(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の光を射出する第１光源と、第２の光を射出する第２光源と、第１光源から射出された第１の光を伝播させる導光体と、第２光源から射出された第２の光によって励起されて蛍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の光と、波長変換部から射出された蛍光と、を合成する光合成部と、を備える。導光体と波長変換部とは、互いに並列して配置され、導光体は、第１端部と第２端部とを有し、波長変換部は、第３端部と第４端部とを有し、第１の光は、導光体の第１端部から入射する。【選択図】図２
2020086097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を射出する第１光源と、
第２の光を射出する第２光源と、
前記第１光源から射出された前記第１の光を伝播させる導光体と、
前記第２光源から射出された前記第２の光によって励起されて蛍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の光と、前記波長変換部から射出された前記蛍光と、を合成する光合成部と、
を備え、
前記導光体と前記波長変換部とは、互いに並列して配置され、
前記導光体は、第１端部と第２端部とを有し、
前記波長変換部は、第３端部と第４端部とを有し、
前記第１の光は、前記導光体の前記第１端部から入射する、光源装置。
【請求項２】
前記導光体の長手方向は、前記第１端部と前記第２端部とが対向する方向であり、
前記波長変換部の長手方向は、前記第３端部と前記第４端部とが対向する方向であり、
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光源はレーザー光源であり、前記第２光源は、発光ダイオード光源である、請求項１または請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の光は、前記レーザー光源から射出された青色のレーザー光であり、
前記第２の光は、前記発光ダイオード光源から射出された励起光であり、
前記蛍光は、黄色の蛍光であり、
前記光合成部において前記青色のレーザー光と前記黄色の蛍光とが合成されることにより、前記光合成部から白色光が射出される、請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記導光体は、前記第１端部に設けられ、前記導光体に入射する前記第１の光の発散角を調整する発散角調整部を有する、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１端部と前記第１光源との間に設けられ、前記導光体に入射する前記第１の光の発散角を調整する発散角調整部を有する発散角調整部材をさらに備えた、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記発散角調整部は、凹凸構造体、レンズ構造体、プリズム構造体、フィラー分散層のいずれかから構成されている、請求項５または請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第１光源は、前記導光体の端面に向けて前記第１の光を射出する、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記第１光源は、前記導光体の前記第１端部における側面に向けて前記第１の光を射出する、請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記光合成部は、前記第２端部および前記第４端部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端部に対向するプリズムと、前記第４端部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】
青色のレーザー光を射出するレーザー光源と、
励起光を射出する発光ダイオード光源と、
前記レーザー光源から射出された前記青色のレーザー光を伝播させる導光体と、
前記発光ダイオード光源から射出された前記励起光が入射し、入射した前記励起光によって励起されて黄色の蛍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青色のレーザー光と、前記波長変換部から射出された前記黄色の蛍光と、を合成して白色光を射出する光合成部と、
を備え、
前記導光体と前記波長変換部とは、互いに並列して配置されている、光源装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２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の光を射出する第１光源と、第２の光を射出する第２光源と、前記第１光源から射出された前記第１の光を伝播させる導光体と、前記第２光源から射出された前記第２の光によって励起されて蛍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の光と、前記波長変換部から射出された前記蛍光と、を合成する光合成部と、を備える。前記導光体と前記波長変換部とは、互いに並列して配置され、前記導光体は、第１端部と第２端部とを有し、前記波長変換部は、第３端部と第４端部とを有し、前記第１の光は、前記導光体の前記第１端部から入射する。
【０００６】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記導光体の長手方向は、前記第１端部と前記第２端部とが対向する方向であり、前記波長変換部の長手方向は、前記第３端部と前記第４端部とが対向する方向であり、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光源はレーザー光源であり、前記第２光源は、発光ダイオード光源であってもよい。
【０００８】
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、前記レーザー光源から射出された青色のレーザー光であり、前記第２の光は、前記発光ダイオード光源から射出された励起光であり、前記蛍光は、黄色の蛍光であり、前記光合成部において前記青色のレーザー光と前記黄色の蛍光とが合成されることにより、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。
【０００９】
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端部に設けられ、前記導光体に入射する前記第１の光の発散角を調整する発散角調整部を有していてもよい。
【００１０】
本発明の一つの態様の光源装置は、前記第１端部と前記第１光源との間に設けられ、前記導光体に入射する前記第１の光の発散角を調整する発散角調整部を有する発散角調整部材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、前記発散角調整部は、凹凸構造体、レンズ構造体、プリズム構造体、フィラー分散層のいずれかから構成されていてもよい。
【００１２】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光源は、前記導光体の端面に向けて前記第１の光を射出してもよい。
【００１３】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１光源は、前記導光体の前記第１端部における側面に向けて前記第１の光を射出してもよい。
【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端部および前記第４端部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端部に対向するプリズムと、前記第４端部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光源装置は、青色のレーザー光を射出するレーザー光源と、励起光を射出する発光ダイオード光源と、前記レーザー光源から射出された前記青色のレーザー光を伝播させる導光体と、前記発光ダイオード光源から射出された前記励起光が入射し、入射した前記励起光によって励起されて黄色の蛍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青色のレーザー光と、前記波長変換部から射出された前記黄色の蛍光と、を合成して白色光を射出する光合成部と、を備える。前記導光体と前記波長変換部とは、互いに並列して配置されている。
【００１７】
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】
【００１８】
【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側面図である。
【図３】第１変形例の発散角調整部の側面図である。
【図４】第２変形例の発散角調整部の側面図である。
【図５】第３変形例の発散角調整部の側面図である。
【図６】第２実施形態の光源装置の側面図である。
【図７】第３実施形態の光源装置の側面図である。
【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】
【００１９】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１および図２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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、第１光源６１と、第２光源６２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。
【００３４】
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、互いに対向する第１端部５１Ａおよび第２端部５１Ｂ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端部５１Ａと第２端部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。
【００３５】
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、互いに対向する第３端部５８Ａおよび第４端部５８Ｂ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端部５８Ａと第４端部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。
【００３６】
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。
【００３７】
なお、導光ロッド５１および波長変換ロッド５８のそれぞれは、必ずしも四角柱状の形状を有していなくてもよく、三角柱などの他の多角形状であってもよい。もしくは、導光ロッド５１および波長変換ロッド５８のそれぞれは、円柱状であってもよい。導光ロッド５１および波長変換ロッド５８のそれぞれが円柱状である場合、導光ロッド５１および波長変換ロッド５８のそれぞれは、互いに平行な第１端面および第２端面と、第１端面および第２端面に直交する１つの側面と、を有する。
【００３８】
導光ロッド５１と波長変換ロッド５８とは、導光ロッド５１の側面５１ｃ１と波長変換ロッド５８の側面５８ｃ１とが対向する向きで、間隔をおいて互いに並列して配置されている。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。ただし、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。
【００３９】
以下、説明の都合上、導光ロッド５１に光が入射する側の端面を第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、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。
【００４０】
第１光源６１は、導光ロッド５１の第１端面５１ａに対向して設けられている。第１光源６１は、青色のレーザー光ＬＢ０（第１の光）を射出するレーザー光源６１１で構成されている。レーザー光源６１１から射出されるレーザー光ＬＢ０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。したがって、第１光源６１は、導光ロッド５１の第１端面５１ａに向けて青色のレーザー光ＬＢ０を射出する。レーザー光ＬＢ０は、導光ロッド５１の第１端部５１Ａから入射する。
【００４１】
レーザー光源６１１は、例えばコリメーターレンズが収容されたＣＡＮパッケージタイプのレーザー光源で構成されている。したがって、レーザー光源６１１は、平行度の高いレーザー光を射出する。本実施形態の場合、第１光源６１は、１つのレーザー光源６１１で構成されているが、複数のレーザー光源６１１で構成されていてもよく、レーザー光源６１１の個数は特に限定されない。
【００４２】
第２光源６２は、基板６２１と、励起光ＬＥ（第２の光）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、波長変換ロッド５８の側面５８ｃ２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、第２光源６２は６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。ＬＥＤ光源６２２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。したがって、第２光源６２は、波長変換ロッド５８の側面５８ｃ２に向けて励起光ＬＥを射出する。
【００４３】
第１光源６１から射出されたレーザー光ＬＢ０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、照明光の一部を構成する青色光ＬＢ１として機能する。一方、第２光源６２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励起光として機能する。このように、第１光源６１から射出されたレーザー光ＬＢ０の機能と第２光源６２から射出された励起光ＬＥの機能とは互いに異なるため、第１光源６１と第２光源６２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。
【００４４】
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、第１光源６１から射出された光ＬＢ０が入射され、入射されたレーザー光ＬＢ０を内部で伝播させる。導光ロッド５１は、第１端部５１Ａの第１端面５１ａに設けられた発散角調整部５２を有している。発散角調整部５２は、複数の凸部もしくは凹部を有する凹凸構造体５９で構成されている。凸部もしくは凹部の形状は、例えば多角錐状、円錐状である。複数の凹部もしくは凸部のピッチ、高さ、形状等は、ランダムでよい。発散角調整部５２は、凹凸構造体５９が導光ロッド５１の第１端面５１ａに直接形成された構成を有している。すなわち、発散角調整部５２は、導光ロッド５１と一体に設けられている。一方、導光ロッド５１の各側面５１ｃ１，５１ｃ２，５１ｃ３，５１ｃ４は、平滑な面で構成されている。
【００４５】
例えば第１光源６１がコリメーターレンズを内蔵している場合、第１光源６１から射出されるレーザー光ＬＢ０は、発散角が０°に近い略平行光である。レーザー光ＬＢ０がこのまま導光ロッド５１に入射したとすると、レーザー光ＬＢ０は、側面５１ｃ１，５１ｃ２，５１ｃ３，５１ｃ４でほとんど反射することなく、導光ロッド５１の内部を伝播する。この場合、導光ロッド５１による照度均一化の効果は得られない。
【００４６】
これに対し、本実施形態では、導光ロッド５１の第１端面５１ａに発散角調整部５２が設けられているため、レーザー光ＬＢ０の発散角は、第１光源６１の射出直後の略０°から角度θにまで大きくなる。この場合、発散角θは、複数の凹部もしくは凸部のピッチ、高さ、形状等を最適化することによって、調整が可能である。これにより、青色光ＬＢ１は、側面５１ｃ１，５１ｃ２，５１ｃ３，５１ｃ４で反射を繰り返しつつ導光ロッド５１の内部を伝播するため、照度が均一化される。このように、発散角調整部５２は、導光ロッド５１に入射するレーザー光ＬＢ０の発散角θを調整する。
【００４７】
波長変換ロッド５８は、第２光源６２から射出された励起光ＬＥによって励起されて蛍光ＬＹ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。蛍光の波長帯は、例えば４９０〜７５０ｎｍの黄色波長帯である。すなわち、蛍光体は、黄色の蛍光ＬＹを発する。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
光合成部５３は、導光ロッド５１の第２端部５１Ｂおよび波長変換ロッド５８の第４端部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から射出された青色光ＬＢ１と、波長変換ロッド５８から射出された蛍光ＬＹと、を合成する。光合成部５３は、導光ロッド５１の第２端部５１Ｂに対向するプリズム５４と、波長変換ロッド５８の第４端部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。
【００５１】
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ＬＢ１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ＬＢ１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。
【００５２】
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から射出された青色光ＬＢ１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から射出された蛍光ＬＹ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。
【００５３】
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光ＬＢ１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蛍光ＬＹと、を合成する。その後、青色光ＬＢ１と黄色の蛍光ＬＹ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、青色光ＬＢ１と黄色の蛍光ＬＹとが合成されることにより、光合成部５３から白色光が射出される。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
以下、上記構成の光源装置２の作用について説明する。
上述したように、導光ロッド５１の第１端面５１ａに発散角調整部５２が設けられているため、第１光源６１から射出されたレーザー光ＬＢ０は、発散角調整部５２を介して第１端面５１ａから導光ロッド５１に入射する。発散角調整部５２は、凹凸構造体５９が適切に設計されることで発散角θが所望の値になるように設定されている。その結果、導光ロッド５１の各側面５１ｃ１，５１ｃ２，５１ｃ３，５１ｃ４に対する青色光ＬＢ１の入射角αは、臨界角以上となる。これにより、導光ロッド５１に入射した青色光ＬＢ１は、導光ロッド５１の各側面５１ｃ１，５１ｃ２，５１ｃ３，５１ｃ４で全反射を繰り返しつつ、第２端面５１ｂに向かって進む。
【００５９】
その後、導光ロッド５１の第２端面５１ｂから射出された青色光ＬＢ１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。
【００６０】
一方、第２光源６２から射出された励起光ＬＥが波長変換ロッド５８に入射すると、波長変換ロッド５８に含まれる蛍光体が励起され、任意の発光点Ｐ１から蛍光ＬＹが発せられる。蛍光ＬＹ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に向かった蛍光ＬＹは、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に向かった蛍光ＬＹ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に向かった蛍光ＬＹは、ミラー６３で反射した後、第４端面５８ｂに向かって進む。
【００６１】
ダイクロイックプリズム５５に入射した青色光ＬＢ１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に入射した蛍光ＬＹは、ダイクロイックミラー５５１を透過する。その結果、青色光ＬＢ１と黄色の蛍光ＬＹ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。
【００６２】
本実施形態の光源装置２において、青色光ＬＢ１を射出する導光ロッド５１と黄色の蛍光ＬＹを射出する波長変換ロッド５８とが側面同士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端面５１ａに対向して第１光源６１が設けられ、波長変換ロッド５８の側面５８ｃ２に対向して第２光源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。
【００６３】
本実施形態の光源装置２は、第１光源６１から射出された青色光ＬＢ１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。
【００６４】
一般に、レーザー光源は、同じ電力を加えた際の単位面積当たりの光束量が大きい点でＬＥＤ光源よりも優れている。そのため、青色光としてレーザー光を用いた場合は、青色光としてＬＥＤ光を用いた場合に比べて、青色光の利用効率が高くなる。
【００６５】
また、レーザー光源６１１から射出される光の径が細く、発散角が小さいため、導光ロッド５１の幅方向の寸法Ｂが小さい場合であっても、レーザー光ＬＢ０を導光ロッド５１の第１端面５１ａに確実に入射させることができる。これにより、効率の高いレーザー光を有効に利用することができる。
【００６６】
なお、仮にレーザー光源６１１からの光を導光ロッド５１の一つの側面から入射させたとすると、当該一つの側面に対向する側面に対する光の入射角が臨界角よりも小さくなり、入射光の多くが対向する側面から外部空間に抜けてしまうおそれがある。したがって、本実施形態の構成は、レーザー光を導光ロッド５１の第１端面５１ａから入射させることが好ましい構成の一例である。
【００６７】
一方、第２光源６２については、第２光源６２からの励起光が波長変換ロッド５８に入射し、蛍光体に到達した時点で発光に寄与するため、第１光源６１と異なり、第２光源６２からの光を一つの側面から入射させた際に他の側面から漏れることを心配する必要がない。したがって、波長変換ロッド５８の側面５８ｃ２を利用し、広い発散角で射出されるＬＥＤ光源からの光を波長変換ロッド５８に十分に入射させることができる。また、側面の面積は端面の面積に比べて十分に広いため、ＬＥＤ光源の個数や配置に関する設計の自由度を高めることができる。
【００６８】
本実施形態の場合、導光ロッド５１から青色光ＬＢ１が射出され、波長変換ロッド５８から黄色の蛍光ＬＹが射出され、これらが合成されて白色光が得られるため、青色光ＬＢ１の光量と蛍光ＬＹの光量とのバランスを調整することにより、白色光のホワイトバランスを調整することができる。具体的なホワイトバランスの調整方法としては、例えば光源装置２に青色光ＬＢ１および蛍光ＬＹの各々の光量を検出するセンサーを備えておき、センサーが検出した各光量の標準値からのずれに応じて、第１光源６１および第２光源６２に供給する電力を適宜調整する構成としてもよい。また、設計段階でのホワイトバランスの調整方法としては、第１光源６１および第２光源６２の数を調整してもよいし、導光ロッド５１や波長変換ロッド５８の長さや太さを調整してもよい。
【００６９】
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。
【００７０】
なお、導光ロッド５１の側面５１ｃ１と波長変換ロッド５８の側面５８ｃ１との間に、間隙（空気層）に代えて、例えば金属膜等からなる反射膜が設けられていてもよい。ただし、導光ロッド５１と波長変換ロッド５８との間に金属膜からなる反射膜が設けられていた場合、各ロッドの内部を伝播する光が反射膜で反射する際に光の損失が生じ、光の照度均一性を高めるために光の反射回数を多くする程、光の損失が大きくなるという問題がある。
【００７１】
これに対して、本実施形態の光源装置２によれば、導光ロッド５１と波長変換ロッド５８との間に間隙（空気層）が設けられているため、各ロッド５１，５８の側面５１ｃ１，５８ｃ１における光の反射は光損失を伴わない全反射となる。これにより、光利用効率を高めることができる。
【００７２】
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。
【００７３】
なお、本実施形態における導光ロッド５１の発散角調整部５２は、以下に示す構成を有していてもよい。
【００７４】
［第１変形例］
図３は、第１変形例の発散角調整部６５の側面図である。図３において、図２と共通な構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７５】
図３に示すように、第１変形例の光源装置において、導光ロッド５１は、第１端面５１ａに設けられた発散角調整部６５を有している。発散角調整部６５は、複数のレンズ６６ａを有するレンズ構造体６６で構成されている。各レンズ６６ａの形状および寸法は互いに等しく、隣り合うレンズ６６ａ間のピッチは一定である。発散角調整部６５は、レンズ構造体６６が導光ロッド５１の第１端面５１ａに直接形成された構成を有している。すなわち、発散角調整部６５は、導光ロッド５１と一体に設けられている。
【００７６】
［第２変形例］
図４は、第２変形例の発散角調整部６７の側面図である。図４において、図２と共通な構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７７】
図４に示すように、第２変形例の光源装置において、導光ロッド５１は、第１端面５１ａに設けられた発散角調整部６７を有している。発散角調整部６７は、複数のレンズ６８ａを有するレンズ構造体６８で構成されている。各レンズ６８ａの形状および寸法はそれぞれ異なり、隣り合うレンズ６８ａ間のピッチは不定である。発散角調整部６７は、レンズ構造体６８が導光ロッド５１の第１端面５１ａに直接形成された構成を有している。すなわち、発散角調整部６７は、導光ロッド５１と一体に設けられている。
【００７８】
上記の第１実施形態の凹凸構造体５９からなる発散角調整部５２、第１変形例のレンズ構造体６６からなる発散角調整部６５、および第２変形例のレンズ構造体６８からなる発散角調整部６７を用いた場合、レーザー光ＬＢ０が発散角調整部５２，６５，６７に入射した際の後方散乱が少ないため、レーザー光ＬＢ０の利用効率を高めることができる。
【００７９】
［第３変形例］
図５は、第３変形例の発散角調整部６９の側面図である。図５において、図２と共通な構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８０】
図５に示すように、第３変形例の光源装置において、導光ロッド５１は、第１端面５１ａに設けられた発散角調整部６９を有している。発散角調整部６９は、フィラー分散層７０で構成されている。フィラー分散層７０は、基材７０ａの内部に、基材７０ａの屈折率とは異なる屈折率を有する複数のフィラー７０ｂが分散された構成を有している。
【００８１】
本変形例の発散角調整部６９を採用した場合、導光ロッド５１の第１端面５１ａに凹凸やレンズを形成するための加工を施す必要がなく、発散角調整部６９を容易に形成することができる。
【００８２】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図６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、発散角調整部の構成が第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６は、第２実施形態の光源装置１６の概略構成図である。
図６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。
【００８３】
図６に示すように、光源装置１６は、導光ロッド５１（導光体）と、発散角調整部材７２と、波長変換ロッド５８（波長変換部）と、第１光源６１と、第２光源６２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。
【００８４】
発散角調整部材７２は、導光ロッド５１の第１端部５１ａと第１光源６１との間に設けられている。発散角調整部材７２は、導光ロッド５１に入射するレーザー光ＬＢ０の発散角を調整する発散角調整部７３を有している。発散角調整部７３は、第１実施形態と同様、複数の凸部もしくは凹部を有する凹凸構造体５９で構成されている。凸部もしくは凹部の形状は、例えば多角錐状、円錐状である。複数の凹部もしくは凸部のピッチ、高さ、形状等は、ランダムでよい。発散角調整部材７２は、発散角調整部材７２の一部が導光ロッド５１の第１端面５１ａの外側にはみ出すように、導光ロッド５１の第１端面５１ａよりも大きく作製されていてもよい。この場合であっても、発散角調整部材７２のうち、導光ロッド５１の第１端面５１ａに対応する領域に発散角調整部７３が設けられていればよい。
【００８５】
第１実施形態の場合、発散角調整部５２は導光ロッド５１と一体に設けられていたのに対し、本実施形態の場合、発散角調整部材７２は、導光ロッド５１とは別の部材として設けられている。発散角調整部材７２は、例えば光学接着剤等の固定手段を用いて導光ロッド５１に密着した状態で固定されていてもよいし、任意の支持部材を用いて導光ロッド５１から離れた状態で保持されていてもよい。
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。
【００８６】
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。
【００８７】
さらに本実施形態の場合、発散角調整部材７２が導光ロッド５１とは別の部材として構成されているため、発散角調整部材７２を導光ロッド５１とは別に作製した後、導光ロッド５１に貼り付ける等の方法で固定することができる。このようにして、光源装置１６を生産性良く製造することができる。
【００８８】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図７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、第１光源装置の位置および発散角調整部の構成が第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７は、第３実施形態の光源装置１８の概略構成図である。
図７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。
【００８９】
図７に示すように、光源装置１８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、第１光源６１と、第２光源６２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。
【００９０】
導光ロッド５１は、第１端部５１Ａの側面５１ｃ２に設けられた発散角調整部７５を有している。発散角調整部７５は、複数のプリズム７６ａを有するプリズム構造体７６で構成されている。個々のプリズム７６ａの形状は、例えば不等辺四角形状である。発散角調整部７５は、プリズム構造体７６が導光ロッド５１の側面５１ｃ２に直接形成された構成を有している。すなわち、発散角調整部７５は、導光ロッド５１と一体に設けられている。また、導光ロッド５１の全ての側面５１ｃ１，５１ｃ２，５１ｃ３，５１ｃ４のうち、発散角調整部７５が形成された領域以外の領域は、平滑な面となっている。
【００９１】
発散角調整部７５は、導光ロッド５１の第１端面５１ａから寸法Ｃだけ離れた位置までの範囲内に設けられている。本実施形態では、寸法Ｃは寸法Ｂと略等しい。換言すると、発散角調整部７５は、導光ロッド５１の第１端面５１ａから第１端面５１ａの１辺の長さと略等しい距離だけ離れた位置までの範囲内に設けられている。第１実施形態で述べたように、寸法Ａは、寸法Ｂの１０倍〜数１０倍程度であるから、寸法Ｃは寸法Ａの１／数１０〜１／１０程度である。したがって、発散角調整部７５は、導光ロッド５１の第１端面５１ａからロッド全体の長さの１／１０程度の範囲内に設けられていることが望ましい。本実施形態の光源装置１８における第１端部５１Ａは、ロッド全体の長さの１／１０程度の範囲の部分を意味する。
【００９２】
第１光源６１は、射出されるレーザー光ＬＢ０の中心軸Ｃ１が側面５１ｃ２に対して斜めに交差するように、導光ロッド５１の側方に配置されている。第１光源６１は、導光ロッド５１の側面５１ｃ２に向けてレーザー光ＬＢ０を射出する。
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。
【００９３】
本実施形態の光源装置１８においては、導光ロッド５１の側面５１ｃ２に発散角調整部７５が設けられているため、レーザー光ＬＢ０の発散角は、第１光源６１の射出直後の略０°から所定の角度θにまで大きくなる。この場合、発散角θは、プリズム構造体７６の各プリズム７６ａのピッチ、高さ、形状等を最適化することにより、調整が可能である。これにより、青色光ＬＢ１は、側面５１ｃ１，５１ｃ２，５１ｃ３，５１ｃ４で反射を繰り返しつつ導光ロッド５１の内部を伝播するようになり、照度均一化の効果を高めることができる。
【００９４】
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。
【００９５】
また、発散角調整部７５は導光ロッド５１の最も第１端面５１ａに近い位置に設けられているため、導光ロッド５１のうち、青色光ＬＢ１の伝播に寄与する長さが十分に確保され、照度均一化の効果が得られる。なお、本実施形態においても、第２実施形態と同様、導光ロッド５１と別体の発散角調整部材を導光ロッド５１の第１端部５１Ａの側面に配置し、第１光源６１から射出されたレーザー光ＬＢ０を第１端部５１Ａの側面から入射させる構成としてもよい。
【００９６】
［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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
本実施形態の場合、光源装置２の構成は第１実施形態と同様であっても、第１光源６１と第２光源６２とを時分割で交互に点灯させ、第２光源６２が点灯した際に波長変換ロッド５８から射出される黄色光をカラーホイール２３によって赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとに時間的に分割し、第１光源６１が点灯した際に導光ロッド５１から射出される青色光ＬＢを赤色光ＬＲや緑色光ＬＧとは異なる期間に射出する形態によって、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢを時分割に生成してもよい。
【０１０１】
あるいは、第１光源６１と第２光源６２とを同時に点灯させ、光源装置２から射出される白色光ＬＷをカラーホイール２３によって時間的に分割する形態により、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢを時分割に生成してもよい。
【０１０２】
前者の方法を採用した場合、光源装置２の光合成部５３に対して黄色光と青色光とが同時に入射しないことになる。この場合であっても、光合成部５３は、人間の眼で認識できない速度で切り替わる黄色光と青色光とを同じ方向に射出するため、黄色光と青色光とを合成する素子として機能する。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。例えば緑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、黄色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、黄色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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
上記実施形態では、本発明による照明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。本発明による照明装置は、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】
【０１１５】
１，１０…プロジェクター、２…光源装置、４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ，１３…光変調装置、６，１４…投射光学装置、５１…導光ロッド（導光体）、５１Ａ…第１端部、５１Ｂ…第２端部、５１ａ…第１端面、５１ｂ…第２端面、５１ｃ１、５１ｃ２、５１ｃ３、５１ｃ４…側面、５２，６５，６７，６９，７３，７５…発散角調整部、５３…光合成部、５４…プリズム、５５…ダイクロイックプリズム、５８…波長変換ロッド（波長変換部）、５８Ａ…第３端部、５８Ｂ…第４端部、５９…凹凸構造体、６１…第１光源、６２…第２光源、６６，６８…レンズ構造体、７０…フィラー分散層、７２…発散角調整部材、７６…プリズム構造体、６１１…レーザー光源、６２２…発光ダイオード光源、ＬＢ０…レーザー光（第１の光）、ＬＥ…励起光（第２の光）、ＬＹ…蛍光、Ｎ１，Ｎ２…長手方向。
【図１】
2020086097.tif 000003
【図２】
2020086097.tif 000004
【図３】
2020086097.tif 000005
【図４】
2020086097.tif 000006
【図５】
2020086097.tif 000007
【図６】
2020086097.tif 000008
【図７】
2020086097.tif 000009
【図８】
2020086097.tif 000010