本公開涉及，具備光源裝置的投影型圖像顯示裝置，該光源裝置具有射出激勵光的光源、以及按照激勵光射出光的發(fā)光體。

背景技術(shù)：

專利文獻1公開，利用因激光而激勵的熒光體的固體光源方式的投影機。在該投影機中，為了提高熒光體的發(fā)光效率，而利用一對透鏡陣列，使照射到熒光體的激勵光的光強度分布均勻化。

(現(xiàn)有技術(shù)文獻)

(專利文獻)

專利文獻1：日本專利第5699568號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開，提供能夠提高光的利用效率的投影型圖像顯示裝置。

本公開的投影型圖像顯示裝置，具備：激光光源，射出激勵光；頂帽擴散元件，使所述激勵光具有頂帽形狀的強度分布來擴散；發(fā)光體，因由所述頂帽擴散元件擴散的所述激勵光的照射而發(fā)光；光均勻化元件，使所述發(fā)光體發(fā)出的光的強度分布均勻化；光調(diào)制元件，對強度分布由所述光均勻化元件均勻化后的光進行調(diào)制；以及投影組件，將由所述光調(diào)制元件調(diào)制后的光作為影像來投影。

根據(jù)本公開，能夠?qū)崿F(xiàn)光的利用效率提高的投影型圖像顯示裝置。

附圖說明

圖1是示出實施例1涉及的投影型圖像顯示裝置的光學(xué)結(jié)構(gòu)的圖。

圖2a是示出實施例1涉及的熒光體輪的平面圖。

圖2b是示出實施例1涉及的熒光體輪的側(cè)面圖。

圖3是示出實施例1涉及的光源裝置的光學(xué)結(jié)構(gòu)的圖。

圖4a是示出實施例1涉及的朝向圖3的-z方向觀看第一光源組件時的圖。

圖4b是示出實施例1涉及的朝向圖3的-x方向觀看第二光源組件時的圖。

圖5是示出實施例1涉及的分離合成鏡的表面的結(jié)構(gòu)的圖。

圖6是實施例1涉及的分離合成鏡的分離合成功能的說明圖。

圖7a是示出實施例1涉及的頂帽擴散元件的構(gòu)造的平面圖。

圖7b是示出實施例1涉及的頂帽擴散元件的構(gòu)造的側(cè)面圖。

圖8a是示出實施例1涉及的光以入射角0°入射到頂帽擴散元件時的射出光的射出角度θx的圖。

圖8b是示出實施例1涉及的光以入射角0°入射到頂帽擴散元件時的射出光的射出角度0y的圖。

圖9a是示出實施例1涉及的頂帽擴散元件的擴散角特性的圖。

圖9b是示出圖9a的θx截面(θy＝0的截面)的光強度以及θy截面(θx＝0的截面)的光強度的圖。

圖10a是示出實施例1涉及的照射到熒光體輪的激勵光的光強度分布的圖。

圖10b是示出圖10a的x截面(y＝0的截面)的光強度以及y截面(x＝0的截面)的光強度的圖。

圖11是示出實施例1涉及的向棒狀積分器的入射面入射的光的形狀的模式圖。

圖12a是示出實施例2涉及的投影型圖像顯示裝置的主要部分的光學(xué)結(jié)構(gòu)的第一圖。

圖12b是示出實施例2涉及的投影型圖像顯示裝置的主要部分的光學(xué)結(jié)構(gòu)的第二圖。

圖13是示出實施例2涉及的向棒狀積分器的入射面入射的光的形狀的模式圖。

圖14是示出實施例3涉及的投影型圖像顯示裝置的光學(xué)結(jié)構(gòu)的圖。

具體實施方式

以下，適當(dāng)?shù)貐⒄崭綀D，詳細說明實施例。但是，會有省略必要以上的詳細說明的情況。例如，會有省略已經(jīng)周知的內(nèi)容的詳細說明以及對實質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)的重復(fù)說明的情況。這是，為了以下的說明中避免不必要的冗長，并且使本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解而做的。

而且，附圖以及以下的說明是，為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員充分地理解本公開而提供的，而并不意圖據(jù)此限制權(quán)利要求書所記載的主題。附圖是，示意圖，并不是嚴密的圖。而且，在各個圖中，對實質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)附上相同的符號，會有省略或簡化重復(fù)的說明的情況。

[實施例1]

(投影型圖像顯示裝置)

以下，實施例1涉及的投影型圖像顯示裝置的結(jié)構(gòu)，利用圖1、圖2a以及圖2b進行說明。圖1是示出實施例1涉及的投影型圖像顯示裝置的光學(xué)結(jié)構(gòu)的圖。圖2a是示出實施例1涉及的熒光體輪的平面圖。圖2b是示出實施例1涉及的熒光體輪的側(cè)面圖。

如圖1示出，投影型圖像顯示裝置100具備，第一光源組件10a、第二光源組件10b、熒光體輪20、棒狀積分器30、dmd40r、dmd40g、dmd40b、以及投影組件50。

第一光源組件10a以及第二光源組件10b，例如，由激光二極管(ld：laserdiode)或發(fā)光二極管(led：lightemittingdiode)等的多個固體光源構(gòu)成。在實施例1中，利用激光二極管之中的、尤其射出藍光的激光二極管，以作為固體光源。在此，激光二極管是，激光光源的一個例子。

來自第一光源組件10a以及第二光源組件10b的射出光是，例如，波長440nm以上470nm以下的藍光。該藍光也用做，用于使熒光體輪20具有的熒光體22激勵的激勵光。而且，對于第一光源組件10a以及第二光源組件10b，在后面進行詳細說明(參照圖4a以及圖4b)。

熒光體輪20，以沿著激勵光的光軸而延伸的旋轉(zhuǎn)軸20a為中心旋轉(zhuǎn)。熒光體輪20是，向與激勵光的入射方向相反的方向發(fā)出光的反射型的熒光體輪。

詳細而言，如圖2a以及圖2b示出，熒光體輪20具有，基板21、在基板21上沿著基板21的旋轉(zhuǎn)方向而涂布形成為圓環(huán)狀的熒光體22、以及用于使形成有熒光體22的基板21旋轉(zhuǎn)的電動機23。而且，在基板21的表面，形成有用于使熒光體22發(fā)出的熒光光反射的反射膜。熒光體22，按照從第一光源組件10a以及第二光源組件10b射出的激勵光，發(fā)出包含黃色光的熒光光。具體而言，熒光體22，因由頂帽擴散元件141擴散且由透鏡123以及124聚光的激勵光的照射，而發(fā)光。熒光體22是，發(fā)光體的一個例子。

熒光體22是，以綠色至黃色為主要的波段，來發(fā)出熒光的熒光體。優(yōu)選的是，該熒光體22是，高效率地吸收藍色的激勵光來高效率地發(fā)出熒光光、并且對溫度消光的抗性高的熒光體。熒光體22是，例如，具有由鈰激活的石榴石結(jié)構(gòu)的熒光體、即y3al5o12：ce³⁺。

棒狀積分器30是，由玻璃等的透明部件構(gòu)成的非中空的棒。棒狀積分器30，使從第一光源組件10a以及第二光源組件10b射出的空間上的光的強度分布均勻化。而且，棒狀積分器30也可以是，內(nèi)壁由鏡面構(gòu)成的中空的棒。棒狀積分器30是，光均勻化元件的一個例子。

dmd(dmd40r、dmd40g、或dmd40b)，對從第一光源組件10a、第二光源組件10b、以及熒光體輪20射出的光進行調(diào)制。詳細而言，dmd，由多個可動式的微鏡構(gòu)成?；旧希鱾€微鏡，相當(dāng)于1像素。dmd，通過變更各個微鏡的角度，從而切換是否向投影組件50側(cè)反射光。dmd是光調(diào)制元件的一個例子。

在實施例1中，投影型圖像顯示裝置100，具備dmd40r、dmd40g、以及dmd40b，以作為dmd。dmd40r，根據(jù)紅影像信號對紅成分光進行調(diào)制。dmd40g，根據(jù)綠影像信號對綠成分光進行調(diào)制。dmd40b，根據(jù)藍影像信號對藍成分光進行調(diào)制。

投影組件50，將由dmd40r、dmd40g、以及dmd40b調(diào)制后的光，作為影像投影在投影面上。也就是說，投影組件50，對影像光進行投影。

并且，投影型圖像顯示裝置100具備，分離合成鏡110、透鏡群、反射鏡群、以及擴散板群。投影型圖像顯示裝置100，具體而言，具備透鏡121至透鏡128以及透鏡151至透鏡153，以作為透鏡群，具備反射鏡131、雙向分色鏡132、反射鏡133、反射鏡160、以及反射鏡170，以作為反射鏡群。并且，投影型圖像顯示裝置100，具備頂帽擴散元件141以及擴散板142，以作為擴散板群。

分離合成鏡110是，將從第一光源組件10a以及第二光源組件10b射出的光合成、且將一部分分離的反射鏡。而且，分離合成鏡110是，分離合成光學(xué)元件的一個例子，在后面進行詳細說明(參照圖5)。

透鏡121是，使來自第一光源組件10a以及第二光源組件10b的射出光聚光的聚光透鏡。透鏡122是，使由透鏡121聚光的光成為平行光的凹透鏡。透鏡123以及透鏡124是，使激勵光聚光于熒光體輪20的熒光體22上、且使從熒光體22射出的光成為平行光的聚光透鏡。

透鏡125是，使來自第一光源組件10a以及第二光源組件10b的射出光聚光的聚光透鏡。透鏡126是，配置在由透鏡125的光的聚光點的后級、且使聚光的光再次成為平行光的聚光透鏡。透鏡127以及透鏡128是，將來自第一光源組件10a以及第二光源組件10b的射出光、來自熒光體輪的射出光引導(dǎo)到棒狀積分器30的中繼透鏡。透鏡151、透鏡152、以及透鏡153是，使來自棒狀積分器30的射出光大致成像于各個dmd上的中繼透鏡。

反射鏡131、反射鏡133、反射鏡160、以及反射鏡170是，使光程折彎的反射鏡。雙向分色鏡132是，具有使藍光透過、使黃色光反射的特性的雙向分色鏡，也是合成光學(xué)元件的一個例子。

頂帽擴散元件141是，使以大致平行光入射的光擴散的擴散板。對于頂帽擴散元件141的構(gòu)造，在后面進行詳細說明。擴散板142是，配置在由透鏡125的光束的聚光點近旁的、使光束擴散的擴散板。擴散板142被構(gòu)成為，例如，在玻璃基板的表面形成有細微的凹凸。細微的凹凸，也可以僅形成在玻璃基板的單面，也可以形成在玻璃基板的雙面。

而且，對各個透鏡的形狀進行調(diào)整，以使熒光體輪20發(fā)出的光的發(fā)光點、與棒狀積分器30的入射面成為大致共軛，并且，使擴散板142、與棒狀積分器30的入射面成為大致共軛。

并且，投影型圖像顯示裝置100具備，棱鏡群。投影型圖像顯示裝置100，具備棱鏡210、棱鏡220、棱鏡230、棱鏡240以及棱鏡250，以作為棱鏡群。

棱鏡210，由透光性部件構(gòu)成，具有與棱鏡250相對的面211、以及與棱鏡220相對的面212。在棱鏡210(面211)與棱鏡250(面251)之間設(shè)置有氣隙，入射到棱鏡210的光向面211入射的角度(入射角)，比臨界角大，因此，入射到棱鏡210的光在面211反射。另一方面，在棱鏡210(面212)與棱鏡220(面221)之間設(shè)置有氣隙，但是，在面211反射的光向面212入射的角度(入射角)，比臨界角小，因此，在面211反射的光透過面212。

棱鏡220，由透光性部件構(gòu)成，具有與棱鏡210相對的面221、以及與棱鏡230相對的面222。面222是，使紅成分光以及綠成分光透過，使藍成分光反射的雙向分色鏡面。因此，在面211反射的光之中，紅成分光以及綠成分光透過面222，藍成分光在面222反射。在面222反射的藍成分光，在面221反射。

在棱鏡210(面212)與棱鏡220(面221)之間設(shè)置有氣隙，在面222反射的藍成分光以及從dmd40b射出的藍成分光向面221入射的角度(入射角)，比臨界角大。因此，在面222反射的藍成分光以及從dmd40b射出的藍成分光，在面221反射后，向dmd40b入射。入射到dmd40b的藍成分光，由dmd40b反射后，再次在面221反射，向面222入射。此時，入射角，比臨界角小，因此，入射到面222的藍成分光透過面221。

棱鏡230，由透光性部件構(gòu)成，具有與棱鏡220相對的面231、以及與棱鏡240相對的面232。面232是，使綠成分光透過，使紅成分光反射的雙向分色鏡面。因此，透過面231的光之中，綠成分光透過面232，紅成分光在面232反射。在面232反射的紅成分光，在面231反射。從dmd40g射出的綠成分光透過面232。

在棱鏡220(面222)與棱鏡230(面231)之間設(shè)置有氣隙，在面232反射的紅成分光以及從dmd40r射出的紅成分光，再次向面231入射的角度(入射角)，比臨界角大。因此，在面232反射的紅成分光以及從dmd40r射出的紅成分光，在面231反射后向dmd40r入射。入射到dmd40r的紅成分光，由dmd40r反射后，再次在面231反射，然后，進一步在面232反射后，向面231入射。此時的入射角比臨界角小，因此，入射到面231的紅成分光透過面231。

棱鏡240，由透光性部件構(gòu)成，具有與棱鏡230相對的面241。面241，使綠成分光透過。因此，透過面232的綠成分光，透過面241后，向dmd40g入射。入射到dmd40g的綠成分光，由dmd40g反射后，透過棱鏡240。

棱鏡250，由透光性部件構(gòu)成，具有與棱鏡210相對的面251。

如上所述，藍成分光，(1)在面211反射，(2)在面222反射，(3)在面221反射，(4)在dmd40b反射，(5)在面221反射，(6)在面222反射，(7)透過面221以及面251。據(jù)此，藍成分光，由dmd40b調(diào)制后，被引導(dǎo)到投影組件50。

紅成分光，(1)在面211反射，(2)透過面212、面221、面222以及面231后，在面232反射，(3)在面231反射，(4)在dmd40r反射，(5)在面231反射，(6)在面232反射，(7)透過面231、面232、面221、面212、面211以及面251。據(jù)此，紅成分光，由dmd40r調(diào)制后，被引導(dǎo)到投影組件50。

綠成分光，(1)在面211反射，(2)透過面212、面221、面222、面231、面232、以及面241后，在dmd40g反射，(3)透過面241、面232、面231、面222、面221、面212、面211以及面251。據(jù)此，綠成分光，由dmd40g調(diào)制后，被引導(dǎo)到投影組件50。

(光源裝置)

以下，說明實施例1涉及的光源裝置。圖3是示出實施例1涉及的光源裝置的光學(xué)結(jié)構(gòu)的圖。

光源裝置200，用于圖1示出的投影型圖像顯示裝置100。光源裝置200，主要，由第一光源組件10a、第二光源組件10b、分離合成鏡110、以及熒光體輪20構(gòu)成。并且，光源裝置200，另外包括透鏡群以及反射鏡群。對于這些構(gòu)成要素，已經(jīng)說明，因此，省略說明。

首先，對于第一光源組件10a以及第二光源組件10b，參照圖4a以及圖4b進行詳細說明。圖4a是朝向圖3的-z方向觀看第一光源組件10a時的圖。圖4b是朝向圖3的-x方向觀看第二光源組件10b時的圖。

第一光源組件10a，具備兩個光源塊12b1、以及光源塊12b2的共計三個光源塊。具體而言，在第一光源組件10a中，在上部(+y方向的端部)以及下部(-y方向的端部)分別配置有光源塊12b1，在作為兩個光源塊12b1之間的中央部配置有光源塊12b2。另一方面，第二光源組件10b具備，在y方向上排列配置的三個光源塊12b1。而且，光源塊12b1與光源塊12b2是實質(zhì)上相同的光源塊，但是，附上不同的符號，以便于說明。

光源塊12b1具有，在水平方向(圖4a的x方向，圖4b的z方向)上配置四個、在垂直方向(圖4a的y方向，圖4b的y方向)上配置兩個的、共計八個激光二極管11b1。光源塊12b2具有，在水平方向(圖4a的x方向)上配置四個、在垂直方向(圖4a的y方向)上配置兩個的、共計八個激光二極管11b2。

而且，以實線示出激光二極管11b1，以虛線示出激光二極管11b2，但是，激光二極管11b1以及激光二極管11b2是，實質(zhì)上相同的特性的激光二極管。激光二極管11b1以及激光二極管11b2的每一個，例如，發(fā)出發(fā)光峰值波長為455nm的藍光。激光二極管11b1以及激光二極管11b2的每一個是，包括準直透鏡的透鏡一體型，從激光二極管11b1以及激光二極管11b2射出由準直透鏡成為平行光的光。

并且，第一光源組件10a以及第二光源組件10b的每一個具備，散熱器13。散熱器13，例如，經(jīng)由導(dǎo)熱性油脂等粘著在光源塊的背面。

接著，說明分離合成鏡110。圖5是示出分離合成鏡110的表面(來自第一光源組件10a的光的入射面)的結(jié)構(gòu)的圖。如圖5示出，在分離合成鏡110的表面，在基板111上形成有反射區(qū)域112(附加了斜線陰影的部分)以及透過區(qū)域113a及透過區(qū)域113b(附加了點陰影的部分)?；?11是，例如，玻璃基板。

在反射區(qū)域112，形成有使來自第一光源組件10a以及第二光源組件10b的射出光反射的反射膜。在透過區(qū)域113a以及透過區(qū)域113b，形成有反射防止膜，以使來自第一光源組件10a以及第二光源組件10b的射出光透過。而且，優(yōu)選的是，在基板111的背面也同樣形成反射防止膜。

在此，對于基于分離合成鏡110的分離合成功能，利用圖6進行說明。圖6是分離合成鏡110的分離合成功能的說明圖。

如圖6示出，第一光源組件10a在z方向(第一方向)上射出藍光，第二光源組件10b在x方向(第二方向)上射出。如此，第一光源組件和第二光源組件被配置為，各自的射出方向、即第一方向與第二方向以90°交叉。分離合成鏡110被配置為，在該交叉區(qū)域，相對于來自第一光源組件10a和第二光源組件10b的藍光的射出方向而傾斜。

來自第一光源組件10a具有的光源塊12b1所包括的激光二極管11b1的射出光，由分離合成鏡110的反射區(qū)域112反射。

另一方面，來自第一光源組件10a具有的光源塊12b2所包括的激光二極管11b2的射出光(以虛線箭頭線示出)，透過分離合成鏡110的透過區(qū)域113a(圖6中省略)。

來自第二光源組件10b具有的光源塊12b1所包括的激光二極管11b1的射出光，透過分離合成鏡110的透過區(qū)域113b。

此時，交替配置由分離合成鏡110反射的來自第一光源組件10a的光的光束、和透過分離合成鏡110的來自第二光源組件10b的光的光束。這樣的配置是，在分離合成鏡110中，與第一光源組件10a的射出光束的位置、以及第二光源組件10b的射出光束的位置對應(yīng)，形成反射區(qū)域112、透過區(qū)域113a、以及透過區(qū)域113b來實現(xiàn)的。

如圖3示出，由分離合成鏡110反射的來自第一光源組件10a的藍光、與透過分離合成鏡110的來自第二光源組件10b的藍光，合成后成為激勵光b1。激勵光b1是，用于激勵熒光體輪20的光。激勵光b1，經(jīng)過由透鏡121、反射鏡131、透鏡122、頂帽擴散元件141、雙向分色鏡132、透鏡123、以及透鏡124構(gòu)成的光程(第一光程)，照射到熒光體輪20的熒光體。據(jù)此，熒光體輪20，發(fā)出黃色光y1。

另一方面，來自第一光源組件10a的藍光的一部分，透過分離合成鏡110。該藍光，作為用于影像光的藍光b2而被使用。藍光b2，經(jīng)過由透鏡125、反射鏡160、擴散板142、透鏡126、以及雙向分色鏡132構(gòu)成的光程(第二光程)。而且，藍光b2和所述的黃色光y1，由雙向分色鏡132合成后(即，第一光程和第二光程成為一個光程)，作為白光射出。射出的白光，向棒狀積分器30的入射面入射。

[頂帽擴散元件]

接著，說明頂帽擴散元件141的構(gòu)造以及功能。首先，說明頂帽擴散元件141的構(gòu)造。圖7a是示出頂帽擴散元件141的構(gòu)造的平面圖。圖7b是示出頂帽擴散元件141的構(gòu)造的側(cè)面圖。而且，在圖7a中，放大示出頂帽擴散元件141的一部分(以圓圍繞的部分)。

在頂帽擴散元件141中，在玻璃基板141a上形成有微透鏡陣列層141b。排列1邊為1mm以下的微透鏡，從而構(gòu)成微透鏡陣列層141b。玻璃基板141a和微透鏡陣列層141b也可以由相同的材料形成，也可以由不同的材料形成。微透鏡陣列層141b，例如，通過以玻璃板為基材的壓制成型或蝕刻等的加工而被形成。并且，圖7a示出有規(guī)則地排列長方形狀的微透鏡，但是，為了減輕激光的干擾效應(yīng)，多個微透鏡形狀也可以隨機不同。同樣，也可以隨機排列多個微透鏡。并且，微透鏡，也可以具有凸面，也可以具有凹面。并且，微透鏡也可以，被形成在玻璃基板141a的雙面。

接著，說明頂帽擴散元件141的功能。圖8a是示出光以入射角0°入射到頂帽擴散元件141時的射出光的射出角度θx的圖。圖8b是示出光以入射角0°入射到頂帽擴散元件141時的射出光的射出角度θy的圖。

圖9a是示出頂帽擴散元件141的擴散角特性的圖。具體而言，圖9a是示出θx方向以及θy方向的光強度分布(以下，也簡單地記載為強度分布)以作為擴散角特性的圖。圖9b是示出圖9a的θx截面(θy＝0的截面)的光強度以及θy截面(θx＝0的截面)的光強度的圖。

如圖9a示出，由頂帽擴散元件141擴散后的光強度分布(相對于射出角度的光強度分布、擴散角特性)為，具有矩形的射出模式的頂帽形狀(以下，也簡單地記載為矩形的頂帽形狀)。更具體而言，擴散角特性為，長方形的頂帽形狀。也就是說，如圖9b示出，與θx截面(θy＝0的截面)的半峰全寬(fwhm：fullwidthathalfmaximum)wθx相比，θy截面(θx＝0的截面)的半峰全寬wθy大。

而且，射出模式(照射模式，配光模式)意味著，從光強度軸方向看相對于射出角度的光強度分布(擴散角特性)的形狀(示出擴散角的2維平面的光束形狀)。換而言之，意味著擴散角特性(光強度分布)的θx-θy平面的截面形狀(俯視形狀)為矩形。而且，此時的矩形，并不意味著嚴密的意義的矩形，而意味著實質(zhì)上矩形(與圓形相比更近似矩形)。

入射到所述的頂帽擴散元件141的激勵光b1，被賦予矩形的頂帽形狀的擴散角特性，以矩形擴散。而且，擴散后的激勵光b1，由透鏡123以及透鏡124聚光。換而言之，透鏡123以及透鏡124，對由頂帽擴散元件141擴散的激勵光b1進行聚光，從而將擴散后的激勵光b1具有的相對于角度的強度分布變換為相對于位置的強度分布。

其結(jié)果為，激勵光b1具有的相對于角度的光強度分布，被變換為相對于空間(位置)的光強度分布。而且，相對于空間而具有矩形的頂帽形狀的光強度分布的激勵光b1照射到熒光體22(熒光體輪20)。

圖10a是示出照射到熒光體輪20的激勵光b1的光強度分布(空間分布)的圖。具體而言，圖10a是示出熒光體22上的位置x以及位置y的光強度分布的圖。圖10b是示出圖10a的x截面(y＝0的截面)的光強度以及y截面(x＝0的截面)的光強度的圖。

如圖10a示出，與頂帽擴散元件141的擴散角特性同樣，照射到熒光體輪20的激勵光b1的光強度分布為，長方形的頂帽形狀。這是因為，透過頂帽擴散元件141的激勵光b1成為反映了圖9a以及圖9b示出的擴散角特性的光強度分布(角度分布)，然后在由透鏡123以及透鏡124聚光于熒光體輪20時，因透鏡123以及透鏡124的聚光效果，而相對于角度的光強度分布變換為相對于空間的光強度分布。

其結(jié)果為，圖10b示出的x截面(y＝0的截面)的半峰全寬wx、以及y截面(x＝0的截面)的半峰全寬wy，滿足wx∶wy＝wθx∶w0y的關(guān)系。換而言之，通過變更頂帽擴散元件141的擴散角特性，從而能夠?qū)φ丈涞綗晒怏w輪20的光強度分布進行控制。

根據(jù)頂帽擴散元件141的功能，使照射到熒光體輪20的照射激勵光b1的光強度分布均勻化，頂峰光強降低。激勵光b1的光強度分布的均勻化后，能夠?qū)⒐饩鶆虻卣丈涞綗晒怏w輪20的熒光體22，因此，能夠提高熒光體輪20的發(fā)光效率。

而且，頂帽擴散元件141也可以，使激勵光b1具有圓形或橢圓形的頂帽形狀的擴散角特性來擴散。在此情況下，激勵光b1的光強度分布的均勻化后，能夠?qū)⒐饩鶆虻卣丈涞綗晒怏w輪20的熒光體22，因此，也能夠提高熒光體輪20的發(fā)光效率。

并且，熒光體輪20發(fā)出的光的光強度分布(空間分布)，與照射到熒光體輪20的激勵光b1的光強度分布(空間分布)大致相同。也就是說，通過變更頂帽擴散元件141的擴散角特性，從而能夠?qū)晒怏w輪20發(fā)出的光的光強度分布(空間分布)進行控制。

如所述的圖1或圖3所示，熒光體輪20發(fā)出的光經(jīng)由透鏡123、透鏡124、透鏡127、以及透鏡128，被引導(dǎo)到棒狀積分器30。熒光體輪20發(fā)出的光的發(fā)光點與棒狀積分器30的入射面為大致共軛，因此，棒狀積分器30的入射面的光強度分布(空間分布)、與熒光體輪20發(fā)出的光的光強度分布(空間分布)大致相似。

在此，如圖11示出，用于提高光利用效率的條件為，相對于棒狀積分器30的呈矩形狀的入射面的形狀(入射面的開口形狀)，入射光形狀s的縱橫比相同。圖11是示出向棒狀積分器30的入射面入射的光的形狀的模式圖。也就是說，若頂帽擴散元件141的擴散角特性的縱橫比、與棒狀積分器30的入射面的開口的縱橫比大致相同，則能夠提高光利用效率。在圖11中，向棒狀積分器30入射的光的形狀為，沿著棒狀積分器30的入射面的開口的內(nèi)表面的形狀。

棒狀積分器30的入射面的開口尺寸為，例如，橫(x)5.5mm×縱(y)8.8mm，縱橫比為1.0∶1.6。頂帽擴散元件141的擴散角特性為，例如，wθx＝5.0°，wθy＝8.0°，其縱橫比為，wθx∶wθy＝1.0∶1.6。也就是說，棒狀積分器30的入射面的縱橫比、與射出模式的縱橫比大致相同。而且，縱橫比大致相同意味著，縱橫比實質(zhì)上相同。在以短方向/長方向的值示出縱橫比的情況下，大致相同意味著，例如，相對于棒狀積分器30的入射面的縱橫比的、射出模式的縱橫比的誤差在10％以內(nèi)。

而且，將棒狀積分器30的入射面的縱橫比，與影像光的縱橫比一致的情況多。因此，也可以將棒狀積分器30的入射面的縱橫比設(shè)為，例如0.9∶1.6或1.2∶1.6(3∶4)，而代替1.0∶1.6。與其對應(yīng)，也可以將頂帽擴散元件141的射出模式的縱橫比設(shè)為，wθx∶wθy為0.9∶1.6或1.2∶1.6。頂帽擴散元件141的射出模式的縱橫比(短方向/長方向的值)也可以是，0.5625(0.9/1.6)以上0.75(1.2/1.6)以下。

(作用以及效果)

如上說明，投影型圖像顯示裝置100，具備：激光二極管11b1(第二光源組件10b)，射出激勵光b1；頂帽擴散元件141，使激勵光b1具有頂帽形狀的強度分布來擴散；熒光體22(熒光體輪20)，因由頂帽擴散元件141擴散的激勵光b1的照射而發(fā)光。并且，投影型圖像顯示裝置100，具備：棒狀積分器30，使熒光體輪20發(fā)出的光的強度分布均勻化；dmd(dmd40r、dmd40g、以及dmd40b)，對強度分布由棒狀積分器30均勻化后的光進行調(diào)制；以及投影組件50，將由dmd調(diào)制后的光作為影像來投影。激光二極管11b1(第二光源組件10b)是，激光光源的一個例子，熒光體22(熒光體輪20)是，發(fā)光體的一個例子，棒狀積分器30是，光均勻化元件的一個例子，dmd是，光調(diào)制元件的一個例子。

若如上所述的由頂帽擴散元件141擴散的激勵光b1被聚光，則能夠使照射到熒光體輪20的激勵光的強度分布均勻化。強度分布的均勻化后，能夠?qū)⒐饩鶆蛘丈涞綗晒怏w輪20的熒光體22，因此，能夠提高熒光體輪20的發(fā)光效率。也就是說，能夠?qū)崿F(xiàn)光的利用效率提高的投影型圖像顯示裝置100。

并且，頂帽擴散元件141也可以，使激勵光b1具有包含圓形的射出模式的頂帽形狀的強度分布，但是，在實施例1中，頂帽擴散元件141，使激勵光b1具有包含矩形的射出模式的頂帽形狀的強度分布來擴散。

投影型圖像顯示裝置100，最后射出矩形的影像光。據(jù)此，在光束形狀為圓形的情況下，產(chǎn)生損失。若由頂帽擴散元件141，使激勵光b1具有包含矩形的射出模式的頂帽形狀的強度分布，則光束形狀成為與影像光同樣的矩形，因此，能夠提高投影型圖像顯示裝置100的光利用效率。

并且，棒狀積分器30也可以是，例如，具有矩形狀的入射面的棒狀積分器，棒狀積分器30的入射面的縱橫比，與射出模式的縱橫比大致相同。換而言之，也可以將頂帽擴散元件141的射出模式的縱橫比、與棒狀積分器30的入射面(入射面的開口尺寸)的縱橫比匹配。

據(jù)此，若按照棒狀積分器30的入射面的大小，將光入射到棒狀積分器30，則能夠提高投影型圖像顯示裝置100的光的利用效率。

并且，投影型圖像顯示裝置100，還具備，對由頂帽擴散元件141擴散的激勵光b1進行聚光，從而將擴散后的激勵光b1具有的相對于角度的強度分布變換為相對于位置的強度分布的透鏡123以及透鏡124。熒光體22，因由頂帽擴散元件141擴散的由透鏡123以及透鏡124聚光的激勵光b1的照射而發(fā)光。

據(jù)此，能夠使照射到熒光體輪20的激勵光的相對于位置的強度分布均勻化。相對于位置的強度分布的均勻化后，能夠?qū)⒐饩鶆蛘丈涞綗晒怏w輪20的熒光體22，因此，能夠提高熒光體輪20的發(fā)光效率。也就是說，能夠?qū)崿F(xiàn)光的利用效率提高的投影型圖像顯示裝置100。

(實施例2)

以下，說明實施例2涉及的投影型圖像顯示裝置。在實施例2中，主要說明與實施例1不同之處，省略與實施例1重復(fù)的說明。

圖12a以及圖12b是示出實施例2涉及的投影型圖像顯示裝置的主要部分的光學(xué)結(jié)構(gòu)的圖。主要部分的結(jié)構(gòu)是，即，從光源裝置200a以及光源裝置200b到棒狀積分器30為止的結(jié)構(gòu)，棒狀積分器30以后的結(jié)構(gòu)，與圖1相同。

如圖12a以及圖12b示出，實施例2涉及的投影型圖像顯示裝置具備，兩個與實施例1的光源裝置200同樣的光源裝置。具體而言，投影型圖像顯示裝置具備，光源裝置200a以及光源裝置200b。并且，投影型圖像顯示裝置，在光源裝置200a與棒狀積分器30之間具備反射鏡170a、透鏡128a、以及反射棱鏡180a。投影型圖像顯示裝置，在光源裝置200b與棒狀積分器30之間具備反射鏡170b、透鏡128b、以及反射棱鏡180b。

反射鏡170a，使從光源裝置200a射出的光向-y方向反射，反射鏡170b，使從光源裝置200b射出的光向+y方向反射。也就是說，由反射鏡170a反射的光與由反射鏡170b反射的光相對而行進。

透鏡128a，對由反射鏡170a反射的光進行聚光，透鏡128b，對由反射鏡170b反射的光進行聚光。反射棱鏡180a，使從透鏡128a射出的光朝向棒狀積分器30的入射面反射，反射棱鏡180b，使從透鏡128b射出的光朝向棒狀積分器30的入射面反射。

圖13是示出向棒狀積分器30的入射面入射的光的形狀的模式圖。從光源裝置200a射出的光，向入射面(入射面的開口)之中的區(qū)域sa入射。從光源裝置200b射出的光，向入射面之中的區(qū)域sb入射。也就是說，從多個光源裝置(光源裝置200a以及光源裝置200b)射出的光，向棒狀積分器30的入射面中包括的多個矩形區(qū)域(區(qū)域sa以及區(qū)域sb)分別入射。區(qū)域sa以及區(qū)域sb是，將棒狀積分器30的入射面均勻地分割為兩個而獲得的區(qū)域。

與實施例1同樣，棒狀積分器30的入射面的開口尺寸為，橫(x)5.5mm×縱(y)8.8mm。在實施例2中，頂帽擴散元件141的擴散角特性為，wθx＝6.0°，wθy＝7.5°，其縱橫比為，wθx∶wθy＝1.0∶1.25。

區(qū)域sa以及區(qū)域sb是，將棒狀積分器30的入射面在縱方向上均勻地分割為兩個而獲得的區(qū)域。因此，區(qū)域sa以及區(qū)域sb分別為，縱4.4mm×橫5.5mm，縱橫比為1.0∶1.25。如此，在針對棒狀積分器30，將來自兩個光源裝置(光源裝置200a以及光源裝置200b)的光合成來入射的情況下，將棒狀積分器30的入射面的開口尺寸分割為兩個而獲得的區(qū)域(區(qū)域sa以及區(qū)域sb)的縱橫比、與頂帽擴散元件141的擴散角特性的縱橫比大致相同即可。

而且，在實施例2中，頂帽擴散元件141的擴散角特性為，縱長(在y方向上長)，但是，向區(qū)域sa以及區(qū)域sb入射的光為，橫長(在x方向上長)。這是因為，來自光源裝置200a的射出光，經(jīng)由反射面兩次(經(jīng)由反射鏡170a以及反射棱鏡180a)，從而光束旋轉(zhuǎn)90度的緣故。同樣，來自光源裝置200b的射出光，經(jīng)由反射面兩次(經(jīng)由反射鏡170b以及反射棱鏡180b)，從而光束旋轉(zhuǎn)90度的緣故。

(作用以及效果)

如上說明，在實施例2中，投影型圖像顯示裝置具備，至少兩個包括激光二極管11b1(第二光源組件10b)、頂帽擴散元件141、以及熒光體輪20的光源裝置。投影型圖像顯示裝置具備的棒狀積分器30具有，矩形狀的入射面。從多個光源裝置(光源裝置200a以及光源裝置200b)射出的光，分別入射到棒狀積分器30的入射面中包含的多個矩形區(qū)域(區(qū)域sa以及區(qū)域sb)。多個區(qū)域各自的縱橫比，與射出模式的縱橫比大致相同。換而言之，頂帽擴散元件141的射出模式的縱橫比，與將棒狀積分器30的入射開口分割為兩個部分的區(qū)域的縱橫比匹配。

據(jù)此，若將來自光源裝置200a的光按照區(qū)域sa的大小入射到棒狀積分器30，將來自光源裝置200b的光按照區(qū)域sb的大小小入射棒狀積分器30，則能夠提高投影型圖像顯示裝置的光的利用效率。這樣的使用了兩個光源裝置的光學(xué)結(jié)構(gòu)是，在想要看尺寸大的影像光時有用的。

而且，投影型圖像顯示裝置也可以，具備三個以上的光源裝置，三個以上的光源裝置發(fā)出的光入射到棒狀積分器30。

[實施例3]

以下，說明實施例3涉及的投影型圖像顯示裝置。在實施例3中，主要說明與實施例1不同之處，省略與實施例1重復(fù)的說明。

圖14是示出實施例3涉及的投影型圖像顯示裝置的光學(xué)結(jié)構(gòu)的圖。實施例3涉及的投影型圖像顯示裝置100a，代替棒狀積分器30而具備一對復(fù)眼透鏡190(一對透鏡陣列)。并且，投影型圖像顯示裝置100a具備，透鏡154、透鏡155、以及透鏡156。

透鏡154，使由透鏡128聚光的光成為平行光。一對復(fù)眼透鏡190具有，將由透鏡128成為平行光的光分割為多個單元并重疊，從而與棒狀積分器30同樣，使光強度均勻化的功能。透鏡155以及透鏡156，將從一對復(fù)眼透鏡190射出的光引導(dǎo)到dmd(dmd40r、dmd40g、以及dmd40b)。一對復(fù)眼透鏡190是，光均勻化元件的其他的例子。

一對復(fù)眼透鏡190的各個單元的尺寸為橫(x)3.0mm×縱(y)4.8mm，縱橫比為1.0∶1.6。頂帽擴散元件141的擴散角特性為，wθx＝5.0°，wθy＝8.0°，頂帽擴散元件141的擴散角特性的縱橫比為，wθx∶wθy＝1.0∶1.6。

(作用以及效果)

如上說明，在實施例3中，光均勻化元件是，一對復(fù)眼透鏡190，一對復(fù)眼透鏡190的各個單元的縱橫比、與頂帽擴散元件141的擴散角特性的縱橫比大致相同。

如此，通過將頂帽擴散元件141的射出模式的縱橫比與復(fù)眼透鏡190的各個單元尺寸的縱橫比匹配，從而能夠提高投影型圖像顯示裝置100a的光的利用效率。

[其他的實施例]

如上所述，說明了實施例1至3，以作為本申請公開的技術(shù)的例子。然而，本公開的技術(shù)，不僅限于此，也可以適用于進行了變更、置換、補充、省略等的實施例。并且，也可以組合所述實施例1至3中說明的各個構(gòu)成要素，來成為新的實施例。于是，以下，示出其他的實施例的例子。

在實施例1至3中，作為光調(diào)制元件，示出了三個dmd的例子，但是，實施例，不僅限于此。投影型圖像顯示裝置，作為光調(diào)制元件，也可以僅具備一個dmd。并且，投影型圖像顯示裝置，作為光調(diào)制元件，也可以僅具備一個液晶面板，也可以具備三個液晶面板(紅液晶面板、綠液晶面板、以及藍液晶面板)。液晶面板，也可以是透射型，也可以是反射型。

并且，在實施例1至3中，作為發(fā)生基準光的發(fā)光體，示出了熒光體輪20的例子，但是，實施例，不僅限于此。發(fā)光體，也可以是靜態(tài)的無機熒光體陶瓷。并且，對于發(fā)光體，也可以代替熒光體，或者，除了熒光體以外，利用磷光體。

并且，所述實施例所示的光學(xué)結(jié)構(gòu)是，一個例子，本公開不僅限于所述光學(xué)結(jié)構(gòu)。也就是說，與所述光學(xué)結(jié)構(gòu)同樣，能夠?qū)崿F(xiàn)本公開的特征性的功能的光學(xué)結(jié)構(gòu)也包含在本公開中。例如，在能夠?qū)崿F(xiàn)與所述光學(xué)結(jié)構(gòu)同樣的功能的范圍內(nèi)，也可以省略所述光學(xué)結(jié)構(gòu)所使用的光學(xué)部件的一部分，也可以在所述光學(xué)結(jié)構(gòu)中追加光學(xué)部件。

并且，在附圖以及詳細說明中記載的構(gòu)成要素中，除了為了解決問題而必要的構(gòu)成要素以外，還會包括為了解決問題而非必要的構(gòu)成要素，以便于示出所述技術(shù)的例子。因此，即使在附圖以及詳細說明中記載有這些非必要的構(gòu)成要素，也不應(yīng)該立即認定為這些非必須的構(gòu)成要素是必須的。

并且，所述實施例，用于示出本公開的技術(shù)的例子，因此，在權(quán)利要求書或其均等的范圍內(nèi)，能夠進行各種變更、置換、補充、省略等。

本公開，能夠適用于投影機等的投影型圖像顯示裝置。

符號說明

10a第一光源組件

10b第二光源組件

11b1、11b2激光二極管

12b1、12b2光源塊

13散熱器

20熒光體輪

20a旋轉(zhuǎn)軸

21基板

22熒光體

23電動機

30棒狀積分器

40r、40g、40bdmd

50投影組件

100、100a投影型圖像顯示裝置

110分離合成鏡

111基板

112反射區(qū)域

113a、113b透過區(qū)域

121、122、123、124、125、126、127、128、128a、128b透鏡

131、133、160、170、170a、170b反射鏡

132雙向分色鏡

141頂帽擴散元件

141a玻璃基板

141b微透鏡陣列層

142擴散板

151、152、153、154、155、156透鏡

180a、180b反射棱鏡

190復(fù)眼透鏡

200、200a、200b光源裝置

210、220、230、240、250棱鏡

211、212、221、222、231、232、241、251面