(57)【要約】【課題】指向性の異なる複数の固体光源を用いつつ、投写映像において色ムラが生じることを防止する照明装置及び投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】本発明に係る照明装置は、複数の固体光源と、複数の固体光源が出射する複数の色光を変調する光変調素子とを備える照明装置であって、固体光源と光変調素子との間において複数の色光が通る共通の光路上に設けられ、複数の色光を光変調素子側へ導く光学ユニットを備え、複数の固体光源は、指向性の広い第１の色光を出射する第１の固体光源と、第１の色光よりも指向性の狭い第２の色光を出射する第２の固体光源とを含み、光学ユニットは、光変調素子上において、第１の色光の照射面積と、第２の色光の照射面積とを揃える。【選択図】図２
2008151944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体光源と、前記複数の固体光源が出射する複数の色光を変調する光変調素子とを備える照明装置であって、
前記固体光源と前記光変調素子との間において前記複数の色光が通る共通の光路上に設けられ、前記複数の色光を前記光変調素子側へ導く光学ユニットを備え、
複数の前記固体光源は、指向性の広い第１の色光を出射する第１の固体光源と、前記第１の色光よりも指向性の狭い第２の色光を出射する第２の固体光源とを含み、
前記光学ユニットは、前記光変調素子上において、前記第１の色光の照射面積と、前記第２の色光の照射面積とを揃える
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記光学ユニットは、
前記第１の色光又は前記第２の色光のいずれか一方を前記光変調素子側に反射して他方を透過する第１反射面と、
前記第１反射面を透過した前記第１の色光又は前記第２の色光を前記光変調素子側に反射する第２反射面とを備え、
前記第１の色光を反射する反射面が有する曲率よりも、前記第２の色光を反射する反射面が有する曲率の方が大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光学ユニットは、
前記第１の色光を前記光変調素子側に反射して前記第２の色光を透過するダイクロイックミラー面と、
前記ダイクロイックミラー面を透過した前記第２の色光を反射する複数の反射面とを備え、
前記第２の色光は、複数の前記反射面で反射された後、前記光変調素子側に導かれる
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光学ユニットは、入射する前記色光の波長に応じて、出射する前記色光の回折角度が異なる回折光学素子を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項５】
複数の固体光源と、前記複数の固体光源側からそれぞれ出射された複数の色光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された前記複数の色光をスクリーンに投写する投写レンズとを備える投写型映像表示装置であって、
前記固体光源と前記光変調素子との間において前記複数の色光が通る共通の光路上に設けられ、前記複数の色光を前記光変調素子側へ導く光学ユニットを備え、
複数の前記固体光源は、指向性の広い第１の色光を出射する第１の固体光源と、前記第１の色光よりも指向性の狭い第２の色光を出射する第２の固体光源とを含み、
前記光学ユニットは、前記光変調素子上において、前記第１の色光の照射面積と、前記第２の色光の照射面積とを揃える
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】
本発明は、複数の固体光源と、前記複数の固体光源が出射する複数の色光を変調する光変調素子とを備える照明装置及び投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＲＧＢ（赤、緑、青）色等、異なる色光を発する複数の光源を備え、当該光源から発する色光で映像を投写する投写型映像表示装置が知られている。
【０００３】
ここで、光源から発する光は、分散角が低い光ほど光学系における光利用効率が高い。よって、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とする際には、モールドレンズやフォトニック結晶などを用いて、光源から出射される光の指向性の改善が図られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４９９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、赤成分光を発する赤色ＬＥＤでは、一般的にＡｌｌｎＧａＰ系が材料として用いられているのに対し、緑成分光及び青成分光を発する緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤでは、ＩｎＧａＮ系が材料として用いられている。よって、赤色ＬＥＤと、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤとは、発する光の指向性が異なる。
【０００５】
具体的に、例えば、赤色ＬＥＤでは、図１７（ａ）に示すような分散角分布になるが、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤでは、図１７（ｂ）に示すような分散角分布になり、特に、−６０°乃至−３０°の分散角範囲と、３０°乃至６０°の分散角範囲とにおいて光強度が大きく異なる。
【０００６】
このように、指向性の異なる各色ＬＥＤを光源として用いた投写型映像表示装置では、この光源からの色光を同一構造の光学系により表示パネルに導いた場合、表示パネル上において、各色光ごとの照射面積が異なる。つまり、上述した投写型映像表示装置では、表示パネル上において、各色光ごとに、照度分布（照明面内での明るさの偏り）、分散角分布（図１７（ａ）乃至（ｂ）に示す分布状態）、分散角面内分布（照射面内の各箇所での分散角分布）等に違いが生じ、スクリーン上の投写映像に色ムラが発生して、映像品質を大きく劣化させることになる。
【０００７】
そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、指向性の異なる複数の固体光源を用いつつ、投写映像において色ムラが生じることを防止する照明装置及び投写型映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の特徴は、複数の固体光源（例えば、赤色ＬＥＤ１０ｂ、緑色ＬＥＤ１０ｃ、青色ＬＥＤ１０ｄ）と、前記複数の固体光源が出射する複数の色光を変調する光変調素子（表示パネル３０）とを備える照明装置（照明装置１２０）であって、前記固体光源と前記光変調素子との間において前記複数の色光が通る共通の光路上に設けられ、前記複数の色光を前記光変調素子側へ導く光学ユニット（光学ユニット４０）を備え、複数の前記固体光源は、指向性の広い第１の色光を出射する第１の固体光源（赤色ＬＥＤ１０ｂ）と、前記第１の色光よりも指向性の狭い第２の色光を出射する第２の固体光源（緑色ＬＥＤ１０ｃ、青色ＬＥＤ１０ｄ）とを含み、前記光学ユニットは、前記光変調素子上において、前記第１の色光の照射面積と、前記第２の色光の照射面積とを揃えることを要旨とするものである。
【０００９】
かかる特徴によれば、照明装置では、光学ユニットが、光変調素子上において、第１の固体光源から出射された指向性の広い第１の色光の照射面積と、第１の色光よりも指向性の狭い、第２の固体光源から出射された第２の色光の照射面積とを揃える。よって、照明装置は、指向性の異なる複数の固体光源を用いていても、入射した色光を映像光として出射する、例えば、単板式反射型の表示パネル等の光変調素子上において、それぞれの色光の照射面積を揃えることができるので、照度分布の偏りを抑制した映像光を出射させることができる。
【００１０】
このような特徴によれば、照明装置は、指向性の異なる複数の固体光源を用いつつ、投写映像において色ムラが生じることを防止することができる。
【００１１】
本発明第２の特徴は、第１の特徴に係り、前記光学ユニットは、前記第１の色光又は前記第２の色光のいずれか一方を前記光変調素子側に反射して他方を透過する第１反射面（例えば、ダイクロイックミラー面４０ａ）と、前記第１反射面を透過した前記第１の色光又は前記第２の色光を前記光変調素子側に反射する第２反射面（例えば、反射面４０ｂ）とを備え、前記第１の色光を反射する反射面が有する曲率よりも、前記第２の色光を反射する反射面が有する曲率の方が大きいことを要旨とするものである。
【００１２】
かかる特徴によれば、照明装置では、指向性の広い第１の色光を反射する反射面が有する曲率よりも、指向性の狭い第２の色光を反射する反射面が有する曲率の方が大きい。
【００１３】
ここで、本明細書において、反射面の曲率は、光変調素子側に対する正のパワー及び負のパワーの度合いを示す。例えば、反射面が凸曲面形状の場合、凸曲面形状の曲がり度合いが大きいほど（正のパワーが大きいほど）、曲率が大きいことを示す。また、反対に、反射面が凹曲面形状の場合、凹曲面形状の曲がり度合いが大きい（負のパワーが大きいほど）、曲率が小さいことを示す。また、反射面の曲率の大きさは、凹曲面形状＜平面＜凸曲面形状、の順に大きくなる。
【００１４】
つまり、かかる照明装置では、光学ユニットが、指向性の広い第１の色光と、指向性の狭い第２の色光とを、それぞれ曲率の異なる反射面で集光又は分散（平面である場合は単に反射）するように反射して、光変調素子上において、指向性の広い第１の色光の照射面積と、指向性の狭い第２の色光の照射面積とを揃える。よって、かかる特徴によれば、照明装置は、指向性の異なる複数の固体光源を用いつつ、投写映像において色ムラが生じることを防止することができる。
【００１５】
本発明第３の特徴は、第１の特徴に係り、前記光学ユニットは、前記第１の色光を前記光変調素子側に反射して前記第２の色光を透過するダイクロイックミラー面と、前記ダイクロイックミラー面を透過した前記第２の色光を反射する複数の反射面とを備え、前記第２の色光は、複数の前記反射面で反射された後、前記光変調素子側に導かれることを要旨とするものである。
【００１６】
かかる特徴によれば、照明装置では、第１の色光よりも指向性の狭い第２の色光は、複数の反射面で反射された後、光変調素子側に導かれるので、第１の色光よりも光路長が長くなる。この結果、第２の色光は、長くなった光路長の分だけ分散され、光変調素子上における照射面積が広がる。よって、かかる照明装置では、指向性の広い第１の色光の照射面積と、指向性の狭い第２の色光の照射面積との差を、長くした光路長によって近似させ、光変調素子上において、第１乃至第２の色光の照射面積を揃えることができるので、投写映像において色ムラが生じることを防止することができる。
【００１７】
また、本発明第４の特徴は、第１の特徴に係り、前記光学ユニットは、入射する前記色光の波長に応じて、出射する前記色光の回折角度が異なる回折光学素子を備えることを要旨とするものである。
【００１８】
かかる特徴によれば、照明装置は、色光の波長に応じて回折角度の異なる回折素子を用いて、第１の色光と第２の色光との焦点位置を調整し、光変調素子上において、第１の色光の照射面積と、第２の色光の照射面積とを揃えることができるので、投写映像において色ムラが生じることを防止することができる。
【００１９】
また、本発明第５の特徴は、指向性の異なる複数の固体光源と、前記複数の固体光源側からそれぞれ出射された複数の色光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された前記複数の色光をスクリーンに投写する前記投写レンズとを備える投写型映像表示装置（投写型映像表示装置１００）であって、前記固体光源と前記光変調素子との間において前記複数の色光が通る共通の光路上に設けられ、前記複数の色光を前記光変調素子側へ導く光学ユニットを備え、複数の前記固体光源は、指向性の広い第１の色光を出射する第１の固体光源と、前記第１の色光よりも指向性の狭い第２の色光を出射する第２の固体光源とを含み、前記光学ユニットは、前記光変調素子上において、前記第１の色光の照射面積と、前記第２の色光の照射面積とを揃えることを要旨とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の特徴によれば、指向性の異なる複数の固体光源を用いつつ、投写映像において色ムラが生じることを防止する照明装置及び投写型映像表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の第１実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一また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。
【００２２】
［第１実施形態］
（本発明の第１実施形態に係る投写型映像表示装置の概略）
本発明の第１実施形態に係る投写型映像表示装置の概略について、図１を参照して説明する。図１には、本実施形態に係る投写型映像表示装置１００の概略構成が示されている。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係る投写型映像表示装置１００は、
投写レンズユニット１１０を備えており、投写レンズユニット１１０で拡大された映像光をスクリーン２００上に投写する。また、投写型映像表示装置１００は、赤色光、緑色光及び青色光を使用し、映像光をスクリーン２００に投写する。
【００２４】
（照明装置の概略構成）
次に、図２を参照し、投写型映像表示装置１００に備えられている照明装置１２０の構成について説明する。照明装置１２０は、図２に示すように、光源１０と、テーパ型ロッドインテグレータ２１と、直方体形状型ロッドインテグレータ２２と、表示パネル３０と、光学ユニット４０とを備える。なお、図２では、投写レンズユニット１１０が示されているが、投写レンズユニット１１０は、照明装置１２０に含まれないことに留意すべきである。
【００２５】
図３（ａ）には、本実施形態に係る光源１０の側面図が示されており、図３（ｂ）には、正面図が示されている。図３（ａ）乃至（ｂ）に示すように、光源１０は、ヒートシンク１０ａと、色光の異なる複数の固体光源として、赤色光を出射する赤色ＬＥＤ１０ｂ（発光ダイオード）と、緑色光を出射する緑色ＬＥＤ１０ｃと、青色光を出射する青色ＬＥＤ１０ｄとを備える。
【００２６】
ここで、本実施形態において、赤色ＬＥＤ１０ｂから出射される赤色光は、図１７（ａ）に示すような分散角分布であり、緑色ＬＥＤ１０ｃ及び青色ＬＥＤ１０ｄから出射される緑色光及び青色光は、図１７（ｂ）に示すような分散角分布であることとする。よって、本実施形態において、赤色ＬＥＤ１０ｂから出射される赤色光は、緑色ＬＥＤ１０ｃ及び青色ＬＥＤ１０ｄから出射される緑色光及び青色光よりも指向性が広い。なお、本実施形態において、赤色ＬＥＤ１０ｂは、指向性の広い赤色光（第１の色光）を出射する第１の固体光源を構成する。また、本実施形態において、緑色ＬＥＤ１０ｃ及び青色ＬＥＤ１０ｄは、赤色光よりも指向性の狭い緑色光（第２の色光）及び青色光（第２の色光）を出射する第２の固体光源を構成する。
【００２７】
また、光源１０は、図４に示すように、クロスダイクロイックキューブ１５を備え赤色光、緑色光、青色光を同一方向に出射するように構成されていてもよい。また、本実施形態では、光源１０が、固体光源として、赤色ＬＥＤ１０ｂ、緑色ＬＥＤ１０ｃ及び青色ＬＥＤ１０ｄを備える場合を例に挙げて説明するが、光源１０は、他の色光を出射する固体光源を備えるように構成されていてもよい。
【００２８】
テーパ型ロッドインテグレータ２１及び直方体形状型ロッドインテグレータ２２は、光源１０から出射された各色光の照度を均一化して、光学ユニット４０へ出射する。
【００２９】
表示パネル３０は、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）等を用いた単板式反射型の表示パネルである。表示パネル３０は、光学ユニット４０から導かれた赤色光、緑色光及び青色光を反射させて映像光を投写レンズユニット１１０に出射する。本実施形態において、表示パネル３０は、複数の色光を変調する光変調素子を構成する。
【００３０】
光学ユニット４０は、光源１０と表示パネル３０との間において複数の色光（赤色光、緑色光及び青色光）が通る共通の光路上に設けられ、赤色光、緑色光及び青色光を表示パネル３０側へ導くように構成されている。また、光学ユニット４０は、赤色光、又は、緑色光及び青色光のいずれか一方を表示パネル３０側に反射して他方を透過するダイクロイックミラー面（第１反射面）と、ダイクロイックミラー面を透過した赤色光、又は、緑色光及び青色光を表示パネル３０側に反射する反射面（第２反射面）とを備える。
【００３１】
具体的に、本実施形態に係る光学ユニット４０は、図５に示すように、赤色光を表示パネル３０側に反射して緑色光及び青色光を透過するダイクロイックミラー面４０ａと、ダイクロイックミラー面４０ａを透過した緑色光及び青色光を表示パネル３０側に反射する反射面４０ｂとを備える。
【００３２】
また、ダイクロイックミラー面４０ａと反射面４０ｂとは、それぞれ曲率を有している。ここで、本実施形態において、ダイクロイックミラー面４０ａ及び反射面４０ｂの曲率は、表示パネル３０側に対する正のパワー及び負のパワーの度合い、即ち光を集光する度合い（集光度）を示す。
【００３３】
図６には、本実施形態に係る曲率の大きさを示すイメージ図が示されている。本実施形態において、曲率は、表示パネル３０側に対して、凹曲面形状＜平面＜凸曲面形状、の順に大きくなる。また、例えば、ダイクロイックミラー面４０ａ及び反射面４０ｂが、凸曲面形状である場合、凸曲面形状の曲がり度合いが大きいほど（正のパワーが大きいほど）、曲率が大きいことを示す。また、反対に、凹曲面形状の場合、凹曲面形状の曲がり度合いが大きいほど（負のパワーが大きいほど）、曲率が小さいことを示す。
【００３４】
また、光学ユニット４０は、赤色光を反射するダイクロイックミラー面４０ａが有する曲率よりも、緑色光及び青色光を反射する反射面４０ｂが有する曲率の方が大きい。つまり、光学ユニット４０では、赤色光を反射するダイクロイックミラー面４０ａが有する光の集光度よりも、緑色光及び青色光を反射する反射面４０ｂが有する光の集光度の方が弱くなるように構成されている。
【００３５】
よって、指向性の広い赤色光は、緑色光及び青色光よりも集光されて表示パネル３０側へ反射される。このようにして、光学ユニット４０は、表示パネル３０上において、ダイクロイックミラー面４０ａが集光した赤色光の照射面積と、反射面４０ｂが集光した緑色光及び青色光の照射面積とを揃える。なお、本実施形態において、赤色光の照射面積と、緑色光及び青色光の照射面積とを揃えるとは、表示パネル３０上において、赤色光の照射面積と、緑色光及び青色光の照射面積とを一致させることや、近似（略一致）させることも含まれている。
【００３６】
また、照明装置１２０において、光学ユニット４０は、図７に示すように、ダイクロイックミラー面４０ａが凹曲面形状で形成され、反射面４０ｂが平面形状で形成されていてもよい。なお、この場合、照明装置１２０は、色光の利用効率を向上させるため、直方体形状型ロッドインテグレータ２２と光学ユニット４０との間において、コンデンサレンズ５０を備え、各色光を集光するように構成されていることが望ましい。
【００３７】
かかる光学ユニット４０でも、図８に示すように、表示パネル３０上において、ダイクロイックミラー面４０ａが集光した赤色光の照射面積と、反射面４０ｂが集光した緑色光及び青色光の照射面積とを揃えることができる。
【００３８】
なお、上述した光学ユニット４０において、ダイクロイックミラー面４０ａの曲率、及び反射面４０ｂの曲率は、赤色光と、緑色光及び青色光との指向性の差、つまり分散角分布の差に応じて、表示パネル３０上において、赤色光と緑色光及び青色光とが、ほぼ同じ照射面積となるように設計されていることに留意すべきである。
【００３９】
（作用及び効果）
本実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、指向性の広い赤色光をダイクロイックミラー面４０ａが反射し、赤色光よりも指向性の狭い緑色光及び青色光を反射面４０ｂが反射する。また、ダイクロイックミラー面４０ａの曲率は、反射面４０ｂの曲率よりも小さいので、指向性の広い赤色光と、赤色光よりも指向性の狭い緑色光及び青色光とが、表示パネル３０上において、ほぼ同じ照射面積で集光される。
【００４０】
よって、本実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、指向性の異なる複数の固体光源（赤色ＬＥＤ１０ｂ、緑色ＬＥＤ１０ｃ及び青色ＬＥＤ１０ｄ）を用いつつ、当該複数の固体光源から出射された各色光（赤色光、緑色光及び青色光）を表示パネル３０で反射させることによって投写される投写映像において、色ムラが生じることを防止することができる。
【００４１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る投写型映像表示装置１００の概略について、第１実施形態との相違点に着目して説明する。なお、第１実施形態に係る光学ユニット４０では、ダイクロイックミラー面４０ａが、赤色光を反射するように構成されていたが、本実施形態に係る光学ユニット４１では、ダイクロイックミラー面４１ａが、緑色光及び青色光を反射するように構成されている。
【００４２】
図９には、本実施形態に係る光学ユニット４１の概略構成が示されている。図９に示すように、光学ユニット４１は、緑色光及び青色光を表示パネル３０側に反射して赤色光を透過するダイクロイックミラー面４１ａ（第１反射面）と、ダイクロイックミラー面４１ａを透過した赤色光を表示パネル３０側に反射する反射面４１ｂ（第２反射面）とを備える。また、光学ユニット４１は、赤色光を反射する反射面４１ｂが有する曲率よりも、緑色光及び青色光を反射するダイクロイックミラー面４１ａが有する曲率の方が大きい。なお、光学ユニット４１は、図１０に示すように、ダイクロイックミラー面４１ａが凸曲面形状で形成され、反射面４１ｂが平面形状で形成されていてもよい。
【００４３】
（作用及び効果）
本実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、指向性の狭い緑色光及び青色光をダイクロイックミラー面４１ａが反射し、緑色光及び青色光よりも指向性の広い赤色光を反射面４１ｂが反射する。
【００４４】
また、ダイクロイックミラー面４１ａの曲率は、反射面４１ｂの曲率よりも大きいので、表示パネル３０上において、赤色光と緑色光及び青色光とがほぼ同じ照射面積に集光される。
【００４５】
よって、本実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、指向性の異なる複数の固体光源（赤色ＬＥＤ１０ｂ、緑色ＬＥＤ１０ｃ及び青色ＬＥＤ１０ｄ）を用いつつ、当該複数の固体光源から出射された各色光（赤色光、緑色光及び青色光）を表示パネル３０で反射させることによって投写される投写映像において、色ムラが生じることを防止することができる。
【００４６】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る投写型映像表示装置１００の概略について、第１実施形態との相違点に着目して説明する。図１１には、本実施形態に係る照明装置１２０の概略構成が示されている。
【００４７】
図１１に示すように、照明装置１２０は、三角プリズムと台形プリズムとを有する光学ユニット４２（ダイクロイックプリズム）を備えている。なお、この場合、照明装置１２０は、色光の利用効率を向上させるため、直方体形状型ロッドインテグレータ２２と光学ユニット４２との間において、コンデンサレンズ５０を備え、各色光を集光するように構成されていることが望ましい。
【００４８】
また、光学ユニット４２は、図１２に示すように、赤色光（第１の色光）を表示パネル３０側に反射して緑色光（第２の色光）及び青色光（第２の色光）を透過するダイクロイックミラー面４２ａと、ダイクロイックミラー面４２ａを透過した緑色光及び青色光を反射する複数の反射面４２ｂ乃至４２ｃとを備える。
【００４９】
また、上述する構成の光学ユニット４２において、ダイクロイックミラー面４２ａを透過した緑色光及び青色光は、複数の反射面４２ｂ乃至４２ｃで反射された後、表示パネル３０側に導かれる。
【００５０】
この時、緑色光及び青色光は、複数の反射面４２ｂ乃至４２ｃで反射されるので、赤色光に比べ光路長が長くなる。よって、指向性の狭い緑色光及び青色光は、長くなった光路長の分だけ分散され、表示パネル３０上において、赤色光の照射面積と緑色光及び青色光の照射面積とが揃えられる。
【００５１】
なお、照明装置１２０は、緑色光及び青色光の光路長を更に長くする場合、光学ユニット４１に替えて、図１３に示すように、三角プリズムと四角プリズムとを有する光学ユニット４２を具備するように構成されていてもよい。光学ユニット４２では、緑色光及び青色光を複数の反射面４２ｂ乃至４２ｄによって反射するので、緑色光及び青色光の光路長が更に長なり、表示パネル３０上において、緑色光及び青色光の照射面積を更に広くすることができる。
【００５２】
なお、複数の反射面によって長くされる光路長の長さは、赤色光と、緑色光及び青色光との指向性の差、つまり分散角分布の差に応じて、表示パネル３０上において、赤色光と緑色光及び青色光とが、ほぼ同じ照射面積となるように設計されていることに留意すべきである。
【００５３】
（作用及び効果）
本実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、照明装置１２０において、赤色光よりも指向性の狭い緑色光及び青色光は、複数の反射面４２ｂ乃至４２ｃによって反射された後、表示パネル３０側に導かれるので、赤色光よりも光路長が長くなる。この結果、緑色光及び青色光は、長くなった光路長の分だけ分散され、表示パネル３０上における照射面積が広がる。よって、かかる投写型映像表示装置１００では、表示パネルにおいて、指向性の広い赤色光の照射面積と、指向性の狭い緑色光及び青色光の照射面積とを揃えることができるので、投写映像において色ムラが生じることを防止することができる。
【００５４】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係る投写型映像表示装置１００の概略について、第１実施形態との相違点に着目して説明する。図１４には、本実施形態に係る照明装置１２０の概略構成が示されている。
【００５５】
本実施形態に係る照明装置１２０は、図１４に示すように、光学ユニット４３を備える。
【００５６】
光学ユニット４３は、入射する色光の波長に応じて、出射する色光の回折角度が異なる回折光学素子を備える。具体的に、光学ユニット４３は、図１５に示すように、回折光学素子４３ａ及び回折光学素子４３ｂと、屈折光学素子４３ｃ及び屈折光学素子４３ｄとを備える。
【００５７】
ここで、図１６（ａ）乃至（ｂ）を参照し、回折光学素子の特徴について一例に挙げて説明する。図１６（ａ）には、色光の入射側から見た回折光学素子４３ａの正面図が示されており、図１６（ｂ）には、回折光学素子４３ａの断面図が示されている。図１６（ａ）乃至（ｂ）に示すように、回折光学素子には、鋸歯状の回折格子が、同心円状に、かつ周期的に形成されている。
【００５８】
また、回折光学素子では、図１６（ｂ）に示すように、出射する色光の回折角度αが、色光の波長に応じて異なり、又、各色光の波長ごとの結像位置が屈折光学素子と逆になるという特徴がある。具体的に、屈折光学素子は、各色の出射方向に対して、青色光、緑色光、赤色光の順で結像するが、回折光学素子は、赤色光、緑色光、青色光の順で結像する。従来技術では、上述した回折光学素子が、カメラ等の撮影レンズにおいて、各色光の色収差を補正するために用いられている。
【００５９】
本実施形態において、光学ユニット４３は、複数の回折光学素子４３ａ乃至４３ｂ（積層型回折光学素子）と屈折光学素子４３ｃ乃至４３ｄとを組み合わせ、赤色光、緑色光及び青色光との焦点位置を調整することで、表示パネル３０上において、赤色光の照射面積と、緑色光及び青色光の照射面積とを揃えるように構成されている。
【００６０】
なお、回折光学素子４３ａ乃至４３ｂに形成されている回折格子の間隔周期や、屈折光学素子４３ｃ乃至４３ｄの曲率は、赤色光の指向性と緑色光及び青色光との指向性の差、つまり分散角分布の差に応じて、赤色光と緑色光及び青色光とが、表示パネル３０上において、ほぼ同じ照射面積となるように設計されていることに留意すべきである。
【００６１】
（作用及び効果）
本実施形態に係る投写型映像表示装置１００によれば、照明装置１２０において、指向性の広い赤色光と、指向性の狭い緑色光及び青色光とが、回折光学素子４３ａ乃至４３ｂ、及び屈折光学素子４３ｃ乃至４３ｄによって、焦点位置が調節される。よって、かかる投写型映像表示装置１００では、表示パネル３０上において、指向性の広い赤色光の照射面積と、指向性の狭い緑色光及び青色光の照射面積とを揃えることができるので、投写映像において色ムラが生じることを防止することができる。
【００６２】
（その他の実施形態）
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
【００６３】
例えば、上述した第１実施形態において、光学ユニット４０は、表示パネル３０側に対して、赤色光を反射するダイクロイックミラー面４０ａと緑色光及び青色光を反射する反射面４０ｂとが凹曲面形状である場合を例に挙げて説明したが、赤色光を反射するダイクロイックミラー面４０ａが凹曲面形状で、緑色光及び青色光を反射する反射面４０ｂが凸曲面形状であってもよい。つまり、光学ユニット４０は、赤色光を反射する反射面が有する曲率よりも、緑色光及び青色光を反射する反射面が有する曲率の方が大きければ、様々な形状の反射面を組み合わせることが可能になる。
【００６４】
また、上述した実施形態では、表示パネル３０として、単板式反射型の表示パネルを用いる場合を例に挙げて説明したが、液晶パネル等の透過型の表示パネルを用いることも可能である。
【００６５】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００の概略構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る照明装置１２０によって反射される色光の一例を示すイメージ図である。
【図３】（ａ）第１実施形態に係る光源１０の概略構成を示す側面図である。（ｂ）第１実施形態に係る光源１０の概略構成を示す正面図である。
【図４】第１実施形態に係る光源１０の他の構成の一例を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る光学ユニット４０の概略構成を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る反射面が有する曲率の大きさを示すイメージ図である。
【図７】第１実施形態に係る照明装置１２０の概略構成を示す図である。
【図８】第１実施形態に係る光学ユニット４０によって反射される色光の一例を示すイメージ図である。
【図９】第２実施形態に係る光学ユニット４１によって反射される色光の一例を示すイメージ図である。
【図１０】第２実施形態に係る光学ユニット４１によって反射される色光の一例を示すイメージ図である。
【図１１】第３実施形態に係る照明装置１２０の概略構成を示す図である。
【図１２】第３実施形態に係る光学ユニット４２によって反射される色光の一例を示すイメージ図である。
【図１３】第３実施形態に係る光学ユニット４２によって反射される色光の一例を示すイメージ図である。
【図１４】第４実施形態に係る照明装置１２０の概略構成を示す図である。
【図１５】第４実施形態に係る光学ユニット４３によって集光される色光の一例を示すイメージ図である。
【図１６】（ａ）第４実施形態に係る光学ユニット４３の回折光学素子４３ｂの一例を示す正面図である。（ｂ）第４実施形態に係る光学ユニット４３の回折光学素子４３ｂの一例を示す断面図である。
【図１７】（ａ）赤色ＬＥＤの分散角分布を示したグラフである。（ｂ）緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤの分散角分布を示したグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１００…投写型映像表示装置、１１０…投写レンズユニット、１２０…照明装置、２００…スクリーン、１０…光源、１０ａ…ヒートシンク、１０ｂ…赤色ＬＥＤ、１０ｃ…緑色ＬＥＤ、１０ｄ…青色ＬＥＤ、１５…クロスダイクロイックキューブ、２１…テーパ型ロッドインテグレータ、２２…直方体形状型ロッドインテグレータ、３０…表示パネル、４０乃至４３…光学ユニット、４０ａ…ダイクロイックミラー面、４０ｂ…反射面、４１ａ…ダイクロイックミラー面、４１ｂ…反射面、４２ａ…ダイクロイックミラー面、４２ｂ乃至４２ｄ…反射面、４３ａ乃至４３ｂ…回折光学素子、４３ｃ乃至４３ｄ…屈折光学素子、５０…コンデンサレンズ、α…回折角度、
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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