(57)【要約】【課題】光源のエネルギー効率を向上し、色ムラを低減させた鮮明な投影画像を投影することのできる投影装置を提供する。【解決手段】投影装置１０は、光源装置６０として、複数の半導体発光素子である励起光源７１がホルダー７５に配置される。表示素子５１には、複数の励起光源７１から出射された光が照射される。表示素子５１は矩形に形成される。表示素子５１は、励起光源７１の出射光における断面楕円形の長軸方向が、表示素子５１の長辺方向とほぼ平行となるように配置される。【選択図】図３
2015176036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子から出射された光が照射される矩形状の表示素子と、
を含み、
前記表示素子は、前記半導体発光素子の出射光における断面楕円形の長軸方向が、前記表示素子の長辺方向とほぼ平行となるように配置されることを特徴とする投影装置。
【請求項２】
前記複数の半導体発光素子が配置されるホルダーと、
前記複数の半導体発光素子から出射された光が入射される矩形状の入射口と、前記入射口から入射された光が出射される矩形状の出射口と、が形成された導光部材と、
を含み、
前記半導体発光素子の出射光における断面楕円形の長軸方向が、前記入射口の長辺方向とほぼ平行となるように、前記複数の半導体発光素子が前記ホルダーに固定されることを特徴とする請求項１に記載の投影装置。
【請求項３】
前記半導体発光素子は、リード端子が二本形成されており、
前記複数の半導体発光素子の少なくとも一部の隣接する前記半導体発光素子の前記リード端子は直列に接続されており、
前記半導体発光素子の二本の前記リード端子のうち、一方の前記リード端子が上側に配置され、他方の前記リード端子が下側に配置されるとともに、上側又は下側のうち一方側の前記リード端子は、横方向に隣接する他方側の前記リード端子と結線されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の投影装置。
【請求項４】
複数の前記半導体発光素子は、縦方向及び横方向の直線状に配置されており、
前記横方向に配置された複数の前記半導体発光素子が結線されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載の投影装置。
【請求項５】
前記半導体発光素子は、青色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４の何れか記載の投影装置。
【請求項６】
青色波長帯域光を発する青色発光ダイオードからなる青色光源装置と、
赤色波長帯域光を発する赤色発光ダイオードからなる赤色光源装置と、
前記青色レーザダイオードを励起光源として、緑色波長帯域光を発する緑色蛍光体層が敷設された蛍光ホイールを有する緑色光源装置と、
を含むことを特徴とする請求項５に記載の投影装置。
【請求項７】
前記表示素子は、長辺が横方向になるよう配置されており、
前記導光部材は、ライトトンネル又はガラスロッドを含み、
前記導光部材から出射された光は前記表示素子に導光されるとともに、前記導光部材は、前記入射口の長辺が横方向になるよう配置されることを特徴とする請求項２乃至請求項６の何れか記載の投影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子を有する投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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の画像等をスクリーンに投影する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。この投影装置は、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。
【０００３】
このような投影装置において、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、低消費電力かつ高輝度であって、光強度が強いレーザダイオードを含む光源を備える投影装置の開発が多々なされている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示される投影装置は、複数の青色レーザダイオードからなる励起光照射装置が設けられている。この励起光照射装置により、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光を得て、光源装置が形成されている。
【０００５】
特許文献１に開示される励起光照射装置においては、青色レーザダイオードは、結線が必要な二本のリード端子が横に並ぶように配置されている。これは、一枚の基板により縦の列又は横の列のリード端子をまとめて結線できるので、製造上の組み立てがし易い構成となるからである。
【０００６】
ここで、一般にレーザダイオードは、ダイオードの接合面に対する垂直方向と水平方向とで放射角が異なる。このため、レーザダイオードから出射される出射光の断面は楕円形となることが知られている。そして、この楕円形の長軸方向（換言すれば、レーザダイオードの光線の広がり角の大きい方向）は、レーザダイオードの製造上、リード端子の並ぶ方向と直交する。従って、特許文献１における励起光照射装置からの励起光は、長軸の向きを縦向き（すなわち投影装置に対して上下方向）の楕円形として出射されることとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−１９５７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
投影装置におけるライトトンネル、ガラスロッド等の導光部材や表示素子は、横長矩形のスクリーンに合わせて、横長矩形に形成され、配置される。これらの導光部材や表示素子に、長軸を縦向きとした光線束とされる緑色波長帯域光や青色波長帯域光が照射されると、互いの長手方向が異なるので、導光部材への入射漏れや、表示素子の画像形成面における光強度にばらつきが生じ、画像形成面でのエネルギー効率が悪くなる。この結果、投影画像の色ムラが発生する原因となっていた。
【０００９】
よって、本発明の目的は、光源のエネルギー効率を向上し、色ムラを低減させた鮮明な投影画像を投影することのできる投影装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の投影装置は、複数の半導体発光素子と、前記複数の半導体発光素子から出射された光が照射される矩形状の表示素子と、を含み、前記表示素子は、前記半導体発光素子の出射光における断面楕円形の長軸方向が、前記表示素子の長辺方向とほぼ平行となるように配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、光源のエネルギー効率が向上され、色ムラを低減させた鮮明な投影画像の投影ができる投影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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。
【図２】本発明の実施形態に係る投影装置の機能ブロック図である。
【図３】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。
【図４】本発明の実施形態に係る投影装置の励起光照射装置におけるレーザダイオードの配置とリード端子の結線の様子を示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態に係る投影装置のレーザダイオードにおける出射光とリード端子の関係を示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る投影装置の光線束と導光部材の入射口の関係を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態に係る投影装置の表示素子の画像形成面を示す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳説する。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。
【００１４】
投影装置１０は、上面板１１、正面板１２、右側板１５及び図１に表れていない背面板、左側板、底面板によりなる筐体が略直方体形状に形成される。正面板１２のやや左側に寄った位置には、上底側を後方に向けた平面視台形形状の凹部が形成されている。この凹部の後側の壁面には、投影レンズ２３０が設けられている。この投影レンズ２３０により、スクリーン方向に画像が投影される。
【００１５】
正面板１２及び右側板１５には、筐体内部に配置された各種機器を冷却するための吸排気孔となる多数の長方形の孔により形成された吸排気孔２が設けられている。なお、図示しないが、背面板や左側板にもそれぞれ吸排気孔が設けられている。そして、上面板１１には、スピーカ窓４９やキー／インジケータ部３７が設けられている。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、オフを切り替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加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。
【００１６】
背面板には、ＵＳＢ端子や画像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ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２０が設けられている。さらに、図示しないが、投影装置１０は、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。
【００１７】
次に、投影装置１０の制御手段について図２の機能ブロック図を用いて説明する。制御手段は、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。
【００１８】
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。
【００１９】
そして、この制御手段により、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。
【００２０】
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に展開して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。
【００２１】
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り、光源装置６０から出射された光線束を後述の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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
そして、筐体の上面板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。
【００２５】
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。
【００２６】
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の赤色光源装置、青色光源装置及び緑色波長帯域光を生成するための励起光源である励起光照射装置の発光を個別に制御する。
【００２７】
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１０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。
【００２８】
次に、この投影装置１０の内部構造について述べる。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、光源装置６０と、この光源装置６０からの光源光を表示素子５１に導光する光源側光学系１７０と、表示素子５１から出射された画像を図示しないスクリーンに投影する投影側光学系１６０と、を有する。
【００２９】
投影装置１０は、左側板１４の近傍に電源回路ブロック２４１を有する。電源回路ブロック２４１は、電源基板２４２が配置される。電源基板２４２は、各種光源の点灯用電源、ＤＭＤや各種ＩＣ用の主電源、及び、モータ等の機構系を駆動させるための駆動電源等の各電源電圧を生成する電源回路を実装している。
【００３０】
また、図示しないメイン基板は、上面板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の各種信号が接続されており、電源回路ブロック２４１の近傍に配置されるＣＰＵ等の各種ＩＣが実装されて投影装置１０全体の制御を司る制御回路を実装している。
【００３１】
投影装置１０は、電源回路ブロック２４１の右側板側で投影装置１０筐体の左右方向中央からやや左側に寄った位置に投影側光学系１６０が設けられている。そして、投影装置１０は、投影側光学系１６０の右側板１５方向に光源装置６０を備えている。
【００３２】
光源装置６０は、緑色波長帯域光を出射する緑色光源装置８０と、赤色波長帯域光を出射する赤色光源装置１２０と、青色波長帯域光を出射する青色光源装置３００と、導光光学系１４０とにより形成されている。緑色光源装置８０は、背面板１３近傍に配置される励起光照射装置７０と、この励起光照射装置７０から出射される光線束の光軸上であって、正面板１２の近傍に配置される蛍光ホイール装置１００とにより形成されている。
【００３３】
赤色光源装置１２０は、蛍光ホイール装置１００から出射される光線束と平行となるように正面板１２の近傍に配置される。また、青色光源装置３００は、励起光照射装置７０と蛍光ホイール装置１００との間に配置される。導光光学系１４０は、赤色波長帯域光、緑色波長帯域光、青色波長帯域光の光軸がそれぞれ同一の光軸となるように変換して、導光部材であるライトトンネル１７５の入射口に集光させる。
【００３４】
緑色光源装置８０の励起光照射装置７０は、背面板１３と光軸が直交するよう配置される複数の励起光源７１と、各励起光源７１の前方に配置されるコリメータレンズ７３と、励起光源７１からの出射光を集光する集光レンズ７８，７９と、励起光源７１と背面板１３との間に配置されたヒートシンク８１と、を備える。そして、ヒートシンク８１の背面板１３側には、冷却ファン８５，８６が配置されている。
【００３５】
励起光源７１は、半導体発光素子である青色レーザダイオードとされる。励起光源７１は、平板状のホルダー７５により保持されている。コリメータレンズ７３は、励起光源７１からの出射光について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は、各レンズのレンズ中心をレーザダイオードの出射光軸から僅かにずらせて、各励起光源７１から出射される光線束の間隔を縮小して集光レンズ７８に出射する。そして、集光レンズ７８及び集光レンズ７９、更に集光レンズ群１１１により、各レーザー光は重ねられるようにして蛍光ホイール装置１００の蛍光ホイール１０１に照射される。
【００３６】
緑色光源装置８０における蛍光ホイール装置１００は、正面板１２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直交するように配置された蛍光ホイール１０１と、この蛍光ホイール１０１を回転駆動するホイールモータ１１０と、蛍光ホイール１０１から背面板側に出射される光線束を集光する集光レンズ群１１１と、を備える。
【００３７】
蛍光ホイール１０１は、円板状の金属基材であって、蛍光光を出射する環状の蛍光発光領域が凹部として形成され、励起光を受けて蛍光発光する蛍光板として機能する。また、蛍光発光領域を含む蛍光ホイール１０１の励起光源側の表面は、銀蒸着等によってミラー加工されることで光を反射する反射面が形成され、この反射面上に緑色蛍光体の層が敷設されている。
【００３８】
そして、蛍光ホイール１０１の緑色蛍光体層に照射された励起光照射装置７０からの出射光は、緑色蛍光体層における緑色蛍光体を励起する。緑色蛍光体から全方位に蛍光発光された光線束は、直接励起光源側へ、あるいは、蛍光ホイール１０１の反射面で反射した後に励起光照射装置７０側へ出射される。
【００３９】
また、蛍光体層の蛍光体に吸収されることなく、金属基材に照射された励起光は、反射面により反射されて再び蛍光体層に入射し、蛍光体を励起することとなる。よって、蛍光ホイール１０１の凹部の表面を反射面とすることにより、励起光源７１から出射される励起光の利用効率を上げることができ、より明るく発光させることができる。
【００４０】
なお、蛍光ホイール１０１の反射面で蛍光体層側に反射された励起光において蛍光体に吸収されることなく励起光照射装置７０側に出射された励起光は、第一ダイクロイックミラー１４１を透過し、蛍光光は第一ダイクロイックミラー１４１により反射されるため、励起光が外部に出射されることはない。
【００４１】
青色光源装置３００は、蛍光ホイール装置１００からの出射光の光軸と直交するように配置された青色光源３０１と、青色光源３０１からの出射光を集光する集光レンズ群３０５と、を備える。そして、この青色光源装置３００は、後述する赤色光源装置１２０からの出射光と光軸が交差するように配置されている。また、青色光源３０１は、青色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての青色発光ダイオードである。
【００４２】
さらに、青色光源装置３００は、青色光源３０１の右側板側に配置されるヒートシンク３１１を備える。そして、ヒートシンク３１１と背面板１３との間には、ヒートシンク３１１を冷却する冷却ファン３１５が配置されている。
【００４３】
赤色光源装置１２０は、励起光源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。そして、この赤色光源装置１２０は、励起光照射装置７０からの出射光及び蛍光ホイール１０１から出射される緑色波長帯域光と光軸が平行となるように配置されている。
【００４４】
また、赤色光源１２１は、赤色の波長帯域光を発する半導体発光素子としての赤色発光ダイオードである。さらに、赤色光源装置１２０は、赤色光源１２１の正面板側に配置されるヒートシンク１３１を備える。そして、正面板１２には、ヒートシンク１３１を冷却する冷却ファン１３５が配置されている。
【００４５】
そして、導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１、第二ダイクロイックミラー１４８と、反射ミラー１４９からなる。第一ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光及び蛍光ホイール１０１から出射される緑色波長帯域光の光軸と、青色光源装置３００から出射される青色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に配置される。そして、第一ダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光を透過し、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９０度変換する。
【００４６】
また、第二ダイクロイックミラー１４８は、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光の光軸と、青色光源装置３００から出射される青色波長帯域光の光軸と、が交差する位置に配置される。第二ダイクロイックミラー１４８は、青色及び緑色波長帯域光を透過し、赤色波長帯域光を反射させて赤色波長帯域光の光軸を９０度変換する。そして、第二ダイクロイックミラー１４８を通過した各色波長帯域光は、反射ミラー１４９により、光軸を９０度変換されて、集光レンズ１７３を介してライトトンネル１７５に入射される。
【００４７】
光源側光学系１７０は、集光レンズ１７３，導光部材であるライトトンネル１７５，集光レンズ１７８，光軸変換ミラー１８１，集光レンズ１８３，照射ミラー１８５，コンデンサレンズ１９５が設けられている。なお、コンデンサレンズ１９５は、表示素子５１から出射された光を集光して、可動レンズ群２３５や固定レンズ群２２５に入射させるので、投影側光学系１６０の構成要素の一つともされる。
【００４８】
光源装置６０から出射された光線束は、集光レンズ１７３により、ライトトンネル１７５の入射口に集光される。ライトトンネル１７５では、入射された光線束は均一な強度分布とされる。ライトトンネル１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１８１により、左側板１４側に光軸を変換される。
【００４９】
光軸変換ミラー１８１で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、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。なお、表示素子５１は、背面板１３側にヒートシンク５９が設けられ、このヒートシンク５９により表示素子５１は冷却される。
【００５０】
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１６０を介してスクリーンに投影される。ここで、投影側光学系１６０は、コンデンサレンズ１９５と、可動レンズ群２３５と、固定レンズ群２２５と、投影レンズ２３０と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、固定レンズ群２２５及び投影レンズ２３０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、ズーム調節やフォーカス調節が可能に形成される。
【００５１】
ここで、図４により、励起光照射装置７０について、さらに詳細に説明する。図４は、励起光源７１を保持するホルダー７５を背面側から見た模式図である。
【００５２】
励起光源７１は、半導体発光素子としての青色レーザダイオードである。そして、励起光源７１は、横方向に８個が並べて配置されている。縦方向には、３個が並べて配置されている。よって、励起光源７１である青色レーザダイオードは、合計２４個が配置されている。
【００５３】
そして、励起光源７１は、横方向及び縦方向ともに、直線状に並べて配置されている。各励起光源７１には、二本のリード端子７７（７７ａ，７７ｂ）が設けられている。そして、各励起光源７１の少なくとも一部の隣接する励起光源７１のリード端子７７（７７ａ，７７ｂ）を直列に接続するように、各励起光源７１は、二本のリード端子７７ａ，７７ｂが縦向きになるように、上側にはリード端子７７ａが配置され、下側にはリード端子７７ｂが配置されている。
【００５４】
そして、励起光源７１の上側のリード端子７７ａは、図４における右横隣の励起光源７１における下側のリード端子７７ｂと結線されている。そして、横方向に直線的に並べられている８個の励起光源７１のうちの両端に位置する、一端側の励起光源７１は上側のリード端子７７ａが、他端側の励起光源７１は下側のリード端子７７ｂが、それぞれ電源と接続される。
【００５５】
ここで、図５に示すように、励起光源７１である青色レーザダイオードは、一般にリード端子７７（７７ａ，７７ｂ）が並ぶ方向と、出射光の断面楕円形の長軸の向き（換言すれば、青色レーザダイオードの光線の広がり角の大きい方向）が直交する。すなわち、図５に示すように、縦向きにリード端子７７（７７ａ，７７ｂ）を配置した場合には、励起光源７１の出射光は、断面楕円形の向きが長軸を横向きとして出射される。本実施形態においては、励起光源７１は、リード端子７７（７７ａ，７７ｂ）が縦向きになるようにすべての励起光源７１が揃えられて配置されている。よって、励起光照射装置７０から出射される光線束は、すべて光線の断面が横向きの楕円形とされる。
【００５６】
このように、断面が横向きに揃えられて出射される励起光照射装置７０からの光線束は、図３に示すように、集光レンズ７８，７９及び第一ダイクロイックミラー１４１を介して蛍光ホイール装置１００の蛍光ホイール１０１に照射される。蛍光ホイール１０１に励起光が照射されると、蛍光ホイール１０１に敷設される緑色蛍光体層から緑色波長帯域光が発光される。ここで、励起光は断面において長軸が横向きに揃えられた楕円形とされる光線束であり、励起光とされた各レーザー光が重ねられるようにして蛍光ホイール装置１００に照射されるため、この蛍光体層からの緑色波長帯域光も、断面において楕円形の長軸が横向きに揃えられた光線束として形成される。
【００５７】
蛍光ホイール装置１００から出射された緑色波長帯域光は、導光光学系１４０及び集光レンズ１７３を介して導光部材であるライトトンネル１７５の入射口に入射される。ここで、図６に示すように、ライトトンネル１７５は、入射口１７５ａを横長矩形のスクリーンに合わせて、横長の長方形として、長辺１７５ａ１を横向きにして、短辺１７５ａ２を縦向きにして配置されている。
【００５８】
そして、このライトトンネル１７５の入射口１７５ａに、横向きに長軸が揃えられた緑色波長帯域光の断面楕円形１００Ｐの光線束が照射される。この場合、横長矩形のライトトンネル１７５の入射口１７５ａに、長軸方向を横方向とした断面楕円形１００Ｐの光線束が照射されることとなる。よって、ライトトンネル１７５の入射口１７５ａに無駄なく緑色波長帯域光の光線束が照射されることとなる。
【００５９】
このようにしてライトトンネル１７５を透過した緑色波長帯域光は、照度分布が均一化される。そして、ライトトンネル１７５の出射口から出射した緑色波長帯域光は、集光レンズ１７８や光軸変換ミラー１８１等を介して、表示素子５１に照射される。
【００６０】
次に、図７に示すように、表示素子５１は、微小ミラーが多数配置され、投影画像が形成される画像形成面５１ａが設けられている。画像形成面５１ａは、長辺５１ａ１及び短辺５１ａ２を有する。そして、画像形成面５１ａは、長辺５１ａ１が横方向になるように投影装置１０に配置されている。
【００６１】
このように形成される表示素子５１の画像形成面５１ａに、蛍光ホイール装置１００から出射された緑色波長帯域光が照射される。この緑色波長帯域光は、光の断面が長軸を横向きにした断面楕円形として形成されている。よって、表示素子５１の画像形成面５１ａに照射される蛍光ホイール装置１００からの出射光の断面楕円形をした長軸の向きは、画像形成面５１ａにおける長方形の長辺５１ａ１と同じように横向きとされる。よって、蛍光ホイール装置１００から出射された緑色波長帯域光の光線束は、無駄なく表示素子５１の画像形成面５１ａに照射されることとなる。
【００６２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれに限られず、適宜変更して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源７１を青色レーザダイオードとしたが、他の半導体発光素子として、高光強度の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いてもよい。また、励起光源として半導体発光素子を用いる場合に限られず、各色波長帯域光を出射する各色光源装置として、複数の半導体発光素子により形成される光源装置とすることもできる。
【００６３】
また、励起光源７１である青色レーザダイオードのリード端子７７の結線は、本発明の実施形態に限られず、励起光源７１の上側のリード端子７７ａ又は下側のリード端子７７ｂのうち一方側のリード端子が、当該励起光源７１の横隣の励起光源７１の他方側のリード端子と結線されていればよい。
【００６４】
なお、上記実施形態においては、導光部材としてライトトンネル１７５の例を用いて説明したが、これに限らず、導光部材としてガラスロッドを用いても良い。
【００６５】
以上、本発明の実施形態によれば、投影装置１０は、光源として複数の半導体素子である励起光源７１と、表示素子５１とが含まれる。そして、表示素子５１は、励起光源７１の出射光における断面楕円形の長軸方向と平行となるように、画像形成面５１ａの長辺５１ａ１が配置されている。
【００６６】
これにより、横長矩形に配置される表示素子５１の画像形成面５１ａに光源光が無駄なく均一なものとして照射されるので、表示素子５１の画像形成面５１ａでの単位面積あたりの反射光の強度が向上し、色ムラを低減し、明るい投影画像を得ることができる。
【００６７】
また、投影装置１０は、複数の半導体発光素子としての青色レーザダイオードである励起光源７１が配置されるホルダー７５と、導光部材であるライトトンネル１７５とが含まれる。
【００６８】
そして、半導体発光素子である青色レーザダイオードの光線の広がり角の大きい方向（半導体発光素子の出射光における断面楕円形の長軸方向）と、ライトトンネル１７５等の導光部材の入射口１７５ａの長辺１７５ａ１方向と、がほぼ平行となるように投影装置１０に配置されているので、ライトトンネル１７５の入射口１７５ａから外側に漏れる光が少なくなり、沢山の光がライトトンネル１７５の入射口１７５ａ内に入射されるので投影画像が明るくなるという効果がある。
【００６９】
また、青色レーザダイオード等の半導体発光素子の光線の広がり角の大きい方向（半導体発光素子の出射光における断面楕円形の長軸方向）と、ライトトンネル１７５等の導光部材の入射口１７５ａの長辺１７５ａ１方向と、がほぼ平行となるように投影装置１０に配置されているので、半導体発光素子から出射された光のうち、角度が大きい外側の光をより取り込みやすくすることができる。このような角度が大きい外側の光の方がライトトンネル１７５内での反射回数を増大させて混合効果を高めることができるので、光がより均一になり、従って投影画面の照度分布の均一性を向上させることができる。
【００７０】
また、ホルダー７５に配置される励起光源７１は、一方のリード端子７７ａを上側とし、他方のリード端子７７ｂが下側になるように配置した。そして、上側のリード端子７７ａは、背面から見て右横隣の下側のリード端子７７ｂと結線されるように配置した。
【００７１】
これにより、励起光源７１の出射光における断面楕円形の長軸の向きを横向きになるよう励起光源７１をホルダー７５に配置することができる。さらに、このように配置される励起光源７１のリード端子７７は同極が上下方向に揃えられて配置されるので、配線作業をより確実に行うことができる。
【００７２】
また、励起光源７１は、直線状に縦及び横方向に配置され、横方向に配置された励起光源７１を結線した。これにより、ホルダー７５の励起光源７１が配置される穴加工等の加工が容易となるとともに、リード端子７７の配線作業がし易い光源装置を有する投影装置を提供することができる。
【００７３】
また、励起光源７１は、半導体発光素子としての青色レーザダイオードとした。これにより、省電力で光強度が高く、寿命の長い青色レーザダイオードを用いて、蛍光体層の励起光源とすることができる。
【００７４】
また、青色光源装置３００として、青色発光ダイオードを用い、赤色光源装置１２０として赤色発光ダイオードを用い、緑色光源装置８０として、励起光源７１が照射される緑色蛍光体層が敷設された蛍光ホイール１０１を有するように投影装置１０を形成した。これにより、励起光源に青色レーザダイオードを用いて、赤、緑、青の各波長帯域光を出射することのできる投影装置を提供することができる。
【００７５】
また、投影装置１０は、表示素子５１の画像形成面５１ａにおける長辺５１ａ１が横向きになるように配置され、導光部材であるライトトンネルの入射口１７５ａの長辺１７５ａ１が横方向になるよう配置されている。これにより、横長矩形のスクリーンに対して、色ムラが低減された明るい投影画像を投影することができる投影装置１０を提供することができる。
【００７６】
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。
【００７７】
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］複数の半導体発光素子と、
前記複数の半導体発光素子から出射された光が照射される矩形状の表示素子と、
を含み、
前記表示素子は、前記半導体発光素子の出射光における断面楕円形の長軸方向が、前記表示素子の長辺方向とほぼ平行となるように配置されることを特徴とする投影装置。
［２］前記複数の半導体発光素子が配置されるホルダーと、
前記複数の半導体発光素子から出射された光が入射される矩形状の入射口と、前記入射口から入射された光が出射される矩形状の出射口と、が形成された導光部材と、
を含み、
前記半導体発光素子の出射光における断面楕円形の長軸方向が、前記入射口の長辺方向とほぼ平行となるように、前記複数の半導体発光素子が前記ホルダーに固定されることを特徴とする前記［１］に記載の投影装置。
［３］前記半導体発光素子は、リード端子が二本形成されており、
前記複数の半導体発光素子の少なくとも一部の隣接する前記半導体発光素子の前記リード端子は直列に接続されており、
前記半導体発光素子の二本の前記リード端子のうち、一方の前記リード端子が上側に配置され、他方の前記リード端子が下側に配置されるとともに、上側又は下側のうち一方側の前記リード端子は、横方向に隣接する他方側の前記リード端子と結線されることを特徴とする前記［１］又は前記［２］に記載の投影装置。
［４］複数の前記半導体発光素子は、縦方向及び横方向の直線状に配置されており、
前記横方向に配置された複数の前記半導体発光素子が結線されていることを特徴とする前記［１］乃至前記［３］の何れか記載の投影装置。
［５］前記半導体発光素子は、青色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［４］の何れか記載の投影装置。
［６］青色波長帯域光を発する青色発光ダイオードからなる青色光源装置と、
赤色波長帯域光を発する赤色発光ダイオードからなる赤色光源装置と、
前記青色レーザダイオードを励起光源として、緑色波長帯域光を発する緑色蛍光体層が敷設された蛍光ホイールを有する緑色光源装置と、
を含むことを特徴とする前記［５］に記載の投影装置。
［７］前記表示素子は、長辺が横方向になるよう配置されており、
前記導光部材は、ライトトンネル又はガラスロッドを含み、
前記導光部材から出射された光は前記表示素子に導光されるとともに、前記導光部材は、前記入射口の長辺が横方向になるよう配置されることを特徴とする前記［２］乃至前記［６］の何れか記載の投影装置。
【符号の説明】
【００７８】
２  吸排気孔                        １０  投影装置
１１  上面板                        １２  正面板
１３  背面板                        １４  左側板
１５  右側板                        ２０  端子
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                      ４９  スピーカ窓
５１  表示素子                      ５１ａ  画像形成面
５１ａ１  長辺                      ５１ａ２  短辺
５１ｂ  微小ミラー                  ５９  ヒートシンク
６０  光源装置
７０  励起光照射装置                ７１  励起光源
７３  コリメータレンズ              ７５  ホルダー
７７  リード端子                    ７７ａ  リード端子
７７ｂ  リード端子                  ７８  集光レンズ
７９  集光レンズ
８０  緑色光源装置                  ８１  ヒートシンク
８５  冷却ファン                    ８６  冷却ファン
１００  蛍光ホイール装置
１００Ｐ  断面楕円形                １０１  蛍光ホイール
１１０  ホイールモータ              １１１  集光レンズ群
１２０  赤色光源装置                １２１  赤色光源
１２５  集光レンズ群                １３１  ヒートシンク
１３５  冷却ファン                  １４０  導光光学系
１４１  第一ダイクロイックミラー
１４８  第二ダイクロイックミラー
１４９  反射ミラー                  １６０  投影側光学系
１７０  光源側光学系                １７３  集光レンズ
１７５  ライトトンネル              １７５ａ  入射口
１７５ａ１  長辺                    １７５ａ２  短辺
１７８  集光レンズ
１８１  光軸変換ミラー              １８３  集光レンズ
１８５  照射ミラー                  １９５  コンデンサレンズ
２２５  固定レンズ群                ２３０  投影レンズ
２３５  可動レンズ群                ２４１  電源回路ブロック
２４２  電源基板
３００  青色光源装置                ３０１  青色光源
３０５  集光レンズ群                ３１１  ヒートシンク
３１５  冷却ファン
【図１】
2015176036.tif 000003
【図２】
2015176036.tif 000004
【図３】
2015176036.tif 000005
【図４】
2015176036.tif 000006
【図５】
2015176036.tif 000007
【図６】
2015176036.tif 000008
【図７】
2015176036.tif 000009