(57)【要約】【課題】照度の低下を抑制しつつスペックルパターンを低減することができる光源装置を提供する。【解決手段】光源装置７は、筐体１９と、筐体１９に固定されたベース部材２４と、筐体１９に固定されたレーザ光源１７と、レーザ光源から発せられた光が入射する透光性部材１８と、透光性部材１８を支持する支持部材２５と、ベース部材２４と支持部材２５とを接続する複数の接続部材２６ａ，２６ｂと、支持部２５を振動させる振動源２７と、を備える。複数の接続部材２６ａ，２６ｂの各々は、ベース部材２４と支持部材２５との間に配置された弾性部材３３４を含んでいてもよい。【選択図】図６
2016012064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に固定されたベース部材と、
前記筐体に固定されたレーザ光源と、
前記レーザ光源から発せられた光が入射する透光性部材と、
前記透光性部材を支持する支持部材と、
前記ベース部材と前記支持部材とを接続する複数の接続部材と、
前記支持部材を振動させる振動源と、を備える光源装置。
【請求項２】
前記複数の接続部材の各々は、前記ベース部材と前記支持部材との間に配された弾性部材を含む、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記支持部材は、前記レーザ光源の光軸と交わる第１の方向に延びる第１の延在部と、前記第１の方向と交わる第２の方向に前記第１の延在部から延びる第２の延在部と、を含み、
前記第１の延在部が前記透光性部材を支持しており、
前記複数の接続部材は前記第２の方向に沿って設けられている、請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記複数の接続部材の少なくとも１つは、前記第１の延在部と前記支持部材とを接続する、請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記透光性部材は拡散板である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記レーザ光源から発せられ前記透光性部材を通過した光を変調して画像光を形成する表示素子と、
前記画像光を投写する投写レンズと、を備える投写型表示装置。
【請求項７】
筐体に固定されたレーザ光源から発せられた光が入射する透光性部材を支持する支持部材と、前記筐体に固定されたベース部材と、を、複数の接続部材を用いて接続することと、
前記支持部材を振動させることと、を含む、拡散方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光源を備える光源装置、当該光源装置を備える投写型表示装置、およびレーザ光源から発せられた光を拡散する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
投写型表示装置は、光源装置から発せられた光を、表示パネルを用いて画像光に変調し、当該画像光を投写する。近年、光利用効率の向上および色再現性の向上を目的として、レーザ光源を備える光源装置を投写型表示装置に用いることが注目されている。レーザ光は指向性に優れているので投写型表示装置の光利用効率を高めることができる。また、レーザ光は単色性に優れているので、投写型表示装置の色再現性を向上することが可能になる。
レーザ光のようなコヒーレントな光がスクリーンといった被投写面に投写されると、被投写面上で散乱した光が重なり合い、複雑な干渉パターン（「スペックルパターン」とも呼ばれる）が生じることがある。スペックルパターンの発生により、投写される画像の品位が低下する。このような理由から、レーザ光源を備える投写型表示装置では、スペックルパターンを低減することが求められている。
スペックルパターンを低減する技術の一例が特許文献１に記載されている。図１３は特許文献１に開示される光源装置の斜視図であり、図１４は当該光源装置の側面図である。図１３および図１４に示されるように、特許文献１に記載される光源装置１は、レーザ光源２から発せられたレーザ光が入射する透光性部材３と、板バネ４を介して透光性部材３に接続された空冷ファン５と、を備える。
板バネ４は、透光性部材３を支持する支持部４ａと、支持部４ａからレーザ光源２の光軸Ａに沿って延びる延在部４ｂと、を含む。そして、延在部４ｂの先端に設けられた固定部４ｃがベース部材（不図示）に固定され、支持部４ａと固定部４ｃとの間に空冷ファン５が連結されている。
空冷ファン５は、作動に伴って振動を生じさせる。当該振動は板バネ４に伝わり、板バネ４および透光性部材３が振動する。その結果、透光性部材３に入射したレーザ光の散乱状態が経時的に変化し、スペックルパターンが低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００９／１１８９０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
透光性部材３の入射面および出射面がレーザ光源２の光軸Ａに対して傾いていると、レーザ光が透光性部材３において屈折する。そのため、光軸Ａに対する透光性部材３の傾きが変化すると、透光性部材３を通過した光が所望の領域に照射されなくなる。その結果、光源装置１の照度が低下する。
このような理由から、透光性部材３は、光軸Ａに対する透光性部材３の傾きが一定のまま振動することが好ましい。
しかしながら、特許文献１に記載される光源装置１では、板バネ４の一部分のみがベース部材に固定されているので、空冷ファン５の振動に起因して、板バネ４は固定部４ｃを中心に揺動する。その結果、光軸Ａに対する透光性部材３の傾きが変化し、光源装置１の照度が低下する。
本発明の目的は、照度の低下を抑制しつつスペックルパターンを低減することができる光源装置、投写型表示装置および拡散方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の光源装置は、筐体と、筐体に固定されたベース部材と、筐体に固定されたレーザ光源と、レーザ光源から発せられた光が入射する透光性部材と、透光性部材を支持する支持部材と、ベース部材と支持部材とを接続する複数の接続部材と、支持部材を振動させる振動源と、を備える。
また、本発明の投写型表示装置は、前述の光源装置と、レーザ光源から発せられ透光性部材を通過した光を変調して画像光を形成する表示素子と、画像光を投写する投写レンズと、を備える。
また、本発明の拡散方法は、筐体に固定されたレーザ光源から発せられた光が入射する透光性部材を支持する支持部材と、筐体に固定されたベース部材と、を、複数の接続部材を用いて接続することと、支持部材を振動させることと、を含む。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、照度の低下を抑制しつつスペックルパターンを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る投写型表示装置の斜視図である。
【図２】図１に示される投写型表示装置を逆側から見た斜視図である。
【図３】図１に示される投写型表示装置の平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る光源装置の内部構造を示す斜視図である。
【図５】図４に示される光源装置を逆側から見た斜視図である。
【図６】支持部材がベース部材に接続されてなる組み立て体を示す斜視図である。
【図７】図６に示される組み立て体を逆側から見た斜視図である。
【図８】図６に示される組み立て体の平面図、正面図、側面図である。
【図９】接続部材の周辺の構造を示す拡大断面図である。
【図１０】接続部材の周辺の構造の他の例を示す拡大断面図である。
【図１１】組み立て体の変形例を示す斜視図である。
【図１２】組み立て体の別の変形例を示す斜視図である。
【図１３】関連する光源装置の斜視図である。
【図１４】図１３に示される光源装置の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る投写型表示装置の斜視図である。図２は、図１に示される投写型表示装置を逆側から見た斜視図である。図３は、図１に示される投写型表示装置の平面図である。
図１ないし図３に示されるように、本実施形態に係る投写型表示装置６は、光源装置７と、光源装置７から出射された光を変調する表示素子８と、表示素子８を用いて変調された光を投写する投写レンズ９と、を備える。光源装置７および表示素子８は、投写型表示装置６の筐体１０の内部に収容されている。
なお、図３では、光源装置７の内部が示されている。
光源装置７から出射された光は、導光ロッド１１、集光レンズ１２，１３、ミラー１４、集光レンズ１５およびプリズム１６を経て表示素子８に入射する。表示素子８は入射した光を画像信号に基づいて変調し、画像光を形成する。表示素子８を用いて形成された画像は、プリズム１６を経て投写レンズ９に入射し、スクリーンといった被投写面（不図示）に投写される。
【０００９】
図４は、光源装置７の内部を示す斜視図である。図５は、図４に示される光源装置を逆側から見た斜視図である。
図４および図５に示されるように、光源装置７は、レーザ光源１７と、レーザ光源１７から発せられた光が入射する透光性部材１８と、を備える。レーザ光源１７は光源装置７の筐体１９に固定されている。レーザ光源１７としては、例えばレーザダイオードを用いることができる。
レーザ光源１７から発せられた光は、集光レンズ２０，２１を経て透光性部材１８に入射する。その後、当該光は透光性部材１８から出射し、集光レンズ２２を経て出射レンズ２３に達する。出射レンズ２３は当該光を筐体１９の外部へ出射する。
また、光源装置７は、ベース部材２４と、支持部材２５と、ベース部材２４と支持部材２５とを接続する複数の接続部材２６ａ，２６ｂと、支持部材２５を振動させる振動源２７と、を含む。ベース部材２４は筐体１９に固定されている。言い換えれば、レーザ光源１７は、ベース部材２４に対して固定されている。支持部材２５は、透光性部材１８を支持している。
【００１０】
図６は、支持部材２５がベース部材２４に接続されてなる組み立て体の斜視図である。図７は、図６に示される組み立て体を逆側から見た斜視図である。図８（ａ）、図８（ｂ）および図８（ｃ）は、それぞれ、図６に示される組み立て体の平面図、正面図および側面図である。
なお、図６に示されるように、本書において、レーザ光源１７（図４および図５参照）の光軸Ａと交わる方向を第１の方向またはＸ方向と称し、Ｘ方向と交わる方向を第２の方向またはＹ方向と称す。また、Ｘ方向およびＹ方向と交わる方向をＺ方向と称す。
図６ないし図８に示されるように、支持部材２５は、Ｘ方向に延在する第１の延在部２８と、第１の延在部２８からＹ方向に延在する第２の延在部２９と、を含む。透光性部材１８は第１の延在部２８に支持されている。そして、接続部材２６ａは第１の延在部２８とベース部材２４とを接続しており、接続部材２６ｂは第２の延在部２９とベース部材２４とを接続している。
振動源２７は、第２の延在部２９に金具３０を介して取り付けられている。金具３０は、ネジといった固定手段３１ａ，３１ｂを用いて第２の延在部２９に固定されている。したがって、固定手段３１ａ，３１ｂを金具３０または第２の延在部２９から外すことで、金具３０は支持部材２５から取り外される。
【００１１】
本実施形態では、複数の接続部材２６ａ，２６ｂの各々はネジを含む。図９は、接続部材２６ａの周辺の構造を示す拡大断面図である。なお、接続部材２６ｂの周辺拡大断面図は図９に示されるものと同じなので、ここでは省略する。
図９に示されるように、支持部材２５に貫通穴が形成されており、当該貫通穴に接続部材２６ａの軸部３２が通されている。ベース部材２４には雌ねじ穴が形成されており、当該雌ねじ穴に軸部３２の一端が螺合されている。接続部材２６ａのヘッド部３３は、軸部３２の他端に設けられており、支持部材２５が軸部３２から抜けるのを規制している。
軸部３２と支持部材２５との間には隙間が形成されており、ヘッド部３３は支持部材２５から離れている。言い換えれば、接続部材２６ａは、遊びを持った状態でベース部材２４と支持部材２５とを接続している。したがって、支持部材２５に力が加えられると、支持部材２５は変位する。
【００１２】
再び図６ないし図８を参照する。
振動源２７が作動することで、振動が振動源２７から金具３０を介して支持部材２５に伝わる。複数の接続部材２６ａ，２６ｂが遊びを持った状態で支持部材２５とベース部材２４とを接続しているので、支持部材２５および透光性部材１８がレーザ光源１７（図４及び図５参照）に対して振動する。その結果、透光性部材１８に入射したレーザ光の散乱状態が経時的に変化し、スペックルパターンを低減することができる。
透光性部材１８としては、ガラスを用いることができるが、レーザ光の拡散性を高めるために拡散板を用いることがより好ましい。振動源２７として、モータ、ファン、およびブザー等を用いることができる。レーザ光源１７に冷却風を送るファンを振動源２７に用いることで、レーザ光源１７を冷却しつつ、透光性部材１８を振動させることが可能になる。
金具３０が固定手段３１ａ，３１ｂを用いて着脱可能に支持部材２５に固定されているので、振動源２７を容易に取り換えることができる。したがって、寿命の短い部品を振動源２７として用いてもよい。
もちろん、振動源２７は、非接触で支持部材２５を振動させるものであってもよい。例えば、交流電磁石と交流電源とで振動源２７を形成し、支持部材２５を磁性体で形成し、支持部材２５の周辺の磁場を変化させて支持部材２５を振動させてもよい。
【００１３】
本実施形態によれば、複数の接続部材２６ａ，２６ｂがベース部材２４と支持部材２５とを接続しているので、支持部材２５がベース部材２４に対して回転しにくい。したがって、光軸Ａに対する透光性部材１８の傾きが変化しにくい。
透光性部材１８の傾きが変化しにくいので、振動源２７が支持部材２５を振動させても、支持部材２５および透光性部材１８は光軸Ａに対する傾きを維持したまま変位する。したがって、透光性部材１８を通過した光が所望の領域に照射されやすく、光源装置７（図４および図５参照）の照度の低下を抑制することができる。
複数の接続部材２６ａ，２６ｂは、Ｙ方向に沿って設けられていることが好ましい。この場合、支持部材２５および透光性部材１８は、Ｙ軸周りに変位し、Ｘ軸周りおよびＺ軸周りに変位しにくい。したがって、透光性部材１８は、光軸Ａに対する透光性部材１８の傾きをほとんど変化させることなく振動することができる。
なお、「Ｘ軸」は、金具３０を通りＸ方向に沿う仮想軸を意味し、「Ｙ軸」は、金具３０を通りＹ方向に沿う仮想線を意味する。「Ｚ軸」は、金具３０を通りＺ方向に沿う仮想軸を意味する。
また、接続部材２６ａの軸部３２は、Ｙ方向に支持部材２５を貫通している。さらに、後述するように、複数の接続部材２６ａ，２６ｂの各々は弾性部材３４を含み、弾性部材３４がベース部材２４と支持部材２５との間に配されている。この配置によれば、弾性部材３４は、支持部材２５がＸ軸周りおよびＺ軸周りに変位することを規制する。一方、弾性部材３４は、支持部材２５がＹ軸周りに変位することを規制しない。このため、透光性部材１８は、光軸Ａに対する透光性部材１８の傾きをほとんど変化させることなく振動することができる。
支持部材２５は、Ｙ軸から離れた位置で透光性部材１８を支持していることが好ましい。Ｙ軸を回転中心とする支持部材２５の回転に伴う透光性部材１８の移動量がより大きくなり、レーザ光の拡散性を高めることが可能になる。
図４および図５に示される形態では、光はレーザ光源１７から透光性部材１８へ向かって直進しているが、本発明はこの形態に限られない。例えば、レーザ光源１７から発せられた光がミラーにおいて反射して透光性部材１８へ達する形態であってもよい。この場合、反射後の光の経路がレーザ光源１７の光軸Ａとされる。
【００１４】
弾性部材３４がベース部材２４と支持部材２５との間に設けられていることが好ましい。接続部材２６ａ，２６ｂがヘッド部３３（図９参照）を含む場合には、支持部材２５とヘッド部３３との間にも弾性部材３４が設けられていることがより好ましい。弾性部材３４は、例えばゴム、ばねである。
弾性部材３４は、支持部材２５の振動をベース部材２４に伝わるのを抑制する。光源装置７の筐体１９およびレーザ光源１７（図４参照）の振動が抑制されるとともに、振動音が抑制される。
また、弾性部材３４は、Ｙ方向に金具３０から離れた位置に設けられていることが好ましい。この場合、弾性部材３４は、Ｘ軸およびＺ軸を中心としたより大きいモーメント力を支持部材２５に作用させる。したがって、支持部材２５は、Ｘ軸およびＺ軸を中心に回転しにくくなる。その結果、光源装置７（図４および図５参照）の照度の低下をより抑制することができる。
図１０は、弾性部材３４の他の形態を説明するための図である。図１０に示されるように、一体に形成された弾性部材３４が支持部材２５とベース部材２４との間、および支持部材２５とヘッド部３３との間に配されていてもよい。
【００１５】
再び図６および図９を参照する。本実施形態では、接続部材２６ａの軸部３２はＹ方向に支持部材２５を貫通しており、接続部材２６ｂの軸部３２はＸ方向に支持部材２５を貫通している。本発明はこの形態には限られない。図１１および図１２は、本発明の変形例を示す図である。
図１１に示される変形例では、接続部材２６ａ，２６ｂの軸部３２がＸ方向に支持部材２５を貫通している。この例では、接続部材２６ａの周辺に設けられた弾性部材３４と、接続部材２６ｂの周辺に設けられた弾性部材３４と、の両方が支持部材２５の移動範囲を制限する。したがって、透光性部材１８がレーザ光源（図４参照）から発せられた光の照射領域から外れにくくなる。
図１２に示される変形例では、接続部材２６ａ，２６ｂの軸部３２がＹ方向に支持部材２５を貫通している。この例では、接続部材２６ａの周辺に設けられた弾性部材３４と、接続部材２６ｂの周辺に設けられた弾性部材３４と、のいずれも支持部材２５の移動範囲を制限しない。したがって、透光性部材１８の移動範囲をより大きくすることができる。なお、透光性部材１８がレーザ光源（図４参照）から発せられた光の照射領域から外れるのを防ぐため、規制部材を別に備えておくことが好ましい。
図９に示される本実施形態では、接続部材２６ｂの周辺に設けられた弾性部材３４のみが支持部材２５の移動範囲を制限するので、透光性部材１８の移動範囲を十分に確保しつつ、透光性部材１８が照射領域から外れるのを防ぐことができる。
なお、複数の接続部材２６ａ，２６ｂの各々は、ネジを含む形態に限られない。例えば、複数の接続部材２６ａ，２６ｂの少なくとも１つは、ネジを含まないゴム製のグロメットであってもよい。
【００１６】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００１７】
１    光源装置
２    レーザ光源
３    透光性部材
４    板バネ
４ａ  支持部
４ｂ  延在部
４ｃ  固定部
５    空冷ファン
６    投写型表示装置
７    光源装置
８    表示素子
９    投写レンズ
１０    投写型表示装置筐体
１１    導光ロッド
１２    集光レンズ
１３    集光レンズ
１４    ミラー
１５    集光レンズ
１６    プリズム
１７    レーザ光源
１８    透光性部材
１９    光源装置筐体
２０    集光レンズ
２１    集光レンズ
２２    集光レンズ
２３    出射レンズ
２４    ベース部材
２５    支持部材
２６ａ  接続部材
２６ｂ  接続部材
２７    振動源
２８    第１の延在部
２９    第２の延在部
３０    金具
３１ａ  ネジ
３１ｂ  ネジ
３２    軸部
３３    ヘッド部
３４    弾性部材
【図１】
2016012064.tif 000003
【図２】
2016012064.tif 000004
【図３】
2016012064.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2016012064.tif 000008
【図７】
2016012064.tif 000009
【図８】
2016012064.tif 000010
【図９】
2016012064.tif 000011
【図１０】
2016012064.tif 000012
【図１１】
2016012064.tif 000013
【図１２】
2016012064.tif 000014
【図１３】
2016012064.tif 000015
【図１４】
2016012064.tif 000016