(57)【要約】【課題】  発光体を用いるケースにおいて、レンズやミラー等の光学素子が適切に配置された照明装置及び投写型映像表示装置を提供する。【解決手段】  照明装置３００は、励起光を出射する光源１０Ｘと、第１光源から出射される励起光を用いて緑成分光を発する発光体と、赤成分光を出射する光源１０Ｒと、青成分光を出射する光源１０Ｂと、緑成分光、赤成分光及び青成分光を合成するダイクロイックミラー５０とを備える。光源１０Ｒからダイクロイックミラー５０に至る赤成分光の光路長は、光源１０Ｂからダイクロイックミラー５０に至る青成分光の光路長と等しい。【選択図】図１
2013029831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１照射光、第２照射光及び第３照射光を出射する照明装置であって、
励起光を出射する第１光源と、
前記第１光源から出射される励起光を用いて第１照射光を発する発光体と、
前記第２照射光を出射する第２光源と、
前記第３照射光を出射する第３光源と、
前記第１照射光、前記第２照射光及び前記第３照射光を合成する合成部とを備え、
前記第２光源から前記合成部に至る前記第２照射光の光路長は、前記第３光源から前記合成部に至る前記第３照射光の光路長と等しいことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記第１照射光は、前記第２照射光及び前記第３照射光と比べて、視感度が高い光であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
第１照射光、第２照射光及び第３照射光を投写する投写型映像表示装置であって、
励起光を出射する第１光源と、
前記第１光源から出射される励起光を用いて第１照射光を発する発光体と、
前記第２照射光を出射する第２光源と、
前記第３照射光を出射する第３光源と、
前記第１照射光、前記第２照射光及び前記第３照射光を合成する合成部と、
前記合成部から出射される光を変調する空間光変調素子と、
前記空間光変調素子から出射される光を投写する投写ユニットとを備え、
前記第２光源から前記合成部に至る前記第２照射光の光路長は、前記第３光源から前記合成部に至る前記第３照射光の光路長と等しいことを特徴とする投写型映像表示装置。
【請求項４】
赤成分光、緑成分光及び青成分光を投写する投写型映像表示装置であって、
励起光を出射するＬＤ光源と、
前記ＬＤ光源から出射される励起光を用いて緑成分光を発する発光体と、
前記赤成分光を出射する赤ＬＥＤ光源と、
前記青成分光を出射する青ＬＥＤ光源と、
前記赤成分光、前記緑成分光及び前記青成分光を合成する合成部と、
前記合成部から出射される光を変調する空間光変調素子と、
前記空間光変調素子から出射される光を投写する投写ユニットとを備え、
前記赤ＬＥＤ光源から前記合成部に至る前記赤成分光の光路長は、前記青ＬＥＤ光源から前記合成部にに至る前記青成分光の光路長と等しい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、光源及び発光体を有す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、光源と、光源から出射される光を変調する空間光変調素子と、空間光変調素子から出射される光をスクリーン上に拡大投写する投写ユニットとを有する投写型映像表示装置が知られている。空間光変調素子は、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）、液晶表示素子である。
【０００３】
近年では、光源として、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源、レーザダイオード（ＬＤ）光源などを用いる技術も提案されている。ＬＥＤ光源については、スペックルノイズが生じないが、光エネルギー密度が低く、映像の輝度を上昇することが難しい。ＬＤ光源については、光エネルギー密度が高く、映像の輝度を上昇可能であるが、高い干渉性に起因するスペックルノイズが生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４１１０５号公報
【特許文献２】特開２００９−１５０９３８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１３３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ＬＥＤ光源やＬＤ光源を励起光源として用いて、発光体が発する光を用いる投写型映像表示装置が知られている。発光体が発する光は、インコヒーレントであるため、光エネルギー密度が高いＬＤ光源を用いても、スペックルノイズの発生が抑制される。
【０００６】
ここで、投写型映像表示装置は、光源及び光源空間光変調素子に加えて、レンズやミラー等の光学素子を有する。発光体を用いる投写型映像表示装置では、レンズやミラー等の光学素子の配置について工夫の余地がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、発光体を用いるケースにおいて、レンズやミラー等の光学素子が適切に配置された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】
第１の特徴に係る照明装置は、第１照射光、第２照射光及び第３照射光を出射する。照明装置は、励起光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射される励起光を用いて第１照射光を発する発光体と、前記第２照射光を出射する第２光源と、前記第３照射光を出射する第３光源と、前記第１照射光、前記第２照射光及び前記第３照射光を合成する合成部とを備える。前記第２光源から前記合成部に至る前記第２照射光の光路長は、前記第３光源から前記合成部に至る前記第３照射光の光路長と等しい。
【０００９】
第１の特徴において、前記第１照射光は、前記第２照射光及び前記第３照射光と比べて、視感度が高い光である。
【００１０】
第２の特徴に係る投写型映像表示装置は、第１照射光、第２照射光及び第３照射光を投写する。投写型映像表示装置は、励起光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射される励起光を用いて第１照射光を発する発光体と、前記第２照射光を出射する第２光源と、前記第３照射光を出射する第３光源と、前記第１照射光、前記第２照射光及び前記第３照射光を合成する合成部と、前記合成部から出射される光を変調する空間光変調素子と、前記空間光変調素子から出射される光を投写する投写ユニットとを備える。前記第２光源から前記合成部に至る前記第２照射光の光路長は、前記第３光源から前記合成部に至る前記第３照射光の光路長と等しい。
【００１１】
第３の特徴に係る投写型映像表示装置は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を投写する。投写型映像表示装置は、励起光を出射するＬＤ光源と、前記ＬＤ光源から出射される励起光を用いて緑成分光を発する発光体と、前記赤成分光を出射する赤ＬＥＤ光源と、前記青成分光を出射する青ＬＥＤ光源と、前記赤成分光、前記緑成分光及び前記青成分光を合成する合成部と、前記合成部から出射される光を変調する空間光変調素子と、前記空間光変調素子から出射される光を投写する投写ユニットとを備える。前記赤ＬＥＤ光源から前記合成部に至る前記赤成分光の光路長は、前記青ＬＥＤ光源から前記合成部に至る前記青成分光の光路長と等しい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光体を用いるケースにおいて、レンズやミラー等の光学素子が適切に配置された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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【図２】図２は、変更例１に係る照明装置３００を示す図である。
【図３】図３は、変更例１に係るダイクロイックミラー５１の特性を示す図である。
【図４】図４は、変更例２に係る照明装置３００を示す図である。
【図５】図５は、変更例３に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本発明の実施形態に係る照明装置及び投写型映像表示装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００１５】
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。
【００１６】
［実施形態の概要］
実施形態に係る照明装置は、第１照射光、第２照射光及び第３照射光を出射する。照明装置は、励起光を出射する第１光源と、前記第１光源から出射される励起光を用いて第１照射光を発する発光体と、前記第２照射光を出射する第２光源と、前記第３照射光を出射する第３光源と、前記第１照射光、前記第２照射光及び前記第３照射光を合成する合成部とを備える。前記第２光源から前記合成部に至る前記第２照射光の光路長は、前記第３光源から前記合成部に至る前記第３照射光の光路長と等しい。
【００１７】
実施形態では、第２光源から合成部に至る第２照射光の光路長は、第３光源から合成部に至る第３照射光の光路長と等しい。従って、第２照射光の光路上及び第３照射光の光路上に設けられる光学素子（レンズやミラー）の配置が容易である。言い換えると、発光体を用いるケースにおいて、レンズやミラー等の光学素子を簡易かつ適切に配置することができる。
【００１８】
実施形態では、第１照射光が緑成分光であり、第２照射光及び第３照射光が赤成分光及び青成分光であるケースについて例示する。但し、第１照射光は、緑成分光に限定されるものではなく、赤成分光又は青成分光であってもよい。また、緑成分光は、赤成分光及び青成分光に比べて、視感度が高い光であることに留意すべきである。
【００１９】
［第１実施形態］
（投写型映像表示装置）
以下において、第１実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。図１は、第１実施形態に係る投写型映像表示装置１００を示す図である。
【００２０】
第１に、投写型映像表示装置１００は、図１に示すように、光源１０Ｘと、光源１０Ｒと、光源１０Ｂと、カラーホイール２０と、拡散板３０と、ダイクロイックミラー４０と、ダイクロイックミラー５０と、ロッドインテグレータ６０と、全反射プリズム７０と、ＤＭＤ８０と、投写ユニット９０とを有する。ここで、投写型映像表示装置１００は、筐体２００を有しており、筐体２００は、冷却装置２１０を有する。投写型映像表示装置１００を構成する光学素子の一部は、照明装置３００を構成する。
【００２１】
光源１０Ｘは、励起光を出射するＬＤ光源（又は、第１光源）の一例である。例えば、光源１０Ｘは、波長約４４５ｎｍ付近で発振する青色半導体レーザである。光源１０Ｘは、高輝度の照明装置を実現するために、複数の半導体レーザにより構成されていることが好ましい。例えば、４×６のマトリクス上に合計２４個の半導体レーザが配置されている。但し、半導体レーザの数は、１つの半導体レーザの出力、照明装置３００から出力すべき光の強度に応じて定められる。
【００２２】
なお、光源１０Ｘを構成する半導体レーザは、４４５ｎｍ付近で発振する青色半導体レーザに限定されるものではなく、例えば、４０５ｎｍ付近で発振する紫色半導体レーザであってもよく、４００ｎｍ以下の波長で発振する紫外半導体レーザであってもよい。
【００２３】
ここで、光源１０Ｘを構成する半導体レーザは、半導体レーザから出射される光が図１に示すＳ偏光に調整されるように配置されることが好ましい。これによって、後述するダイクロイックミラー５０において高効率で光源１０Ｘから出射される光を反射することが可能である。
【００２４】
光源１０Ｒは、第２照射光（ここでは、赤成分光）を出射する第２光源（赤ＬＥＤ光源）の一例である。例えば、光源１０Ｒは、主波長が６２５ｎｍの高出力ＬＥＤである。例えば、光源１０Ｒを構成する赤ＬＥＤ光源の発光面積は、４ｍｍ×３ｍｍの長方形である。例えば、光源１０Ｒを構成する赤ＬＥＤ光源の単位時間あたりの発光密度は、約０．８Ｗ／ｍｍ＾２である。
【００２５】
光源１０Ｂは、第３照射光（ここでは、青成分光）を出射する第３光源（青ＬＥＤ光源）の一例である。例えば、光源１０Ｂは、主波長が４５５ｎｍの高出力ＬＥＤである。例えば、光源１０Ｂを構成する青ＬＥＤ光源の発光面積は、赤ＬＥＤ光源と同様に、４ｍｍ×３ｍｍの長方形である。例えば、光源１０Ｂを構成する青ＬＥＤ光源の単位時間あたりの発光密度は、約１．５Ｗ／ｍｍ＾２である。
【００２６】
カラーホイール２０は、反射基板２１と、発光体膜２２と、モータ２３とを有する。
【００２７】
反射基板２１は、反射基板２１に入射する光（光源１０Ｘから出射される光及び発光体が発光する光）を反射する。具体的には、反射基板２１は、円形状の平板ガラスによって構成されており、平板ガラスの一面には、反射基板２１に入射する光を高効率で反射するダイクロイックコートが設けられる。具体的には、反射基板２１は、図１に示すｘｙｚ座標において、ｚｙ平面と平行に配置される。
【００２８】
発光体膜２２は、反射基板２１上に塗布される発光体によって構成される。発光体膜２２は、ダイクロイックコート上に設けられる。具体的には、発光体は、カラーホイール２０が回転しても、光源１０Ｘから出射される光が常に発光体に照射されるように、反射基板２１上において３６０度の同心円状に塗布される。発光体は、蛍光体であてもよく、燐光体であってもよい。
【００２９】
第１実施形態において、発光体は、緑色を主たる波長域として緑成分光を発する緑蛍光体である。発光体としては、青色の励起光を効率的に吸収して緑成分光（蛍光）を効率的に発光するとともに、温度上昇に対する耐性が高い蛍光体を用いることが望ましい。例えば、発光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。発光体が発光する蛍光の主波長は約５６０ｎｍである。
【００３０】
波長４４５ｎｍの青色レーザ光で励起して緑成分光（蛍光）を発光する緑蛍光体としては、セリウム付活ガーネット構造蛍光体以外に、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ２＋、Ｂａ３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ２＋、Ｓｒ３Ａｌ３Ｓｉ１３Ｎ２３：Ｅｕ２＋、β−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ２＋などが挙げられる。但し、緑蛍光体の材料は特に限定されるものではない。
【００３１】
発光体膜２２の作成方法は、特に限定されるものではないが、印刷法、モールド法などが挙げられる。また、発光体膜２２の適切な厚さは、発光体の種類、発光体の塗布方法によって変化するが、例えば、発光体を構成する粉末の平均粒径の１倍以上であることが好ましい。発光体膜２２の厚さが小さすぎると、波長変換に寄与する発光体の数が不足するため、高い波長変換効率を得ることが難しいためである。
【００３２】
モータ２３は、カラーホイール２０を回転させるモータである。具体的には、モータ２３は、図１に示すｘｙｚ座標において、ｚ軸を回転軸としてカラーホイール２０を回転させる。例えば、カラーホイール２０の回転速度は、発光体の発熱による効率低下の影響を抑制するために、１０００ｒｐｍ以上であることが好ましい。但し、カラーホイール２０の回転速度は、特に限定されるものではない。
【００３３】
ここで、発光体の温度が高くなると、発光体の波長変換効率が低下する。従って、第１実施形態において、反射基板２１を構成する材料としては、熱伝導が高いガラス材料を用いることが好ましい。但し、反射基板２１を構成する材料は、アルミニウム、銅、又は、これらを主成分とする金属であってもよい。このようなケースでは、反射基板２１の表面に鏡面処理が施される。
【００３４】
発光体が発する発光は、本質的には、全ての方向に等しく光が放たれるが、粉末状の発光体が反射基板２１上に薄膜上に配置されている場合は、散乱による影響を受けて、発光体膜２２が配置された面の法線方向にピークを有するランバーシアンに近い配光分布を有する。
【００３５】
このとき、後方成分（発光体膜２２から見てレーザ光が入射される空間）の発光強度の方が相対的に大きいので、効率的に発光を特定方向に取り出すためには、発光成分を後方側のみに集めることが望ましい。そこで、本実施の形態では、後方側のみに発光を集めるために、発光体膜２２から見て光源１０Ｘと反対側に、発光を反射する反射面（すなわち、反射基板２１）を配置することが好ましい。
【００３６】
第１実施形態において、発光体が発する緑成分光（蛍光）の単位時間あたりのピーク光密度は、赤ＬＥＤ光源及び青ＬＥＤ光源の発光密度よりも高いことが好ましい。例えば、緑成分光（蛍光）の単位時間あたりのピーク光密度は、１９Ｗ／ｍｍ＾２である。なお、上述したように、赤ＬＥＤ光源の単位時間あたりの発光密度は、例えば、約０．８Ｗ／ｍｍ＾２であり、青ＬＥＤ光源の単位時間あたりの発光密度は、例えば、約１．５Ｗ／ｍｍ＾２である。
【００３７】
第１実施形態において、発光体に照射される励起光（すなわち、光源１０Ｘから出射される光）のビーム半径は、赤ＬＥＤ光源及び青ＬＥＤ光源の発光面積と同等以下であることが好ましい。ビーム半径とは、発光体に照射される励起光の光束の空間強度分布をガウス分布で近似したときに、ピーク強度の１３．５％の強度を有するビームの直径を意味する。発光体に照射される励起光のビーム半径は、例えば、２ｍｍである。なお、赤ＬＥＤ光源及び青ＬＥＤ光源の発光面積は、上述したように、４ｍｍ×３ｍｍの長方形である。
【００３８】
ここで、発光体に照射される励起光の光束は、光源１０Ｘを構成する複数の半導体レーザから出射される光のスポット径の合計である。第１実施形態では、光源１０Ｘから発光体に至るまでの光路上に拡散板３０が設けられているため、発光体に照射される励起光の空間強度分布は、ガウス分布によって良好に近似することが可能であることに留意すべきである。
【００３９】
なお、発光体に照射される励起光のビーム半径が大きいと、発光体が発する光の利用効率が低下することに留意すべきである。従って、上述したように、発光体に照射される励起光のビーム半径は、赤ＬＥＤ光源及び青ＬＥＤ光源の発光面積と同等以下であることが好ましい。
【００４０】
但し、発光体に照射される励起光のビーム半径が小さすぎると、発光体の波長変換効率が低下する。従って、発光体に照射される励起光の光強度Ｉ及びビーム半径ｗは、Ｉ÷（πｗ＾２）≦５０（Ｗ／ｍｍ＾２）の関係式を満たすことが好ましい。
【００４１】
光源１０Ｒは、第２照射光（ここでは、赤成分光）を出射する第２光源（赤ＬＥＤ光源）の一例である。例えば、光源１０Ｒは、主波長が６２５ｎｍの高出力ＬＥＤである。例えば、光源１０Ｒを構成する赤ＬＥＤ光源の発光面積は、４ｍｍ×３ｍｍの長方形である。例えば、光源１０Ｒを構成する赤ＬＥＤ光源の単位時間あたりの発光密度は、約０．８Ｗ／ｍｍ＾２である。
【００４２】
光源１０Ｂは、第３照射光（ここでは、青成分光）を出射する第３光源（青ＬＥＤ光源）の一例である。例えば、光源１０Ｂは、主波長が４５５ｎｍの高出力ＬＥＤである。例えば、光源１０Ｂを構成する青ＬＥＤ光源の発光面積は、赤ＬＥＤ光源と同様に、４ｍｍ×３ｍｍの長方形である。例えば、光源１０Ｂを構成する青ＬＥＤ光源の単位時間あたりの発光密度は、約１．５Ｗ／ｍｍ＾２である。
【００４３】
拡散板３０は、光源１０Ｘから出射される光を拡散する。
【００４４】
ダイクロイックミラー４０は、光源１０Ｒから出射される赤成分光の光軸及び光源１０Ｂから出射される青成分光の光軸に対して４５°傾けて配置される。ダイクロイックミラー４０は、赤成分光の波長帯において高透過の特性を有し、青成分光の波長帯において高反射の特性を有する。すなわち、ダイクロイックミラー４０は、光源１０Ｒから出射される赤成分光及び光源１０Ｂから出射される青成分光を空間的に合成する。
【００４５】
ダイクロイックミラー５０は、光源１０Ｘから出射される光の光軸及び発光体が発する緑成分光（蛍光）の光軸に対して４５°傾けて配置される。ダイクロイックミラー５０は、光源１０Ｘから出射される光の波長帯において高反射の特性を有しており、発光体が発する緑成分光（蛍光）の波長帯において高透過の特性を有する。すなわち、ダイクロイックミラー５０は、発光体が発する緑成分光、光源１０Ｒから出射される赤成分光及び光源１０Ｂから出射される青成分光を空間的に合成する。
【００４６】
第１実施形態において、ダイクロイックミラー５０は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を合成する合成部を構成する。
【００４７】
ロッドインテグレータ６０は、ダイクロイックミラー５０で合成された光を均一化する。ロッドインテグレータ６０は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ６０は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。
【００４８】
ここで、ロッドインテグレータ６０の光入射面に入射する緑成分光のエタンデュは、ロッドインテグレータ６０の光入射面に入射する赤成分光及び青成分光のエタンデュよりも小さいことが好ましい。ロッドインテグレータ６０の光入射面に入射する赤成分光は、ロッドインテグレータ６０に入射する青成分光のエタンデュと略同一であることが好ましい。
【００４９】
エタンデュとは、ロッドインテグレータ６０の光入射面に入射する光束の面積Ｓとロッドインテグレータ６０の光入射面に入射する光束の立体角Ωの積である。一般的に、エタンデュが小さい光束ほど、光学系を通して光を高効率で伝達することが可能である。
【００５０】
全反射プリズム７０は、複数のプリズムによって構成される。全反射プリズム７０は、ロッドインテグレータ６０から出射される光をＤＭＤ８０に導くとともに、ＤＭＤ８０から出射される光を投写ユニット９０に導く。
【００５１】
ＤＭＤ８０は、ロッドインテグレータ６０から出射される光を変調する。詳細には、ＤＭＤ８０は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ８０は、各微小ミラーの角度を変更することによって、投写ユニット９０側に光を反射するか否かを切り替える。
【００５２】
詳細には、ＤＭＤ８０を構成する各微小ミラーの傾きは、赤、緑、青の映像入力信号に応じて変化する。これによって、ＤＭＤ８０は、時間的に変調された映像光を出射する。ＤＭＤ８０が赤の映像信号によって駆動されているときに、光源１０Ｒから赤成分光が出射されるように、光源１０Ｒ及びＤＭＤ８０の駆動タイミングが制御される。同様に、ＤＭＤ８０が青の映像信号によって駆動されているときに、光源１０Ｂから青成分光が出射されるように、光源１０Ｂ及びＤＭＤ８０の駆動タイミングが制御される。同様に、ＤＭＤ８０が緑の映像信号によって駆動されているときに、光源１０Ｘから励起光が出射されるように、すなわち、発光体から緑成分光が発光されるように、光源１０Ｘ及びＤＭＤ８０の駆動タイミングが制御される。
【００５３】
投写ユニット９０は、ＤＭＤ８０によって変調された映像光を投写面上に投写する。
【００５４】
冷却装置２１０は、投写型映像表示装置１００を冷却する。具体的には、冷却装置２１０は、ヒートシンクや冷却ファンによって構成される。第１実施形態の構成によれば、冷却装置２１０は、光源１０Ｒに隣接して配置されており、冷却装置２１０の配置スーペースを十分に確保できていることに留意すべきである。すなわち、大型の冷却装置２１０を配置することが可能である。
【００５５】
第２に、投写型映像表示装置１００は、図１に示すように、複数のレンズ群を有する。具体的には、投写型映像表示装置１００は、レンズ１１１Ｘ、レンズ１１２Ｘ、レンズ１１３Ｘ、レンズ１１１Ｒ、レンズ１１２Ｒ、レンズ１１１Ｇ、レンズ１１２Ｇ、レンズ１１３Ｇ、レンズ１１１Ｂ、レンズ１１２Ｂ、レンズ１１４、レンズ１１５、レンズ１１６、レンズ１１７を有する。
【００５６】
レンズ１１１Ｘは、光源１０Ｘを構成する半導体レーザから出射される光をコリメートするコリメートレンズアレイである。レンズ１１１Ｘを構成する各レンズセルは、光源１０Ｘを構成する半導体レーザのそれぞれに対応する。すなわち、レンズ１１１Ｘは、４×６のマトリクス上に合計２４個のレンズセルによって構成される。第１実施形態では、レンズ１１１Ｘは、複数のレンズセルによって構成されるレンズアレイである。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。光源１０Ｘを構成する半導体レーザのそれぞれに対応する独立したコリメートレンズが設けられていてもよい。レンズ１１２Ｘ及びレンズ１１３Ｘは、レンズ１１１Ｘから出射される光をリレーするリレーレンズ群である。
【００５７】
ここで、半導体レーザから出射される光の光束は、合計で２４個のビームによって構成される。各ビームのポインティングは略平行である。レンズ１１２Ｘ及びレンズ１１３Ｘの透過によって、光源１０Ｘを構成する複数の半導体レーザから出射される光の光束径が縮小される。
【００５８】
レンズ１１１Ｒ及びレンズ１１２Ｒは、光源１０Ｒから出射される赤成分光をコリメートするコリメートレンズである。同様に、レンズ１１１Ｂ及びレンズ１１２Ｂは、光源１０Ｂから出射される青成分光をコリメートするコリメートレンズである。レンズ１１１Ｒは、レンズ１１１Ｂと同様の光学特性（材料、曲率、厚み）を有する、レンズ１１２Ｒは、レンズ１１２Ｂと同様の光学特性を有する。
【００５９】
レンズ１１１Ｇ、レンズ１１２Ｇ及びレンズ１１３Ｇは、ダイクロイックミラー５０で反射される光（すなわち、光源１０Ｘから出射される）光を発光体上に集光する集光レンズとして機能する。また、レンズ１１１Ｇ、レンズ１１２Ｇ及びレンズ１１３Ｇは、発光体が発光する緑成分光をコリメートするコリメートレンズとして機能する。ここでは、３枚のレンズが用いられるが、これらのレンズの機能は、１枚のレンズによって実現されてもよく、２枚のレンズによって実現されてもよい。
【００６０】
レンズ１１４は、ダイクロイックミラー４０で合成される光（赤成分光及び青成分光）をリレーするリレーレンズである。
【００６１】
レンズ１１５は、ダイクロイックミラー５０で合成される光（赤成分光、緑成分光及び青成分光）を集光する集光レンズである。レンズ１１５で集光される光は、ロッドインテグレータ６０に入射する。
【００６２】
レンズ１１６は、ロッドインテグレータ６０から出射される光をリレーするリレーレンズである。レンズ１１７は、レンズ１１６から出射される光の向きを調整するフィールドレンズである。これによって、ロッドインテグレータ６０の出射面形状がＤＭＤ８０に転写される。言い換えると、ＤＭＤ８０上に高効率かつ均一に光が集光される。
【００６３】
第１実施形態において、光源１０Ｒ（第２光源）からダイクロイックミラー５０（合成部）に至る赤成分光（第２照射光）の光路長は、光源１０Ｂ（第３光源）からダイクロイックミラー５０（合成部）に至る青成分光（第３照射光）の光路長と等しいことに留意すべきである。光源１０Ｒからダイクロイックミラー５０に至る赤成分光の光路長又は光源１０Ｂからダイクロイックミラー５０に至る青成分光の光路長は、光源１０Ｘからカラーホイール２０に至る励起光の光路長及びカラーホイール２０からダイクロイックミラー５０に至る緑成分光の光路長の合計よりも短い。カラーホイール２０からダイクロイックミラー５０に至る緑成分光の光路長は、光源１０Ｒからダイクロイックミラー５０に至る赤成分光の光路長又は光源１０Ｂからダイクロイックミラー５０に至る青成分光の光路長よりも短い。
【００６４】
第１実施形態において、緑成分光（第１照射光）は、赤成分光（第２照射光）光及び青成分光（第３照射光）と比べて、視感度が高い光であることに留意すべきである。
【００６５】
第１実施形態において、カラーホイール２０に設けられる発光体に照射される励起光のスポット径は、光源１０Ｒを構成する赤ＬＥＤ光源の発光面積及び光源１０Ｂを構成する青ＬＥＤ光源の発光面積に応じて調整される。
【００６６】
第１実施形態において、照明装置３００は、光源１０Ｘ、光源１０Ｒ、光源１０Ｂ、カラーホイール２０、拡散板３０、ダイクロイックミラー４０、ダイクロイックミラー５０、ロッドインテグレータ６０及び必要なレンズ群によって構成されることに留意すべきである。
【００６７】
（色バランスの一例）
以下において、第１実施形態の色バランスの一例について説明する。ロッドインテグレータ６０から出射される光は、赤成分光、緑成分光及び青成分光によって構成されており、投写型映像表示装置１００に用いて好適な白色光を構成する。
【００６８】
ここで、ロッドインテグレータ６０から出射される光の構成例について表１を参照しながら説明する。
【表１】
2013029831.tif 000003
【００６９】
色度ｘおよび色度ｙは、ｘｙ色度座標系における各色光の色度である。ｓＲＧＢ規格をほぼ包含する好適な色域を実現している。また、合成光は良好な白色の色度となっている。
【００７０】
エネルギーは、各色光の放射エネルギー強度である。明るさは、各色光のエネルギースペクトルと視感度特性とから算出される。明るさ比は、３色の合成光の明るさを１としたときに、各色光の明るさの相対的な明るさの割合である。合成光に対して、赤成分光は１０％以上、青成分光は３％以上の明るさ比で構成されている。
【００７１】
上述したように、本実施形態の光学構成を採用することによって、簡便な方法で高演色性かつ高輝度の可視光を取り出す照明装置３００を提供することが可能である。また、赤成分光（第２照射光）及び青成分光（第３照射光）の利用効率をバランスよく揃えながら、緑成分光（第１照射光）の利用効率を最大限に高めることが可能である。
【００７２】
（作用及び効果）
第1実施形態では、光源１０Ｒ（第２光源）からダイクロイックミラー５０（合成部）に至る赤成分光（第２照射光）の光路長は、光源１０Ｂ（第３光源）からダイクロイックミラー５０（合成部）に至る青成分光（第３照射光）の光路長と等しい。従って、赤成分光（第２照射光）の光路上及び光源１０Ｂ（第３光源）の光路上に設けられる光学素子（例えば、レンズ１１１Ｒ、レンズ１１２Ｒ、レンズ１１１Ｂ、レンズ１１２Ｂ、レンズ１１４、ダイクロイックミラー４０）の配置が容易である。言い換えると、発光体を用いるケースにおいて、レンズやミラー等の光学素子を簡易かつ適切に配置することができる。
【００７３】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【００７４】
具体的には、変更例１では、図２に示すように、第１実施形態（図１）と比べて、光源１０Ｘ、光源１０Ｒ、光源１０Ｂ及びカラーホイール２０の配置が異なっている。なお、図２では、照明装置３００のみが示されていることに留意すべきである。
【００７５】
詳細には、図２に示すように、照明装置３００は、ダイクロイックミラー４０及びダイクロイックミラー５０に代えて、ダイクロイックミラー４１及びダイクロイックミラー５１を有する。
【００７６】
ダイクロイックミラー４１は、ダイクロイックミラー４０と同様に、光源１０Ｒから出射される赤成分光の光軸及び光源１０Ｂから出射される青成分光の光軸に対して４５°傾けて配置される。ダイクロイックミラー４１は、赤成分光の波長帯において高透過の特性を有し、青成分光の波長帯において高反射の特性を有する。すなわち、ダイクロイックミラー４１は、光源１０Ｒから出射される赤成分光及び光源１０Ｂから出射される青成分光を空間的に合成する。
【００７７】
ダイクロイックミラー５１は、光源１０Ｘから出射される光の光軸及び発光体が発する緑成分光（蛍光）の光軸に対して４５°傾けて配置される。ダイクロイックミラー５１は、光源１０Ｘから出射される光の波長帯において高透過の特性を有しており、発光体が発する緑成分光（蛍光）の波長帯において高反射の特性を有する。すなわち、ダイクロイックミラー５１は、発光体が発する緑成分光、光源１０Ｒから出射される赤成分光及び光源１０Ｂから出射される青成分光を空間的に合成する。
【００７８】
変更例１において、ダイクロイックミラー５１は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を合成する合成部を構成する。
【００７９】
ここで、光源１０Ｘを構成する半導体レーザは、半導体レーザから出射される光が図２に示すＰ偏光に調整されるように配置されることが好ましい。これによって、ダイクロイックミラー５１において高効率で光源１０Ｘから出射される光を透過することが可能である。
【００８０】
ここで、変更例１では、第１実施形態と同様に、発光体として、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋の緑蛍光体を用いる。Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋は、高輝度の光を得る上で優れた特性を有するが、蛍光スペクトルは比較的広帯域である。従って、演色性の面においては、緑成分光によって再現される緑の純度が不足している。ｘｙ色度座標系において、本緑成分光（蛍光成分）のスペクトルの色度を表わすと、（ｘ，ｙ）＝（０．３７２，０．５７２）である。
【００８１】
しかしながら、発光体が発する緑成分光（蛍光成分）のうち、長波長側の蛍光成分を除去することにより、緑成分光によって再現される緑の純度が向上する。具体的には、ダイクロイックミラー５１に対して４５°で入射する光がランダム偏光を有するケースにおいて、ダイクロイックミラー５１の透過スペクトルは、図３に示す特性を有する。図３に示すように、透過率が５０％となるカットオフ波長は、４８５ｎｍ及び６００ｎｍである。全蛍光成分のうち、ダイクロイックミラー５１による反射光の色度（ｘ，ｙ）は、（０．３２５，０．６２４）であり、緑成分光によって再現される緑の純度が向上する。すなわち、緑成分光によって再現される緑の色純度を確保するために、ダイクロイックミラー５１は、６１０ｎｍ以上の波長帯の光を除去することが望ましい。さらに好ましくは、ダイクロイックミラー５１は、６００ｎｍ以上の波長帯の光を除去することが望ましい。
【００８２】
変更例１においても、光源１０Ｒ（第２光源）からダイクロイックミラー５１（合成部）に至る赤成分光（第２照射光）の光路長は、光源１０Ｂ（第３光源）からダイクロイックミラー５１（合成部）に至る青成分光（第３照射光）の光路長と等しいことに留意すべきである。
【００８３】
［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【００８４】
具体的には、変更例２では、図４に示すように、第１実施形態（図１）と比べて、光源１０Ｘ、光源１０Ｒ、光源１０Ｂ及びカラーホイール２０の配置が異なっている。なお、図４では、照明装置３００のみが示されていることに留意すべきである。
【００８５】
詳細には、図４に示すように、照明装置３００は、ダイクロイックミラー４０及びダイクロイックミラー５０に代えて、ダイクロイックミラー４３、ダイクロイックミラー４４及びダイクロイックミラー５３を有する。
【００８６】
ダイクロイックミラー４３は、光源１０Ｒから出射される赤成分光の光軸及び光源１０Ｂから出射される青成分光の光軸に対して４５°傾けて配置される。ダイクロイックミラー４３は、赤成分光の波長帯において高反射の特性を有し、赤成分光の波長帯以外の波長帯において高透過の特性を有する。
【００８７】
ダイクロイックミラー４４は、光源１０Ｒから出射される赤成分光の光軸及び光源１０Ｂから出射される青成分光の光軸に対して４５°傾けて配置される。ダイクロイックミラー４４は、青成分光の波長帯において高反射の特性を有し、青成分光の波長帯以外の波長帯において高透過の特性を有する。
【００８８】
ここで、ダイクロイックミラー４３及びダイクロイックミラー４４は、発光体が発する緑成分光、光源１０Ｒから出射される赤成分光及び光源１０Ｂから出射される青成分光を空間的に合成する。
【００８９】
変更例１において、ダイクロイックミラー４３及びダイクロイックミラー４４は、赤成分光、緑成分光及び青成分光を合成する合成部を構成する。ダイクロイックミラー４３及びダイクロイックミラー４４は、ダイクロイックプリズムを構成してもよい。
【００９０】
ダイクロイックミラー５３は、光源１０Ｘから出射される光の光軸及び発光体が発する緑成分光（蛍光）の光軸に対して４５°傾けて配置される。ダイクロイックミラー５３は、光源１０Ｘから出射される光の波長帯において高反射の特性を有しており、発光体が発する緑成分光（蛍光）の波長帯において高透過の特性を有する。
【００９１】
変更例２においても、光源１０Ｒ（第２光源）からダイクロイックミラー４３及びダイクロイックミラー４４（合成部）に至る赤成分光（第２照射光）の光路長は、光源１０Ｂ（第３光源）からダイクロイックミラー４３及びダイクロイックミラー４４（合成部）に至る青成分光（第３照射光）の光路長と等しいことに留意すべきである。
【００９２】
但し、変更例２においては、カラーホイール２０からダイクロイックミラー５０に至る緑成分光の光路長は、光源１０Ｒからダイクロイックミラー５０に至る赤成分光の光路長又は光源１０Ｂからダイクロイックミラー５０に至る青成分光の光路長よりも長い。従って、合成光（白色光）に占める赤成分光及び青成分光の割合を高めるケースにおいて、変更例２は好適である。
【００９３】
変更例２においては、ダイクロイックミラー５３を透過する緑成分光（蛍光成分）のうち、長波長側の蛍光成分は、赤成分光の波長帯において高反射の特性を有するダイクロイックミラー４３によって除去される。
【００９４】
［変更例３］
以下において、第１実施形態の変更例２について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について主として説明する。
【００９５】
具体的には、変更例３では、図５に示すように、変更例１に示す照明装置３００が投写型映像表示装置１００に適用される。なお、変更例３の投写型映像表示装置１００は、第１実施形態と同様であるため、その詳細については省略する。
【００９６】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この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形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００９７】
実施形態では、空間光変調素子として、ＤＭＤ８０を用いるケースについて例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。空間光変調素子は、反射型の液晶パネルであってもよく、透過型の液晶パネルであってもよい。
【符号の説明】
【００９８】
１０…光源、２０…カラーホイール、２１…反射基板、２２…発光体膜、２３…モータ、３０…拡散板、４０，４１，４３，４４，５０，５１，５３…ダイクロイックミラー、６０…ロッドインテグレータ、７０…全反射プリズム、８０…ＤＭＤ、９０…投写ユニット、１００…投写型映像表示装置、１１１〜１１７…レンズ、２００…筐体、２１０…冷却装置、３００…照明装置
【図１】
2013029831.tif 000004
【図２】
2013029831.tif 000005
【図３】
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【図４】
2013029831.tif 000007
【図５】
2013029831.tif 000008