(57)【要約】【課題】小型で高効率の光源装置を提供する。【解決手段】本発明の光源装置は、第１の光を射出する光源部と、光源部から射出された第１の光の一部を伝播させる導光体と、光源部から射出され、導光体を通過した第１の光の他の一部により励起されて第２の光を発する蛍光体を含む波長変換部と、導光体から射出された第１の光の一部と、波長変換部から射出された第２の光と、を合成する光合成部と、を備える。導光体は、互いに対向する第１側面および第２側面と、を有し、波長変換部は、互いに対向する第３側面および第４側面と、を有する。光源部は、第１側面と対向する位置に設けられ、導光体と波長変換部とは、第２側面と第３側面とが対向するように、互いに並列して配置されている。【選択図】図２
2020091329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を射出する光源部と、
前記光源部から射出された前記第１の光の一部を伝播させる導光体と、
前記光源部から射出され、前記導光体を通過した前記第１の光の他の一部により励起されて第２の光を発する蛍光体を含む波長変換部と、
前記導光体から射出された前記第１の光の一部と、前記波長変換部から射出された前記第２の光と、を合成する光合成部と、
を備え、
前記導光体は、互いに対向する第１側面および第２側面と、互いに対向する第１端面および第２端面と、を有し、
前記波長変換部は、互いに対向する第３側面および第４側面と、互いに対向する第３端面および第４端面と、を有し、
前記光源部は、前記第１側面と対向する位置に設けられ、
前記導光体と前記波長変換部とは、前記第２側面と前記第３側面とが対向するように、互いに並列して配置された、光源装置。
【請求項２】
前記導光体と前記波長変換部とは、前記導光体の長手方向と前記波長変換部の長手方向とが平行になるように、隣り合って配置されている、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１の光は青色の光であり、前記第２の光は黄色の蛍光であり、
前記光合成部において前記第１の光の一部と前記第２の光とが合成されることによって前記光合成部から白色光が射出される、請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記光源部と前記第１側面との間に設けられた透光性部材をさらに備えた、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記透光性部材の屈折率と前記導光体の屈折率とが等しい、請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第４側面に対向して設けられ、前記波長変換部に向けて励起光を射出する励起光用光源部をさらに備えた、請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記光源部は、発光ダイオード光源を有する、請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項８】
前記光源部は、複数の発光ダイオード光源を有し、
前記複数の発光ダイオード光源は、互いに間隔をおいて配置されている、請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記導光体は、前記第１側面のうち、隣り合う前記発光ダイオード光源の間の領域に設けられた反射膜を有する、請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記光合成部は、前記第２端面および前記第４端面と対向する位置に配置されている、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記光合成部は、前記第２端面に対向するプリズムと、前記第４端面に対向するダイクロイックプリズムと、を有する、請求項１０に記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備えた、プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターに用いられる光源装置として、発光素子から射出された励起光を蛍光体に照射した際に蛍光体から発せられる蛍光を利用した光源装置が提案されている。下記の特許文献１には、波長変換作用を有するロッド状のセラミック体と、励起光を射出する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、を備え、セラミック体の側面から励起光を入射させ、セラミック体の端面から変換光を取り出す形態の照明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】特表２０１７−５３６６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているように、ＬＥＤから射出された光を波長変換部材に入射させることにより、ＬＥＤから射出された光の波長とは異なる波長の光を得ることができる。例えば波長変換部材が黄色蛍光体を含む場合、ＬＥＤから射出された青色光から黄色光を得ることができる。ところが、プロジェクター用光源装置として必要な白色光を得るためには、特許文献１の照明装置とは別に、青色光を射出する光源、青色光と黄色光とを合成する光合成素子等の光学系を別途設けなければならない。その結果、光源装置が大型化するという課題があった。また、白色以外の色光を得る場合においても、蛍光と他の色光とを合成するための光学系が必要であり、光源装置が大型化するという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の光源装置は、第１の光を射出する光源部と、前記光源部から射出された前記第１の光の一部を伝播させる導光体と、前記光源部から射出され、前記導光体を通過した前記第１の光の他の一部により励起されて第２の光を発する蛍光体を含む波長変換部と、前記導光体から射出された前記第１の光の一部と、前記波長変換部から射出された前記第２の光と、を合成する光合成部と、を備える。前記導光体は、互いに対向する第１側面および第２側面と、互いに対向する第１端面および第２端面と、を有し、前記波長変換部は、互いに対向する第３側面および第４側面と、互いに対向する第３端面および第４端面と、を有し、前記光源部は、前記第１側面と対向する位置に設けられ、前記導光体と前記波長変換部とは、前記第２側面と前記第３側面とが対向するように、互いに並列して配置されている。
【０００６】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記導光体と前記波長変換部とは、前記導光体の長手方向と前記波長変換部の長手方向とが平行になるように、隣り合って配置されていてもよい。
【０００７】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１の光は青色の光であり、前記第２の光は黄色の蛍光であり、前記光合成部において前記第１の光の一部と前記第２の光とが合成されることによって前記光合成部から白色光が射出される構成であってもよい。
【０００８】
本発明の一つの態様の光源装置は、前記光源部と前記第１側面との間に設けられた透光性部材をさらに備えていてもよい。
【０００９】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記透光性部材の屈折率と前記導光体の屈折率とが等しくてもよい。
【００１０】
本発明の一つの態様の光源装置は、前記第４側面に対向して設けられ、前記波長変換部に向けて励起光を射出する励起光用光源部をさらに備えていてもよい。
【００１１】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記光源部は、発光ダイオード光源を有していてもよい。
【００１２】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記光源部は、複数の発光ダイオード光源を有し、前記複数の発光ダイオード光源は、互いに間隔をおいて配置されていてもよい。
【００１３】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記導光体は、前記第１側面のうち、隣り合う前記発光ダイオード光源の間の領域に設けられた反射膜を有していてもよい。
【００１４】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記光合成部は、前記第２端面および前記第４端面と対向する位置に配置されていてもよい。
【００１５】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記光合成部は、前記第２端面に対向するプリズムと、前記第４端面に対向するダイクロイックプリズムと、を有していてもよい。
【００１６】
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の光源装置の平面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】第２実施形態の光源装置の平面図である。
【図５】第３実施形態の光源装置の斜視図である。
【図６】第３実施形態の変形例の光源装置の斜視図である。
【図７】変形例の光源装置の平面図である。
【図８】第４実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、光変調装置として液晶パネルを用いた液晶プロジェクターの一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１９】
図１は、第１実施形態のプロジェクター１の概略構成図である。
第１実施形態のプロジェクター１は、スクリーン（被投射面）ＳＣＲ上にカラー画像を投射する投射型画像表示装置である。プロジェクター１は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの各色光に対応した３つの光変調装置を用いている。
【００２０】
図１に示すように、プロジェクター１は、光源装置２と、均一照明光学系４０と、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒと、光変調装置４Ｇと、光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投射光学装置６と、を備えている。
【００２１】
光源装置２は、照明光ＷＬを均一照明光学系４０に向けて射出する。光源装置２の詳細な構成については、後で詳しく説明する。
【００２２】
均一照明光学系４０は、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３と、を備えている。インテグレーター光学系３１は、第１レンズアレイ３１ａと、第２レンズアレイ３１ｂと、を備えている。均一照明光学系４０は、光源装置２から射出された照明光ＷＬの強度分布を、被照明領域である光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂのそれぞれにおいて均一化する。均一照明光学系４０から射出された照明光ＷＬは、色分離光学系３へ入射する。
【００２３】
色分離光学系３は、白色の照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。色分離光学系３は、第１ダイクロイックミラー７ａと、第２ダイクロイックミラー７ｂと、第１反射ミラー８ａと、第２反射ミラー８ｂと、第３反射ミラー８ｃと、第１リレーレンズ９ａと、第２リレーレンズ９ｂと、を備えている。
【００２４】
第１ダイクロイックミラー７ａは、光源装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、その他の光（緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）とに分離する。第１ダイクロイックミラー７ａは、分離された赤色光ＬＲを透過するとともに、その他の光（緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）を反射する。一方、第２ダイクロイックミラー７ｂは、その他の光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。第２ダイクロイックミラー７ｂは、分離された緑色光ＬＧを反射し、青色光ＬＢを透過する。
【００２５】
第１反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置され、第１ダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。一方、第２反射ミラー８ｂおよび第３反射ミラー８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置され、第２ダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに向けて反射する。また、緑色光ＬＧは、第２ダイクロイックミラー７ｂによって光変調装置４Ｇに向けて反射される。
【００２６】
第１リレーレンズ９ａおよび第２リレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路中における第２ダイクロイックミラー７ｂの光射出側に配置されている。第１リレーレンズ９ａおよび第２リレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光ＬＧの光路長よりも長いことに起因した青色光ＬＢの照明分布の違いを修正する。
【００２７】
光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。
【００２８】
光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側および射出側には、偏光板（図示せず）がそれぞれ配置され、特定の方向の直線偏光のみを通過させる構成となっている。
【００２９】
光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの入射側には、それぞれフィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、およびフィールドレンズ１０Ｂは、それぞれの光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、光変調装置４Ｂに入射する赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの主光線を平行化する。
【００３０】
合成光学系５は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂから射出された画像光が入射することにより、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投射光学装置６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。
【００３１】
投射光学装置６は、複数の投射レンズから構成されている。投射光学装置６は、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上に画像が表示される。
【００３２】
以下、光源装置２について説明する。
図２は、光源装置２の概略構成を示す平面図である。図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。
図２に示すように、光源装置２は、導光ロッド５１（導光体）と、波長変換ロッド５８（波長変換部）と、光源部６２と、透光性部材６５と、光合成部５３と、角度変換素子５６と、コリメーターレンズ５７と、を備えている。
【００３３】
導光ロッド５１は、６つの面を有する四角柱状の形状を有している。６つの面は、互いに対向する第１端面５１ａおよび第２端面５１ｂと、第１端面５１ａおよび第２端面５１ｂに交差する４つの側面５１ｃ１，５１ｃ２，５１ｃ３，５１ｃ４と、を含んでいる。本明細書においては、第１端面５１ａと第２端面５１ｂとが対向する方向を、導光ロッド５１の長手方向Ｎ１と定義する。以下の説明において、４つの側面５１ｃ１，５１ｃ２，５１ｃ３，５１ｃ４のうち、光源部６２に対向する側面を第１側面５１ｃ１と称し、波長変換ロッド５８に対向する側面を第２側面５１ｃ２と称する。
【００３４】
同様に、波長変換ロッド５８は、６つの面を有する四角柱状の形状を有している。６つの面は、互いに対向する第３端面５８ａおよび第４端面５８ｂと、第３端面５８ａおよび第４端面５８ｂに交差する４つの側面５８ｃ１，５８ｃ２，５８ｃ３，５８ｃ４と、を含んでいる。波長変換ロッド５８の第３端面５８ａの中心と第４端面５８ｂの中心とを通る軸を光源装置２の光軸Ｊ１と定義する。光源装置２からの光は、光軸Ｊ１の方向に射出される。本明細書においては、第３端面５８ａと第４端面５８ｂとが対向する方向を、波長変換ロッド５８の長手方向Ｎ２と定義する。以下の説明において、４つの側面５８ｃ１，５８ｃ２，５８ｃ３，５８ｃ４のうち、導光ロッド５１に対向する側面を第３側面５８ｃ３と称し、第３側面５８ｃ３に対向する側面を第４側面５８ｃ４と称する。
【００３５】
本実施形態では、導光ロッド５１と波長変換ロッド５８とは、略同一の寸法を有している。導光ロッド５１の長手方向Ｎ１の寸法Ａは、導光ロッド５１の短手方向（長手方向Ｎ１と直交する方向）の寸法Ｂよりも長い。例えば寸法Ａは、寸法Ｂの１０倍〜数１０倍程度である。波長変換ロッド５８についても、導光ロッド５１と同様である。
【００３６】
導光ロッド５１と波長変換ロッド５８とは、導光ロッド５１の第２側面５１ｃ２と波長変換ロッド５８の第３側面５８ｃ３とが対向するように、間隔をおいて互いに並列して配置されている。導光ロッド５１と波長変換ロッド５８との間の空間には、空気Ｋが存在している。導光ロッド５１と波長変換ロッド５８との間の空間には、導光ロッド５１の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折率材料が充填されていてもよいが、空気Ｋが存在していることが好ましい。
【００３７】
本実施形態の場合、導光ロッド５１と波長変換ロッド５８とは、導光ロッド５１の長手方向Ｎ１と波長変換ロッド５８の長手方向Ｎ２とが平行になるように、隣り合って配置されている。この配置により、光源装置２の幅（光軸Ｊ１と垂直な方向の寸法）を小さくすることができる。なお、導光ロッド５１の長手方向Ｎ１と波長変換ロッド５８の長手方向Ｎ２とは、必ずしも平行でなくてもよく、平行から傾いていてもよい。
【００３８】
以下の説明では、導光ロッド５１の２つの端面のうち、光合成部５３から遠い側に位置する導光ロッド５１の端面を第１端面５１ａと称し、第１端面５１ａと対向し、導光ロッド５１から光が射出される側の端面を第２端面５１ｂと称する。また、波長変換ロッド５８の２つの端面のうち、導光ロッド５１の第１端面５１ａと同じ側に位置する波長変換ロッド５８の端面を第３端面５８ａと称し、第３端面５８ａと対向し、波長変換ロッド５８から光が射出される側の端面を第４端面５８ｂと称する。
【００３９】
光源部６２は、基板６２１と、第１の光Ｌ１を射出する複数の発光ダイオード光源６２２（ＬＥＤ光源）と、を備えている。複数のＬＥＤ光源６２２は、導光ロッド５１の第１側面５１ｃ１と対向する基板６２１の一面に実装されている。本実施形態では、光源部６２は５個のＬＥＤ光源６２２を備えているが、ＬＥＤ光源６２２の個数は特に限定されない。複数のＬＥＤ光源６２２は、導光ロッド５１の長手方向Ｎ１に互いに間隔をおいて配置されている。
【００４０】
ＬＥＤ光源６２２から射出される第１の光Ｌ１の波長帯は、例えば４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色波長帯であり、ピーク波長は例えば４４５ｎｍである。すなわち、第１の光Ｌ１は青色光である。このようにして、光源部６２は、導光ロッド５１の第１側面５１ｃ１に向けて青色の第１の光Ｌ１を射出する。
【００４１】
導光ロッド５１は、例えばガラス等の透光性材料で構成されている。導光ロッド５１は、光源部６２から射出された第１の光Ｌ１が入射され、入射した第１の光Ｌ１のうち、一部の光Ｌ１１を内部で伝播させる。また、第１の光Ｌ１のうち、他の一部の光Ｌ１２は、波長変換ロッド５８に含まれる蛍光体の励起光として機能する。したがって、第１の光Ｌ１の波長帯には、波長変換ロッド５８に用いられる蛍光体の励起光として機能し得る波長帯が選択されている。
【００４２】
また、導光ロッド５１は、第１側面５１ｃ１のうち、隣り合うＬＥＤ光源６２２の間の領域に設けられた反射膜６７を有している。本実施形態の場合、反射膜６７は、第１側面５１ｃ１のうち、隣り合うＬＥＤ光源６２２の間の領域だけでなく、ＬＥＤ光源６２２が対向していない領域の全てに設けられている。反射膜６７は、導光ロッド５１を構成する透光性材料の表面に形成された誘電体多層膜で構成されている。さらに、反射膜６７は、第１側面５１ｃ１と第２側面５１ｃ２とを除く他の側面５１ｃ３，５１ｃ４に設けられていてもよい。
【００４３】
導光ロッド５１は、導光ロッド５１の第１端面５１ａに設けられたミラー６４を有する。ミラー６４は、金属膜や誘電体多層膜から構成されている。
【００４４】
透光性部材６５は、光源部６２と導光ロッド５１との間に設けられている。より詳しくは、透光性部材６５は、光源部６２のＬＥＤ光源６２２と導光ロッド５１の第１側面５１ｃ１との間に、ＬＥＤ光源６２２の光射出面を覆うように設けられている。透光性部材６５は、例えばシリコーン樹脂等の透明樹脂、ガラスフリット等から構成されている。透光性部材６５は、光透過性とともに耐熱性を有していることが好ましい。また、透光性部材６５は、光源部６２と導光ロッド５１とを固定する接着材としても機能する。
【００４５】
また、透光性部材６５の屈折率は、導光ロッド５１の屈折率と等しいことが望ましい。この構成によれば、第１の光Ｌ１が透光性部材６５から導光ロッド５１に入射する際の無用な屈折が生じることなく、第１の光Ｌ１が所定の角度で導光ロッド５１に入射する。これにより、第１の光Ｌ１の利用効率を高めることができる。なお、特許請求の範囲における「透光性部材の屈折率と導光体の屈折率とが等しい」とは、透光性部材と導光体とが、光利用効率の低下が性能に影響しない程度のわずかな屈折が生じるだけの屈折率差を有する場合を含む概念である。
【００４６】
波長変換ロッド５８は、光源部６２から射出され、導光ロッド５１を通過した第１の光Ｌ１のうちの他の一部の光Ｌ１２により励起されて、第２の光Ｌ２を発する蛍光体を含んでいる。本実施形態では、蛍光体として、セラミック蛍光体（多結晶蛍光体）から構成されている。第２の光Ｌ２の波長帯は、例えば４９０〜７５０ｎｍの黄色波長帯である。すなわち、第２の光Ｌ２は、黄色の蛍光である。波長変換ロッド５８は、多結晶蛍光体に代えて、単結晶蛍光体から構成されていてもよい。もしくは、波長変換ロッド５８は、蛍光ガラスから構成されていてもよい。もしくは、波長変換ロッド５８は、ガラスや樹脂からなるバインダー中に多数の蛍光体粒子が分散された材料から構成されていてもよい。
【００４７】
具体的には、波長変換ロッド５８は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体から構成されている。賦活剤としてのセリウム（Ｃｅ）を含有するＹＡＧ：Ｃｅを例に挙げると、波長変換ロッド５８の材料として、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＯ３等の構成元素を含む原料粉末を混合して固相反応させた材料、共沈法、ゾルゲル法等の湿式法により得られるＹ−Ａｌ−Ｏアモルファス粒子、噴霧乾燥法、火炎熱分解法、熱プラズマ法等の気相法により得られるＹＡＧ粒子等を用いることができる。
【００４８】
波長変換ロッド５８は、波長変換ロッド５８の第３端面５８ａに設けられたミラー６３を有する。ミラー６３は、金属膜や誘電体多層膜から構成されている。
【００４９】
光合成部５３は、導光ロッド５１の第２端面５１ｂおよび波長変換ロッド５８の第４端面５８ｂと対向する位置に配置されている。光合成部５３は、導光ロッド５１から射出された第１の光Ｌ１のうちの一部の光Ｌ１１と、波長変換ロッド５８から射出された第２の光Ｌ２と、を合成する。光合成部５３は、導光ロッド５１の第２端面５１ｂに対向するプリズム５４と、波長変換ロッド５８の第４端面５８ｂに対向するダイクロイックプリズム５５と、を有している。
【００５０】
プリズム５４は、導光ロッド５１の第２端面５１ｂに接して設けられている。プリズム５４は、直角二等辺三角形の断面を有する三角柱状プリズムから構成されており、光入射端面５４ａ、反射面５４ｃおよび光射出端面５４ｂを有する。プリズム５４は、入射した光Ｌ１１の光路を９０°折り曲げて射出させる機能を有する。すなわち、プリズム５４は、導光ロッド５１の第２端面５１ｂから射出された光Ｌ１１を反射面５４ｃで反射させることにより光路を曲げ、光射出端面５４ｂから射出させる。
【００５１】
ダイクロイックプリズム５５は、波長変換ロッド５８の第４端面５８ｂおよびプリズム５４の光射出端面５４ｂに対向して設けられている。ダイクロイックプリズム５５は、プリズム本体の内部にダイクロイックミラー５５１が設けられた構成を有する。ダイクロイックプリズム５５は、立方体状の形状を有し、光入射端面５５ａおよび光入射端面５５ｂと、光射出端面５５ｃと、を有する。ダイクロイックミラー５５１は、青色波長帯の光を反射し、黄色波長帯の光を透過させる特性を有する。したがって、プリズム５４から射出された光Ｌ１１は、ダイクロイックミラー５５１で反射して光射出端面５５ｃに向けて進む。一方、波長変換ロッド５８の第４端面５８ｂから射出された第２の光Ｌ２は、ダイクロイックミラー５５１を透過して光射出端面５５ｃに向けて進む。
【００５２】
このようにして、ダイクロイックプリズム５５は、導光ロッド５１の第２端面５１ｂから射出された青色の光Ｌ１１と、波長変換ロッド５８の第４端面５８ｂから射出された黄色の第２の光Ｌ２と、を合成する。その後、青色の光Ｌ１１と黄色の第２の光Ｌ２とからなる白色の合成光ＬＷは、ダイクロイックプリズム５５から射出される。このように、光合成部５３において、第１の光Ｌ１のうちの一部の光Ｌ１１と第２の光Ｌ２とが合成されることにより、光合成部５３から白色の合成光ＬＷが射出される。
【００５３】
角度変換素子５６は、ダイクロイックプリズム５５の光射出端面５５ｃの光射出側に設けられている。角度変換素子５６は、合成光ＬＷが入射する光入射端面５６ａと、合成光ＬＷが射出する光射出端面５６ｂと、を有するテーパーロッドから構成されている。角度変換素子５６は、四角錐台状の形状を有し、光軸Ｊ１に垂直な断面積が合成光ＬＷの進行方向に沿って広がっており、光射出端面５６ｂの面積は光入射端面５６ａの面積よりも大きい。これにより、合成光ＬＷは、角度変換素子５６の内部を進行する間に、側面５６ｃで全反射する毎に光軸Ｊ１に平行な方向に角度を変える。このようにして、角度変換素子５６は、光射出端面５６ｂにおける合成光ＬＷの拡散角を光入射端面５６ａにおける合成光ＬＷの拡散角よりも小さくする。
【００５４】
角度変換素子５６は、光入射端面５６ａがダイクロイックプリズム５５の光射出端面５５ｃに対向するようにダイクロイックプリズム５５に固定されている。すなわち、角度変換素子５６とダイクロイックプリズム５５とは光学接着剤（図示略）を介して接触しており、角度変換素子５６とダイクロイックプリズム５５との間に空隙（空気層）は設けられていない。なお、角度変換素子５６は、例えば任意の支持部材によってダイクロイックプリズム５５に直接接触するように固定されていてもよい。いずれにしても、角度変換素子５６とダイクロイックプリズム５５との間に空隙が設けられていないことが望ましい。角度変換素子５６の屈折率とダイクロイックプリズム５５の屈折率とは、できるだけ一致させることが望ましい。
【００５５】
なお、角度変換素子５６として、テーパーロッドに代えて、複合放物面型集光器（Compound Parabolic Concentrator, ＣＰＣ）が用いられてもよい。角度変換素子５６としてＣＰＣを用いた場合も、テーパーロッドを用いた場合と同様の効果が得られる。
【００５６】
コリメーターレンズ５７は、角度変換素子５６の光射出端面５６ｂの光射出側に設けられている。コリメーターレンズ５７は、角度変換素子５６から射出された合成光ＬＷを平行化する。すなわち、角度変換素子５６によって角度分布が変換された合成光ＬＷの平行度は、コリメーターレンズ５７によってさらに高められる。コリメーターレンズ５７は、凸レンズで構成されている。なお、角度変換素子５６のみで十分な平行度が得られている場合、必ずしもコリメーターレンズ５７は設けられていなくてもよい。
【００５７】
以下、上記構成の光源装置２の作用について説明する。
ＬＥＤ光源６２２の配光分布は、ランバート配光を示す。したがって、ＬＥＤ光源６２２から射出される第１の光Ｌ１は、十分に広い発散角を有している。
図３に示すように、第１の光Ｌ１は、ＬＥＤ光源６２２から射出された後、透光性部材６５を透過し、第１側面５１ｃ１から導光ロッド５１に入射する。導光ロッド５１に入射した第１の光Ｌ１のうち、大きい射出角で射出された一部の光Ｌ１１は、臨界角以上の入射角でいずれかの側面に到達する。このような光Ｌ１１は、その側面で反射した後、側面での反射を繰り返しつつ、図２に示すように、導光ロッド５１の内部を伝播し、第２端面５１ｂに向かって進む。
【００５８】
その後、導光ロッド５１の第２端面５１ｂから射出された光Ｌ１１は、プリズム５４の反射面５４ｃで反射して光路を曲げ、ダイクロイックプリズム５５に入射する。なお、プリズム５４とダイクロイックプリズム５５とは直接接触しないように、プリズム５４とダイクロイックプリズム５５との間に間隙（空気層）が設けられていることが望ましい。プリズム５４とダイクロイックプリズム５５との間に間隙が設けられることによって、プリズム５４とダイクロイックプリズム５５との界面近傍に進んだ光Ｌ１１のうち、臨界角未満の入射角で界面に入射した光がプリズム５４やダイクロイックプリズム５５の外部に漏れることが抑えられ、光利用効率を高めることができる。
【００５９】
一方、導光ロッド５１に入射した第１の光Ｌ１のうち、小さい射出角で射出された光Ｌ１２は、臨界角未満の入射角で第２側面５１ｃ２に到達する。このような光Ｌ１２は、導光ロッド５１の第２側面５１ｃ２から射出され、その後、波長変換ロッド５８に入射する。このとき、波長変換ロッド５８に含まれる蛍光体が光Ｌ１２によって励起され、任意の発光点Ｐ１から第２の光Ｌ２が発せられる。第２の光Ｌ２は、任意の発光点Ｐ１から全ての方向に向かって進むが、各側面５８ｃ１，５８ｃ２，５８ｃ３，５８ｃ４に向かった第２の光Ｌ２は、図２に示すように、全反射を繰り返しつつ、第３端面５８ａもしくは第４端面５８ｂに向かって進む。第４端面５８ｂに向かった第２の光Ｌ２は、第４端面５８ｂからダイクロイックプリズム５５に入射する。一方、第３端面５８ａに向かった第２の光Ｌ２は、ミラー６３で反射した後、第４端面５８ｂに向かって進む。
【００６０】
ダイクロイックプリズム５５に入射した光Ｌ１１は、ダイクロイックミラー５５１で反射する。一方、ダイクロイックプリズム５５に入射した第２の光Ｌ２は、ダイクロイックミラー５５１を透過する。その結果、青色の光Ｌ１１と黄色の第２の光Ｌ２とが合成され、白色の合成光ＬＷがダイクロイックプリズム５５の光射出端面５５ｃから射出される。ダイクロイックプリズム５５から射出された合成光ＬＷは、角度変換素子５６とコリメーターレンズ５７とによって平行化された後、光源装置２から射出される。光源装置２から射出された合成光ＬＷ（照明光ＷＬ）は、図１に示すように、インテグレーター光学系３１に向かって進む。
【００６１】
本実施形態の光源装置２において、青色の光Ｌ１１を射出する導光ロッド５１と黄色の第２の光Ｌ２を射出する波長変換ロッド５８とが第２側面５１ｃ２と第３側面５８ｃ３とで対向するように配置され、導光ロッド５１の第２端面５１ｂおよび波長変換ロッド５８の第４端面５８ｂに光合成部５３が配置され、導光ロッド５１の第１側面５１ｃ１に対向して光源部６２が設けられているため、白色光を射出可能な小型の光源装置を実現することができる。
【００６２】
本実施形態の光源装置２は、光源部６２から射出された青色の光Ｌ１１を導光ロッド５１によって光合成部５３に導く構成を有しているため、例えば紫外ＬＥＤと青色蛍光体との組み合わせのような青色光を発光可能な蛍光体光源を別途用意することなく、青色光を単純な構成で効率良く得ることができる。
【００６３】
上述したように、ＬＥＤ光源６２２はランバート配光を示すため、特に導光ロッド５１の径（長手方向Ｎ１と垂直な方向の寸法Ｂ）が細い場合、ＬＥＤ光源６２２からの第１の光Ｌ１を導光ロッド５１の端面に入射させることは難しい。そのため、ＬＥＤ光源６２２を使用する場合には、本実施形態のように、ＬＥＤ光源６２２からの第１の光Ｌ１を導光ロッド５１の側面に入射させる構成を採用することが合理的である。
【００６４】
ところが、ＬＥＤ光源６２２からの第１の光Ｌ１を導光ロッド５１の側面に入射させた場合、第１の光Ｌ１の一部は、第１の光を入射させた側面と対向する側面に臨界角未満の入射角で入射するため、導光ロッド５１から外部に射出される。その結果、外部に射出された第１の光Ｌ１は損失分となり、光利用効率を低下させる要因となる。本発明者らの試算によれば、ＬＥＤ光源６２２の配光分布をランバート配光とした場合、ＬＥＤ光源６２２から射出され、導光ロッド５１に入射された第１の光Ｌ１のうち、約８５％の光Ｌ１１が導光ロッド５１の内部を伝播し、約１５％の光Ｌ１２が導光ロッド５１から外部に射出されていることが判った。すなわち、導光ロッド５１に入射された第１の光Ｌ１のうちの約１５％が使用されない光となっていた。
【００６５】
この問題に対し、本実施形態の光源装置２においては、導光ロッド５１と波長変換ロッド５８とは、第２側面５１ｃ２と第３側面５８ｃ３とが対向するように配置され、光源部６２は、導光ロッド５１の第１側面５１ｃ１と対向するように配置されている。すなわち、図３に示すように、波長変換ロッド５８は、導光ロッド５１を挟んで光源部６２とは反対側に配置されている。したがって、導光ロッド５１の第２側面５１ｃ２から射出され、従来では使用されなかった光Ｌ１２が波長変換ロッド５８に入射し、蛍光体を励起させる励起光として寄与する。このように、本実施形態の光源装置２によれば、従来に比べて、光源部６２から射出された第１の光Ｌ１の利用効率を高めることができる。
【００６６】
また、本実施形態の光源装置２においては、ＬＥＤ光源６２２と導光ロッド５１との間に導光ロッド５１の屈折率と等しい屈折率を有する透光性部材６５が介在しているため、ＬＥＤ光源６２２から射出された第１の光Ｌ１が透光性部材６５を介して導光ロッド５１に入射する。この構成によれば、ＬＥＤ光源６２２と導光ロッド５１とが離れて配置され、これらの間に空気が介在している場合に比べて、導光ロッド５１に入射する第１の光Ｌ１の光量を増やすことができる。
【００６７】
また、ＬＥＤ光源６２２の光射出面の反射率はあまり高くないため、導光ロッド５１の側面で反射を繰り返しつつロッド内を伝播する第１の光Ｌ１のうちの一部の光Ｌ１１は、透光性部材６５を介してＬＥＤ光源６２２に入射し、光射出面で反射することなく損失となり、光利用効率を低下させる要因となる。これに対し、本実施形態の光源装置２においては、導光ロッド５１の第１側面５１ｃ１のうち、隣り合うＬＥＤ光源６２２の間の領域に誘電体多層膜からなる反射膜６７が設けられている。これにより、導光ロッド５１内を伝播する光Ｌ１１が第１側面５１ｃ１で反射する際の光損失が抑制されるため、透光性部材６５を設けたことによるデメリットを改善することができる。
【００６８】
本実施形態の光源装置２においては、ダイクロイックプリズム５５の光射出側に角度変換素子５６が設けられているため、ダイクロイックプリズム５５から射出された合成光ＬＷを平行化することができる。さらに、角度変換素子５６の光射出側にコリメーターレンズ５７が設けられているため、合成光ＬＷの平行度をさらに高めることができる。これにより、光源装置２の後段の光学系における光利用効率を高めることができる。
【００６９】
本実施形態のプロジェクター１は、上述した光源装置２を備えているため、小型化が図れるとともに、光利用効率に優れる。
【００７０】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
第２実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、励起光用光源部が付加された点が第１実施形態と異なる。そのため、光源装置の全体構成の説明は省略する。
図４は、第２実施形態の光源装置１６の概略構成を示す平面図である。
図４において、図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７１】
図４に示すように、光源装置１６は、導光ロッド５１（導光体）と、波長変換ロッド５８（波長変換部）と、光源部６２と、励起光用光源部７２と、透光性部材６５と、光合成部５３と、角度変換素子５６と、コリメーターレンズ５７と、を備えている。
【００７２】
励起光用光源部７２は、波長変換ロッド５８の第４側面５８ｃ４に対向して設けられている。励起光用光源部７２は、基板７２１と、波長変換ロッド５８に向けて励起光ＬＥを射出する複数のＬＥＤ光源７２２と、を備えている。複数のＬＥＤ光源７２２は、波長変換ロッド５８の第４側面５８ｃ４と対向する基板７２１の一面に実装されている。本実施形態では、励起光用光源部７２は５個のＬＥＤ光源７２２を備えているが、ＬＥＤ光源７２２の個数は特に限定されない。複数のＬＥＤ光源７２２は、波長変換ロッド５８の長手方向Ｎ２に互いに間隔をおいて配置されている。なお、本実施形態では、光源部６２と励起光用光源部７２がそれぞれＬＥＤ光源６２２，７２２を有しているため、光源部６２のＬＥＤ光源６２２を第１ＬＥＤ光源６２２と称し、励起光用光源部７２のＬＥＤ光源７２２を第２ＬＥＤ光源７２２と称する。
【００７３】
第２ＬＥＤ光源７２２から射出される励起光ＬＥの波長帯は、例えば４００ｎｍ〜４８０ｎｍの青色波長帯であり、ピーク波長は例えば４４５ｎｍである。このようにして、励起光用光源部７２は、波長変換ロッド５８の第４側面５８ｃ４に向けて青色の励起光ＬＥを射出する。
【００７４】
光源部６２の第１ＬＥＤ光源６２２から射出された第１の光Ｌ１のうちの一部の光Ｌ１１は、導光ロッド５１の内部を伝播した後、導光ロッド５１から射出され、合成光ＬＷの一部を構成する青色光として機能する。一方、励起光用光源部７２の第２ＬＥＤ光源７２２から射出された励起光ＬＥは、波長変換ロッド５８に入射した後、波長変換ロッド５８の蛍光体を励起させるための励起光として機能する。このように、第１ＬＥＤ光源６２２から射出された第１の光Ｌ１の機能と、第２ＬＥＤ光源７２２から射出された励起光ＬＥの機能と、は互いに異なる。そのため、第１ＬＥＤ光源６２２と第２ＬＥＤ光源７２２とは、青色光もしくは励起光としてそれぞれ最適化された互いに異なる波長の光を射出してもよいし、いずれの機能でも共通に用いられる同じ波長の光を射出してもよい。
光源装置１６のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００７５】
本実施形態においても、小型で高効率の光源装置１６を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００７６】
第１実施形態、第２実施形態の双方ともに、導光ロッド５１から射出された第１の光Ｌ１のうちの他の一部の光Ｌ１２が波長変換ロッド５８に入射する構成を有している。光源部６２から射出された第１の光Ｌ１のうち、導光ロッド５１の内部を伝播する光Ｌ１１の量と波長変換ロッド５８に入射する光Ｌ１２の量との割合は、第１の光Ｌ１の配光分布が大きく影響する。第１実施形態の構成において、第１の光Ｌ１の配光分布を制御することは難しいため、光Ｌ１１と光Ｌ１２との割合を調整することは難しい場合がある。そのため、例えば光Ｌ１１に対する光Ｌ１２の割合が不足していると、合成光ＬＷの色味が青味を帯びた白色になり、所望の白色の合成光ＬＷが得られない場合がある。
【００７７】
これに対して、本実施形態の光源装置１６は励起光用光源部７２を備えているため、励起光用光源部７２に供給する電力を調整することによって、導光ロッド５１から射出されて励起光として機能する光Ｌ１２の光量と励起光用光源部７２からの励起光ＬＥの光量との合計が最適な励起光量となるように調節することができる。このようにして、合成光ＬＷのホワイトバランスを調整することができ、所望の白色の合成光ＬＷを得ることができる。また、別の観点で見ると、本実施形態の場合、励起光用光源部７２からの励起光ＬＥで必要な励起光の全てをまかなうわけではなく、導光ロッド５１から射出される光Ｌ１２も励起光として利用するため、励起光用光源部７２が全ての励起光をまかなう場合に比べて、励起光用光源部７２の消費電力を削減することができる。
【００７８】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
第３実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、各ロッドの本数と光源部の構成が第１実施形態と異なる。そのため、光源装置の全体構成の説明は省略する。
図５は、第３実施形態の光源装置１８の概略構成を示す平面図である。
図５において、図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７９】
図５に示すように、光源装置１８は、２本の導光ロッド５１（導光体）と、２本の波長変換ロッド５８（波長変換部）と、光源部６２と、透光性部材６５と、光合成部８３と、角度変換素子５６と、コリメーターレンズ５７と、を備えている。なお、図５においては、光源部６２の構成を見やすくするため、光源部６２の基板６２１の図示を省略している。また、各ロッドの位置関係を見やすくするため、光合成部８３を各ロッドから離して図示している。また、角度変換素子５６とコリメーターレンズ５７の図示を省略している。
【００８０】
２本の導光ロッド５１は、導光ロッド５１と波長変換ロッド５８とが配列された方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｚ軸方向）に、互いに並列して配置されている。２本の導光ロッド５１は、各導光ロッド５１の長手方向Ｎ１が互いに平行になるように、互いに対向する側面同士が接して配置されている。なお、２本の導光ロッド５１の長手方向Ｎ１は、必ずしも互いに平行でなくてもよく、平行から傾いていてもよい。また、２本の導光ロッド５１は、互いに対向する側面同士が離れていてもよい。
【００８１】
導光ロッド５１と同様に、２本の波長変換ロッド５８は、導光ロッド５１と波長変換ロッド５８とが配列された方向と直交する方向に、互いに並列して配置されている。２本の波長変換ロッド５８は、各波長変換ロッド５８の長手方向Ｎ２が互いに平行になるように、互いに対向する側面同士が接して配置されている。なお、２本の波長変換ロッド５８の長手方向Ｎ２は、必ずしも互いに平行でなくてもよく、平行から傾いていてもよい。また、２本の波長変換ロッド５８は、互いに対向する側面同士が離れていてもよい。
【００８２】
光源部６２は、基板（図示略）と、複数のＬＥＤ光源６２３と、を備えている。複数のＬＥＤ光源６２３は、導光ロッド５１の長手方向Ｎ１に互いに間隔をおいて配置されている。複数のＬＥＤ光源６２３のそれぞれは、２本の導光ロッド５１の第１側面５１ｃ１と対向するように、２本の導光ロッド５１に跨がって配置されている。本実施形態では、光源部６２は５個のＬＥＤ光源６２３を備えているが、ＬＥＤ光源６２３の個数は特に限定されない。
【００８３】
光合成部８３は、２本の導光ロッド５１の第２端面５１ｂおよび２本の波長変換ロッド５８の第４端面５８ｂと対向する位置に配置されている。光合成部８３は、プリズム８４と、ダイクロイックプリズム８５と、から構成されている。プリズム８４は、２本の導光ロッド５１の第２端面５１ｂと対向するように、２本の導光ロッド５１に跨がって配置されている。ダイクロイックプリズム８５は、２本の波長変換ロッド５８の第４端面５８ｂと対向するように、２本の波長変換ロッド５８に跨がって配置されている。
光源装置１８のその他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００８４】
本実施形態においても、小型で高効率の光源装置１８を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８５】
本実施形態の構成は、例えばＬＥＤ光源６２３の一辺の寸法Ｅが導光ロッド５１の幅Ｆ（長手方向Ｎ１と直交する方向の寸法）よりも大きい場合に有効である。すなわち、ＬＥＤ光源６２３が２本の導光ロッド５１に跨がるように配置されていることにより、ＬＥＤ光源６２３が導光ロッド５１の外側にはみ出さない構成とすることができる。これにより、ＬＥＤ光源６２３から射出される第１の光を効率良く導光ロッド５１に入射させることができる。また、２本の導光ロッド５１で１つのＬＥＤ光源６２３を共有することによって、光源装置１８のエテンデューをより小さくすることができる。
【００８６】
（変形例）
第３実施形態の光源装置１８は、以下に説明する構成を有していてもよい。
図６は、変形例の光源装置１９の斜視図である。図７は、導光ロッド５１Ａ，５１Ｂの側から見た光源装置１９の平面図である。図６および図７において、図５と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８７】
図６および図７に示すように、光源装置１９は、２本の導光ロッド５１Ａ，５１Ｂ（導光体）と、２本の波長変換ロッド５８Ａ，５８Ｂ（波長変換部）と、光源部６２と、透光性部材６５と、光合成部８６と、角度変換素子５６と、コリメーターレンズ５７と、プリズムミラー９２と、を備えている。図６および図７において、図面を見やすくするため、光源部６２の基板６２１、角度変換素子５６およびコリメーターレンズ５７の図示を省略している。また、各ロッドの位置関係を見やすくするため、図６では光合成部８６を各ロッドから離して図示している。
【００８８】
図７に示すように、プリズムミラー９２は、導光ロッド５１Ａの第１端面５１Ａａおよび導光ロッド５１Ｂの第１端面５１Ｂａに対向して設けられた反射面９２ｆを有する。なお、図７には示されていないが、反射面９２ｆは、２本の波長変換ロッド５８Ａ，５８Ｂの第１端面（図示略）にもそれぞれ対向している。プリズムミラー５５は、直角二等辺三角形の断面を有する三角柱状プリズムから構成されている。反射面９２ｆは、第１反射面９２ｆ１と、第２反射面９２ｆ２と、を有する。第１反射面９２ｆ１は、導光ロッド５１Ａの第１端面５１Ａａに対向し、第２反射面９２ｆ２は、導光ロッド５１Ｂの第１端面５１Ｂａに対向している。
【００８９】
プリズムミラー９２は、入射した光Ｌ１１の光路を１８０°折り曲げて射出させる機能を有する。すなわち、プリズムミラー９２は、入射した光Ｌ１１を２つの反射面９２ｆ１，９２ｆ２で順次反射させることにより、光路を１８０°折り曲げて射出させる。これにより、プリズムミラー９２は、導光ロッド５１Ａから射出された光Ｌ１１を導光ロッド５１Ｂに導く。また、図７には示されていないが、プリズムミラー９２は、光Ｌ１１と同様、波長変換ロッド５８Ａで生成された光Ｌ１２を波長変換ロッド５８Ｂに導く機能を有する。
【００９０】
光合成部８６は、プリズム８７と、ダイクロイックプリズム８８と、から構成されている。光合成部８６は、２本の導光ロッド５１Ａ，５１Ｂおよび２本の波長変換ロッド５８Ａ，５８Ｂのうち、一方の導光ロッド５１Ｂおよび波長変換ロッド５８Ｂのみに対向するように設けられている。したがって、光合成部８６の幅（Ｚ軸方向の寸法）は、第３実施形態（図５）の光合成部８３の幅（Ｚ軸方向の寸法）の約１／２である。
【００９１】
また、光合成部８６が対向していない側の導光ロッド５１Ａの第２端面５１Ａｂおよび波長変換ロッド５８Ａの第２端面には、ミラー６８が設けられている。そのため、図７に示すように、導光ロッド５１Ａの内部を伝播する光Ｌ１１のうち、第２端面５１Ａｂに向かって進む光Ｌ１１ｂは、ミラー６８で反射して第１端面５１Ａａに向かって進む。波長変換ロッド５８Ａ，５８Ｂの内部を伝播する光Ｌ１２についても、同様の振る舞いを示す。
【００９２】
本変形例においても、小型で高効率の光源装置１９を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００９３】
さらに本変形例の場合、上述したように、プリズムミラー９２を用いて、一方の導光ロッド５１Ａおよび波長変換ロッド５８Ａを伝播した光Ｌ１１，Ｌ１２を反射させ、他方の導光ロッド５１Ｂおよび波長変換ロッド５８Ｂに導き、導光ロッド５１Ｂおよび波長変換ロッド５８Ｂから射出させている。この構成により、２本ずつの導光ロッド５１Ａ，５１Ｂおよび波長変換ロッド５８Ａ，５８Ｂが用いられた点では同じであるが、本変形例による合成光ＬＷのビーム幅（Ｚ軸方向の寸法）は、第３実施形態による合成光ＬＷのビーム幅（Ｚ軸方向の寸法）の約１／２となる。このように、本変形例によれば、第３実施形態に比べて光源像のサイズを小さくでき、低エテンデュー化を図ることができる。
【００９４】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図８を用いて説明する。
第１実施形態では液晶プロジェクターの例を挙げたが、第４実施形態では、マイクロミラー型の光変調装置を備えたプロジェクターの一例を挙げて説明する。
【００９５】
図８に示すように、第４実施形態のプロジェクター１０は、照明装置１１と、導光光学系１２と、マイクロミラー型の光変調装置１３と、投射光学装置１４と、を備えている。照明装置１１は、光源装置２と、カラーホイール２３と、ピックアップ光学系２１と、を備えている。
【００９６】
第４実施形態では、光源装置２として、第１実施形態の光源装置２が用いられている。ただし、光源装置２として、第２実施形態の光源装置１６もしくは第３実施形態の光源装置１８が用いられてもよい。したがって、第４実施形態では、光源装置２の説明を省略する。
【００９７】
カラーホイール２３は、回転可能な基板上に回転軸の周方向に沿って赤色、緑色、青色の３色のカラーフィルターが設けられた構成を有する。光源装置２から射出された白色の合成光ＬＷが高速回転するカラーホイール２３を通過することにより、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢがカラーホイール２３から時分割で射出される。
【００９８】
ピックアップ光学系２１は、第１レンズ２１１と、第２レンズ２１２と、から構成されている。第１レンズ２１１および第２レンズ２１２は、それぞれ凸レンズから構成されている。カラーホイール２３から射出された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢは、ピックアップ光学系２１によって導光光学系１２に伝達される。
【００９９】
導光光学系１２は、反射ミラーから構成されている。導光光学系１２は、光源装置２から射出された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢを反射させ、光変調装置１３に時分割で入射させる。
【０１００】
マイクロミラー型の光変調装置１３として、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）が用いられる。ＤＭＤは、複数のマイクロミラーがマトリクス状に配列された構成を有する。ＤＭＤは、複数のマイクロミラーの傾斜方向を切り換えることにより、入射光の反射方向を、投射光学装置１４に入射する方向と投射光学装置１４に入射しない方向との間で高速に切り替える。このように、光変調装置１３は、光源装置２から射出された赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢを順次変調し、緑色画像、赤色画像、および青色画像を生成する。
【０１０１】
投射光学装置１４は、緑色画像、赤色画像、および青色画像をスクリーンに投射する。投射光学装置１４は、例えば複数の投射レンズにより構成されている。
【０１０２】
本実施形態のプロジェクター１０は、第１実施形態の光源装置２を備えているため、小型化が図れるとともに、光利用効率に優れる。
【０１０３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記第１実施形態では、波長変換ロッドが黄色の蛍光を射出する蛍光体を含んでいる例を挙げたが、波長変換ロッドが緑色の蛍光を射出する蛍光体と赤色の蛍光を射出する蛍光体とからなる２種類の蛍光体を含んでいてもよい。その場合、２種類の蛍光体は、波長変換ロッドの内部に均等に混在していてもよいし、領域を分けて偏在していてもよい。
【０１０４】
上記実施形態では、白色光を射出する光源装置の例を挙げたが、本発明は白色以外の色光を射出する光源装置にも適用が可能である。例えば青色光を射出する導光ロッドと赤色光を射出する波長変換ロッドとを備え、青色光と赤色光との合成で生成されるマゼンタ色の光を射出する光源装置としてもよい。その場合であっても、本発明によれば、マゼンタ色の光を射出する小型で高効率の光源装置を実現することができる。さらに、この光源装置と緑色光を射出する光源装置とを用いて、白色光を射出する光源装置を構成してもよい。
【０１０５】
上記実施形態において、光合成素子としてプリズムとダイクロイックプリズムとを用いた構成例を提示したが、光合成を行うことが可能な他の光学部材も適用可能である。例えばプリズムに代えて、反射ミラーを用いてもよい。また、ダイクロイックプリズムに代えて、内部に光散乱構造を持つ散乱体を用いてもよい。散乱体の例としては、散乱粒子を包含するガラスや、異方性散乱層を含む光学部材などが挙げられる。散乱体を用いた場合、光利用効率は多少低下するものの、青色光の一部と黄色光の一部とを同方向に散乱させることにより、光合成が可能である。
【０１０６】
また、光源装置を構成する各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な構成については、上記実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である。
【０１０７】
上記第１実施形態においては、透過型の液晶プロジェクターに本発明を適用した場合の例について説明したが、本発明は、反射型の液晶プロジェクターにも適用することも可能である。ここで、「透過型」とは、液晶パネル等を含む液晶ライトバルブが光を透過する形態であることを意味する。「反射型」とは、液晶ライトバルブが光を反射する形態であることを意味する。
【０１０８】
上記第１実施形態において、３つの液晶パネルを用いたプロジェクターの例を挙げたが、本発明は、１つの液晶ライトバルブのみを用いたプロジェクター、４つ以上の液晶ライトバルブを用いたプロジェクターにも適用可能である。
【０１０９】
上記実施形態では、本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限定されない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１，１０…プロジェクター、２，１６，１８，１９…光源装置、４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ，１３…光変調装置、６，１４…投射光学装置、５１，５１Ａ，５１Ｂ…導光ロッド（導光体）、５１ａ，５１Ａａ，５１Ｂａ…第１端面、５１ｂ，５１Ａｂ，５１Ｂｂ…第２端面、５１ｃ１…第１側面、５１ｃ２…第２側面、５３，８３，８６…光合成部、５４，８４，８７…プリズム、５５，８５，８８…ダイクロイックプリズム、５８，５８Ａ，５８Ｂ…波長変換ロッド（波長変換部）、５８ａ…第３端面、５８ｂ…第４端面、５８ｃ３…第３側面、５８ｃ４…第４側面、６２…光源部、６５…透光性部材、６７…反射膜、７２…励起光用光源部、６２２，６２３，７２２…ＬＥＤ光源、Ｌ１…第１の光、Ｌ２…第２の光、ＬＥ…励起光、Ｎ１，Ｎ２…長手方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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