(57)【要約】【課題】複数の光源ユニットを含む小型の画像表示装置、これに適用可能な光源装置、及び画像表示方法を提供すること。【解決手段】本技術の一形態に係る画像表示装置は、画像生成システムと、光源システムとを具備する。前記画像生成システムは、入射した光をもとに画像を生成する画像生成素子と、被照射面を有し前記被照射面に照射された光を前記画像生成素子に導く照明光学系とを有する。前記光源システムは、前記被照射面を複数の領域に分割する複数の分割領域の各々に対応し、出射光が照射対象となる前記分割領域とは異なる少なくとも１つの他の分割領域に対向する空間を通るように配置された複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットの各々からの前記他の分割領域に対向する空間を通る出射光を、前記照射対象となる分割領域に導く導光光学系とを有する。【選択図】図６
2016118732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光をもとに画像を生成する画像生成素子と、被照射面を有し前記被照射面に照射された光を前記画像生成素子に導く照明光学系とを有する画像生成システムと、
前記被照射面を複数の領域に分割する複数の分割領域の各々に対応し、出射光が照射対象となる前記分割領域とは異なる少なくとも１つの他の分割領域に対向する空間を通るように配置された複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットの各々からの前記他の分割領域に対向する空間を通る出射光を、前記照射対象となる分割領域に導く導光光学系とを有する光源システムと
を具備する画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記複数の光源ユニットの各々は、前記出射光を出射する出射面を有し、
前記複数の光源ユニットの少なくとも１つは、前記出射面が前記他の分割領域に対向する空間に含まれるように配置される
【請求項３】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記複数の光源ユニットは、前記被照射面の法線方向を高さ方向として、第１の高さに配置される１以上の光源ユニットと、前記第１の高さとは異なる第２の高さに配置される１以上の光源ユニットとを有する
画像表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記複数の光源ユニットの少なくとも１つは、前記出射光が、前記複数の光源ユニットのうちの他の光源ユニットからの前記出射光と交差する
画像表示装置。
【請求項５】
請求項３に記載の画像表示装置であって、
前記複数の分割領域は、前記被照射面の所定のポイントを中心に、第１の方向及びこれに直交する第２の方向の各々に沿って並ぶ４つの分割領域を有し、
前記複数の光源ユニットは、前記第１の方向に沿って互いに対向する向きに前記出射光を出射する前記第１の高さに配置された２つの光源ユニットと、前記第２の方向に沿って互いに対向する向きに前記出射光を出射する前記第２の高さに配置された２つの光源ユニットとを有する
画像表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示装置であって、
前記４つの分割領域は、第１の分割領域と、前記第２の方向で前記第１の分割領域と隣接する第２の分割領域と、前記第１の方向で前記第２の分割領域と隣接する第３の分割領域と、前記第２の方向で前記第３の分割領域と隣接し前記第１の方向で前記第１の分割領域と隣接する第４の分割領域とを有し、
前記第１の高さに配置された２つの光源ユニットは、前記第４の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第１の光源ユニットと、前記第２の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第３の光源ユニットとを有し、
前記第２の高さに配置された２つの光源ユニットは、前記第１の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第２の光源ユニットと、前記第３の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第４の光源ユニットとを有する
画像表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示装置であって、
前記第２の高さは、前記第１の高さよりも高く
前記第２の光源ユニットは、前記出射面が前記第１の分割領域に対向する空間に含まれるように配置され、
前記第４の光源ユニットは、前記出射面が前記第３の分割領域に対向する空間に含まれるように配置される
画像表示装置。
【請求項８】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
光源システムは、所定の色の光を補助光として出射する補助光源を有し、
前記導光光学系は、前記補助光源からの補助光を前記被照射面に導く
画像表示装置。
【請求項９】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記被照射面は、前記照明光学系が有するフライアイレンズの入射面である
画像表示装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記複数の光源ユニットの各々は、１以上のレーザ光源を有する
画像表示装置。
【請求項１１】
被照射面を複数の領域に分割する複数の分割領域の各々に対応し、出射光が照射対象となる前記分割領域とは異なる少なくとも１つの他の分割領域に対向する空間を通るように配置された複数の光源ユニットと、
前記複数の光源ユニットの各々からの前記他の分割領域に対向する空間を通る出射光を、前記照射対象となる分割領域に導く導光光学系と
を具備する光源装置。
【請求項１２】
被照射面を複数の領域に分割する複数の分割領域の各々に対応して、複数の光源装置を、出射光が照射対象となる前記分割領域とは異なる少なくとも１つの他の分割領域に対向する空間を通るようにそれぞれ配置し、
導光光学系により、前記複数の光源ユニットの各々からの前記他の分割領域に対向する空間を通る出射光を、前記照射対象となる分割領域にそれぞれ導き、
照明光学系により前記複数の分割領域の各々に照射された光を画像生成素子に導き、前記画像生成素子により画像を生成する
画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、プロジェクタ等の画像表示装置、これに用いられる光源装置、及び画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からプロジェクタ等の画像表示装置が広く用いられている。例えば光源からの光が液晶素子等の光変調素子により変調され、その変調光がスクリーン等に投影されることで画像が表示される。光源としては、水銀ランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等が用いられる。
【０００３】
特許文献１には、投射画像を明るくするために３つ以上の光源を備えたプロジェクタについて開示されている。このプロジェクタでは、ランプ（光源）の数に合わせた面数を有する角錐形状の反射部材が、複数のランプの中央に配置される。そして反射部材の各面により、各ランプから出射される照明光が光変調デバイスの方向に反射される。これにより各光源からの照明光を光束の重なりが多い平行光に変換することが可能となり、光量ロスを抑制することができる。またランプの数が増加する場合でも、反射部材の面の数を多くすればよいので、光学系の大型化を抑制することができる（特許文献１の明細書段落［００３８］−［００４０］）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−７３５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のように、プロジェクタの高輝度化のために複数の光源ユニットが用いられる場合、装置の小型化を実現することが重要となってくる。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、複数の光源ユニットを含む小型の画像表示装置、これに適用可能な光源装置、及び画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る画像表示装置は、画像生成システムと、光源システムとを具備する。
前記画像生成システムは、入射した光をもとに画像を生成する画像生成素子と、被照射面を有し前記被照射面に照射された光を前記画像生成素子に導く照明光学系とを有する。
前記光源システムは、前記被照射面を複数の領域に分割する複数の分割領域の各々に対応し、出射光が照射対象となる前記分割領域とは異なる少なくとも１つの他の分割領域に対向する空間を通るように配置された複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットの各々からの前記他の分割領域に対向する空間を通る出射光を、前記照射対象となる分割領域に導く導光光学系とを有する。
【０００８】
この画像表示装置では、被照射面の複数の分割領域の各々に対応して、複数の光源ユニットが配置される。各光源ユニットは、出射光が他の分割領域に対向する空間を通るように配置される。この結果、複数の光源ユニットを互いに近づけて配置することが可能となり、画像表示装置の小型化を実現することが可能となる。
【０００９】
前記複数の光源ユニットの各々は、前記出射光を出射する出射面を有してもよい。この場合、前記複数の光源ユニットの少なくとも１つは、前記出射面が前記他の分割領域に対向する空間に含まれるように配置されてもよい。
これにより光源ユニット間の距離を小さくすることが可能となり、画像表示装置の小型化を実現することができる。
【００１０】
前記複数の光源ユニットは、前記被照射面の法線方向を高さ方向として、第１の高さに配置される１以上の光源ユニットと、前記第１の高さとは異なる第２の高さに配置される１以上の光源ユニットとを有してもよい。
これにより光源ユニットを近付けて配置することが可能となり、画像表示装置の小型化を実現することができる。
【００１１】
前記複数の光源ユニットの少なくとも１つは、前記出射光が、前記複数の光源ユニットのうちの他の光源ユニットからの前記出射光と交差してもよい。
これにより画像表示装置の小型化を実現することができる。
【００１２】
前記複数の分割領域は、前記被照射面の所定のポイントを中心に、第１の方向及びこれに直交する第２の方向の各々に沿って並ぶ４つの分割領域を有してもよい。この場合、前記複数の光源ユニットは、前記第１の方向に沿って互いに対向する向きに前記出射光を出射する前記第１の高さに配置された２つの光源ユニットと、前記第２の方向に沿って互いに対向する向きに前記出射光を出射する前記第２の高さに配置された２つの光源ユニットとを有してもよい。
このような配置により、簡単に小型の画像表示装置を実現することができる。
【００１３】
前記４つの分割領域は、第１の分割領域と、前記第２の方向で前記第１の分割領域と隣接する第２の分割領域と、前記第１の方向で前記第２の分割領域と隣接する第３の分割領域と、前記第２の方向で前記第３の分割領域と隣接し前記第１の方向で前記第１の分割領域と隣接する第４の分割領域とを有してもよい。
この場合、前記第１の高さに配置された２つの光源ユニットは、前記第４の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第１の光源ユニットと、前記第２の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第３の光源ユニットとを有してもよい。
また前記第２の高さに配置された２つの光源ユニットは、前記第１の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第２の光源ユニットと、前記第３の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第４の光源ユニットとを有してもよい。
このような配置により、簡単に小型の画像表示装置を実現することができる。
【００１４】
前記第２の高さは、前記第１の高さよりも高くてもよい。この場合、前記第２の光源ユニットは、前記出射面が前記第１の分割領域に対向する空間に含まれるように配置されてもよい。また前記第４の光源ユニットは、前記出射面が前記第３の分割領域に対向する空間に含まれるように配置されてもよい。
このような配置により、簡単に小型の画像表示装置を実現することができる。
【００１５】
光源システムは、所定の色の光を補助光として出射する補助光源を有してもよい。この場合、前記導光光学系は、前記補助光源からの補助光を前記被照射面に導いてもよい。
これにより色再現可能な範囲（色域）を調整することが可能となり高品質な画像を生成することが可能となる。
【００１６】
前記被照射面は、前記照明光学系が有するフライアイレンズの入射面であってもよい。
複数の光源ユニットにより、高い輝度の光をフライアイレンズの入射面に入射させることができる。
【００１７】
前記複数の光源ユニットの各々は、１以上のレーザ光源を有してもよい。
レーザ光源を用いることで、チルトフリーを実現することができる。
【００１８】
本技術の一形態に係る光源装置は、複数の光源ユニットと、導光光学系とを具備する。
前記複数の光源ユニットは、被照射面を複数の領域に分割する複数の分割領域の各々に対応し、出射光が照射対象となる前記分割領域とは異なる少なくとも１つの他の分割領域に対向する空間を通るように配置される。
前記導光光学系は、前記複数の光源ユニットの各々からの前記他の分割領域に対向する空間を通る出射光を、前記照射対象となる分割領域に導く。
これにより被照射面の分割領域にそれぞれ出射光を出射可能な小型の光源装置を実現することができる。
【００１９】
本技術の一形態に係る画像表示方法は、被照射面を複数の領域に分割する複数の分割領域の各々に対応して、複数の光源装置を、出射光が照射対象となる前記分割領域とは異なる少なくとも１つの他の分割領域に対向する空間を通るようにそれぞれ配置することを含む。
導光光学系により、前記複数の光源ユニットの各々からの前記他の分割領域に対向する空間を通る出射光が、前記照射対象となる分割領域にそれぞれ導かれる。
照明光学系により前記複数の分割領域の各々に照射された光が画像生成素子に導かれ、前記画像生成素子により画像が生成される。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本技術によれば、複数の光源ユニットを含む画像表示装置の小型化を実現することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】一実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す概略図である。
【図２】光源システムが有する光源ユニットの構成例を示す斜視図である。
【図３】光源部の上面部分を取り外して、これを上方から見た平面図である。
【図４】光源部による白色光の生成を説明するための図である。
【図５】被照射面となる第１のフライアイレンズの入射面を示す斜視図である。
【図６】４つの光源ユニットを被照射面の法線方向（ｙ軸方向）から見た正面図である。
【図７】４つの光源ユニットをｚ軸方向に沿って上方から見た上面図である。
【図８】４つの光源ユニットをｘ軸方向に沿って見た側面図である。
【図９】各光源ユニットから出射される白色光の光路を主に説明するための図である。
【図１０】他の実施形態に係る光源システムの構成例を示す斜視図である。
【図１１】図１０に示す光源システムの正面図である。
【図１２】図１０に示す光源システムの上面図である。
【図１３】図１０に示す光源システムの側面図である。
【図１４】他の実施形態に係る光源システムの構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２３】
［画像表示装置］
図１は、本技術の一実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す概略図である。画像表示装置５００は、例えばプレゼンテーション用、もしくはデジタルシネマ用のプロジェクタとして用いられる。その他の用途に用いられる画像表示装置にも、以下に説明する本技術は適用可能である。
【００２４】
画像表示装置５００は、光を出射する光源システム１００と、光源システム１００からの光をもとに画像を生成する画像生成システム２００と、画像生成システム２００により生成された画像を図示しないスクリーン等に投射する投射システム３００とを有する。
【００２５】
光源システム１００は、赤色光、緑色光、及び青色光（ＲＧＢの各色光）を含む白色光Ｗを出射する。本実施形態の光源システム１００は、各々が白色光を生成して出射する４つの光源ユニット１０を有する。複数の光源ユニット１０を用いることで、表示される画像の輝度を向上させることができる。各光源ユニット１０の構成や配置等については、後に詳しく説明する。
【００２６】
画像生成システム２００は、入射した光をもとに画像を生成する反射型の液晶ライトバルブ（画像生成素子）２０１と、画像生成素子に光を導く照明光学系２０２とを有する。照明光学系２０２は、白色光Ｗが照射される対象となる被照射面２０３を有し、当該被照射面２０３に照射された白色光を色ごとに分割して画像生成素子２０１に導く。
【００２７】
図１に示すように照明光学系２０２は、インテグレータ素子２０５と、コンデンサレンズ２０６とを有する。インテグレータ素子２０５は、二次元に配列された複数のマイクロレンズを有する第１のフライアイレンズ２０５ａ、及びその各マイクロレンズに１つずつ対応するように配列された複数のマイクロレンズを有する第２のフライアイレンズ２０５ｂを有する。
【００２８】
光源システム１００からインテグレータ素子２０５に入射する白色光Ｗは、第１のフライアイレンズ２０５ａのマイクロレンズによって複数の光束に分割され、第２のフライアイレンズ２０５ｂにおける対応するマイクロレンズにそれぞれ結像される。
【００２９】
第２のフライアイレンズ２０５ｂのマイクロレンズのそれぞれが、二次光源として機能し、輝度が揃った複数の平行光をコンデンサレンズ２０６に照射する。従って本実施形態では、第１のフライアイレンズ２０５ａの入射面（レンズの有効範囲）が、照明光学系２０２の被照射面２０３となる。
【００３０】
インテグレータ素子２０５は、全体として、光源システム１００からコンデンサレンズ２０６に照射される白色光Ｗを、均一な輝度分布に整える機能を有する。
【００３１】
また照明光学系２０２は、第１のダイクロイックミラー２０７と、２つの反射ミラー２０８及び２０９と、２つの集光レンズ２１０及び２１１と、第２のダイクロイックミラー２１２とを有する。また照明光学系２０２は、反射型の偏光素子２１３Ｒ、２１３Ｇ及び２１３Ｂと、反射型の液晶ライトバルブ２０１Ｒ、２０１Ｇ及び２０１Ｂと、ダイクロイックプリズム２１４とを有する。
【００３２】
第１のダイクロイックミラー２０７は、コンデンサレンズ２０６から出射された白色光Ｗを、短波長側の青色光Ｂ３と、長波長側の赤色光Ｒ３及び緑色光Ｇ３とに分光する。第１のダイクロイックミラー２０７により分光された青色光Ｂ３は、第１の反射ミラー２０８により反射されて第１の集光レンズ２１０に入射する。そして第１の集光レンズ２１０により集光された青色光Ｂ３は、反射型偏光素子２１３Ｂを介して液晶ライトバルブ２０１Ｂに入射する。反射型偏光素子２１３Ｂとしては、プリズム型のビームスプリッタや、ワイヤグリッド偏光子等が用いられる。
【００３３】
第１のダイクロイックミラー２０７により分光された赤色光Ｒ３及び緑色光Ｇ３は、第２の反射ミラー２０９により反射されて第２の集光レンズ２１１に入射する。そして第２の集光レンズ２１１により集光された赤色光Ｒ３及び緑色光Ｇ３は、第２のダイクロイックミラー２１２に出射される。
【００３４】
第２のダイクロイックミラー２１２は、赤色光Ｒ３及び緑色光Ｇ３を、短波長側の緑色光Ｇ３と長波長側の赤色光Ｒ３とに分光する。分光された赤色光Ｒ３は、反射型偏光素子２１３Ｒを介して液晶ライトバルブ２０１Ｒに入射する。緑色光Ｇ３は、反射型偏光素子２１３Ｇを介して液晶ライトバルブ２０１Ｇに入射する。
【００３５】
液晶ライトバルブ２０１Ｒ、２０１Ｇ及び２０１Ｂは、画像情報を含んだ画像信号を供給する図示しない信号源（例えばＰＣ等）と電気的に接続されている。液晶ライトバルブ２０１Ｒ、２０１Ｇ及び２０１Ｂは、供給される各色の画像信号に基づき、入射光を画素毎に変調して反射する。変調された３つの像光は、反射型偏光素子２１３Ｒ、２１３Ｇ、２１３Ｂにより反射されて、ダイクロイックプリズム２１４に入射する。この際、ダイクロイックプリズム２１４に設けられた偏光板２１５により、各色の変調光の偏光方向が揃えられる。これによりコントラストが向上される。
【００３６】
ダイクロイックプリズム２１４は、液晶ライトバルブ２０１Ｒ、２０１Ｇ及び２０１Ｂにより変調した３つの光を同一光路上に合成し、投射システム３００に向けて出射する。投射システム３００は、図示しないレンズ等を有し、合成された光を所定の倍率に拡大してスクリーン等に照射する。これによりフルカラーの画像が表示される。
【００３７】
［光源システム］
図２は、光源システム１００が有する光源ユニット１０の構成例を示す斜視図である。光源ユニット１０は、白色光を出射する光源部１１と、光源部１１に取り付けられるヒートシンク１２とを有する。白色光が出射される側を前方側５とし、その反対側を後方側６とすると、ヒートシンク１２は光源部１１の後方側６に取り付けられる。
【００３８】
光源部１１は、底部に設けられたベース部１３と、ベース部１３に支持される筐体部１４とを有する。ベース部１３は、一方向に延びる細長い形状を有する。ベース部１３の細長く延びる長手方向が光源ユニット１０の左右方向（ｘ軸方向）となり、長手方向に直交する短手方向が前後方向（ｙ軸方向）となる。また長手方向及び短手方向のいずれにも直交する方向が、光源ユニット１０の高さ方向（ｚ軸方向）となる。
【００３９】
ベース部１３には、１以上のレーザ光源を有する光源モジュール１５と、光源モジュール１５の光を受けて白色光を生成して出射する蛍光体ユニット２５とが装着される。筐体部１４の内部において、レーザ光源から出射されたレーザ光が蛍光体ユニット２５に導かれる。そして蛍光体ユニット２５により白色光が生成され、その白色光が光軸Ｃに沿って出射面２６から出射される。
【００４０】
図３及び図４を参照して、光源部１１の内部の構成例及び白色光の生成例について説明する。図３では、図２に示す光源部１１とは若干異なる形態の光源部１１'が図示されている。しかしながら以下に説明する構成例及び生成例は、図２に示す光源部１１にそのまま適用可能である。なお図２に示す光源部１１と比べると、蛍光体ユニット２５の外観の形状と、複数のレーザ光源が実装された実装基板を支持する部分の形状が異なっている。
【００４１】
図３は、光源部１１'の上面部分を取り外して、これを上方から見た平面図である。図３に示すように、ベース部１３の後方側６に、長手方向に並ぶように２つの光源モジュール１５が配置される。各光源モジュール１５は、実装基板１６に実装された複数のレーザ光源（レーザダイオード）１７を有する。複数のレーザ光源１７は、前後方向を光軸方向として、前方側５に向けて光を出射可能に配置される。
【００４２】
本実施形態では、複数のレーザ光源１７は、例えば４００ｎｍ−５００ｎｍの波長範囲内に発光強度のピーク波長を有する青色レーザ光Ｂ１を発振可能な青色レーザ光源である。レーザ光源に代えて、ＬＥＤ等の他の固体光源が用いられてもよい。また固体光源に代えて、水銀ランプ、キセノンランプ等が用いられる場合でも、本技術は適用可能である。
【００４３】
２つの光源モジュール１５の前方には、それぞれ集光光学系１８が配置される。集光光学系１８は、複数のレーザ光源１７からの青色レーザ光Ｂ１を蛍光体ユニット２５の所定のスポットＳに集光させる。光源モジュール１５と集光光学系１８とが、図示しないフレーム等により１つのユニットとして支持されてもよい。
【００４４】
図３に示すように集光光学系１８は、非球面反射面１９と、平面反射部２０とを有する。非球面反射面１９は、複数のレーザ光源１７からの出射光を反射して集光する。平面反射部２０は、非球面反射面１９により反射された光を蛍光体ユニット２０の所定のスポットＳに集光させる。
【００４５】
図３に示すように、白色光の光軸Ｃの方向と、複数のレーザ光源１７からの青色レーザ光Ｂ１の光軸方向とは、互いに同じ方向に設定されている。これにより光源部１１'の後方側６に、ヒートシンク１２を配置するためのスペースを容易に確保することができる。そして後方側６から複数のレーザ光源１７を効率的に冷却することが可能となる。
【００４６】
図４は、光源部１１'による白色光の生成を説明するための図であり、蛍光体ユニット２０の内部に設けられた蛍光体ホイールを模式的に示す図である。
【００４７】
蛍光体ホイール２７は、青色レーザ光Ｂ１を透過させる円盤形状の基板２８と、その基板２８上に設けられた蛍光体層２９とを有している。基板２８の中心には、蛍光体ホイール２７を駆動するモータ３０が接続され、蛍光体ホイール２７は、回転軸３１を中心として回転可能に設けられている。回転軸３１は、蛍光体層２９の所定のスポットＳが、図２に示す光軸Ｃ上に位置するように配置される。
【００４８】
蛍光体層２９は、青色レーザ光Ｂ１によって励起されて蛍光を発する蛍光物質を含んでいる。そして蛍光体層２９は、複数のレーザ光源１７が出射する青色レーザ光Ｂ１の一部を、赤色波長域から緑色波長域までを含む波長域の光（すなわち黄色光）に変換して出射する。蛍光体層２９に含まれる蛍光物質としては、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体が用いられる。
【００４９】
また蛍光体層２９は、励起光の一部を透過させることにより、複数のレーザ光源１７から出射された青色レーザ光Ｂ１も出射可能である。これにより蛍光体層２９から出射される光は、青色の励起光と黄色の蛍光との混色による白色光となる。
【００５０】
モータ３０により基板２８が回転されている状態で、レーザ光源１７から青色レーザ光Ｂ１が出射される。青色レーザ光Ｂ１は、基板２８の回転に合わせて、相対的に円を描くように蛍光体層２９に照射される。これにより蛍光体ユニット２０から、蛍光体層２９を透過した青色レーザ光Ｂ２と、蛍光体層２９からの可視光である緑色光Ｇ２及び赤色光Ｒ２とを含む白色光が出射される。
【００５１】
光源部１１の構成は限定されず適宜設計されてよい。蛍光体ユニット２０の構成も適宜設計可能である。蛍光体ユニット２０が用いられず、ＲＧＢの各色の光をそれぞれ出射可能なレーザ光源等が用いられ、ＲＧＢの各色光が合成されて白色光が生成されてもよい。
【００５２】
次に４つの光源ユニット１０の配置について説明する。以下の説明で参照する図５以降の図では、図２及び図３に示すものとは関連のないｘｙｚ軸が改めて設定されている。
【００５３】
図５は、被照射面２０３となる第１のフライアイレンズ２０５ａの入射面を示す斜視図である。本実施形態では、被照射面２０３を複数の領域に分割する、第１から第４のまでの４つの分割領域Ａ１−Ａ４が設定される。
【００５４】
４つの分割領域Ａ１−Ａ４は、被照射面２０３の略中央のポイントＰを中心に、ｘ軸方向（第１の方向）及びこれに直交するｚ軸方向（第２の方向）の各々に沿って並ぶ。被照射面２０３の左上の領域が第１の分割領域Ａ１となる。第２の分割領域Ａ２は、ｘ軸方向で第１の分割領域Ａ１に隣接する。第３の分割領域は、ｚ軸方向で第１の分割領域Ａ１に隣接する。第４の分割領域Ａ４は、ｚ軸方向で第３の分割領域Ａ３に隣接しｘ軸方向で第１の分割領域Ａ１と隣接する。
【００５５】
すなわち本実施形態では、ポイントＰを中心に右回りで隣接するように、第１−第４の分割領域Ａ１−Ａ４が設定される。別の言い方をすれば、被照射面２０３は４つの象限に分割され、第１、第２、第３、第４の象限が、第４、第１、第２、第３の分割領域にそれぞれ対応する。なお各分割領域の位置は限定されない。
【００５６】
以下で説明するように、第１−第４の分割領域Ａ１−Ａ４の各々に対応して、４つの光源ユニット１０ａ−１０ｄが配置される。そして光源ユニット１０ａ−１０ｄの各々から出射される白色光Ｗ１−Ｗ４が、第１−第４の分割領域Ａ１−Ａ４の各々に照射される。
【００５７】
図６−図８は、４つの光源ユニット１０ａ−１０ｄの配置を示す概略図である。図６は、被照射面２０３の法線方向であるｙ軸方向から見た正面図である。図７は、ｚ軸方向に沿って上方から見た上面図である。図８は、ｘ軸方向に沿って、図６の右側から見た側面図である。各図において、図Ａは、図２等に示す光源ユニット１０を配置した図である。図Ｂは、各光源ユニット１０の配置関係を分かりやすく図示した模式図である。
【００５８】
図９は、各光源ユニット１０から出射される白色光Ｗ１−Ｗ４の光路を主に説明するための図である。図９Ａは、４つの光源ユニット１０ａ−１０ｄと白色光Ｗ１−Ｗ４の光路とを模式的に示す斜視図であり、図９Ｂは、白色光Ｗ１−Ｗ４の光路を正面から見た図である。なお図９Ｂでは、図を分かりやすくするために白色光Ｗ１及びＷ３を黒色の矢印で図示し、白色光Ｗ２及びＷ４を白色の矢印で図示している。
【００５９】
４つの光源ユニット１０ａ−１０ｄのうちの第１の光源ユニット１０ａは第１の分割領域Ａ１に対応し、第２の光源ユニット１０ｂは第２の分割領域Ａ２に対応する。また第３の光源ユニット１０ｃは第３の分割領域Ａ３に対応し、第４の光源ユニット１０ｄは第４の分割領域Ａ４に対応する。光源ユニット１０ａ−１０ｄから出射される白色光Ｗ１−Ｗ４は、対応する分割領域Ａ−Ａ４にそれぞれ照射される。
【００６０】
４つの光源ユニット１０ａ−１０ｄは、各々の出射光が照射対象となる分割領域とは異なる少なくとも１つの他の分割領域に対向する空間を通るように配置される。分割領域に対向する空間とは、分割領域を法線方向に投影することで得られる空間のことであり、いわゆる分割領域上の空間である（以下、単に分割領域上の空間と記載する）。
【００６１】
図６に示すように、第１の光源ユニット１０ａは、第４の分割領域Ａ４の右側の位置に、出射面２６ａがｘ軸方向に向くように配置される。また第３の光源ユニット１０ｃは、第２の分割領域Ａ２の左側の位置に、出射面２６ｃがｘ軸方向に向くように配置される。
【００６２】
図９Ａ及びＢに示すように、第１の光源ユニット１０ａからはｘ軸方向に沿って左側に白色光Ｗ１が出射される。第３の光源ユニット１０ｃからはｘ軸方向に沿って右側に向けて白色光Ｗ３が出射される。すなわち第１及び第３の光源ユニット１０ａ及び１０ｃは、ｘ軸方向に沿って互いに対向する向きに白色光を出射する。
【００６３】
また図７に示すように、被照射面２０３の法線方向であるｙ軸方向を高さ方向とし、被照射面２０３を基準とした場合に、第１及び第３の光源ユニット１０ａ及び１０ｃは、第１の高さＨ１の位置に配置される。当該第１の高さＨ１にて、白色光Ｗ１の光束は、第４の分割領域Ａ４上の空間を通って、第１の分割領域Ａ１上の空間に進む。また白色光Ｗ３は、第２の分割領域Ａ２上の空間を通って、第３の分割領域Ａ３上の空間に進む。
【００６４】
第１の分割領域Ａ１上の空間には、反射ミラー４０ａが配置される。当該反射ミラー４０ａにより折り返されることで、白色光Ｗ１が第１の分割領域Ａ１に照射される。第３の分割領域Ａ３上には、反射ミラー４０ｃが配置される。当該反射ミラー４０ｃにより折り返されることで、白色光Ｗ３が第３の分割領域Ａ３に照射される（図９Ａも参照）。
【００６５】
図６に示すように、第２の光源ユニット１０ｂは、第１の分割領域Ａ１の上方の位置に、出射面２６ｂがｚ軸方向に向くように配置される。また第４の光源ユニット１０ｄは、第３の分割領域Ａ３の下方の位置に、出射面２６ｄがｙ軸方向に向くように配置される。
【００６６】
図９Ａ及びＢに示すように、第２の光源ユニット１０ｂからはｙ軸方向に沿って下方に白色光Ｗ２が出射される。第４の光源ユニット１０ｄからはｙ軸方向に沿って上方に向けて白色光Ｗ４が出射される。すなわち第２及び第４の光源ユニット１０ｂ及び１０ｄは、ｙ軸方向に沿って互いに対向する向きに白色光を出射する。
【００６７】
また図８に示すように、第２及び第４の光源ユニット１０ｂ及び１０ｄは、第１の高さより高い第２の高さＨ２の位置に配置される。当該第２の高さＨ２にて、白色光Ｗ２の光束は、第１の分割領域Ａ１上の空間を通って、第２の分割領域Ａ２上の空間に進む。また白色光Ｗ４は、第３の分割領域Ａ３上の空間を通って、第４の分割領域Ａ４上の空間に進む。
【００６８】
第２の分割領域Ａ２上の空間、及び第４の分割領域Ａ４上の空間には、反射ミラー４０ｂ及び４０ｄがそれぞれ配置される。白色光Ｗ２は、反射ミラー４０ｂにより折り返されて第２の分割領域Ａ２に照射される。白色光Ｗ４は、反射ミラー４０ｄにより折り返されて第４の分割領域Ａ４に照射される。
【００６９】
図９Ａに示すように、第１の光源ユニット１０ａからの白色光Ｗ１の光束と、第４の光源ユニット１０ｄからの白色光Ｗ４の光束とは互いに交差する。また第３の光源ユニット１０ｃからの白色光Ｗ３の光束と、第２の光源ユニット１０ｂからの白色光Ｗ２の光束とは互いに交差する。
【００７０】
図７及び図８に示す、反射ミラー４０ａ−４０ｄは、本実施形態において、複数の光源ユニットの各々からの、他の分割領域上の空間を通る白色光を、照射対象となる分割領域に導く導光光学系として機能する。導光光学系の構成は限定されず、４枚の反射ミラー４０ａ−４０ｄに代えて、あるいは４枚の反射ミラー４０ａ−４０ｄに加えて、他の光学部材が用いられてもよい。
【００７１】
このように、各光源ユニット１０を照射対象となる分割領域の直近に配置せず、出射光が他の分割領域上の空間を通るように配置することで、ｘｚ平面方向（被照射面２０３の面方向）において、４つの光源ユニット１０ａ−１０ｄを互いに近付けて配置することが可能となる。例えば第１の光源ユニット１０ａは、分割領域Ａ４への白色光Ｗ４の照射を遮らない範囲で、ぎりぎりまで第４の分割領域Ａ４に近づけて配置することができる。第３の光源ユニット１０ｃも同様に、分割領域Ａ２への白色光Ｗ２の照射を遮らない範囲で、ぎりぎりまで第２の分割領域Ａ２に近づけて配置可能である。
【００７２】
図６に示すように、第２の光源ユニット１０ｂ、出射面２６ｂが第１の分割領域Ａ１上の空間に含まれるように配置することが可能である。第４の光源ユニット１０ｄも同様に、出射面２６ｄが第３の分割領域Ａ３上の空間に含まれるように配置することができる。
【００７３】
すなわちｙ軸方向から見て、第２の光源ユニット１０ｂの出射面２６ｂが、第１の分割領域Ａ１と重なるように、第２の光源ユニット１０ｂを配置することができる。同様に、第４の光源ユニット１０ｄの出射面２６ｄが、第３の分割領域Ａ３と重なるように、第４の光源ユニット１０ｄを配置することができる。これにより複数の光源ユニット１０がマルチ配列された、多灯式の光源システム１００を小型にすることができ、画像表示装置５００の小型化を実現することができる。
【００７４】
白色光Ｗ１の光束と白色光Ｗ４の光束とが互いに交差すること、及び白色光Ｗ３の光束と白色光Ｗ２の光束とが互いに交差することも、光源システム１００及び画像表示装置  ５００の小型化に非常に有利である。
【００７５】
また本実施形態では、レーザ光源１７が用いられるので、画像表示装置５００のチルトフリーを実現することができる。また光源ユニット１０の配置の向きも、画像表示装置５００の形状や、サイズを小さくしたい向き等に合わせて適宜設定することができる。
【００７６】
例えば図６等に示す例では、図２に示すベース部１３が、被照射面２０３の面方向と平行となる向きに、各光源ユニット１０が配置された。これに限定されず、各光源ユニット１０を光軸を中心に回転させ、所定の角度にて配置することも可能である。例えばベース部１３の長手方向を図６のｙ軸方向に合わせて、縦向きに光源ユニット１０を配置することも可能である。各光源ユニット１０にて、個別に配置角度が設定されてもよい。
【００７７】
光源として、キセノンランプやハロゲンランプ等が用いられる場合、リフレクタやバーナー等の特性により、ランプを使用すべき向きが制限される場合がある。このような光源により多灯式の光源システムを構成する場合、チルトフリーの実現は非常に難しい。これに対して本実施形態のようにレーザ光源１７が用いられる場合には、上記で説明した効果を発揮することが可能となる。このことはレーザ光源１７の代わりにＬＥＤの他の固体光源が用いられる場合も同様である。
【００７８】
４つの光源ユニット１０ａ−１０ｄは、画像表示装置５００内の図示しない所定の保持部材に固定される。４つの光学ユニット１０ａ−１０ｄを全て保持する単体の保持部材が用いられてもよいし、各光源ユニット１０が異なる保持部材等により別個も保持されてもよい。
【００７９】
また光源システム１００が、独立した光源装置として構成されてもよい。例えば光源装置を構成する筐体内に、図６等に示す位置関係にて、４つの光源ユニットが配置される。筐体内には、導光光学系や出射口が設けられ、当該出射口から複数の分割領域を照射対象とする複数の光束が出射される。これにより多灯式でありつつも小型の光源装置を実現することができる。
【００８０】
＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
【００８１】
図１０−図１３は、他の実施形態に係る光源システムの構成例を示す概略図である。図１０は斜視図であり、図１１は正面図である。また図１２は上面図であり、図１３は側面図である。なお図１０には、各分割領域に照射される白色光の光束が模式的に図示されている。
【００８２】
この光源システム６００は、所定の色の光を補助光ＦＬとして出射する補助光源６０５を有する。本実施形態では、補助光源６０５として、青色レーザ光を出射する複数の青色レーザ光源が用いられる。補助光源６０５の具体的な構成や、補助光ＦＬの色は限定されない。例えば図３に示す光源ユニット１０が有する青色レーザ光源１７と同じものが補助光源６０５として用いられてもよい。あるいは異なるレーザ光源が用いられてもよい。
【００８３】
図１０−図１３に示すように、補助光源６０５は、被照射面６０３に対向する位置に配置され、ｙ軸方向に沿って、被照射面６０３へ補助光ＦＬを出射する。補助光源６０５と被照射面６０３との間には、複数のレンズ６１５を含む集光光学系６２０が配置され、当該集光光学系６２０を介して、補助光ＦＬが被照射面６０３に照射される。集光光学系６２０の構成は限定されない。
【００８４】
図１１に示すように、本実施形態では、被照射面６０３の全体をカバーするサイズの光束で、補助光ＦＬが照射される。すなわち複数の分割された光束ではなく、単体の光束が被照射面６０３に向けて照射される。従って簡単な構成で補助光ＦＬを被照射面６０３に照射することができる。なお補助光ＦＬが複数の光束に分割されて各分割領域に照射されてもよい。
【００８５】
図１２及び図１３に示す導光光学系として、図７及び図８に示す反射ミラー４０ａ−４０ｄに代えて、補助光ＦＬである青色レーザ光を透過するダイクロイックミラー６４０ａ−６５０ｄが配置される。従って補助光ＦＬは、ダイクロイックミラー６４０ａ−６４０ｄを透過して、被照射面６０３に照射される。
【００８６】
このように補助光源６０５を設けることで、所定の色の光（本実施形態では青色光）の不足を補うことができ、より明るい画像を表示することができる。また色再現可能な範囲（色域）の調整も可能となり、高品質なカラー画像を表示することが可能となる。なお補助光源６０５の数や出力パワー等は、目的に合わせて適宜設定されてよい。
【００８７】
この構成において、各光源ユニット６１０として、蛍光体層から発生する黄色光のみを出射するものが配置されてもよい。そして青色光用の光源として、青色レーザ光源を別途独立して、図１０−図１３に示す補助光源６０５の位置に配置してもよい。この場合、ダイクロイックミラー６４０ａ−６４０ｄにより折り返された黄色光と、ダイクロイックミラー６４０ａ−６４０ｄを透過する青色レーザ光により、白色光が生成される。青色光用の光源を独立して配置することで、青色光の調整を簡単に行うことが可能となり、画像の高輝度化や高品質化を図ることができる。
【００８８】
図１４は、他の実施形態に係る光源システムの構成例を示す概略図である。図１４Ａに示す光源システム７００では、２つの分割領域Ａ１及びＡ２に対応して２つの光源ユニット７１０ａ及び７１０ｂが設けられる。
【００８９】
第１の光源ユニット７１０ａは、第１の高さＨ１にて、出射光Ｌ１が第２の分割領域Ａ２上の空間を通るように配置される。第２の光源ユニット７１０ｂは、第１の高さＨ１よりも高い第２の高さＨ２にて、出射光Ｌ２が第１の分割領域Ａ１上の空間を通るように配置される。第２の光源ユニット７１０ｂは、出射面７２６ｂが第１の分割領域Ａ１上の空間に含まれるように配置される。これにより光源システム７００の小型化を実現することができる。
【００９０】
図１４Ｂに示す光源システム８００では、６つの分割領域に対応して６つの光源ユニットが配置される。６つの分割領域は、ｘ軸方向に３つ、ｚ軸方向に２つ並ぶ、第１から第６の分割領域Ａ１−Ａ６からなる。これら第１−第６の分割領域Ａ１−Ａ６に対応して、以下の構成にて、第１から第６の光源ユニット８１０ａ−８１０ｆが配置される。なお各光源ユニット８１０が配置される高さは、第１の高さＨ１、第２の高さＨ２、及び第３の高さＨ３の順に高い位置となる。
【００９１】
第１の光源ユニット８１０ａは、第１の高さＨ１にて、出射光Ｌ１が第２の分割領域Ａ２上の空間をｚ軸方向に沿って進むように配置される。
第２の光源ユニット８１０ｂは、第３の高さＨ３にて、出射光Ｌ２が第１の分割領域Ａ１上の空間をｚ軸方向に沿って進むように配置される。
第３の光源ユニット８１０ｃは、第２の高さＨ２にて、出射光Ｌ３が第２の分割領域Ａ２上の空間をｘ軸方向に沿って進むように配置される。
第４の光源ユニット８１０ｄは、第１の高さＨ１にて、出射光Ｌ４が第５の分割領域Ａ５上の空間をｚ軸方向に沿って進むように配置される。
第５の光源ユニット８１０ｅは、第３の高さＨ３にて、出射光Ｌ５が第４の分割領域Ａ４上の空間をｚ軸方向に沿って進むように配置される。
第６の光源ユニット８１０ｆは、第２の高さＨ２にて、出射光Ｌ６が第５の分割領域Ａ５上の空間をｘ軸方向に沿って進むように配置される。
【００９２】
図１４ｂに示すように、第２の光源ユニット８１０ｂを、その出射面８２６ｂが第１の分割領域Ａ１上の空間に含まれるように配置することができる。また第５の光源ユニット８１０ｅを、その出射面８２６ｅが第４の分割領域Ａ４上の空間に含まれるように配置することができる。この結果、６灯合成の光源システム８００の小型化を実現することができる。その他、任意の数の分割領域に対応する光源ユニットが用いられる場合も、本技術を適用することができる。
【００９３】
図１に示す画像表示装置５００では、画像生成素子として、反射型液晶パネルが用いられた。これに代えて、透過型液晶パネルや、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等が用いられてもよい。その他、画像表示装置の構成は適宜設定されてよい。
【００９４】
本技術は、プロジェクタ以外の、例えばディスプレイ装置等の他の画像表示装置にも適用可能である。また画像表示装置ではない装置に本技術に係る光源装置が用いられてもよい。
【００９５】
以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。
【００９６】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）入射した光をもとに画像を生成する画像生成素子と、被照射面を有し前記被照射面に照射された光を前記画像生成素子に導く照明光学系とを有する画像生成システムと、
前記被照射面を複数の領域に分割する複数の分割領域の各々に対応し、出射光が照射対象となる前記分割領域とは異なる少なくとも１つの他の分割領域に対向する空間を通るように配置された複数の光源ユニットと、前記複数の光源ユニットの各々からの前記他の分割領域に対向する空間を通る出射光を、前記照射対象となる分割領域に導く導光光学系とを有する光源システムと
を具備する画像表示装置。
（２）（１）に記載の画像表示装置であって、
前記複数の光源ユニットの各々は、前記出射光を出射する出射面を有し、
前記複数の光源ユニットの少なくとも１つは、前記出射面が前記他の分割領域に対向する空間に含まれるように配置される
（３）（１）又は（２）に記載の画像表示装置であって、
前記複数の光源ユニットは、前記被照射面の法線方向を高さ方向として、第１の高さに配置される１以上の光源ユニットと、前記第１の高さとは異なる第２の高さに配置される１以上の光源ユニットとを有する
画像表示装置。
（４）（１）から（３）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記複数の光源ユニットの少なくとも１つは、前記出射光が、前記複数の光源ユニットのうちの他の光源ユニットからの前記出射光と交差する
画像表示装置。
（５）（３）又は（４）に記載の画像表示装置であって、
前記複数の分割領域は、前記被照射面の所定のポイントを中心に、第１の方向及びこれに直交する第２の方向の各々に沿って並ぶ４つの分割領域を有し、
前記複数の光源ユニットは、前記第１の方向に沿って互いに対向する向きに前記出射光を出射する前記第１の高さに配置された２つの光源ユニットと、前記第２の方向に沿って互いに対向する向きに前記出射光を出射する前記第２の高さに配置された２つの光源ユニットとを有する
画像表示装置。
（６）（５）に記載の画像表示装置であって、
前記４つの分割領域は、第１の分割領域と、前記第２の方向で前記第１の分割領域と隣接する第２の分割領域と、前記第１の方向で前記第２の分割領域と隣接する第３の分割領域と、前記第２の方向で前記第３の分割領域と隣接し前記第１の方向で前記第１の分割領域と隣接する第４の分割領域とを有し、
前記第１の高さに配置された２つの光源ユニットは、前記第４の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第１の光源ユニットと、前記第２の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第３の光源ユニットとを有し、
前記第２の高さに配置された２つの光源ユニットは、前記第１の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第２の光源ユニットと、前記第３の分割領域に対向する空間を前記出射光が通るように配置された第４の光源ユニットとを有する
画像表示装置。
（７）（６）に記載の画像表示装置であって、
前記第２の高さは、前記第１の高さよりも高く
前記第２の光源ユニットは、前記出射面が前記第１の分割領域に対向する空間に含まれるように配置され、
前記第４の光源ユニットは、前記出射面が前記第３の分割領域に対向する空間に含まれるように配置される
画像表示装置。
（８）（１）から（７）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
光源システムは、所定の色の光を補助光として出射する補助光源を有し、
前記導光光学系は、前記補助光源からの補助光を前記被照射面に導く
画像表示装置。
（９）（１）から（８）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記被照射面は、前記照明光学系が有するフライアイレンズの入射面である
画像表示装置。
（１０）（１）から（９）のうちいずれか１つに記載の画像表示装置であって、
前記複数の光源ユニットの各々は、１以上のレーザ光源を有する
画像表示装置。
【符号の説明】
【００９７】
Ａ１−Ａ４…第１−第４の分割領域
Ｈ１…第１の高さ
Ｈ２…第２の高さ
Ｐ…ポイント
ＦＬ…補助光
Ｗ、Ｗ１−Ｗ４…白色光
１０ａ−１０ｄ…第１−第４光源ユニット
１７…レーザ光源（レーザダイオード）
２６…出射面
４０ａ−４０ｄ…反射ミラー
１００、６００、７００、８００…光源システム
２００…画像生成システム
２０１…液晶ライトバルブ
２０２…照明光学系
２０３…被照射面
２０５ａ…第１のフライアイレンズ
５００…画像表示装置
６０５…補助光源
６１０…光源ユニット
６４０ａ−６４０ｄ…ダイクロイックミラー
【図１】
2016118732.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図９】
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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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