第２の三角プリズム６４、６６は反射部材の一例である。第１及び第２の三角プリズム６４、６６で構成される光束合成部６２は光束合成手段の一例である。ロッドインテグレータ７２は均一化手段の一例である。第１の側面６４Ａ、６６Ａは反射面の一例である。ＤＭＤ９６は光変調素子の一例である。
【００７６】
以上のように、添付図面および詳細な説明によって、出願人がベストモードと考える実施形態とその他の形態とを提供した。これらは、特定の実施形態を参照することにより、当業者に対して、特許請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。
【００７７】
したがって、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施の形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本開示は、複数の光源からの光を合成して利用する照明装置、及びこの照明装置を用いた投写型映像表示装置に適用可能である。具体的には、プロジェクタのほか、テレビなどに、本開示は適用可能である。
【符号の説明】
【００７９】
１０    照明装置
１２、１４    光源装置
６２    光束合成部
６４    第１の三角プリズム
６４Ａ  第１の三角プリズムの第１の側面（反射面）
６５    第１の切り欠き部
６６    第２の三角プリズム
６６Ａ  第２の三角プリズムの第１の側面（反射面）
６７    第２の切り欠き部
７２    ロッドインテグレータ
１００    投写型映像表示装置
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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