投影型图像显示装置的制作方法

本公开涉及，具备光源装置的投影型图像显示装置，该光源装置具有射出激励光的光源、以及按照激励光射出光的发光体。

背景技术：

专利文献1公开，利用因激光而激励的荧光体的固体光源方式的投影机。在该投影机中，为了提高荧光体的发光效率，而利用一对透镜阵列，使照射到荧光体的激励光的光强度分布均匀化。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1：日本专利第5699568号公报

技术实现要素：

本公开，提供能够提高光的利用效率的投影型图像显示装置。

本公开的投影型图像显示装置，具备：激光光源，射出激励光；顶帽扩散元件，使所述激励光具有顶帽形状的强度分布来扩散；发光体，因由所述顶帽扩散元件扩散的所述激励光的照射而发光；光均匀化元件，使所述发光体发出的光的强度分布均匀化；光调制元件，对强度分布由所述光均匀化元件均匀化后的光进行调制；以及投影组件，将由所述光调制元件调制后的光作为影像来投影。

根据本公开，能够实现光的利用效率提高的投影型图像显示装置。

附图说明

图1是示出实施例1涉及的投影型图像显示装置的光学结构的图。

图2a是示出实施例1涉及的荧光体轮的平面图。

图2b是示出实施例1涉及的荧光体轮的侧面图。

图3是示出实施例1涉及的光源装置的光学结构的图。

图4a是示出实施例1涉及的朝向图3的-z方向观看第一光源组件时的图。

图4b是示出实施例1涉及的朝向图3的-x方向观看第二光源组件时的图。

图5是示出实施例1涉及的分离合成镜的表面的结构的图。

图6是实施例1涉及的分离合成镜的分离合成功能的说明图。

图7a是示出实施例1涉及的顶帽扩散元件的构造的平面图。

图7b是示出实施例1涉及的顶帽扩散元件的构造的侧面图。

图8a是示出实施例1涉及的光以入射角0°入射到顶帽扩散元件时的射出光的射出角度θx的图。

图8b是示出实施例1涉及的光以入射角0°入射到顶帽扩散元件时的射出光的射出角度0y的图。

图9a是示出实施例1涉及的顶帽扩散元件的扩散角特性的图。

图9b是示出图9a的θx截面(θy＝0的截面)的光强度以及θy截面(θx＝0的截面)的光强度的图。

图10a是示出实施例1涉及的照射到荧光体轮的激励光的光强度分布的图。

图10b是示出图10a的x截面(y＝0的截面)的光强度以及y截面(x＝0的截面)的光强度的图。

图11是示出实施例1涉及的向棒状积分器的入射面入射的光的形状的模式图。

图12a是示出实施例2涉及的投影型图像显示装置的主要部分的光学结构的第一图。

图12b是示出实施例2涉及的投影型图像显示装置的主要部分的光学结构的第二图。

图13是示出实施例2涉及的向棒状积分器的入射面入射的光的形状的模式图。

图14是示出实施例3涉及的投影型图像显示装置的光学结构的图。

具体实施方式

以下，适当地参照附图，详细说明实施例。但是，会有省略必要以上的详细说明的情况。例如，会有省略已经周知的内容的详细说明以及对实质上相同的结构的重复说明的情况。这是，为了以下的说明中避免不必要的冗长，并且使本领域的技术人员容易理解而做的。

而且，附图以及以下的说明是，为了使本领域的技术人员充分地理解本公开而提供的，而并不意图据此限制权利要求书所记载的主题。附图是，示意图，并不是严密的图。而且，在各个图中，对实质上相同的结构附上相同的符号，会有省略或简化重复的说明的情况。

[实施例1]

(投影型图像显示装置)

以下，实施例1涉及的投影型图像显示装置的结构，利用图1、图2a以及图2b进行说明。图1是示出实施例1涉及的投影型图像显示装置的光学结构的图。图2a是示出实施例1涉及的荧光体轮的平面图。图2b是示出实施例1涉及的荧光体轮的侧面图。

如图1示出，投影型图像显示装置100具备，第一光源组件10a、第二光源组件10b、荧光体轮20、棒状积分器30、dmd40r、dmd40g、dmd40b、以及投影组件50。

第一光源组件10a以及第二光源组件10b，例如，由激光二极管(ld：laserdiode)或发光二极管(led：lightemittingdiode)等的多个固体光源构成。在实施例1中，利用激光二极管之中的、尤其射出蓝光的激光二极管，以作为固体光源。在此，激光二极管是，激光光源的一个例子。

来自第一光源组件10a以及第二光源组件10b的射出光是，例如，波长440nm以上470nm以下的蓝光。该蓝光也用做，用于使荧光体轮20具有的荧光体22激励的激励光。而且，对于第一光源组件10a以及第二光源组件10b，在后面进行详细说明(参照图4a以及图4b)。

荧光体轮20，以沿着激励光的光轴而延伸的旋转轴20a为中心旋转。荧光体轮20是，向与激励光的入射方向相反的方向发出光的反射型的荧光体轮。

详细而言，如图2a以及图2b示出，荧光体轮20具有，基板21、在基板21上沿着基板21的旋转方向而涂布形成为圆环状的荧光体22、以及用于使形成有荧光体22的基板21旋转的电动机23。而且，在基板21的表面，形成有用于使荧光体22发出的荧光光反射的反射膜。荧光体22，按照从第一光源组件10a以及第二光源组件10b射出的激励光，发出包含黄色光的荧光光。具体而言，荧光体22，因由顶帽扩散元件141扩散且由透镜123以及124聚光的激励光的照射，而发光。荧光体22是，发光体的一个例子。

荧光体22是，以绿色至黄色为主要的波段，来发出荧光的荧光体。优选的是，该荧光体22是，高效率地吸收蓝色的激励光来高效率地发出荧光光、并且对温度消光的抗性高的荧光体。荧光体22是，例如，具有由铈激活的石榴石结构的荧光体、即y3al5o12：ce³⁺。

棒状积分器30是，由玻璃等的透明部件构成的非中空的棒。棒状积分器30，使从第一光源组件10a以及第二光源组件10b射出的空间上的光的强度分布均匀化。而且，棒状积分器30也可以是，内壁由镜面构成的中空的棒。棒状积分器30是，光均匀化元件的一个例子。

dmd(dmd40r、dmd40g、或dmd40b)，对从第一光源组件10a、第二光源组件10b、以及荧光体轮20射出的光进行调制。详细而言，dmd，由多个可动式的微镜构成。基本上，各个微镜，相当于1像素。dmd，通过变更各个微镜的角度，从而切换是否向投影组件50侧反射光。dmd是光调制元件的一个例子。

在实施例1中，投影型图像显示装置100，具备dmd40r、dmd40g、以及dmd40b，以作为dmd。dmd40r，根据红影像信号对红成分光进行调制。dmd40g，根据绿影像信号对绿成分光进行调制。dmd40b，根据蓝影像信号对蓝成分光进行调制。

投影组件50，将由dmd40r、dmd40g、以及dmd40b调制后的光，作为影像投影在投影面上。也就是说，投影组件50，对影像光进行投影。

并且，投影型图像显示装置100具备，分离合成镜110、透镜群、反射镜群、以及扩散板群。投影型图像显示装置100，具体而言，具备透镜121至透镜128以及透镜151至透镜153，以作为透镜群，具备反射镜131、双向分色镜132、反射镜133、反射镜160、以及反射镜170，以作为反射镜群。并且，投影型图像显示装置100，具备顶帽扩散元件141以及扩散板142，以作为扩散板群。

分离合成镜110是，将从第一光源组件10a以及第二光源组件10b射出的光合成、且将一部分分离的反射镜。而且，分离合成镜110是，分离合成光学元件的一个例子，在后面进行详细说明(参照图5)。

透镜121是，使来自第一光源组件10a以及第二光源组件10b的射出光聚光的聚光透镜。透镜122是，使由透镜121聚光的光成为平行光的凹透镜。透镜123以及透镜124是，使激励光聚光于荧光体轮20的荧光体22上、且使从荧光体22射出的光成为平行光的聚光透镜。

透镜125是，使来自第一光源组件10a以及第二光源组件10b的射出光聚光的聚光透镜。透镜126是，配置在由透镜125的光的聚光点的后级、且使聚光的光再次成为平行光的聚光透镜。透镜127以及透镜128是，将来自第一光源组件10a以及第二光源组件10b的射出光、来自荧光体轮的射出光引导到棒状积分器30的中继透镜。透镜151、透镜152、以及透镜153是，使来自棒状积分器30的射出光大致成像于各个dmd上的中继透镜。

反射镜131、反射镜133、反射镜160、以及反射镜170是，使光程折弯的反射镜。双向分色镜132是，具有使蓝光透过、使黄色光反射的特性的双向分色镜，也是合成光学元件的一个例子。

顶帽扩散元件141是，使以大致平行光入射的光扩散的扩散板。对于顶帽扩散元件141的构造，在后面进行详细说明。扩散板142是，配置在由透镜125的光束的聚光点近旁的、使光束扩散的扩散板。扩散板142被构成为，例如，在玻璃基板的表面形成有细微的凹凸。细微的凹凸，也可以仅形成在玻璃基板的单面，也可以形成在玻璃基板的双面。

而且，对各个透镜的形状进行调整，以使荧光体轮20发出的光的发光点、与棒状积分器30的入射面成为大致共轭，并且，使扩散板142、与棒状积分器30的入射面成为大致共轭。

并且，投影型图像显示装置100具备，棱镜群。投影型图像显示装置100，具备棱镜210、棱镜220、棱镜230、棱镜240以及棱镜250，以作为棱镜群。

棱镜210，由透光性部件构成，具有与棱镜250相对的面211、以及与棱镜220相对的面212。在棱镜210(面211)与棱镜250(面251)之间设置有气隙，入射到棱镜210的光向面211入射的角度(入射角)，比临界角大，因此，入射到棱镜210的光在面211反射。另一方面，在棱镜210(面212)与棱镜220(面221)之间设置有气隙，但是，在面211反射的光向面212入射的角度(入射角)，比临界角小，因此，在面211反射的光透过面212。

棱镜220，由透光性部件构成，具有与棱镜210相对的面221、以及与棱镜230相对的面222。面222是，使红成分光以及绿成分光透过，使蓝成分光反射的双向分色镜面。因此，在面211反射的光之中，红成分光以及绿成分光透过面222，蓝成分光在面222反射。在面222反射的蓝成分光，在面221反射。

在棱镜210(面212)与棱镜220(面221)之间设置有气隙，在面222反射的蓝成分光以及从dmd40b射出的蓝成分光向面221入射的角度(入射角)，比临界角大。因此，在面222反射的蓝成分光以及从dmd40b射出的蓝成分光，在面221反射后，向dmd40b入射。入射到dmd40b的蓝成分光，由dmd40b反射后，再次在面221反射，向面222入射。此时，入射角，比临界角小，因此，入射到面222的蓝成分光透过面221。

棱镜230，由透光性部件构成，具有与棱镜220相对的面231、以及与棱镜240相对的面232。面232是，使绿成分光透过，使红成分光反射的双向分色镜面。因此，透过面231的光之中，绿成分光透过面232，红成分光在面232反射。在面232反射的红成分光，在面231反射。从dmd40g射出的绿成分光透过面232。

在棱镜220(面222)与棱镜230(面231)之间设置有气隙，在面232反射的红成分光以及从dmd40r射出的红成分光，再次向面231入射的角度(入射角)，比临界角大。因此，在面232反射的红成分光以及从dmd40r射出的红成分光，在面231反射后向dmd40r入射。入射到dmd40r的红成分光，由dmd40r反射后，再次在面231反射，然后，进一步在面232反射后，向面231入射。此时的入射角比临界角小，因此，入射到面231的红成分光透过面231。

棱镜240，由透光性部件构成，具有与棱镜230相对的面241。面241，使绿成分光透过。因此，透过面232的绿成分光，透过面241后，向dmd40g入射。入射到dmd40g的绿成分光，由dmd40g反射后，透过棱镜240。

棱镜250，由透光性部件构成，具有与棱镜210相对的面251。

如上所述，蓝成分光，(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)透过面221以及面251。据此，蓝成分光，由dmd40b调制后，被引导到投影组件50。

红成分光，(1)在面211反射，(2)透过面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)透过面231、面232、面221、面212、面211以及面251。据此，红成分光，由dmd40r调制后，被引导到投影组件50。

绿成分光，(1)在面211反射，(2)透过面212、面221、面222、面231、面232、以及面241后，在dmd40g反射，(3)透过面241、面232、面231、面222、面221、面212、面211以及面251。据此，绿成分光，由dmd40g调制后，被引导到投影组件50。

(光源装置)

以下，说明实施例1涉及的光源装置。图3是示出实施例1涉及的光源装置的光学结构的图。

光源装置200，用于图1示出的投影型图像显示装置100。光源装置200，主要，由第一光源组件10a、第二光源组件10b、分离合成镜110、以及荧光体轮20构成。并且，光源装置200，另外包括透镜群以及反射镜群。对于这些构成要素，已经说明，因此，省略说明。

首先，对于第一光源组件10a以及第二光源组件10b，参照图4a以及图4b进行详细说明。图4a是朝向图3的-z方向观看第一光源组件10a时的图。图4b是朝向图3的-x方向观看第二光源组件10b时的图。

第一光源组件10a，具备两个光源块12b1、以及光源块12b2的共计三个光源块。具体而言，在第一光源组件10a中，在上部(+y方向的端部)以及下部(-y方向的端部)分别配置有光源块12b1，在作为两个光源块12b1之间的中央部配置有光源块12b2。另一方面，第二光源组件10b具备，在y方向上排列配置的三个光源块12b1。而且，光源块12b1与光源块12b2是实质上相同的光源块，但是，附上不同的符号，以便于说明。

光源块12b1具有，在水平方向(图4a的x方向，图4b的z方向)上配置四个、在垂直方向(图4a的y方向，图4b的y方向)上配置两个的、共计八个激光二极管11b1。光源块12b2具有，在水平方向(图4a的x方向)上配置四个、在垂直方向(图4a的y方向)上配置两个的、共计八个激光二极管11b2。

而且，以实线示出激光二极管11b1，以虚线示出激光二极管11b2，但是，激光二极管11b1以及激光二极管11b2是，实质上相同的特性的激光二极管。激光二极管11b1以及激光二极管11b2的每一个，例如，发出发光峰值波长为455nm的蓝光。激光二极管11b1以及激光二极管11b2的每一个是，包括准直透镜的透镜一体型，从激光二极管11b1以及激光二极管11b2射出由准直透镜成为平行光的光。

并且，第一光源组件10a以及第二光源组件10b的每一个具备，散热器13。散热器13，例如，经由导热性油脂等粘着在光源块的背面。

接着，说明分离合成镜110。图5是示出分离合成镜110的表面(来自第一光源组件10a的光的入射面)的结构的图。如图5示出，在分离合成镜110的表面，在基板111上形成有反射区域112(附加了斜线阴影的部分)以及透过区域113a及透过区域113b(附加了点阴影的部分)。基板111是，例如，玻璃基板。

在反射区域112，形成有使来自第一光源组件10a以及第二光源组件10b的射出光反射的反射膜。在透过区域113a以及透过区域113b，形成有反射防止膜，以使来自第一光源组件10a以及第二光源组件10b的射出光透过。而且，优选的是，在基板111的背面也同样形成反射防止膜。

在此，对于基于分离合成镜110的分离合成功能，利用图6进行说明。图6是分离合成镜110的分离合成功能的说明图。

如图6示出，第一光源组件10a在z方向(第一方向)上射出蓝光，第二光源组件10b在x方向(第二方向)上射出。如此，第一光源组件和第二光源组件被配置为，各自的射出方向、即第一方向与第二方向以90°交叉。分离合成镜110被配置为，在该交叉区域，相对于来自第一光源组件10a和第二光源组件10b的蓝光的射出方向而倾斜。

来自第一光源组件10a具有的光源块12b1所包括的激光二极管11b1的射出光，由分离合成镜110的反射区域112反射。

另一方面，来自第一光源组件10a具有的光源块12b2所包括的激光二极管11b2的射出光(以虚线箭头线示出)，透过分离合成镜110的透过区域113a(图6中省略)。

来自第二光源组件10b具有的光源块12b1所包括的激光二极管11b1的射出光，透过分离合成镜110的透过区域113b。

此时，交替配置由分离合成镜110反射的来自第一光源组件10a的光的光束、和透过分离合成镜110的来自第二光源组件10b的光的光束。这样的配置是，在分离合成镜110中，与第一光源组件10a的射出光束的位置、以及第二光源组件10b的射出光束的位置对应，形成反射区域112、透过区域113a、以及透过区域113b来实现的。

如图3示出，由分离合成镜110反射的来自第一光源组件10a的蓝光、与透过分离合成镜110的来自第二光源组件10b的蓝光，合成后成为激励光b1。激励光b1是，用于激励荧光体轮20的光。激励光b1，经过由透镜121、反射镜131、透镜122、顶帽扩散元件141、双向分色镜132、透镜123、以及透镜124构成的光程(第一光程)，照射到荧光体轮20的荧光体。据此，荧光体轮20，发出黄色光y1。

另一方面，来自第一光源组件10a的蓝光的一部分，透过分离合成镜110。该蓝光，作为用于影像光的蓝光b2而被使用。蓝光b2，经过由透镜125、反射镜160、扩散板142、透镜126、以及双向分色镜132构成的光程(第二光程)。而且，蓝光b2和所述的黄色光y1，由双向分色镜132合成后(即，第一光程和第二光程成为一个光程)，作为白光射出。射出的白光，向棒状积分器30的入射面入射。

[顶帽扩散元件]

接着，说明顶帽扩散元件141的构造以及功能。首先，说明顶帽扩散元件141的构造。图7a是示出顶帽扩散元件141的构造的平面图。图7b是示出顶帽扩散元件141的构造的侧面图。而且，在图7a中，放大示出顶帽扩散元件141的一部分(以圆围绕的部分)。

在顶帽扩散元件141中，在玻璃基板141a上形成有微透镜阵列层141b。排列1边为1mm以下的微透镜，从而构成微透镜阵列层141b。玻璃基板141a和微透镜阵列层141b也可以由相同的材料形成，也可以由不同的材料形成。微透镜阵列层141b，例如，通过以玻璃板为基材的压制成型或蚀刻等的加工而被形成。并且，图7a示出有规则地排列长方形状的微透镜，但是，为了减轻激光的干扰效应，多个微透镜形状也可以随机不同。同样，也可以随机排列多个微透镜。并且，微透镜，也可以具有凸面，也可以具有凹面。并且，微透镜也可以，被形成在玻璃基板141a的双面。

接着，说明顶帽扩散元件141的功能。图8a是示出光以入射角0°入射到顶帽扩散元件141时的射出光的射出角度θx的图。图8b是示出光以入射角0°入射到顶帽扩散元件141时的射出光的射出角度θy的图。

图9a是示出顶帽扩散元件141的扩散角特性的图。具体而言，图9a是示出θx方向以及θy方向的光强度分布(以下，也简单地记载为强度分布)以作为扩散角特性的图。图9b是示出图9a的θx截面(θy＝0的截面)的光强度以及θy截面(θx＝0的截面)的光强度的图。

如图9a示出，由顶帽扩散元件141扩散后的光强度分布(相对于射出角度的光强度分布、扩散角特性)为，具有矩形的射出模式的顶帽形状(以下，也简单地记载为矩形的顶帽形状)。更具体而言，扩散角特性为，长方形的顶帽形状。也就是说，如图9b示出，与θx截面(θy＝0的截面)的半峰全宽(fwhm：fullwidthathalfmaximum)wθx相比，θy截面(θx＝0的截面)的半峰全宽wθy大。

而且，射出模式(照射模式，配光模式)意味着，从光强度轴方向看相对于射出角度的光强度分布(扩散角特性)的形状(示出扩散角的2维平面的光束形状)。换而言之，意味着扩散角特性(光强度分布)的θx-θy平面的截面形状(俯视形状)为矩形。而且，此时的矩形，并不意味着严密的意义的矩形，而意味着实质上矩形(与圆形相比更近似矩形)。

入射到所述的顶帽扩散元件141的激励光b1，被赋予矩形的顶帽形状的扩散角特性，以矩形扩散。而且，扩散后的激励光b1，由透镜123以及透镜124聚光。换而言之，透镜123以及透镜124，对由顶帽扩散元件141扩散的激励光b1进行聚光，从而将扩散后的激励光b1具有的相对于角度的强度分布变换为相对于位置的强度分布。

其结果为，激励光b1具有的相对于角度的光强度分布，被变换为相对于空间(位置)的光强度分布。而且，相对于空间而具有矩形的顶帽形状的光强度分布的激励光b1照射到荧光体22(荧光体轮20)。

图10a是示出照射到荧光体轮20的激励光b1的光强度分布(空间分布)的图。具体而言，图10a是示出荧光体22上的位置x以及位置y的光强度分布的图。图10b是示出图10a的x截面(y＝0的截面)的光强度以及y截面(x＝0的截面)的光强度的图。

如图10a示出，与顶帽扩散元件141的扩散角特性同样，照射到荧光体轮20的激励光b1的光强度分布为，长方形的顶帽形状。这是因为，透过顶帽扩散元件141的激励光b1成为反映了图9a以及图9b示出的扩散角特性的光强度分布(角度分布)，然后在由透镜123以及透镜124聚光于荧光体轮20时，因透镜123以及透镜124的聚光效果，而相对于角度的光强度分布变换为相对于空间的光强度分布。

其结果为，图10b示出的x截面(y＝0的截面)的半峰全宽wx、以及y截面(x＝0的截面)的半峰全宽wy，满足wx∶wy＝wθx∶w0y的关系。换而言之，通过变更顶帽扩散元件141的扩散角特性，从而能够对照射到荧光体轮20的光强度分布进行控制。

根据顶帽扩散元件141的功能，使照射到荧光体轮20的照射激励光b1的光强度分布均匀化，顶峰光强降低。激励光b1的光强度分布的均匀化后，能够将光均匀地照射到荧光体轮20的荧光体22，因此，能够提高荧光体轮20的发光效率。

而且，顶帽扩散元件141也可以，使激励光b1具有圆形或椭圆形的顶帽形状的扩散角特性来扩散。在此情况下，激励光b1的光强度分布的均匀化后，能够将光均匀地照射到荧光体轮20的荧光体22，因此，也能够提高荧光体轮20的发光效率。

并且，荧光体轮20发出的光的光强度分布(空间分布)，与照射到荧光体轮20的激励光b1的光强度分布(空间分布)大致相同。也就是说，通过变更顶帽扩散元件141的扩散角特性，从而能够对荧光体轮20发出的光的光强度分布(空间分布)进行控制。

如所述的图1或图3所示，荧光体轮20发出的光经由透镜123、透镜124、透镜127、以及透镜128，被引导到棒状积分器30。荧光体轮20发出的光的发光点与棒状积分器30的入射面为大致共轭，因此，棒状积分器30的入射面的光强度分布(空间分布)、与荧光体轮20发出的光的光强度分布(空间分布)大致相似。

在此，如图11示出，用于提高光利用效率的条件为，相对于棒状积分器30的呈矩形状的入射面的形状(入射面的开口形状)，入射光形状s的纵横比相同。图11是示出向棒状积分器30的入射面入射的光的形状的模式图。也就是说，若顶帽扩散元件141的扩散角特性的纵横比、与棒状积分器30的入射面的开口的纵横比大致相同，则能够提高光利用效率。在图11中，向棒状积分器30入射的光的形状为，沿着棒状积分器30的入射面的开口的内表面的形状。

棒状积分器30的入射面的开口尺寸为，例如，横(x)5.5mm×纵(y)8.8mm，纵横比为1.0∶1.6。顶帽扩散元件141的扩散角特性为，例如，wθx＝5.0°，wθy＝8.0°，其纵横比为，wθx∶wθy＝1.0∶1.6。也就是说，棒状积分器30的入射面的纵横比、与射出模式的纵横比大致相同。而且，纵横比大致相同意味着，纵横比实质上相同。在以短方向/长方向的值示出纵横比的情况下，大致相同意味着，例如，相对于棒状积分器30的入射面的纵横比的、射出模式的纵横比的误差在10％以内。

而且，将棒状积分器30的入射面的纵横比，与影像光的纵横比一致的情况多。因此，也可以将棒状积分器30的入射面的纵横比设为，例如0.9∶1.6或1.2∶1.6(3∶4)，而代替1.0∶1.6。与其对应，也可以将顶帽扩散元件141的射出模式的纵横比设为，wθx∶wθy为0.9∶1.6或1.2∶1.6。顶帽扩散元件141的射出模式的纵横比(短方向/长方向的值)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)

如上说明，投影型图像显示装置100，具备：激光二极管11b1(第二光源组件10b)，射出激励光b1；顶帽扩散元件141，使激励光b1具有顶帽形状的强度分布来扩散；荧光体22(荧光体轮20)，因由顶帽扩散元件141扩散的激励光b1的照射而发光。并且，投影型图像显示装置100，具备：棒状积分器30，使荧光体轮20发出的光的强度分布均匀化；dmd(dmd40r、dmd40g、以及dmd40b)，对强度分布由棒状积分器30均匀化后的光进行调制；以及投影组件50，将由dmd调制后的光作为影像来投影。激光二极管11b1(第二光源组件10b)是，激光光源的一个例子，荧光体22(荧光体轮20)是，发光体的一个例子，棒状积分器30是，光均匀化元件的一个例子，dmd是，光调制元件的一个例子。

若如上所述的由顶帽扩散元件141扩散的激励光b1被聚光，则能够使照射到荧光体轮20的激励光的强度分布均匀化。强度分布的均匀化后，能够将光均匀照射到荧光体轮20的荧光体22，因此，能够提高荧光体轮20的发光效率。也就是说，能够实现光的利用效率提高的投影型图像显示装置100。

并且，顶帽扩散元件141也可以，使激励光b1具有包含圆形的射出模式的顶帽形状的强度分布，但是，在实施例1中，顶帽扩散元件141，使激励光b1具有包含矩形的射出模式的顶帽形状的强度分布来扩散。

投影型图像显示装置100，最后射出矩形的影像光。据此，在光束形状为圆形的情况下，产生损失。若由顶帽扩散元件141，使激励光b1具有包含矩形的射出模式的顶帽形状的强度分布，则光束形状成为与影像光同样的矩形，因此，能够提高投影型图像显示装置100的光利用效率。

并且，棒状积分器30也可以是，例如，具有矩形状的入射面的棒状积分器，棒状积分器30的入射面的纵横比，与射出模式的纵横比大致相同。换而言之，也可以将顶帽扩散元件141的射出模式的纵横比、与棒状积分器30的入射面(入射面的开口尺寸)的纵横比匹配。

据此，若按照棒状积分器30的入射面的大小，将光入射到棒状积分器30，则能够提高投影型图像显示装置100的光的利用效率。

并且，投影型图像显示装置100，还具备，对由顶帽扩散元件141扩散的激励光b1进行聚光，从而将扩散后的激励光b1具有的相对于角度的强度分布变换为相对于位置的强度分布的透镜123以及透镜124。荧光体22，因由顶帽扩散元件141扩散的由透镜123以及透镜124聚光的激励光b1的照射而发光。

据此，能够使照射到荧光体轮20的激励光的相对于位置的强度分布均匀化。相对于位置的强度分布的均匀化后，能够将光均匀照射到荧光体轮20的荧光体22，因此，能够提高荧光体轮20的发光效率。也就是说，能够实现光的利用效率提高的投影型图像显示装置100。

(实施例2)

以下，说明实施例2涉及的投影型图像显示装置。在实施例2中，主要说明与实施例1不同之处，省略与实施例1重复的说明。

图12a以及图12b是示出实施例2涉及的投影型图像显示装置的主要部分的光学结构的图。主要部分的结构是，即，从光源装置200a以及光源装置200b到棒状积分器30为止的结构，棒状积分器30以后的结构，与图1相同。

如图12a以及图12b示出，实施例2涉及的投影型图像显示装置具备，两个与实施例1的光源装置200同样的光源装置。具体而言，投影型图像显示装置具备，光源装置200a以及光源装置200b。并且，投影型图像显示装置，在光源装置200a与棒状积分器30之间具备反射镜170a、透镜128a、以及反射棱镜180a。投影型图像显示装置，在光源装置200b与棒状积分器30之间具备反射镜170b、透镜128b、以及反射棱镜180b。

反射镜170a，使从光源装置200a射出的光向-y方向反射，反射镜170b，使从光源装置200b射出的光向+y方向反射。也就是说，由反射镜170a反射的光与由反射镜170b反射的光相对而行进。

透镜128a，对由反射镜170a反射的光进行聚光，透镜128b，对由反射镜170b反射的光进行聚光。反射棱镜180a，使从透镜128a射出的光朝向棒状积分器30的入射面反射，反射棱镜180b，使从透镜128b射出的光朝向棒状积分器30的入射面反射。

图13是示出向棒状积分器30的入射面入射的光的形状的模式图。从光源装置200a射出的光，向入射面(入射面的开口)之中的区域sa入射。从光源装置200b射出的光，向入射面之中的区域sb入射。也就是说，从多个光源装置(光源装置200a以及光源装置200b)射出的光，向棒状积分器30的入射面中包括的多个矩形区域(区域sa以及区域sb)分别入射。区域sa以及区域sb是，将棒状积分器30的入射面均匀地分割为两个而获得的区域。

与实施例1同样，棒状积分器30的入射面的开口尺寸为，横(x)5.5mm×纵(y)8.8mm。在实施例2中，顶帽扩散元件141的扩散角特性为，wθx＝6.0°，wθy＝7.5°，其纵横比为，wθx∶wθy＝1.0∶1.25。

区域sa以及区域sb是，将棒状积分器30的入射面在纵方向上均匀地分割为两个而获得的区域。因此，区域sa以及区域sb分别为，纵4.4mm×横5.5mm，纵横比为1.0∶1.25。如此，在针对棒状积分器30，将来自两个光源装置(光源装置200a以及光源装置200b)的光合成来入射的情况下，将棒状积分器30的入射面的开口尺寸分割为两个而获得的区域(区域sa以及区域sb)的纵横比、与顶帽扩散元件141的扩散角特性的纵横比大致相同即可。

而且，在实施例2中，顶帽扩散元件141的扩散角特性为，纵长(在y方向上长)，但是，向区域sa以及区域sb入射的光为，横长(在x方向上长)。这是因为，来自光源装置200a的射出光，经由反射面两次(经由反射镜170a以及反射棱镜180a)，从而光束旋转90度的缘故。同样，来自光源装置200b的射出光，经由反射面两次(经由反射镜170b以及反射棱镜180b)，从而光束旋转90度的缘故。

(作用以及效果)

如上说明，在实施例2中，投影型图像显示装置具备，至少两个包括激光二极管11b1(第二光源组件10b)、顶帽扩散元件141、以及荧光体轮20的光源装置。投影型图像显示装置具备的棒状积分器30具有，矩形状的入射面。从多个光源装置(光源装置200a以及光源装置200b)射出的光，分别入射到棒状积分器30的入射面中包含的多个矩形区域(区域sa以及区域sb)。多个区域各自的纵横比，与射出模式的纵横比大致相同。换而言之，顶帽扩散元件141的射出模式的纵横比，与将棒状积分器30的入射开口分割为两个部分的区域的纵横比匹配。

据此，若将来自光源装置200a的光按照区域sa的大小入射到棒状积分器30，将来自光源装置200b的光按照区域sb的大小小入射棒状积分器30，则能够提高投影型图像显示装置的光的利用效率。这样的使用了两个光源装置的光学结构是，在想要看尺寸大的影像光时有用的。

而且，投影型图像显示装置也可以，具备三个以上的光源装置，三个以上的光源装置发出的光入射到棒状积分器30。

[实施例3]

以下，说明实施例3涉及的投影型图像显示装置。在实施例3中，主要说明与实施例1不同之处，省略与实施例1重复的说明。

图14是示出实施例3涉及的投影型图像显示装置的光学结构的图。实施例3涉及的投影型图像显示装置100a，代替棒状积分器30而具备一对复眼透镜190(一对透镜阵列)。并且，投影型图像显示装置100a具备，透镜154、透镜155、以及透镜156。

透镜154，使由透镜128聚光的光成为平行光。一对复眼透镜190具有，将由透镜128成为平行光的光分割为多个单元并重叠，从而与棒状积分器30同样，使光强度均匀化的功能。透镜155以及透镜156，将从一对复眼透镜190射出的光引导到dmd(dmd40r、dmd40g、以及dmd40b)。一对复眼透镜190是，光均匀化元件的其他的例子。

一对复眼透镜190的各个单元的尺寸为横(x)3.0mm×纵(y)4.8mm，纵横比为1.0∶1.6。顶帽扩散元件141的扩散角特性为，wθx＝5.0°，wθy＝8.0°，顶帽扩散元件141的扩散角特性的纵横比为，wθx∶wθy＝1.0∶1.6。

(作用以及效果)

如上说明，在实施例3中，光均匀化元件是，一对复眼透镜190，一对复眼透镜190的各个单元的纵横比、与顶帽扩散元件141的扩散角特性的纵横比大致相同。

如此，通过将顶帽扩散元件141的射出模式的纵横比与复眼透镜190的各个单元尺寸的纵横比匹配，从而能够提高投影型图像显示装置100a的光的利用效率。

[其他的实施例]

如上所述，说明了实施例1至3，以作为本申请公开的技术的例子。然而，本公开的技术，不仅限于此，也可以适用于进行了变更、置换、补充、省略等的实施例。并且，也可以组合所述实施例1至3中说明的各个构成要素，来成为新的实施例。于是，以下，示出其他的实施例的例子。

在实施例1至3中，作为光调制元件，示出了三个dmd的例子，但是，实施例，不仅限于此。投影型图像显示装置，作为光调制元件，也可以仅具备一个dmd。并且，投影型图像显示装置，作为光调制元件，也可以仅具备一个液晶面板，也可以具备三个液晶面板(红液晶面板、绿液晶面板、以及蓝液晶面板)。液晶面板，也可以是透射型，也可以是反射型。

并且，在实施例1至3中，作为发生基准光的发光体，示出了荧光体轮20的例子，但是，实施例，不仅限于此。发光体，也可以是静态的无机荧光体陶瓷。并且，对于发光体，也可以代替荧光体，或者，除了荧光体以外，利用磷光体。

并且，所述实施例所示的光学结构是，一个例子，本公开不仅限于所述光学结构。也就是说，与所述光学结构同样，能够实现本公开的特征性的功能的光学结构也包含在本公开中。例如，在能够实现与所述光学结构同样的功能的范围内，也可以省略所述光学结构所使用的光学部件的一部分，也可以在所述光学结构中追加光学部件。

并且，在附图以及详细说明中记载的构成要素中，除了为了解决问题而必要的构成要素以外，还会包括为了解决问题而非必要的构成要素，以便于示出所述技术的例子。因此，即使在附图以及详细说明中记载有这些非必要的构成要素，也不应该立即认定为这些非必须的构成要素是必须的。

并且，所述实施例，用于示出本公开的技术的例子，因此，在权利要求书或其均等的范围内，能够进行各种变更、置换、补充、省略等。

本公开，能够适用于投影机等的投影型图像显示装置。

符号说明

10a第一光源组件

10b第二光源组件

11b1、11b2激光二极管

12b1、12b2光源块

13散热器

20荧光体轮

20a旋转轴

21基板

22荧光体

23电动机

30棒状积分器

40r、40g、40bdmd

50投影组件

100、100a投影型图像显示装置

110分离合成镜

111基板

112反射区域

113a、113b透过区域

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

131、133、160、170、170a、170b反射镜

132双向分色镜

141顶帽扩散元件

141a玻璃基板

141b微透镜阵列层

142扩散板

151、152、153、154、155、156透镜

180a、180b反射棱镜

190复眼透镜

200、200a、200b光源装置

210、220、230、240、250棱镜

211、212、221、222、231、232、241、251面