JP5910554B2

JP5910554B2 - 光源装置および表示装置

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Publication number: JP5910554B2
Application number: JP2013060364A
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Inventors: 真一郎田尻
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Description

本開示は、プロジェクター等の表示装置に用いられる光源装置およびこれを備える表示装置に関する。

プロジェクター用の光源としては、明るさやコストパフォーマンスの観点から超高圧水銀ランプが主として用いられているが、長寿命性、高機能付加等の観点から、長寿命であり色域の広い固体光源が注目されている。固体光源は、半導体のｐ／ｎ接合による発光現象を用いた光源であり、ＬＥＤやレーザダイオード（ＬＤ）等がある。近年では、例えば特許文献１のような、特定の波長域の光を照射すると当該光とは異なる波長域の光を発光する蛍光体材料に対して固体光源により光を照射し、蛍光発光した光を利用する光源装置がプロジェクター等に利用されている。

特開２０１２−１０８４８６号公報

レーザを表示装置の光源として利用する場合、光源のビーム径の断面積が必要になる。光源としてある程度の数のレーザが使用される場合は、これらのレーザをアレイ状に配置することで対応可能である。しかしながら、使用するレーザの数が少ない場合、多重に光を重ねることができないため干渉性が強くなってしまうため、何らかの方法でビーム径を広げる必要がある。

その一つの構成として、例えば図１７に示すようにレーザダイオード１１からの光線を透過型拡散板１２に照射して拡散させた後、レンズ１３、ミラー１４等の光学系で所望のスペックにして出射する光源装置１０Ａがある。また、光源全体の小型化を図るために、図１８に示すような反射型拡散板１７を用いた光源装置１０Ｂもある。光源装置１０Ｂでは、レーザダイオード１１から出射された光は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１５、λ／４板１６、レンズ１３を通過して、反射型拡散板１７で拡散して反射される。反射型拡散板１７で反射された光は、レンズ１３、λ／４板１６を通過してＰＢＳ１５で反射されて出射する。

しかし、反射型拡散板１７を用いた光源１０Ｂは透過型拡散板１２を用いた光源装置１０Ａと比較して、比較的高価な光学系であるＰＢＳ１５、λ／４板１６が新たに必要となって部品点数が増えるため、光源装置１０Ｂの製造コストが上がってしまう。そこで、高価な部品を用いることなく小型の光源装置を実現することが求められていた。

本開示によれば、光を出射する少なくとも１つの光源と、光源から出射された光を拡散して反射する拡散板と、光源と拡散板との間に設けられ、光を通過させる透過領域と光を反射する透過領域以外の反射領域とを有する部分透過部材と、を備える、光源装置が提供される。

本開示によれば、光源から出射された光を拡散板により反射して拡散する構成として、光源と拡散板との間に透過領域と反射領域とを有する部分透過部材を設ける。光源から出射された光は、透過領域を通過して拡散板に入射し、拡散して反射される。拡散板により反射された光は、部分透過部材の反射領域で光源装置の光の出射方向に反射される。これにより、光源装置から出射される光の光量を維持しつつ、光源装置を小型化することができる。

また、本開示によれば、光源部と、入射された光を変調し合成する光変調合成系と、光源部から出射された光を光変調合成系へ導く照明光学系と、光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、からなり、光源部は、光を出射する少なくとも１つの光源と、光源から出射された光を拡散して反射する拡散板と、光源と拡散板との間に設けられ、光を通過させる透過領域と光を反射する透過領域以外の反射領域とを有する部分透過部材と、を備える、表示装置が提供される。

以上説明したように本開示によれば、高価な部品を用いることなく小型の光源装置を実現することができる。

本開示の第１の実施形態に係る光源部を備える表示装置の一構成例を示す概略構成図である。同実施形態に係る光源部の一構成例を示す概略説明図である。同実施形態に係る光源部の部分透過板の一例を示す平面図である。同実施形態に係る光源部の部分透過板の他の一例を示す平面図である。同実施形態に係る光源部の切欠きによる開口部が形成された部分透過板の一例を示す平面図である。本開示の第２の実施形態に係る光源部の一構成例を示す概略説明図である。拡散板による一般的な散乱反射を示す説明図である。本開示の第３の実施形態に係る光源部の一構成例を示す概略説明図である。ランバシアン特性を有する拡散板による散乱反射を示す説明図である。本開示の第４の実施形態に係る光源部の一構成例を示す概略説明図である。同実施形態に係る光源部の、２つの開口部を有する部分透過板の一例を示す平面図である。本開示の第５の実施形態に係る光源部の一構成例を示す概略説明図である。本開示の第６の実施形態に係る光源部の一構成例を示す概略説明図である。本開示の第７の実施形態に係る光源部の一構成例を示す概略説明図である。本開示の第８の実施形態に係る光源部の一構成例を示す概略説明図である。本開示の第９の実施形態に係る光源部の一構成例を示す概略説明図である。本開示の関連技術に係る透過型拡散板を用いた光源装置の一構成例を示す概略構成図である。本開示の関連技術に係る反射型拡散板を用いた光源装置の一構成例を示す概略構成図である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態（部分透過板の透過領域を中央部分に設けた構成）
１．１．表示装置の構成
１．２．光源部の構成
２．第２の実施形態（部分透過板の透過領域を隅部に設けた構成）
３．第３の実施形態（ランバシアン特性を有する拡散板を用いた構成）
４．第４の実施形態（２つのＬＤを用いた構成）
５．第５の実施形態（拡散板を回転させる構成（部分透過板の中央部分に透過領域））
６．第６の実施形態（拡散板を回転させる構成（部分透過板の隅部に透過領域））
７．第７の実施形態（拡散板を部分的に設けて回転させる構成）
８．第８の実施形態（ランバシアン特性を有する拡散板を回転させる構成）
９．第９の実施形態（蛍光体材料を用いた構成）

＜１．第１の実施形態＞
［１．１．表示装置の構成］
まず、図１を参照して、本開示の第１の実施形態に係る光源部１００を備える表示装置１の一構成例について説明する。図１は、本実施形態に係る光源部１００を備える表示装置１の一構成例を示す概略構成図である。

本実施形態に係る表示装置１は、光を発する光源からの光を集め、画像を表示させるデバイスを通して投影レンズから光を出射し、スクリーンＳ等の表示面に画像を投影するプロジェクターの一構成例を示している。図１に示す表示装置１は、マイクロディスプレイとして３ＬＣＤを用いたプロジェクターの一構成例である。

光源部１００から出射された光は、表示画像の端部まで明るさを維持するように第１レンズアレイ２ａおよび第２レンズアレイ２ｂからなるインテグレータレンズ２を通過した後、偏光変換素子３ａ、集光レンズ３ｂを通過し、波長域毎に分離される。

集光レンズ３ｂを通過した光は、赤色の波長域の光のみを反射し、その他の波長域の光を通過させる第１反射ダイクロイックミラー４ａに入射する。これにより、赤色の波長域の光は第１反射ダイクロイックミラー４ａにより反射されて反射ミラー５ａ側へ進行する。赤色の波長域の光は、反射ミラー５ａによりさらに反射されて赤色用液晶パネル６ａに入射する。

第１反射ダイクロイックミラー４ａを通過したその他の波長域の光は第２反射ダイクロイックミラー４ｂへ入射する。第２反射ダイクロイックミラー４ｂは、緑色の波長域の光のみを反射し、その他の波長域の光、すなわち青色の波長域の光を通過させる。第２反射ダイクロイックミラー４ｂにより反射された緑色の波長域の光は緑色用液晶パネル６ｂに入射する。また、第２反射ダイクロイックミラー４ｂを通過した青色の波長域の光は、反射ミラー５ｂ、５ｃにより反射された後、青色用液晶パネル６ｃへ入射する。

各色用の液晶パネル６ａ〜６ｃは、入力画像信号に応じてそれぞれに入射した光を変調し、ＲＧＢに対応する画像の信号光を生成する。液晶パネル６ａ〜６ｃには、例えば高温ポリシリコンＴＦＴを用いた透過型液晶素子を使用してもよい。各液晶パネル６ａ〜６ｃにより変調された信号光は、ダイクロイックプリズム７に入射され、合成される。ダイクロイックプリズム７は、赤色の信号光および青色の信号光を反射し、緑色の信号光を透過させるように、４つの三角柱を組み合わせた直方体に形成されている。ダイクロイックプリズム７により合成された各色の信号光は投射レンズ８へ入射されて、スクリーンＳ等の表示面に画像として投影される。

表示装置１において、液晶パネル６ａ〜６ｃおよびダイクロイックプリズム７は入射された光を変調して合成する光変調合成系として機能するものである。また、インテグレータレンズ２、偏光変換素子３ａ、集光レンズ３ｂ、反射ダイクロイックミラー４ａ、４ｂ、反射ミラー５ａ〜５ｃは、光変調合成系を構成する液晶パネル６ａ〜６ｃに光源部１００からの光を導く照明光学系として機能するものである。そして、および投射レンズ８は、ダイクロイックプリズム７から出射された画像を投射する投射光学系として機能するものである。

［１．２．光源部の構成］
このような表示装置１の光源部１００として、図２に示すような本技術では反射型拡散板を用いて所望のスペックとした光を出射する光源装置を用いる。光源部１００は、レーザダイオード（以下、「ＬＤ」ともいう。）１１０と、部分透過板１２０と、レンズ１３０と、拡散板１４０とからなる。ＬＤ１１０とレンズ１３０とは光軸が一致するように配置されている。なお、光軸は、部分透過板１２０の中心を通りＬＤ１１０の光の出射方向に平行な軸をいう。ＬＤ１１０とレンズ１３０との間には部分透過板１２０が配置され、レンズ１３０に対して部分透過板１２０と反対側に拡散板１４０が配置されている。

ＬＤ１１０は、光源部１００から出射する光の基となる光を出射する発光部である。ＬＤ１１０から出射された光は、部分透過板１２０に向かって進行する。

部分透過板１２０は、ＬＤ１１０から入射する光を透過領域から拡散板１４０側へ通過させ、拡散板１４０により拡散された光を光源部１００による光の出射方向へ導く光学系（部分透過部材）である。部分透過板１２０において、ＬＤ１１０から光が入射する側の面を第１面１２０ａ、第１面１２０ａと反対側の面を第２面１２０ｂとする。本実施形態に係る部分透過板１２０には、ＬＤ１１０から入射する光を通過させる透過領域として開口部１２２が形成されている。

開口部１２２は、ＬＤ１１０からの光の入射位置に形成され、図２に示す光源部１００の場合には、例えば図３に示すように部分透過板１２０の略中心部分に形成してもよい。したがって、光の入射位置に応じて、例えば図４に示すように部分透過板１２０Ａの隅部分に開口部１２２を形成してもよい。開口部１２２は、本実施形態に係る部分透過板１２０のように物理的に開口していてもよく、透過領域のみ光を通過させるガラス等の透過部材により形成してもよい。あるいは、部分透過板１２０に透過領域のみ光を通過させるコーティング等を施してもよい。また、開口部１２２の形状は、図３に示すような円形状でもよく、多角形状であってもよい。あるいは、図５に示すように、部分透過板１２０Ｂの隅部に切欠き１２４を設けて開口部１２２を形成してもよい。

部分透過板１２０の開口部１２２を通過し、拡散板１４０で反射された光は、部分透過板１２０の第２面１２０ｂにて光源部１００による光の出射方向に反射される。本実施形態では、光源部１００の出射方向がＬＤ１１０からの光の入射方向と略直交するため、部分透過板１２０は、ＬＤ１１０からの光の入射方向に対して約４５°傾斜するように配置される。

ここで、開口部１２２の開口面積（通過領域）が大きすぎると、拡散板１４０からの反射光がＬＤ１１０側へ抜けてしまい、光源部１００の光量が低下する。このため、開口部１２２は、部分透過板１２０に対するＬＤ１１０からの入射光の照射領域に対応してなるべく小さく形成される。開口部１２２の開口面積をなるべく小さくして拡散板１４０からの反射光をＬＤ１１０側へなるべく進行させないようにすることで、光源部１００の光量を維持する。したがって、ＬＤ１１０もなるべく焦点距離を短くし細いビームとなるようにすることで、より開口部１２２の開口面積を小さくすることができる。

レンズ１３０は、ＬＤ１１０からの光を拡散板１４０上に集め、拡散板１４０による反射光を部分透過板１２０へ導く光学系である。部分透過板１２０の開口部１２２を通過した光は、レンズ１３０を通過して、拡散板１４０へ導かれる。レンズ１３０は、例えば拡散板１４０上にレンズの焦点が位置するように配置される。拡散板１４０上の１点にＬＤ１１０からの光を集光させることで、拡散板１４０の集光位置で拡散され反射した光はレンズ１３０へ戻る。

拡散板１４０により拡散反射された光は、レンズ１３０の焦点位置から発散されているため、レンズ１３０を通過することにより平行光となる。その後、この平行光は部分透過板１２０の第２面１２０ｂの反射部分（すなわち、透過領域である開口部１２２以外の部分）で反射される。この際、反射光の一部が部分透過板１２０の開口部１２２を通過してＬＤ１１０側へ進むが、開口部１２２は反射部分に比べ十分に小さいため光量の大きな損失とはならない。

拡散板１４０は、ＬＤ１１０から入射される光を拡散して反射する反射型拡散板である。拡散板１４０による光の拡散は、散乱や回折により行われる。拡散板１４０は、例えば金属膜が設けられた表面に微細な凹凸を形成して構成され、凹凸面に入射した光を散乱反射する。拡散板１４０は、当該拡散板１４０にて反射された光がレンズ１３０へ戻るように、例えばレンズ１３０の焦点位置に配置される。

このような構成により、小型化しやすい反射型拡散板を用いて、図１８に示したようなＰＢＳ１５、λ／４板１６といった高価な部品を使用することなく、かつ部品点数を削減して光源部１００を実現できる。

＜２．第２の実施形態＞
次に、図６および図７に基づいて、第２の実施形態に係る光源部２００について説明する。なお、図６は、本実施形態に係る光源部２００を示す概略構成図である。図７は、拡散板１４０による一般的な散乱反射を示す説明図である。

図２に示した第１の実施形態に係る光源部１００は、光源部１００の光軸近傍にＬＤ１１０からの入射光が入射する開口部１２２が形成されており、部分透過板１２０を透過したＬＤ１１０からの光が拡散板１４０に入射する。そして、拡散板１４０による反射光が再度部分透過板１２０で反射される。

ここで、拡散板１４０により散乱反射された光線は、図７に示すように、一般的なミラー反射のように拡散板１４０の拡散面１４０ａへの入射光の入射角度α（拡散面１４０ａに垂直な軸に対する傾斜角）と同一の反射角度の方向に強い強度を持つ。光源部１００の場合は、入射角度αがゼロなので反射方向も同一方向となる。そうすると部分透過板１２０の第２面１２０ｂで拡散板１４０からの反射光が反射される際、開口部１２２に散乱反射の強度の強い光線が入射してしまい、部分透過板１２０により反射されずに損失となってしまう。

これを回避するために、例えば、ＬＤ１１０および部分透過板１２０Ａの開口部１２２を光源部の光軸からずれた位置に設け、拡散板１４０に斜めに入射するように光源部を構成することも考えられる。しかし、この場合、ＬＤ１１０から出射される光の強度分布が光軸中心からずれてしまい、照明ムラを引き起こす可能性がある。

そこで、本実施形態に係る光源部２００は、図６に示すように、ＬＤ１１０および部分透過板１２０Ａの開口部１２２を光源部２００の光軸Ｃからずらした位置に設けるとともに、拡散板１４０を傾斜して配置した構成となっている。すなわち、ＬＤ１１０から出射された光は、部分透過板１２０Ａの開口部１２２を通過して、レンズ１３０により拡散板１４０の拡散面１４０ａに入射する。このとき、拡散板１４０は、拡散面１４０ａによる反射光の反射強度の強い光線部分が光源部２００の光軸Ｃと略一致するように傾斜して配置される。

したがって、拡散面１４０ａによる反射光のうち反射強度の強い部分は、光軸Ｃに沿って進行し、レンズ１３０を通過して、部分透過板１２０Ａの反射部分に入射し、光源部２００の光の出射方向へ導かれる。これにより、光源部２００の小型化を実現するとともに、部分透過板１２０Ａでの光の損失も小さくでき、さらに照明ムラを低減することができる。

＜３．第３の実施形態＞
次に、図８および図９に基づいて、第３の実施形態に係る光源部３００について説明する。なお、図８は、本実施形態に係る光源部３００を示す概略構成図である。図９は、ランバシアン特性を有する拡散板３４０による散乱反射を示す説明図である。

本実施形態に係る光源部３００は、第２の実施形態と比較して、拡散板３４０にランバシアン特性を持たせた点で相違する。すなわち、光源部３００は、図８に示すように、第２の実施形態と同様、部分透過板１２０Ａでの反射光の損失を抑えるために、ＬＤ１１０および部分透過板１２０Ａの開口部１２２が光軸Ｃからずらした位置に配置されている。一方、拡散板３４０は、図２に示す第１の実施形態に係る拡散板１４０と同様、光の拡散面３４０ａが光軸Ｃに対して垂直に設けられている。したがって、開口部１２２を通過した入射光は、レンズ１３０を通過して、拡散板３４０の拡散面３４０ａに対して斜めに入射する。

本実施形態に係る拡散板３４０は、図９に示すようなランバシアン特性を有する。ランバシアン特性とは、光の入射角度に関わらず反射面（拡散面３４０ａ）の垂直方向に強度の中心があり、当該垂直方向からの角度βの方向に反射する光線の強度がｃｏｓβで減衰する特性をいう。なお、本技術においてはこのようなランバシアン特性に完全に従った特性である必要ではなく、入射角度に寄らず反射面の垂直方向に反射強度の強い部分があればよい。

このようなランバシアン特性を有する拡散板３４０を用いることにより、ＬＤ１１０からの光が拡散板３４０に斜めに入射したとしても、拡散面３４０ａによる反射光は反射強度の強い部分が光軸Ｃに沿って進行する。そして、反射強度の強い光線は、レンズ１３０を通過して、部分透過板１２０Ａの反射部分に入射し、光源部３００の光の出射方向へ導かれる。これにより、光源部３００の小型化を実現するとともに、部分透過板１２０Ａでの光の損失も小さくでき、さらに照明ムラを低減することができる。

＜４．第４の実施形態＞
次に、図１０および図１１に基づいて、第４の実施形態に係る光源部４００について説明する。なお、図１０は、本実施形態に係る光源部４００を示す概略構成図である。図１１は、２つの開口部４２２、４２４を有する部分透過板４２０を示す平面図である。

本実施形態に係る光源部４００は、第３の実施形態と比較して、発光部であるＬＤ１１０として２つのＬＤ１１２、１１４を備えている点で相違する。２つのＬＤ１１２、１１４を備える場合にも、第３の実施形態に係る光源部３００に用いたランバシアン特性を有する拡散板３４０を用いることで、拡散板３４０による反射光のうち反射強度の強い光線を容易に光軸Ｃに沿って進行させることができる。

図１０に示すように、２つのＬＤ１１２、１１４は、光源部４００の光軸Ｃからずらした位置に配置されている。ＬＤ１１２、１１４から出射した光は、部分透過板４２０の第１面４２０ａに入射する。本実施形態に係る部分透過板４２０は、図１１に示すように、各ＬＤ１１２、１１４からの入射位置に対応する位置に透過領域として２つの開口部４２２、４２４が形成されている。

部分透過板４２０の開口部４２２、４２４を通過し、拡散板３４０で反射された光は、部分透過板４２０の第２面４２０ｂにて光源部１００による光の出射方向に反射される。本実施形態では、光源部４００の出射方向がＬＤ１１２、１１４からの光の入射方向と略直交するため、部分透過板４２０は、ＬＤ１１２、１１４からの光の入射方向に対して約４５°傾斜するように配置される。

開口部４２２、４２４を通過した光は、それぞれレンズ１３０を介して拡散板３４０の拡散面３４０ａに対して斜めに入射する。拡散板３４０はランバシアン特性を有するので、拡散面３４０ａで拡散反射された各光の反射強度の強い光線が光軸Ｃに沿って進行する。そして、反射強度の強い光線は、レンズ１３０を通過して、部分透過板４２０の反射部分に入射し、光源部４００の光の出射方向へ導かれる。

これにより、光源部４００の小型化を実現するとともに、部分透過板４２０での光の損失も小さくでき、さらに照明ムラを低減することができる。また、拡散板３４０の拡散面３４０ａを光軸Ｃに対して略直交するように設けることで、容易に２つのＬＤ１１２、１１４から入射される光の各反射光の反射強度の強い光線を部分透過板４２０で反射して光源部４００から出射させることができる。

＜５．第５の実施形態＞
次に、図１２に基づいて、第５の実施形態に係る光源部５００について説明する。なお、図１２は、本実施形態に係る光源部５００を示す概略構成図である。本実施形態に係る光源部５００は、第１の実施形態に係る光源部１００と比較して、拡散板１４０が回転駆動部５５０により回転可能に設けられている点で相違している。

ＬＤ１１０から出射される光は、光の位相が揃っているという特性を有している。このため、ＬＤ１１０の光を用いた光源は、スペックルと呼ばれるムラを生じたり、干渉縞を生じたりする。そこで、本実施形態に係る光源部５００は、拡散板１４０を動かすことで拡散光の面内輝度分布を時間的に変化させる。これにより、スペックルや干渉縞が時間的に平均化され、スペックルや干渉縞を効果的に低減することができ、当該光源部５００を用いた表示装置１により表示される画像の画質を改善できる。

拡散板１４０を動かす方法として、例えば図１２に示すように、拡散板１４０をホイール状に形成してモータなどの回転駆動部５５０で回転する方法がある。拡散板１４０の略中央部分に回転駆動部５５０の回転軸５５２を取り付け、回転軸５５２を回転させることで拡散板１４０が当該回転軸５５２周りに回転する。

ＬＤ１１０から出射した光は、部分透過板１２０の第１面１２０ａ側から入射して、開口部１２２を通過してレンズ１３０により拡散板１４０の拡散面１４０ａに集光される。拡散面１４０ａにより反射された光は、再度レンズ１３０を通過して部分透過板１２０の第２面１２０ｂで反射され、光源部５００の光の出射方向へ導かれる。

このような構成により、小型化しやすい反射型拡散板を用いて、高価な部品を使用することなく、かつ部品点数を削減して光源部５００を実現できる。また、拡散板１４０を回転させることで、スペックルや干渉縞を効果的に低減することができる。

＜６．第６の実施形態＞
次に、図１３に基づいて、第６の実施形態に係る光源部６００について説明する。なお、図１３は、本実施形態に係る光源部６００を示す概略構成図である。本実施形態に係る光源部６００は、第２の実施形態に係る光源部２００と比較して、拡散板１４０が回転駆動部５５０により回転可能に設けられている点で相違している。

本実施形態に係る光源部６００も、拡散板１４０を第５の実施形態と同様に回転駆動部５５０により回転させる。これにより、光源部６００の小型化を実現し、部分透過板１２０Ａでの光の損失も小さくでき、さらに照明ムラを低減することができることに加えて、スペックルや干渉縞を効果的に低減することもできる。

＜７．第７の実施形態＞
次に、図１４に基づいて、第７の実施形態に係る光源部７００について説明する。なお、図１４は、本実施形態に係る光源部７００を示す概略構成図である。本実施形態に係る光源部７００は、第６の実施形態に係る光源部６００と比較して、拡散板７４０の構成が相違している。すなわち、第６の実施形態に係る光源部６００では、拡散板１４０を光軸Ｃに対して傾けて配置したのに対し、本実施形態に係る光源部７００は、回転駆動部５５０の回転軸５５２に円板状の基板７４２を設け、拡散板７４０を基板７４２に傾けて配置している。

基板７４２の面は光軸Ｃに対して略垂直に設けられる。拡散板７４０は、例えば基板７４２の表面７４２ａの周縁部分に、周方向に沿って環状に設けられる。そして、図７に示した散乱反射の特性に基づき、拡散板７４０の拡散面７４０ａによりＬＤ１１０からの入射光が反射されたとき、この反射光のうち反射強度の強い光線が光軸Ｃに沿って進行するように傾斜して配置される。これにより、拡散板７４０による反射光のうち反射強度の強い部分は、光軸Ｃに沿って進行し、レンズ１３０を通過して、部分透過板１２０Ａの反射部分に入射し、光源部７００の光の出射方向へ導かれる。

光源部７００の構成により、光源部７００の小型化を実現し、部分透過板１２０Ａでの光の損失も小さくでき、さらに照明ムラを低減することができる。また、拡散板７４０を回転駆動部５５０により回転させることで、スペックルや干渉縞を効果的に低減することもできる。

＜８．第８の実施形態＞
次に、図１５に基づいて、第８の実施形態に係る光源部８００について説明する。なお、図１５は、本実施形態に係る光源部８００を示す概略構成図である。本実施形態に係る光源部８００は、第３の実施形態に係る光源部３００と比較して、ランバシアン特性を有する拡散板３４０を回転駆動部５５０により回転させる点で相違する。拡散板３４０は、図１５に示すように、その中心部分に回転軸５５２が固定されており、回転駆動部５５０が駆動することにより回転される。その他の構成は、図８に示した第３の実施形態に係る光源部３００と同様に構成され、機能する。

このようなランバシアン特性を有する拡散板３４０を用いることにより、ＬＤ１１０からの光が拡散板３４０に斜めに入射したとしても、拡散面３４０ａによる反射光は反射強度の強い部分が光軸Ｃに沿って進行する。そして、反射強度の強い光線は、レンズ１３０を通過して、部分透過板１２０Ａの反射部分に入射し、光源部３００の光の出射方向へ導かれる。これにより、部分透過板１２０Ａでの光の損失も小さくでき、さらに照明ムラを低減することができる。また、拡散板３４０を回転駆動部５５０により回転させることで、スペックルや干渉縞を効果的に低減することもできる。

＜９．第９の実施形態＞
次に、図１６に基づいて、第９の実施形態に係る光源部９００について説明する。なお、図１６は、本実施形態に係る光源部９００を示す概略構成図である。本実施形態に係る光源部９００は、上記実施形態にて説明したような光源部１００〜８００により出射される光と、蛍光体材料を励起して発光した蛍光発光光とを利用した発光ユニットである。これらを組み合わせることで、光源部９００を小型化することができる。

光源部９００は、第１光源９１０および第２光源９１２の、２つの光源を備える。第１光源９１０は、拡散されて光源部９００から出射される光を発するものであり、例えばＬＤにより形成される。第２光源９１２は、後述する蛍光体材料９７０を励起する光を出射するものであり、例えば青色ＬＤが用いられる。

まず、第１光源９１０から出射した光は、図１６に示すように、部分透過板９２０の第１面９２０ａへ入射し、透過領域である開口部９２２を通過して、レンズ１３０により拡散板７４０に入射する。部分透過板９２０、レンズ１３０および拡散板７４０は、図１４に示した第７の実施形態に係る部分透過板１２０Ａ、レンズ１３０および拡散板７４０と同様の構成、機能となっている。なお、拡散板７４０は、後述する蛍光体材料９７０が設けられる円板状のホイール９５０に基板層９４０を介して設けられる。拡散板７４０は、例えば図１６に示すように、ホイール９５０の周縁部分に、周方向に沿って環状に設けられる。

拡散板７４０に入射した第１光源９１０からの光は、拡散面７４０ａにて反射され、レンズ１３０を通過して部分透過板９２０の第２面９２０ｂに入射する。部分透過板９２０の第２面９２０ｂは、入射した光をダイクロイックミラー９８０側へ導くように反射する。

一方、第２光源９１２から出射した光は、図１６に示すように、ダイクロイックミラー９８０に入射する。ダイクロイックミラー９８０は、第１面９８０ａから入射する第２光源９１２の光および部分透過板９２０からの入射光を透過させる。また、ダイクロイックミラー９８０は、当該ダイクロイックミラー９８０およびレンズ９６０を介して第２光源９１２と対向して配置された蛍光体材料９７０による蛍光発光光および第２光源９１２の反射光を第２面９８０ｂで反射する。

したがって、第２光源９１２から出射された光はダイクロイックミラー９８０を通過して、レンズ９６０により集光されて蛍光体材料９７０に照射される。蛍光体材料９７０は、例えばＹＡＧ系の蛍光体材料であり、第２光源９１２より青色波長域の光が照射されると、当該光を吸収し、青色波長域と異なる波長域の光を発光する。例えば、緑色波長域の光や赤色波長域の光を発光するような蛍光体材料が用いられる。蛍光体材料９７０は、図１６に示すように、例えばアルミニウム等の金属からなる円板状のホイール９５０に設けられている。ホイール９５０の周縁部分には拡散板７４０が配置されているため、蛍光体材料９７０は例えばホイール９５０の中央部分に設けられる。

ホイール９５０は、その中心に設けられた回転軸５５２を回転中心としてモータ等の回転駆動部５５０により回転される。ホイール９５０を回転させることで、光の照射によりホイール９５０が熱を持ち蛍光体材料９７０の発光効率が低下するのを防止するとともに、ホイール９５０と蛍光体材料９７０との接着に用いられる樹脂が溶けてしまうのを防止する。また、ホイール９５０を回転させることで、拡散板７４０も回転されるため、スペックルや干渉縞を効果的に低減することもできる。

蛍光体材料９７０により発せられる蛍光発光光は、レンズ９６０を通過して、ダイクロイックミラー９８０の第２面９８０ｂへ入射する。ダイクロイックミラー９８０は、第２面９８０ｂに入射した蛍光発光光を光源部９００の光の出射方向へ反射する。このとき、ダイクロイックミラー９８０の第１面９８０ａには部分透過板９２０の第２面９２０ｂで反射された第１光源９１０の拡散光も入射する。拡散光は、ダイクロイックミラー９８０を通過し、第２面９８０ｂで反射された蛍光発光光とともに、光源部９００の光の出射方向に進行する。

光源部９００のように、第１光源９１０から出射される光の拡散光と蛍光体材料９７０を励起して発光した蛍光発光光とを組み合わせることで、光源部９００を小型化することができ、色域のバランスのとれた光を実現できる。

以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記第５〜第９の実施形態では、拡散板を回転駆動部５５０により動かしていたが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、駆動部により拡散板を往復運動させたり振動させたりしてもよい。

また、上記実施形態では、拡散板として拡散面を凹凸にして光を反射するように構成したものやランバシアン特性を有するものについて説明したが、本技術はかかる例に限定されない。例えば回折タイプの拡散板を用いてもよい。このような拡散板も部分透過板の透過領域へ抜ける光量を少なくし、反射部分に入射する光量を多くすることが可能である。

なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）光を出射する少なくとも１つの光源と、
前記光源から出射された光を拡散して反射する拡散板と、
前記光源と前記拡散板との間に設けられ、光を通過させる透過領域と光を反射する前記透過領域以外の反射領域とを有する部分透過部材と、
を備える、光源装置。
（２）前記部分透過部材の前記透過領域は、前記光源から出射された光が入射する位置に形成される、前記（１）に記載の光源装置。
（３）前記部分透過部材は、前記拡散板による反射光を前記光源装置の光の出射方向に導くように、前記部分透過部材の中心を通り前記光源の光の出射方向に平行な光軸に対して傾斜して配置される、前記（１）または（２）に記載の光源装置。
（４）前記光源および前記部分透過部材の透過領域は、前記部分透過部材の中心を通り前記光源の光の出射方向に平行な光軸上に配置され、
前記拡散板の拡散面は、前記光軸に対して垂直に設けられる、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の光源装置。
（５）前記光源および前記部分透過部材の透過領域は、前記部分透過部材の中心を通り前記光源の光の出射方向に平行な光軸からずれた位置に配置され、
前記拡散板の拡散面は、前記光源からの光が当該拡散面により反射された反射光のうち反射強度の強い光線が前記光軸上を進行するように、前記光軸に対して傾斜して配置される、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の光源装置。
（６）前記光源および前記部分透過部材の透過領域は、前記部分透過部材の中心を通り前記光源の光の出射方向に平行な光軸からずれた位置に配置され、
前記拡散板はランバシアン特性を有し、その拡散面は前記光軸に対して垂直に設けられる、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の光源装置。
（７）前記拡散板は駆動部により動かされる、前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の光源装置。
（８）照射された光と異なる波長域の蛍光発光光を出射する蛍光体材料と、
前記蛍光体材料に照射する光を出射する第２光源と、
前記蛍光体材料と前記第２光源との間に配置され、前記蛍光体材料から発せられた蛍光発光光の波長域の光を前記部分透過部材による光の反射方向に反射し、他の波長域の光を通過させる合波器と、
をさらに備える、前記（１）〜（７）のいずれか１項に記載の光源装置。
（９）光源部と、
入射された光を変調し合成する光変調合成系と、
前記光源部から出射された光を前記光変調合成系へ導く照明光学系と、
前記光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、
からなり、
前記光源部は、
光を出射する少なくとも１つの光源と、
前記光源から出射された光を拡散して反射する拡散板と、
前記光源と前記拡散板との間に設けられ、光を通過させる透過領域と光を反射する前記透過領域以外の反射領域とを有する部分透過部材と、
を備える、表示装置。

１表示装置
２インテグレータレンズ
３ａ偏光変換素子
３ｂ集光レンズ
４ａ第１反射ダイクロイックミラー
４ｂ第２反射ダイクロイックミラー
５ａ、５ｂ、５ｃ反射ミラー
６ａ、６ｂ、６ｃ液晶パネル
７ダイクロイックプリズム
８投射レンズ
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００光源部
１１０ＬＤ
１２０、４２０、９２０部分透過板
１２２、４２２、４２４、９２２開口部
１３０、９６０レンズ
１４０、３４０、７４０拡散板
５５０回転駆動部
９１０第１光源
９１２第２光源
９５０ホイール
９７０蛍光体材料
９８０ダイクロイックミラー

Claims

光を出射する少なくとも１つの光源と、
前記光源から出射された光を拡散して反射する拡散板と、
前記光源と前記拡散板との間に設けられ、光を通過させることの可能な物体が設けられた透過領域と光を反射する前記透過領域以外の反射領域とを有する部分透過部材と、
を備え、
前記光源および前記部分透過部材の透過領域は、前記部分透過部材の中心を通り前記光源の光の出射方向に平行な光軸からずれた位置に配置され、
前記拡散板の拡散面は、前記光源からの光が当該拡散面により反射された反射光のうち反射強度の強い光線が前記光軸上を進行するように、前記光軸に対して傾斜して配置される、光源装置。
光を出射する少なくとも１つの光源と、
前記光源から出射された光を拡散して反射する拡散板と、
前記光源と前記拡散板との間に設けられ、光を通過させることの可能な物体が設けられた透過領域と光を反射する前記透過領域以外の反射領域とを有する部分透過部材と、
を備え、
前記光源および前記部分透過部材の透過領域は、前記部分透過部材の中心を通り前記光源の光の出射方向に平行な光軸からずれた位置に配置され、
前記拡散板はランバシアン特性を有し、その拡散面は前記光軸に対して垂直に設けられる、光源装置。
前記部分透過部材の前記透過領域は、前記光源から出射された光が入射する位置に形成される、請求項１または２に記載の光源装置。
前記部分透過部材は、前記拡散板による反射光を前記光源装置の光の出射方向に導くように、前記部分透過部材の中心を通り前記光源の光の出射方向に平行な光軸に対して傾斜して配置される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の光源装置。
前記拡散板は駆動部により動かされる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光源装置。
照射された光と異なる波長域の蛍光発光光を出射する蛍光体材料と、
前記蛍光体材料に照射する光を出射する第２光源と、
前記蛍光体材料と前記第２光源との間に配置され、前記蛍光体材料から発せられた蛍光発光光の波長域の光を前記部分透過部材による光の反射方向に反射し、他の波長域の光を通過させる合波器と、
をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置。
光を出射する少なくとも１つの光源と、
前記光源から出射された光を拡散して反射する拡散板と、
前記光源と前記拡散板との間に設けられ、光を通過させることの可能な物体が設けられた透過領域と光を反射する前記透過領域以外の反射領域とを有する部分透過部材と、
照射された光と異なる波長域の蛍光発光光を出射する蛍光体材料と、
前記蛍光体材料に照射する光を出射する第２光源と、
前記蛍光体材料と前記第２光源との間に配置され、前記蛍光体材料から発せられた蛍光発光光の波長域の光を前記部分透過部材による光の反射方向に反射し、他の波長域の光を通過させる合波器と、
を備える、光源装置。
光源部と、
入射された光を変調し合成する光変調合成系と、
前記光源部から出射された光を前記光変調合成系へ導く照明光学系と、
前記光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、
からなり、
前記光源部は、
光を出射する少なくとも１つの光源と、
前記光源から出射された光を拡散して反射する拡散板と、
前記光源と前記拡散板との間に設けられ、光を通過させることの可能な物体が設けられた透過領域と光を反射する前記透過領域以外の反射領域とを有する部分透過部材と、
を備え、
前記光源および前記部分透過部材の透過領域は、前記部分透過部材の中心を通り前記光源の光の出射方向に平行な光軸からずれた位置に配置され、
前記拡散板の拡散面は、前記光源からの光が当該拡散面により反射された反射光のうち反射強度の強い光線が前記光軸上を進行するように、前記光軸に対して傾斜して配置される、表示装置。
光源部と、
入射された光を変調し合成する光変調合成系と、
前記光源部から出射された光を前記光変調合成系へ導く照明光学系と、
前記光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、
からなり、
前記光源部は、
光を出射する少なくとも１つの光源と、
前記光源から出射された光を拡散して反射する拡散板と、
前記光源と前記拡散板との間に設けられ、光を通過させることの可能な物体が設けられた透過領域と光を反射する前記透過領域以外の反射領域とを有する部分透過部材と、
を備え、
前記光源および前記部分透過部材の透過領域は、前記部分透過部材の中心を通り前記光源の光の出射方向に平行な光軸からずれた位置に配置され、
前記拡散板はランバシアン特性を有し、その拡散面は前記光軸に対して垂直に設けられる、表示装置。
前記光源部は、
照射された光と異なる波長域の蛍光発光光を出射する蛍光体材料と、
前記蛍光体材料に照射する光を出射する第２光源と、
前記蛍光体材料と前記第２光源との間に配置され、前記蛍光体材料から発せられた蛍光発光光の波長域の光を前記部分透過部材による光の反射方向に反射し、他の波長域の光を通過させる合波器と、
をさらに備える、請求項８または９に記載の表示装置。
光源部と、
入射された光を変調し合成する光変調合成系と、
前記光源部から出射された光を前記光変調合成系へ導く照明光学系と、
前記光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、
からなり、
前記光源部は、
光を出射する少なくとも１つの光源と、
前記光源から出射された光を拡散して反射する拡散板と、
前記光源と前記拡散板との間に設けられ、光を通過させることの可能な物体が設けられた透過領域と光を反射する前記透過領域以外の反射領域とを有する部分透過部材と、
照射された光と異なる波長域の蛍光発光光を出射する蛍光体材料と、
前記蛍光体材料に照射する光を出射する第２光源と、
前記蛍光体材料と前記第２光源との間に配置され、前記蛍光体材料から発せられた蛍光発光光の波長域の光を前記部分透過部材による光の反射方向に反射し、他の波長域の光を通過させる合波器と、
を備える、表示装置。