特開 2024-178306 光源装置および投射型画像表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024178306

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】光源装置および投射型画像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20241217BHJP

   G03B 21/16 20060101ALI20241217BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20241217BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20241217BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20241217BHJP

   F21V 7/30 20180101ALI20241217BHJP

   F21V 9/35 20180101ALI20241217BHJP

   F21V 7/28 20180101ALI20241217BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20241217BHJP

【ＦＩ】

G03B21/14 A

G03B21/16

G03B21/00 D

H04N5/74 A

F21S2/00 311

F21V7/30

F21V9/35

F21V7/28 240

F21S2/00 360

F21S2/00 340

F21Y115:30

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024163368

(22)【出願日】2024-09-20

(62)【分割の表示】P 2022123996の分割

【原出願日】2022-08-03

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100183265

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 剣一

(72)【発明者】

【氏名】奥野 学

(57)【要約】

【課題】投射型画像表示装置の光源装置において、光学系の光学要素へのほこりなどの異物の付着を抑制しつつ、光源を交換可能にする。
【解決手段】光源装置２０は、密閉空間Ｓ２を画定し、第１の透過窓９６と第２の透過窓５２とを備える第１の筺体９２と、第１の筺体９２の密閉空間Ｓ２の外部に配置され、第１の透過窓９６を透過して第１の筺体９２の密閉空間Ｓ２内に進入するように光Ｌ０を出射する光源２８と、第１の筺体９２の密閉空間Ｓ２に収容され、第１の透過窓９６を透過した光Ｌ０から所定の出力光Ｌｗを生成し、出力光Ｌｗを第２の透過窓５２を透過させて第１の筺体９２の密閉空間Ｓ２の外部に出射させる出力光生成光学系３２とを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の透過窓と第２の透過窓とを備える第１の筺体と、
前記第１の筺体の外部に配置され、前記第１の透過窓を透過して前記第１の筺体内に進入するように光を出射する光源と、
前記第１の筺体に収容され、前記第１の透過窓を透過した光から所定の出力光を生成し、前記出力光を前記第２の透過窓を透過させて前記第１の筺体の外部に出射させる出力光生成光学系と、を有し、
前記出力光生成光学系が、反射基板を含む蛍光体ホイール装置を含む、
光源装置。

【請求項2】

前記光源を備える第２の筺体を、さらに有し、
前記第２の筺体が、前記光源が前記第１の透過窓に対向するように、前記第１の筺体に取り付けられる、請求項１に記載の光源装置。

【請求項3】

前記蛍光体ホイールは、青色光を黄色光に変換する蛍光体を含む、請求項１に記載の光源装置。

【請求項4】

前記出力光生成光学系が、前記光源からの青色光を第１の青色光と第２の青色光とに分光し、前記第１の青色光を前記反射基板に向かうように導き、前記反射基板から反射され た黄色光と前記第２の青色光とを合成することよって前記出力光としての白色光を生成す る、請求項３に記載の光源装置。

【請求項5】

前記第２の筺体が、前記第１の筺体に着脱可能に取り付けられる、請求項２に記載の光源装置。

【請求項6】

出力光生成光学系は、前記第２の青色光が入射するミラーを有する、請求項４に記載の光源装置。

【請求項7】

前記第１の青色光が入射する位置に配置される集光レンズを有し、
前記集光レンズによって集光された前記第１の青色光が前記蛍光体ホイールに入射する、請求項４に記載の光源装置。

【請求項8】

前記第１の筐体の外面に前記蛍光体ホイールを冷却する第１の冷却装置を備える、請求項１に記載の光源装置。

【請求項9】

前記第２の筐体の外面に前記光源を冷却する第２の冷却装置を備える、請求項２に記載の光源装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置の出力光を画像光に変換する画像形成モジュールと、
前記画像形成モジュールからの画像光を投射する投射光学系と、を有する、投射型画像表示装置。

【請求項11】

前記画像形成モジュールと、第３の透過窓とを有する第３の筐体を備え、
前記第２の透過窓から出射された光は、前記第３の透過窓に入射する、請求項１０に記載の投射型画像表示装置。

【請求項12】

前記第３の筐体は、前記第２の筐体の外部に位置する、請求項１０に記載の投射型画像表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光源装置、および光源装置を備える投射型画像表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、光源が容易に交換可能な投射型画像表示装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－１７９２２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された投射型画像表示装置の場合、交換のために光源を取り外すと、光源から出力された光を導く光学系を構成する光学要素にほこりなどの異物が付着する可能性がある。光学要素に異物が付着すると、光出力が劣化する。例えば、投射された画像光に輝度ムラなどが生じる。

【0005】

そこで、本開示は、投射型画像表示装置の光源装置において、光学系の光学要素へのほこりなどの異物の付着を抑制しつつ、光源を交換可能にすることを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述の課題を解決するために、本開示の一態様によれば、
第１の透過窓と第２の透過窓とを備える第１の筺体と、
前記第１の筺体の外部に配置され、前記第１の透過窓を透過して前記第１の筺体内に進入するように光を出射する光源と、
前記第１の筺体に収容され、前記第１の透過窓を透過した光から所定の出力光を生成し、前記出力光を前記第２の透過窓を透過させて前記第１の筺体の外部に出射させる出力光生成光学系と、を有し、
前記出力光生成光学系が、青色光を黄色光に変換して反射する反射基板を含む蛍光体ホイール装置を含む、光源装置が提供される。

【0007】

また、本開示の別の態様によれば、
上述の光源装置と、
前記光源装置の出力光を画像光に変換する画像形成モジュールと、
前記画像形成モジュールからの画像光を投射する投射光学系と、を有する、投射型画像表示装置が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、投射型画像表示装置の光源装置において、光学系の光学要素への異物の付着を抑制しつつ、光源を交換することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の実施の形態１に係る光源装置を備えた投射型画像表示装置を示す概略的な構成図

【図2】光源モジュールと出力光生成モジュールとが互いに分離された状態の光源装置を示す概略的な構成図

【図3】光源モジュールと出力光生成モジュールとが互いに分離された状態の本開示の実施の形態２に係る光源装置を示す概略的な構成図

【図4】本開示の実施の形態３に係る光源装置を示す概略的な構成図

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の一態様の光源装置は、密閉空間を画定し、第１の透過窓と第２の透過窓とを備える第１の筺体と、前記第１の筺体の密閉空間の外部に配置され、前記第１の透過窓を透過して前記第１の筺体の密閉空間内に進入するように光を出射する光源と、前記第１の筺体の密閉空間に収容され、前記第１の透過窓を透過した光から所定の出力光を生成し、前記出力光を前記第２の透過窓を透過させて前記第１の筺体の密閉空間の外部に出射させる出力光生成光学系と、を有する。

【0011】

このような態様によれば、投射型画像表示装置の光源装置において、光学系の光学要素への異物の付着を抑制しつつ、光源を交換することができる。

【0012】

例えば、光源装置が、前記光源を備える第２の筺体をさらに有してもよい。この場合、前記第２の筺体が、前記光源が前記第１の透過窓に対向するように、前記第１の筺体に着脱可能に取り付けられる。

【0013】

例えば、前記光源が、前記第２の筺体が前記第１の筺体に取り付けられた状態において前記第１の筺体と前記第２の筺体との協働によって画定される密閉空間に収容されてもよい。

【0014】

例えば、前記第２の筺体が、前記光源を収容する密閉空間を画定してもよい。

【0015】

例えば、前記光源が、前記光として青色光を出射し、出力光生成光学系が、青色光を黄色光に変換して反射する反射基板を含む蛍光体ホイール装置を含んでもよい。この場合、前記出力光生成光学系が、前記光源からの青色光を第１の青色光と第２の青色光とに分光し、前記第１の青色光を前記反射基板に向かうように導き、前記反射基板から反射された黄色光と前記第２の青色光とを合成することよって前記出力光としての白色光を生成する。

【0016】

例えば、前記光源が、前記光として青色光を出射し、光源装置が、前記第１の筺体の外部に配置され、青色光を黄色光に変換して反射する反射基板を含む蛍光体ホイール装置を、さらに有してもよい。この場合、前記第１の筺体が、前記反射基板に対向する第３の透過窓をさらに備える。また、前記出力光生成光学系が、前記光源からの青色光を第１の青色光と第２の青色光とに分光し、前記第１の青色光を前記第３の透過窓を透過して前記反射基板に向かうように導き、前記反射基板から反射されて前記第３の透過窓を透過した黄色光と前記第２の青色光とを合成することによって前記出力光としての白色光を生成する。

【0017】

また、本開示の別態様の投射型画像表示装置は、上述の光源装置と、前記光源装置の出力光を画像光に変換する画像形成モジュールと、前記画像形成モジュールからの画像光を投射する投射光学系と、を有する。

【0018】

このような態様によれば、投射型画像表示装置の光源装置において、光学系の光学要素への異物の付着を抑制しつつ、光源を交換することができる。

【0019】

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

【0020】

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

【0021】

（実施の形態１）
図１は、本開示の実施の形態１に係る光源装置を備えた投射型画像表示装置を示す概略的な構成図である。

【0022】

図１に示すように、投射型画像表示装置１０は、光源装置２０と、画像光を作成して投射する投射装置６０とから構成されている。

【0023】

本実施の形態１の場合、光源装置２０は、光源モジュール２２と、出力光生成モジュール２４とを備える。

【0024】

光源装置２０の光源モジュール２２は、基板２６と、基板２６上に設けられた複数のレーザ素子２８（光源）と、レーザ素子２８それぞれに設けられ、レーザ素子２８から出射されたレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズ３０とを含んでいる。本実施の形態１の場合、レーザ素子２８は、青色のレーザ光を出射する半導体レーザ素子である。例えば、４０～６０基のレーザ素子２８が、基板２６上にマトリックス状に配列されている。それにより、光源モジュール２２から高輝度の青色のレーザ光Ｌ０が出力光生成モジュール２４に向かって出力される。

【0025】

出力光生成モジュール２４は、光源モジュール２２が出力したレーザ光Ｌ０から光源装置２０が最終的に出力する所定の出力光を生成するモジュールである。本実施の形態１の場合、出力光生成モジュール２４は、光源モジュール２２が出力した青色のレーザ光Ｌ０から白色光Ｌｗを生成するための出力光生成光学系３２を備える。出力光生成光学系３２は、詳細は後述するが、光源モジュール２２からの青色のレーザ光Ｌ０を第１の青色光Ｌ１と第２の青色光Ｌ２とに分光し、第１の青色光Ｌ１を黄色光に変換し、そして黄色光と第２の青色光Ｌ２とを合成することにより、白色光Ｌｗを生成するように構成されている。そのために、出力光生成光学系３２は、その構成要素として、拡散板３４、１／４波長板３６、ダイクロイックミラー３８、蛍光体ホイール装置４０、レンズ４２、レンズ４４、レンズ４６、１／４波長板４８、およびミラー５０を含んでいる。

【0026】

拡散板３４は、片面に微細な凹凸形状から構成された拡散面を備えるガラス平板である。拡散板３４は、光源モジュール２２から出力された青色レーザ光Ｌ０の輝度ムラを解消する。

【0027】

１／４波長板３６は、拡散板３４から出射した青色レーザ光Ｌ０の２つの垂直偏光成分間に１／４波長の位相差を発生させる光学要素である。１／４波長板３６により、拡散板３４から出射した青色レーザ光Ｌ０は、直線偏光状態から楕円偏光状態に偏光される。

【0028】

ダイクロイックミラー３８は、１／４波長板３６から出射した青色レーザ光Ｌ０を分光する光学要素であって、１／４波長板３６から出射した青色レーザ光Ｌ０の出射方向に対して約４５度傾いた状態で配置されている。ダイクロイックミラー３８は、青色レーザ光Ｌ０のＳ偏光成分（第１の青色光）Ｌ１を蛍光体ホイール装置４０に向かって反射し、Ｐ偏光成分（第２の青色光）Ｌ２を透過する。

【0029】

蛍光体ホイール装置４０は、青色光を黄色光に変換する装置であって、反射基板４０ａと、反射基板４０ａを回転させるモータ４０ｂとを含んでいる。反射基板４０ａ上には、黄色蛍光体層４０ｃが形成されている。ダイクロイックミラー３８と蛍光体ホイール装置４０との間に配置されたレンズ４２、４４は、ダイクロイックミラー３８から反射された青色レーザ光のＳ偏光成分Ｌ１を反射基板４０ａ上の黄色蛍光体層４０ｃに集光させる。光が集光した黄色蛍光体層４０ｃの部分は励起し、黄色光を発光する。その黄色光は、レンズ４２、４４によって平行光化され、その後ダイクロイックミラー３８を透過する。

【0030】

一方、ダイクロイックミラー３８を透過した青色レーザ光のＰ偏光成分Ｌ２は、レンズ４６によってミラー５０に集光される。ミラー５０に到達する前に、青色レーザ光のＰ偏光成分Ｌ２は、１／４波長板４８を透過することによって円偏光の状態になる。ミラー５０で反射された青色光のＰ偏光成分Ｌ２は、再び１／４波長板４８を逆方向に透過してＳ偏光に変換される。そして、そのＳ偏光は、レンズ４６によって平行光化された後、ダイクロイックミラー３８によって反射される。

【0031】

ダイクロイックミラー３８を透過した蛍光体ホイール装置４０からの黄色光とダイクロイックミラー３８によって反射されたミラー５０からの青色光Ｌ２とが合成され、白色光Ｌｗが生成される。白色光Ｌｗは、集光レンズ５２に向かって進む。集光レンズ５２から投射装置６０に向かって、白色光Ｌｗが出力される。

【0032】

投射装置６０は、本実施の形態１の場合、光源装置２０が出力した白色光Ｌｗから画像光を生成してその画像光を投射するために、レンズ６２、ロッドインテグレータ６４、レンズ６６、レンズ６８、ミラー７０、レンズ７２、プリズム７４、画像形成モジュール７６、および投射光学系７８を備える。

【0033】

光源装置２０の集光レンズ５２から出射した白色光Ｌｗは、レンズ６２を介して、投射装置６０内に進入する。レンズ６２を出射した白色光Ｌｗは、ロッドインテグレータ６４、レンズ６６、レンズ６８を順に透過してミラー７０に反射される。反射された白色光Ｌｗは、レンズ７２、プリズム７４を介して、画像形成モジュール７６に入射する。

【0034】

画像形成モジュール７６は、白色光Ｌｗを画像光に変換するモジュールである。そのために、画像形成モジュール７６は、３つのプリズム８０、８２、８４から構成されるプリズム集合体８６と、３つのデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）８８Ｒ、８８Ｇ、８８Ｂとを含んでいる。

【0035】

プリズム集合体８６は、いわゆるＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｒｅｃｔｉｏｎ）プリズムであって、プリズム８０～８４の間の界面で特定の波長の光（特定の色）を反射するように構成されている。それにより、プリズム集合体８６は、プリズム７４からの白色光Ｌｗを赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇ、および青色光Ｌｂに分離する。また、プリズム集合体８６は、分離した赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇ、および青色光Ｌｂを、デジタルマイクロミラーデバイス８８Ｒ、８８Ｇ、８８Ｂに向かって出射する。さらに、プリズム集合体８６は、デジタルマイクロミラーデバイス８８Ｒ、８８Ｇ、８８Ｂそれぞれから反射された変調光（赤色画像光、緑色画像光、青色画像光）を合成し、合成した変調光（フルカラー画像光）を投射光学系７８に向かって出力する。

【0036】

デジタルマイクロミラーデバイス８８Ｒ、８８Ｇ、８８Ｂそれぞれは、光を複数の方向に選択的に反射する複数のマイクロミラーを備える光変調デバイスである。デジタルマイクロミラーデバイス８８Ｒ、８８Ｇ、８８Ｂそれぞれは、プリズム集合体８６から出射された赤色光Ｌｒ、緑色光Ｌｇ、青色光Ｌｂを変調し、その変調光（画像光）をプリズム集合体８６に向かって反射する。

【0037】

投射光学系７８は、少なくとも投射レンズを含む光学系であって、画像形成モジュール７６から出射されたフルカラー画像光を、例えばスクリーンに投射する。

【0038】

これまでは、本開示の一実施の形態に係る投射型画像表示装置の構成を説明してきた。ここからは、光源装置の更なる特徴について説明する。

【0039】

図１に示すように、光源装置２０において、複数のレーザ素子２８（光源）と、複数のレーザ素子２８が出射した青色レーザ光Ｌ０から白色光Ｌｗを生成するダイクロイックミラー３８などを含む出力光生成光学系３２は、互いに独立した空間Ｓ１、Ｓ２内に収容されている。

【0040】

図２は、光源モジュールと出力光生成モジュールとが互いに分離された状態の光源装置を示す概略的な構成図である。

【0041】

図１および図２に示すように、本実施の形態１の場合、光源モジュール２２は、基板２６、複数のレーザ素子２８、およびコリメートレンズ３０を収容する空間Ｓ１を画定する筺体９０（第２の筺体）を備える。

【0042】

また、出力光生成モジュール２４は、ダイクロイックミラー３８などを含む出力光生成光学系３２を収容する空間Ｓ２を画定する筺体９２（第１の筺体）を備える。

【0043】

光源モジュール２２の筺体９０は、出力光生成モジュール２４の筺体９２に対して着脱可能に取り付けられている。基板２６およびコリメートレンズ３０は、筺体９０に支持されている。また、本実施の形態１の場合、筺体９０は、空間Ｓ１に連通する開口９０ａを備える。筺体９０が出力光生成モジュール２４の筺体９２に取り付けられると、筺体９０の開口９０ａが筺体９２の外面によって蓋をされる。このような筺体９０、９２の協働により、複数のレーザ素子２８などが収容された空間Ｓ１が実質的に密閉状態の空間となり、複数のレーザ素子２８などが保護される。なお、筺体９０と筺体９２との間の隙間を介してほこりなどの異物が空間Ｓ１内に侵入しないように、筺体９０と筺体９２との間には、例えばシリコンゴムなどの弾性材料から作製されたシーリングリング９４が配置されている。また、図視していないが、筺体９０の外面には、レーザ素子２８を冷却するためのヒートシンクなどの冷却装置が設けられている。

【0044】

筺体９０と筺体９２は、例えば位置決めピンと位置決め穴とを介して、互いに位置決めされる。また、筺体９０と筺体９２は、例えば固定ねじを介して、着脱可能に互いに固定される。

【0045】

出力光生成モジュール２４の筺体９２は、ほこりなどの異物の侵入が抑制された実質的に密閉状態の空間Ｓ２を画定する。その密閉状態の空間Ｓ２内に、光源モジュール２２が出力した青色レーザ光Ｌ０から白色光Ｌｗを生成するダイクロイックミラー３８などを含む出力光生成光学系３２が収容されている。なお、筺体９２の外面には、図視していないが、蛍光体ホイール装置４０を冷却するためのヒートシンクなどの冷却装置が設けられている。

【0046】

光源モジュール２２から出力された青色レーザ光Ｌ０が空間Ｓ２内に進入できるように、筺体９２には透過窓９６（第１の透過窓）が設けられている。透過窓９６は、例えばガラス平板から作製されている。また、透過窓９６は、光源モジュール２２の筺体９０を出力光生成モジュール２４の筺体９２に取り付けた状態のときに、複数のレーザ素子２８に対向する筺体９２の部分に配置されている。なお、透過窓９６は、筺体９２に形成された貫通穴にはめ込まれている。また、透過窓９６と筺体９２との隙間は、接着剤などによって塞がれている。このような透過窓９６を透過することにより、筺体９２の密閉状態の空間Ｓ２の外部に配置されたレーザ素子２８が出射したレーザ光Ｌ０が、筺体９２の密閉状態の空間Ｓ２内に進入することができる。

【0047】

筺体９２の空間Ｓ２内で出力光生成光学系３２によって生成された白色光Ｌｗは、集光レンズ５２を透過して筺体９２の密閉状態の空間Ｓ２の外部に出射する。本実施の形態１の場合、集光レンズ５２が、第２の透過窓として機能する。集光レンズ５２は、出力光生成モジュール２４の筺体９２に形成された貫通穴にはめ込まれている。また、集光レンズ５２と筺体９２との隙間は、接着剤などによって塞がれている。このような集光レンズ５２を透過することにより、出力光生成光学系３２によって生成された出力光（白色光Ｌｗ）が、筺体９２の密閉状態の空間Ｓ２の外部に進むことができる。なお、集光レンズ５２とは別に、透過窓９６と同様にガラス平板から作製された透過窓が筺体９２に設けられてもよい。

【0048】

したがって、光源モジュール２２のレーザ素子２８から出射された青色レーザ光Ｌ０は、透過窓９６を透過して筺体９２の密閉状態の空間Ｓ２内に進入する。その空間Ｓ２内の出力光生成光学系３２が、進入した青色レーザ光Ｌ０から白色光Ｌｗを生成し、その生成した白色光Ｌｗを集光レンズ５２を透過させて空間Ｓ２の外部に出射させる。その結果、白色光Ｌｗが、光源装置２０の出力光として筺体９２の空間Ｓ２の外部に出力される。

【0049】

このような光源装置２０の筺体構造によれば、複数のレーザ素子２８が出射した青色レーザ光Ｌ０から白色光Ｌｗを生成するダイクロイックミラー３８などを含む出力光生成光学系３２（それを構成する複数の光学要素）が、筺体９２によって画定された密閉状態の空間Ｓ２内に収容される。寿命などの理由で複数のレーザ素子２８を交換するとき、出力光生成光学系３２の光学要素が筺体９２の空間Ｓ２の外部に露出することがない。すなわち、空間Ｓ２が筺体９２の外部の空間と連通することがない。その結果、複数のレーザ素子２８を交換するとき、出力光生成光学系３２の光学要素にほこりなどの異物が付着することが抑制される。なお、本実施の形態１の場合、レーザ素子２８の交換が必要となったとき、光源モジュール２２全体が交換される。

【0050】

また、本実施の形態１の場合、レーザ素子２８は、波長の短い青色のレーザ光Ｌ０を出射する。波長の短い光は、空気中のほこりなどの異物を集塵しやすい。しかしながら、レーザ素子２８がほこりなどの異物を集塵しても、その集塵された異物は、密閉状態の空間Ｓ２に収容されている出力光生成光学系３２の光学要素には付着しない。

【0051】

さらに、本実施の形態１の場合、複数のレーザ素子２８は、青色レーザ光Ｌ０の出射中、密閉状態の空間Ｓ１内に存在する。その結果、集塵効果が高いレーザ光Ｌ０を出射しても、ほこりなどの異物が空間Ｓ１内のレーザ素子２８やコリメートレンズ３０に付着しない。

【0052】

このような光源装置２０の筺体構造により、ほこりなどの異物の付着による光源装置２０の光出力の劣化を抑制することが可能になる。

【0053】

以上、本実施の形態１によれば、投射型画像表示装置の光源装置において、光学系の光学要素への異物の付着を抑制しつつ、光源を交換することができる。

【0054】

（実施の形態２）

【0055】

本実施の形態２は、実施の形態１の改良形態である。したがって、異なる点を中心に、本実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１の構成要素と実質的に同一の本実施の形態２の構成要素には、同一の符号が付されている。

【0056】

図３は、光源モジュールと出力光生成モジュールとが互いに分離された状態の本開示の実施の形態２に係る光源装置を示す概略的な構成図である。

【0057】

図３に示すように、本実施の形態２の場合、光源装置１２０の光源モジュール１２２は、密閉状態の空間Ｓ１を画定する筺体１９０を備える。その密閉状態の空間Ｓ１内に、複数のレーザ素子２８が収容されている。また、筺体１９０は、レーザ素子２８から出射されたレーザ光が透過する透過窓１９８を備える。筺体１９０が着脱可能に出力光生成モジュール２４の筺体９２に取り付けられたとき、光源モジュール１２２の透過窓１９８は、出力光生成モジュール２４の透過窓９６に対向する。

【0058】

このような光源装置１２０によれば、光源モジュール１２２が出力光生成モジュール２４に対して分離しているときも、ほこりなどの異物がレーザ素子２８に付着することを抑制することができる。

【0059】

本実施の形態２も、上述の実施の形態１と同様に、投射型画像表示装置の光源装置において、光学系の光学要素への異物の付着を抑制しつつ、光源を交換することができる。

【0060】

（実施の形態３）
本実施の形態３は、実施の形態１の改良形態である。したがって、異なる点を中心に、本実施の形態３について説明する。なお、実施の形態１の構成要素と実質的に同一の本実施の形態３の構成要素には、同一の符号が付されている。

【0061】

図４は、本開示の実施の形態３に係る光源装置を示す概略的な構成図である。

【0062】

図４に示すように、光源装置２２０において、出力光生成モジュール２２４の筺体２９４によって画定された密閉状態の空間Ｓ２に収容されている出力光生成光学系２３２には、蛍光体ホイール装置４０が含まれていない。蛍光体ホイール装置４０は、筺体２９４の空間Ｓ２の外部に位置する。具体的には、光源装置２２０は、光源モジュール２２および出力光生成モジュール２２４に加えて、蛍光体ホイール装置４０を備える光変換モジュール３００を備える。光変換モジュール３００は、蛍光体ホイール装置４０を収容する空間Ｓ３を画定する筺体３０２を有する。筺体３０２は、出力光生成モジュール２２４の筺体２９４に対して着脱可能に取り付けられる。筺体３０２が筺体２９４に取り付けられると、空間Ｓ３は実質的に密閉状態となる。

【0063】

出力光生成光学系２３２において、蛍光体ホイール装置４０の反射基板４０ａに対向するレンズ４４は、筺体２９４に形成された貫通穴にはめ込まれて透過窓（第３の透過窓）として機能する。この透過窓として機能するレンズ４４により、筺体２９２の空間Ｓ２から筺体３０２の空間Ｓ３に収容された蛍光体ホイール装置４０の反射基板４０ａに向かって第１の青色光Ｌ１が進むことができる。また、反射基板４０ａからの黄色光が空間Ｓ３から空間Ｓ２に進むことができる。すなわち、本実施の形態３の場合、空間Ｓ１に収容された出力光生成光学系２３２と空間Ｓ１の外部に配置された蛍光体ホイール装置４０とが協働することにより、白色光Ｌｗが生成される。

【0064】

このように蛍光体ホイール装置４０が出力光生成モジュール２２４の筺体２９４によって画定される空間Ｓ２の外部に配置されることにより、出力光生成モジュール２２４には、動力の供給を受けて動作する構成要素がなくなる。したがって、出力光生成モジュール２２４は、通常使用において故障の可能性が実質的にゼロになり、長寿命化される。すなわち、本実施の形態３の光源装置２２０において、寿命や故障などによって交換が必要になる構成要素は、光源モジュール２２と光変換モジュール３００となる。

【0065】

本実施の形態３も、上述の実施の形態１と同様に、投射型画像表示装置の光源装置において、光学系の光学要素への異物の付着を抑制しつつ、光源を交換することができる。加えて、蛍光体ホイール装置を、他の光学系の光学要素への異物の付着を抑制しつつ、交換することができる。

【0066】

以上、上述の実施の形態１～３を挙げて本開示を説明したが、本開示の実施の形態は上述の実施の形態に限らない。

【0067】

例えば、上述の実施の形態１の場合、光源装置２０は、青色レーザ光Ｌ０を出射する光源を１つ備える。しかしながら、本開示の実施の形態はこれに限らない。例えば、光源装置は、赤色光を出射する光源、緑色光を出射する光源、および青色光を出射する光源を有してもよい。この場合、光源それぞれから出射された各色の光が透過する少なくとも１つの第１の透過窓が第１の筺体（出力光生成モジュールの筺体）に設けられる。すなわち、各色の光それぞれが対応する第１の透過窓を透過してもよいし、各色の光が１つの第１の透過窓を透過してもよい。この場合、第１の筺体によって画定された密閉空間に収容されている出力光生成光学系は、各色の光を合成して白色光を生成する。

【0068】

なお、第１の筺体は、単独の部品で構成されてもよく、また投射型画像表示装置の全ての構成要素を収容する筺体（いわゆる本体）の一部分で構成されてもよい。第１の筺体は、密閉空間を画定できるものであればよい。

【0069】

以上のように、本開示における技術の例示として、上述の実施の形態を説明してきた。そのために、図面および詳細な説明を提供している。したがって、図面及び詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上述の技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

【0070】

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略等を行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本開示は、光源が交換される光源装置に対して適用可能である。

【符号の説明】

【0072】

２０ 光源装置
２８ 光源（レーザ素子）
３２ 出力光生成光学系
５２ 第２の透過窓（集光レンズ）
９２ 第１の筺体
９６ 第１の透過窓
Ｌ０ 光（レーザ光）
Ｌｗ 出力光（白色光）
Ｓ２ 密閉空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】