特許 7507339 光源装置および投写型表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-20

(45)【発行日】2024-06-28

(54)【発明の名称】光源装置および投写型表示装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20240621BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20240621BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20240621BHJP

【ＦＩ】

G03B21/14 A

G03B21/00 D

H04N5/74 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020120354

(22)【出願日】2020-07-14

(65)【公開番号】P2022017670

(43)【公開日】2022-01-26

【審査請求日】2023-07-03

(73)【特許権者】

【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】100106116

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100131495

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 健児

(72)【発明者】

【氏名】田中 孝明

【審査官】中村 直行

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０７８９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０４０１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１６９１８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１３７６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５７８５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１１８２２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１３／０１００６３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ２１／００ ー ２１／６４

Ｈ０４Ｎ ５／７４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

青、緑、赤色のレーザー光源と、
前記青、緑、赤色のレーザー光源からのレーザー光を合成するダイクロイックミラーと、
ガラス基板上に、青、緑、赤色のレーザー光の波長帯域の光を透過し、それ以外の可視光波長帯域の光を反射する光学薄膜層と、青色レーザー光で励起発光し、かつ、青、緑、赤色のレーザー光を拡散する拡散蛍光層を形成した拡散蛍光板とを備えた光源装置。

【請求項2】

前記拡散蛍光板の拡散蛍光層は、黄色の蛍光体を備えた請求項１記載の光源装置。

【請求項3】

前記拡散蛍光板の拡散蛍光層は、青色レーザー光で励起発光しない拡散体を備えた請求項１記載の光源装置。

【請求項4】

前記拡散蛍光板は回転制御可能な円形基板である請求項１記載の光源装置。

【請求項5】

前記青、緑、赤色のレーザー光源は半導体レーザーである請求項１記載の光源装置。

【請求項6】

光源と、前記光源からの光を集光し被照明領域に照明する照明光学系と、映像信号に応じて画像を形成する画像形成素子と、前記画像形成素子で形成された画像を拡大投写する投写レンズを備え、前記光源が請求項１記載の光源装置である投写型表示装置。

【請求項7】

前記画像形成素子がミラー偏向型のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）である請求項６記載の投写型表示装置。

【請求項8】

前記画像形成素子が液晶パネルである請求項６記載の投写型表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、画像形成素子に形成される画像を照明光で照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する投写型表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ミラー偏向型のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）や液晶パネルの画像形成素子を用いた投写型表示装置の光源として、長寿命である半導体レーザーや発光ダイオードの固体光源を用いた光源装置が多数開示されている。その中で、青、緑、赤色のレーザー光源を用いた広色域で高効率な光源装置が開示されている。従来の固体光源を用いた光源装置は、青色、緑色、赤色のレーザー光源と、レーザー光源からの集光光を合成する小型なダイクロイックミラーと、透過型の回転拡散板と回転拡散板の前に配置した拡散板により、スペックルノイズと微小な輝度むらを解消しつつ、小型な光源装置を構成するものである（特許文献参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－４０１７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の光源装置の構成において、複数の回転可能な拡散板では、スペックルノイズの解消には不十分であった。また、レーザー光を用いた光源装置では、スクリーン上にレーザー光源の微小な発光サイズと発光数に起因する微小な輝度むらを生じるという問題を抱えている。さらに、青色レーザー光源に対して、緑、赤色のレーザー光源は、光出力と発光効率が低い。このため、光源装置の高輝度化には多数のレーザー光源が必要となり、光源装置が大型化するという問題がある。

【0005】

したがって、青、緑、赤の固体光源を用いて、スペックルノイズや微小な輝度むらを解消しつつ、広色域で小型な光源装置と、その光源装置を用いた投写型表示装置を構成することが課題であった。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の光源装置は青、緑、赤色のレーザー光源と、青、緑、赤色のレーザー光源からのレーザー光を合成するダイクロイックミラーと、ガラス基板上に、青、緑、赤色のレーザー光の波長帯域の光を透過し、それ以外の可視光波長帯域の光を反射する光学薄膜層と、青色レーザー光で励起発光し、かつ、青、緑、赤色のレーザー光を拡散する拡散蛍光層を形成した拡散蛍光板とを、備えている。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、動的な拡散蛍光板により、拡散された青、緑、赤のレーザー光源光とスペックルノイズがない蛍光光とを、効率よく、同一光軸上で合成する。このため、スペックルノイズや微小な輝度むらを解消しつつ、広色域で色域調整が可能な小型光源装置が構成できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施の形態１における光源装置の構成図

【図2】実施の形態１における拡散蛍光板の断面構成図

【図3】光学薄膜層の分光特性を示す図

【図4】光学薄膜層の入射角に対する透過率特性を示す図

【図5】蛍光スペクトル特性を示す図

【図6】本開示の実施の形態２における投写型表示装置の構成図

【図7】本開示の実施の形態３における投写型表示装置の構成図

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下本開示を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

【0010】

（実施の形態１）
図１は本開示の実施の形態１にかかる光源装置４２の構成図である。

【0011】

光源装置４２は、青色レーザー光源２２と、緑色レーザー光源２６と、赤色レーザー光源３０とを備える。

【0012】

青色レーザー光源２２は、複数の青色半導体レーザー素子を配置した青色半導体レーザー基板２０とコリメートレンズアレイ２１からなる。緑色レーザー光源２６は、複数の緑色半導体レーザー素子を配置した緑色半導体レーザー基板２４とコリメートレンズアレイ２５からなる。赤色レーザー光源３０は、複数の赤色半導体レーザー素子を配置した赤色半導体レーザー基板２８とコリメートレンズアレイ２９からなる。

【0013】

光源装置４２は、さらに、放熱板２３、２７、３１、青反射のダイクロイックミラー３２、３３、赤反射のダイクロイックミラー３４、コンデンサレンズ３５、拡散板３６、及びガラス基板３７、光学薄膜層３８、拡散蛍光層３９、モーター４０から構成される拡散蛍光板４１を備える。図中には、レーザー光源から出射する光の進行方向を示している。

【0014】

青色レーザー光源２２は、１６個（４×４）の青色半導体レーザー素子を一定の間隔で２次元状に配置した青色半導体レーザー基板２０とコリメートレンズアレイ２１で構成される。青色半導体レーザー基板２０は、４６５±８ｎｍの波長帯域で青の色光を発光し、直線偏光を出射する。青色半導体レーザー基板２０を出射した光は対応するコリメートレンズアレイ２１により、それぞれ集光され平行な光束に変換される。放熱板２３は青色半導体レーザー基板２０を冷却するためのものである。

【0015】

緑色レーザー光源２６は、２４個（４×６）の緑色半導体レーザー素子を一定の間隔で２次元状に配置した緑色半導体レーザー基板２４とコリメートレンズアレイ２５で構成される。緑色半導体レーザー基板２４は、５２５±８ｎｍ波長帯域で緑の色光を発光し、直線偏光を出射する。緑色半導体レーザー基板２４を出射した光は、対応するコリメートレンズアレイ２５により、それぞれ集光され平行な光束に変換される。放熱板２７は緑色半導体レーザー基板２４を冷却するものである。

【0016】

赤色レーザー光源３０は、２４個（４×６）の赤色半導体レーザー素子を一定の間隔で２次元状に配置した赤色半導体レーザー基板２８とコリメートレンズアレイ２９で構成される。赤色半導体レーザー基板２８は、６４０±８ｎｍの波長帯域で赤の色光を発光し、直線偏光を出射する。赤色半導体レーザー基板２８を出射した光は対応するコリメートレンズアレイ２９により、それぞれ集光され平行な光束に変換される。放熱板３１は赤色半導体レーザー基板２８を冷却するためのものである。

【0017】

青色レーザー光源２２からのレーザー光は青反射のダイクロイックミラー３２、３３で反射され、赤反射のダイクロイックミラー３４を透過する。

【0018】

緑色レーザー光源２６からのレーザー光は青反射のダイクロイックミラー３２、３３と赤反射のダイクロイックミラー３４をそれぞれ透過する。

【0019】

赤色レーザー光源３０からのレーザー光は青反射のダイクロイックミラー３２を透過し、赤反射のダイクロイックミラー３４で反射する。

【0020】

青反射のダイクロイックミラー３２、３３は、入射角が４５度となる配置で、赤、緑色レーザー光を、それぞれ９５％以上で透過し、青色レーザー光を９７％以上で反射する特性である。透過率が５０％となる半値波長はＳ偏光で４９０ｎｍとしている。

【0021】

赤反射のダイクロイックミラー３４は、入射角が４５度となる配置で、青、緑色レーザー光を、それぞれ９５％以上で透過し、赤色レーザー光を９７％以上で反射する特性である。透過率が５０％となる半値波長はＳ偏光で５８５ｎｍとしている。

【0022】

青反射のダイクロイックミラー３２、３３と赤反射のダイクロイックミラー３４で合成された青、緑、赤色のレーザー光は、コンデンサレンズ３５に入射し、拡散板３６を透過した後、拡散蛍光板４１に集光される。集光する光は、光強度がピーク強度に対して１３．５％となる直径をスポット径と定義すると、スポット径が２～３ｍｍのスポット光に重畳される。拡散板３６はそのスポット光の径が所望の径となるよう光を拡散させている。拡散板３６はガラス基板上に形成された微細なマイクロレンズをアレイ状に形成して拡散面を構成したものであり、入射する光を拡散する。拡散光の最大強度の５０％となる半値角度幅である拡散角度は略３度と小さい。

【0023】

拡散蛍光板４１は光学薄膜層３８と拡散蛍光層３９を形成したガラス基板３７と中央部にモーター４０を備えた回転制御可能な円形基板である。

【0024】

図２に、拡散蛍光板の一部の断面構成を示す。拡散蛍光板４１の光学薄膜層３８は青、緑、赤色のレーザー光を透過し、それ以外の可視光を反射する特性の誘電体膜であり、ガラス基板３７上に形成される。さらに光学薄膜層３８上には拡散蛍光層３９が形成される。拡散蛍光層３９は、シリコーン系のバインダ層５０に蛍光体５１を分散、充填させている。バインダ層５０の屈折率は１．４６、蛍光体の屈折率は１．８３である。蛍光体５１は、青色レーザー光により励起され、緑、赤成分を含んだ黄色光を発光するＣｅ付活ＹＡＧ系黄色蛍光体である。この蛍光体の結晶母体の代表的な化学組織はＹ３Ａｌ５Ｏ１２である。光学薄膜層３８と拡散蛍光層３９は円環状に形成している。拡散蛍光板４１は回転させることにより、励起光による拡散蛍光層の温度上昇を抑制し、蛍光変換効率を安定に維持することができる。

【0025】

拡散蛍光板４１に入射する青色レーザー光は、光学薄膜層３８を透過し、拡散蛍光層３９に分散された蛍光体を励起し、蛍光発光する。一部の青色レーザー光は励起に寄与せず、バインダ層５０と蛍光体５１の屈折率差により、拡散される。拡散した光の一部は拡散蛍光層３９を出射し、一部は入射光側の光学薄膜層３８で反射した後、拡散蛍光層３９を出射する。また、一部は拡散蛍光板の入射光側に出射する。入射する青色レーザー光の光強度の５０％は励起、蛍光変換され、光強度の５０％は蛍光変換されないレーザー光となるよう、拡散蛍光層３９の厚みと、蛍光体の充填率を決めている。出射する蛍光の指向性は、ほぼ完全拡散であり、その様相を図中に示している。

【0026】

一方、拡散蛍光板４１に入射する緑色、赤色のレーザー光は、光学薄膜層３８を透過し、拡散蛍光層３９で励起されずに、バインダ層５０と蛍光体５１の屈折率差により、拡散される。拡散蛍光層３９で拡散された一部の光は拡散蛍光層３９を出射し、一部の光は入射光側の光学薄膜層３８で反射した後、拡散蛍光層３９を出射する。出射する拡散光の指向性は、蛍光よりも拡がりが小さく、その半値全幅である拡散角度は約２０度である。その様相を図中に示している。拡散角度は拡散蛍光層３９の厚みと蛍光体５１の充填率で決めることができる。

【0027】

拡散蛍光板４１は、回転することにより、レーザー光に起因するスクリーン上でのランダムな干渉パターンが時間的、空間的に高速変動して、スペックルノイズを解消することができる。また、レーザー光源の微小な発光サイズと発光数に起因する微小な輝度むらも低減することができる。このようにして、拡散蛍光層からは、励起発光した黄色蛍光と拡散した青、緑、赤色のレーザー光が出射する。青、緑、赤色のレーザー光は、スペックルノイズがない蛍光光と合成されるため、スペックルノイズが解消された、広色域の光となる。

【0028】

拡散蛍光層３９に充填する蛍光体５１を大幅に低減し、その代替粒子として、バインダ層５０よりも高い屈折率であって、青色レーザー光で励起発光しない、例えば、屈折率が２．３のＴｉＯ２粒子などの拡散体を充填して用いてもよい。この場合は、蛍光成分が大幅に少なくなり、拡散度合が大きくなったレーザー光成分が多くなる。このため、スペックルノイズは増大するも、青、緑、赤色レーザー光の発光波長近傍の色域まで広色域化できる。蛍光体と拡散体の充填率と、その厚みにより、緑色と赤色の色域が調整できる。蛍光体を配置せず、拡散体のみとした場合には、青、緑、赤色レーザー光の発光波長の色域まで広色域化できる。

【0029】

図３に、光学薄膜層の分光特性を示す。光学薄膜層３８への入射角度が０度の場合の分光透過率を示している。青、緑、赤色のレーザー光の波長帯域での透過率は９４％以上となる特性である。透過率が５０％となる半値波長は、４４０ｎｍ、４８５ｎｍ、５０５ｎｍ、５４５ｎｍ、６２０ｎｍ、６６０ｎｍである。青、緑、赤色のレーザー光の波長帯域以外で、４９０~５００ｎｍ、５４８~６１７ｎｍ、６６４~７００ｎｍでの透過率は１０％以下となる特性である。図２の特性は、ガラス基板上に、ＴｉＯ２などの高屈折率材料と、ＳｉＯ２などの低屈折率材料を交互に５５層の光学薄膜を形成して設計した事例である。

【0030】

図４に、光学薄膜層の入射角に対する透過率特性を示す。４６５ｎｍ、５２５ｎｍ、６４０ｎｍでのＰ偏光とＳ偏光の平均光の透過率を示している。入射角が大きくなると、図３に示す特性が短波長側にシフトする。入射角が０から２０度までは、各レーザー光の波長４６５ｎｍ、５２５ｎｍ、６４０ｎｍでの透過率は９６％以上である。入射角が３０度以上で５０度までは、緑、赤色のレーザー光の波長５２５ｎｍ、６４０ｎｍの透過率は１０%以下で、反射率は９０％以上となる。

【0031】

図３、図４より、拡散蛍光層で拡散されて、光学薄膜層への入射角が３０度以上となる緑、赤色のレーザー光は、光学薄膜で９０％以上の反射率で反射した後、拡散蛍光層を出射する。このように、光学薄膜層の透過率の入射角依存を利用し、出射する緑、赤色のレーザー光の効率を高くすることができる。

【0032】

図５に、蛍光スペクトルの特性を示す。拡散蛍光層の出射光側に出射する蛍光は、図５の分光特性で出射する。一方、拡散蛍光層の光学薄膜層側に励起発光した光は、青、緑、赤色のレーザー光の波長帯域の光は透過し、非有効光となるが、それ以外は反射して、拡散蛍光層を出射する。

【0033】

青、緑、赤色のレーザー光と蛍光光は、光学薄膜層と拡散蛍光層を備えた拡散蛍光板により、レーザー光と蛍光が同一光軸上で合成され、白色光を出射する。光源装置を出射する青、緑、赤のレーザー光の光束と蛍光光の光束は、同等となるように構成している。この場合、色域は色域規格ＤＣＩをおおよそ包含する。さらに、広色域化したい場合には、拡散蛍光層の厚みと蛍光体や拡散粒子の充填率を変えて、蛍光発光を抑制した拡散蛍光板を用いればよい。

【0034】

緑色レーザー光源と赤色レーザー光源、青色レーザー光源は、それぞれ２４個、２４個、１６個の半導体レーザー素子を配置した構成を示したが、高輝度化のため、それぞれ、より多数の半導体レーザー素子を用いて構成してもよい。

【0035】

青色半導体レーザー基板の発光波長を、励起発光効率が高い４５５ｎｍの半導体レーザーを用いてもよい。また、４５５ｎｍと４６５ｎｍの半導体レーザー素子の両方を用いてもよい。

【0036】

動的な拡散蛍光板として、回転拡散蛍光板を示したが、拡散面を揺動させる揺動拡散蛍光板であってもよい。

【0037】

以上のように、本開示の光源装置は、光学薄膜層と拡散蛍光層を備えた動的な拡散蛍光板により、青、緑、赤のレーザー光源光とスペックルノイズがない蛍光光とを、効率よく、同一光軸上で合成する。このため、スペックルノイズや微小な輝度むらを解消しつつ、広色域で小型な光源装置が構成できる。
（実施の形態２）
図６は、本開示の実施の形態２を示す第１の投写型表示装置である。画像形成素子として、３つのＤＭＤを用いている。光源装置は本開示の実施の形態１で示す光源装置４２である。

【0038】

第１の投写型表示装置は、さらに、コンデンサレンズ１３０、１３１、反射ミラー１３２、１３５、ロッド１３３、リレーレンズ１３４、フィールドレンズ１３６、全反射プリズム１３７、空気層１３８、青反射のダイクロイックミラー１４０と、赤反射のダイクロイックミラー１４１とを形成した３つのプリズムから構成されるカラープリズム１３９、ＤＭＤ１４２、１４３、１４４、投写レンズ１４５を備える。

【0039】

光源装置４２から出射するレーザー光と蛍光光の合成光は、コンデンサレンズ１３０、１３１で集光され、反射ミラー１３２で反射した後、ロッド１３３へ集光する。ロッド１３３への入射光はロッド内部で複数回反射することにより、光強度分布が均一化され出射する。ロッド１３３からの出射光はリレーレンズ１３４により集光され、反射ミラー１３５で反射した後、フィールドレンズ１３６を透過し、全反射プリズム１３７に入射する。全反射プリズム１３７は２つのプリズムから構成され、互いのプリズムの近接面には薄い空気層１３８を形成している。空気層１３８は臨界角以上の角度で入射する光を全反射する。フィールドレンズ１３６からの光は全反射プリズム１３７の全反射面で反射されて、カラープリズム１３９に入射する。カラープリズム１３９は３つのプリズムからなり、それぞれのプリズムの近接面には青反射のダイクロイックミラー１４０と赤反射のダイクロイックミラー１４１が形成されている。カラープリズム１３９の青反射のダイクロイックミラー１４０と赤反射のダイクロイックミラー１４１により、青、赤、緑の色光に分離され、それぞれＤＭＤ１４２、１４３、１４４に入射する。ＤＭＤ１４２、１４３、１４４は映像信号に応じてマイクロミラーを偏向させ、投写レンズ１４５に入射する光と、投写レンズ１４５の有効外へ進む光とに反射させる。ここで、ＤＭＤのマイクロミラーは被照明領域の一例であり、ロッド１３３、リレーレンズ１３４、反射ミラー１３５、フィールドレンズ１３６は照明光学系を構成する。ＤＭＤ１４２、１４３、１４４により反射された光は、再度カラープリズム１３９を透過する。カラープリズム１３９を透過する過程で、分離された青、赤、緑の各色光は合成され、全反射プリズム１３７に入射する。全反射プリズム１３７に入射した光は空気層１３８に臨界角以下で入射するため、透過して、投写レンズ１４５に入射する。このようにして、ＤＭＤ１４２、１４３、１４４により形成された画像光がスクリーン（図示せず）上に拡大投写される。

【0040】

青、緑、赤の各レーザー光の光束と蛍光光束は、略同等の光束となるように構成している。色域は色域規格ＤＣＩをおおよそ包含する。

【0041】

画像形成手段にＤＭＤを用いているため、液晶を用いた画像形成手段と比べて、耐光性、耐熱性が高い投写型表示装置が構成できる。さらに、３つのＤＭＤを用いているため、色再現が良好で、明るく高精細な投写画像を得ることができる。

【0042】

以上のように、本開示の第１の投写型表示装置は、本開示の第１の実施例に示す光源装置を用いる。このため、スペックルノイズや微小な輝度むらを解消しつつ、広色域で小型な投写型表示装置が構成できる。
（実施の形態３）
図７は、本開示の実施の形態３の第２の投写型表示装置である。画像形成素子として、ＴＮモードもしくはＶＡモードであって、画素領域に薄膜トランジスタを形成したアクティブマトリクス方式の透過型の液晶パネルを用いている。光源装置は本開示の実施の形態１で示す光源装置４２である。

【0043】

第２の投写型表示装置は、また、コンデンサレンズ１９８、反射ミラー１９９、第１のレンズアレイ板２００、第２のレンズアレイ板２０１、偏光変換素子２０２、重畳用レンズ２０３、青反射のダイクロイックミラー２０４、緑反射のダイクロイックミラー２０５は、反射ミラー２０６、２０７、２０８、リレーレンズ２０９、２１０、フィールドレンズ２１１、２１２、２１３、入射側偏光板２１４、２１５、２１６、液晶パネル２１７、２１８、２１９、出射側偏光板２２０、２２１、２２２、赤反射のダイクロイックミラーと青反射のダイクロイックミラーから構成される色合成プリズム２２３、投写レンズ２２４である。

【0044】

光源装置４２から出射するレーザー光と蛍光光の合成光は、複数のレンズ素子から構成される第１のレンズアレイ板２００に入射する。第１のレンズアレイ板２００に入射した光束は多数の光束に分割される。分割された多数の光束は、複数のレンズから構成される第２のレンズアレイ板２０１に収束する。第１のレンズアレイ板２００のレンズ素子は、液晶パネル２１７，２１８、２１９と相似形の開口形状である。第２のレンズアレイ板２０１のレンズ素子は第１のレンズアレイ板２００と液晶パネル２１７、２１８、２１９とが略共役関係となるようにその焦点距離を決めている。第２のレンズアレイ板２０１からの分割された光は、偏光変換素子２０２に入射する。偏光変換素子２０２は、偏光分離プリズムと１／２波長板により構成される。偏光変換素子２０２は、入射するＰ偏光およびランダム偏光の光をＳ偏光に変換し、入射するＳ偏光の光はＳ偏光で出射させる。偏光変換素子２０２を出射した光は重畳用レンズ２０３に入射する。重畳用レンズ２０３は第２のレンズアレイ板２０１の各レンズ素子からの出射した光を液晶パネル２１７、２１８、２１９上に重畳照明するためのレンズである。第１および第２のレンズアレイ板２００、２０１と、重畳用レンズ２０３を照明光学系としている。重畳用レンズ２０３からの光は、色分離手段である青反射のダイクロイックミラー２０４、緑反射のダイクロイックミラー２０５により、青、緑、赤の色光に分離される。緑の色光はフィールドレンズ２１１、入射側偏光板２１４を透過して、液晶パネル２１７に入射する。青の色光は反射ミラー２０６で反射した後、フィールドレンズ２１２、入射側偏光板２１５を透過して液晶パネル２１８に入射する。赤の色光はリレーレンズ２０９、２１０や反射ミラー２０７、２０８を透過屈折および反射して、フィールドレンズ２１３、入射側偏光板２１６を透過して、液晶パネル２１９に入射する。３枚の液晶パネル２１７、２１８、２１９は映像信号に応じた画素への印加電圧の制御により入射する光の偏光状態を変化させ、それぞれの液晶パネル２１７、２１８、２１９の両側に透過軸を直交するように配置したそれぞれの入射側偏光板２１４、２１５、２１６および出射側偏光板２２０、２２１、２２２を組み合わせて光を変調し、緑、青、赤の画像を形成する。出射側偏光板２２０、２２１、２２２を透過した各色光は色合成プリズム２２３により、赤、青の各色光がそれぞれ赤反射のダイクロイックミラー、青反射のダイクロイックミラーによって反射し、緑の色光と合成され、投写レンズ２２４に入射する。投写レンズ２２４に入射した光は、スクリーン（図示せず）上に拡大投写される。

【0045】

青、緑、赤の各レーザー光の光束と蛍光光束は、略同等の光束となるように構成している。色域は色域規格ＤＣＩをおおよそ包含する。

【0046】

画像形成手段には、時分割方式ではなく偏光を利用する３枚の液晶パネルを用いているため、カラーブレイキングがなく色再現が良好で、明るく高精細な投写画像を得ることができる。また、３つのＤＭＤ素子を用いた場合よりも、全反射プリズムが不要で、色合成用のプリズムが４５度入射の小型プリズムになるため、投写型表示装置が小型に構成できる。

【0047】

以上のように、本開示の第２の投写型表示装置は、本開示の第１の実施例に示す光源装置を用いる。このため、スペックルノイズや微小な輝度むらを解消しつつ、広色域で小型な投写型表示装置が構成できる。

【0048】

画像形成手段として、透過型の液晶パネルを用いたが、反射型の液晶パネルを用いて構成してもよい。反射型の液晶パネルを用いることにより、より小型で高精細な投写型表示装置が構成できる。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本開示は、画像形成手段を用いた投写型表示装置の光源装置に関するものである。

【符号の説明】

【0050】

２０ 青色半導体レーザー基板
２１、２５、２９ コリメートレンズアレイ
２２ 青色レーザー光源
２３、２７、３１ 放熱板
２４ 緑色半導体レーザー基板
２６ 緑色レーザー光源
２８ 赤色半導体レーザー基板
３０ 赤色レーザー光源
３２、３３、１４０、２０４ 青反射のダイクロイックミラー
３４、１４１ 赤反射のダイクロイックミラー
３５、１３０、１３１、１９８ コンデンサレンズ
３６ 拡散板
３７ ガラス基板
３８ 光学薄膜層
３９ 拡散蛍光層
４０ モーター
４１ 拡散蛍光板
４２ 光源装置
５０ バインダ層
５１ 蛍光体
１３２、１３５、１９９、２０６、２０７、２０８ 反射ミラー
１３３ ロッド
１３４、２０９、２１０ リレーレンズ
１３６、２１１、２１２、２１３ フィールドレンズ
１３７ 全反射プリズム
１３８ 空気層
１３９ カラープリズム
１４２、１４３、１４４ ＤＭＤ
１４５、２２４ 投写レンズ
２００ 第１のレンズアレイ板
２０１ 第２のレンズアレイ板
２０２ 偏光変換素子
２０３ 重畳用レンズ
２０５ 緑反射のダイクロイックミラー
２１４、２１５、２１６ 入射側偏光板
２１７、２１８、２１９ 液晶パネル
２２０、２２１、２２２ 出射側偏光板
２２３ 色合成プリズム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】