(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を射出する光源と、
前記第１の光を、一方の偏光方向の一方の偏光と他方の偏光方向の他方の偏光とに分離する偏光分離素子と、
前記一方の偏光によって励起され、前記第１の光とは異なる色の第２の光を前記偏光分離素子に向けて放射する蛍光体と、
前記他方の偏光の偏光方向を前記一方の偏光方向に変換し前記偏光分離素子に入射させる偏光変換素子と、を備え、
前記偏光分離素子は、前記一方の偏光を前記蛍光体に向けて進行させ、前記他方の偏光を前記偏光変換素子に向けて進行させ、前記蛍光体から放射された前記第２の光に含まれるＰ偏光とＳ偏光の双方を前記光源とは異なる方向に進行させるとともに、前記偏光変換素子によって偏光方向が変換されて再び前記偏光分離素子に入射した前記他方の偏光を前記第２の光と同じ方向に進行させることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記偏光変換素子は、
前記偏光分離素子によって分離された前記第１の光の他方の偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、
前記１／４波長板によって円偏光に変換された第１の光を反射し、前記１／４波長板を介して前記偏光分離素子に向けて入射させる反射ミラーと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記光源と前記偏光分離素子との間に、平行化レンズが配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
第１の光を射出する光源と、
前記第１の光の一部を透過し残りの一部を反射する第１ダイクロイックミラーと、
前記第１ダイクロイックミラーによって反射された第１の光によって励起され、前記第１の光とは異なる色の第２の光を前記第１ダイクロイックミラーに向けて放射する蛍光体と、
前記蛍光体から放射され前記第１ダイクロイックミラーを透過した第２の光を透過させる第２ダイクロイックミラーと、
前記第１ダイクロイックミラーを透過した第１の光を前記第２ダイクロイックミラーに導くリレー光学系と、
前記リレー光学系の最下段に設けられた拡散光学系と、を備え、
前記第１ダイクロイックミラーは、前記蛍光体から放射された前記第２の光を前記第２ダイクロイックミラーに向けて透過させ、
前記第２ダイクロイックミラーは、前記第１ダイクロイックミラーを透過した第２の光を前記光源とは異なる方向に透過させるとともに、前記第１ダイクロイックミラーを透過し前記リレー光学系で前記第２ダイクロイックミラーに導かれた第１の光を前記第２の光の透過方向と同じ方向に反射することを特徴とする光源装置。
【請求項５】
前記リレー光学系は、
前記第１ダイクロイックミラーを透過した第１の光を前記光源とは異なる方向に反射する第１反射ミラーと、
前記第１反射ミラーによって反射された第１の光を前記第２ダイクロイックミラーに向けて反射する第２反射ミラーと、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記光源と前記第１ダイクロイックミラーとの間に、平行化レンズが配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記光源は、前記第１の光として青色光を射出し、
前記蛍光体は、前記第２の光として赤色光及び緑色光を含む光を放射することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記蛍光体は、回転可能な円板の周方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記円板は、金属からなることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記光源は、レーザー光源であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関するものである。
【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、特許文献１に記載の光源装置が知られている。この光源装置は、光源から射出される第１の波長帯域を有する光を蛍光体に照射して蛍光（第１の波長帯域を含まない第２の波長帯域を有する光）を励起し、第１の波長帯域を有する光と第２の波長帯域を有する光とを合成して白色光を作り出している。
【０００３】
特許文献１の光源装置は、第１の波長帯域を有する光を射出する光源と、第１の波長帯域を有する光の一部を透過し残りの一部を反射する光分割合成素子と、光分割合成素子によって反射された第１の波長帯域を有する光を受けて第１の波長帯域を含まない第２の波長帯域を有する光を発する蛍光体と、光分割合成素子を透過した第１の波長帯域を有する光を光分割合成素子に向けて反射する反射体と、を備えている。光分割合成素子は、蛍光体から発した第２の波長帯域を有する光を透過させるとともに、反射体によって反射された第１の波長帯域を有する光を第２の波長帯域を有する光の透過方向と同じ方向に反射するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３８９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、反射体によって反射された第１の波長帯域を有する光の一部が光分割合成素子を透過して光源に入射することがある。これにより、第１の波長帯域を有する光を受けて光源が発熱し、光源の劣化や発光効率の低下を引き起こしてしまう場合がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光源が発熱することを抑制して光源の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能な光源装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明にかかるひとつの光源装置は、第１の光を射出する光源と、前記第１の光の一部を透過し残りの一部を反射する第１ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーによって反射された第１の光によって励起され、前記第１の光とは異なる色の第２の光を前記第１ダイクロイックミラーに向けて放射する蛍光体と、
前記蛍光体から放射され前記第１ダイクロイックミラーを透過した第２の光を透過させる第２ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーを透過した第１の光を前記第２ダイクロイックミラーに導くリレー光学系と、前記リレー光学系の最下段に設けられた拡散光学系と、を備え、前記第１ダイクロイックミラーは、前記蛍光体から放射された前記第２の光を前記第２ダイクロイックミラーに向けて透過させ、前記第２ダイクロイックミラーは、前記第１ダイクロイックミラーを透過した第２の光を前記光源とは異なる方向に透過させるとともに、前記第１ダイクロイックミラーを透過し前記リレー光学系で前記第２ダイクロイックミラーに導かれた第１の光を前記第２の光の透過方向と同じ方向に反射することを特徴とする。
上記の課題を解決するため、本発明にかかるひとつの光源装置は、第１の光を射出する光源と、前記第１の光を、一方の偏光方向の一方の偏光と他方の偏光方向の他方の偏光とに分離する偏光分離素子と、前記一方の偏光によって励起され、前記第１の光とは異なる色の第２の光を前記偏光分離素子に向けて放射する蛍光体と、前記他方の偏光の偏光方向を前記一方の偏光方向に変換し前記偏光分離素子に入射させる偏光変換素子と、を備え、前記偏光分離素子は、前記一方の偏光を前記蛍光体に向けて進行させ、前記他方の偏光を前記偏光変換素子に向けて進行させ、前記蛍光体から放射された前記第２の光に含まれるＰ偏光とＳ偏光の双方を前記光源とは異なる方向に進行させるとともに、前記偏光変換素子によって偏光方向が変換されて再び前記偏光分離素子に入射した前記他方の偏光を前記第２の光と同じ方向に進行させることを特徴とする。
上記の課題を解決するため、本発明にかかるひとつの光源装置は、第１の光を射出する光源と、前記第１の光の一部を透過し残りの一部を反射する第１ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーによって反射された第１の光によって励起され、前記第１の光とは異なる色の第２の光を前記第１ダイクロイックミラーに向けて放射する蛍光体と、前記蛍光体から放射され前記第１ダイクロイックミラーを透過した第２の光を透過させる第２ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーを透過した第１の光を前記第２ダイクロイックミラーに導くリレー光学系と、を備え、前記第１ダイクロイックミラーは、前記蛍光体から放射された前記第２の光を前記２ダイクロイックミラーに向けて透過させ、前記第２ダイクロイックミラーは、前記第１ダイクロイックミラーを透過した第２の光を前記光源とは異なる方向に透過させるとともに、前記第１ダイクロイックミラーを透過し前記リレー光学系で前記第２ダイクロイックミラーに導かれた第１の光を前記第２の光の透過方向と同じ方向に反射することを特徴とする。
上記の課題を解決するため、本発明の光源装置は、第１の光を射出する光源と、前記第１の光の一部を透過し残りの一部を反射する第１ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーによって反射された第１の光によって励起され、前記第１の光とは異なる色の第２の光を前記第１ダイクロイックミラーに向けて放射する蛍光体と、前記蛍光体から放射され前記第１ダイクロイックミラーを透過した第２の光を透過させる第２ダイクロイックミラーと、前記第１ダイクロイックミラーを透過した第１の光を前記第２ダイクロイックミラーに導くリレー光学系と、を備え、前記第１ダイクロイックミラーは、前記蛍光体から放射された前記第２の光を前記２ダイクロイックミラーに向けて透過させ、前記第２ダイクロイックミラーは、前記第１ダイクロイックミラーを透過した第２の光を前記光源とは異なる方向に透過させるとともに、前記第１ダイクロイックミラーを透過し前記リレー光学系で前記第２ダイクロイックミラーに導かれた第１の光を前記第２の光の透過方向と同じ方向に反射することを特徴とする。
【０００８】
この光源装置によれば、光源から射出された第１の光は、第１ダイクロイックミラーを透過する光（一方の光）と、第１ダイクロイックミラーによって反射される光（他方の光）と、に分離する。一方の光は、リレー光学系により迂回され、第２ダイクロイックミラーに導かれる。他方の光は、蛍光体によって励起されて第１の光とは異なる色の第２の光に変換されて放射され、第１ダイクロイックミラーを透過する。その後、第２ダイクロイックミラーにより、他方の光（第２の光）は光源とは異なる方向に透過し、一方の光（第１の光）は他方の光の透過方向と同じ方向に反射する。すなわち、一方の光及び他方の光は光源とは異なる方向に導かれる。このため、一方の光及び他方の光が第２ダイクロイックミラーによって反射されて光源に入射することはない。つまり、特許文献１のように、光を受けて光源が発熱し、光源の劣化や発光効率の低下を引き起こしてしまうことはない。したがって、光源が発熱することを抑制して光源の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能な光源装置を提供することができる。
【０００９】
前記光源装置において、前記リレー光学系は、前記第１ダイクロイックミラーを透過した第１の光を前記光源とは異なる方向に反射する第１反射ミラーと、前記第１反射ミラーによって反射された第１の光を前記第２ダイクロイックミラーに向けて反射する第２反射ミラーと、を備えていてもよい。
【００１０】
この光源装置によれば、第１ダイクロイックミラーを透過する光（一方の光）は、第１反射ミラーにより、光源とは異なる方向に反射する。その後、一方の光は第２反射ミラーによって反射されて第２ダイクロイックミラーに導かれる。このため、一方の光が第１反射ミラーによって反射されて光源に入射することはない。したがって、光源が発熱することを抑制して光源の劣化及び発光効率の低下を抑制することができる。
【００１１】
前記光源装置において、前記リレー光学系は、拡散光学系を備えていてもよい。
【００１２】
この光源装置によれば、第１ダイクロイックミラーを透過する光（一方の光）の光軸と直交する面内光強度分布を平行化した第２の光のそれに近づけることができる。
【００１３】
前記光源装置において、前記光源と前記第１ダイクロイックミラーとの間に、平行化レンズが配置されていてもよい。
【００１４】
この光源装置によれば、光源から射出された第１の光が第１ダイクロイックミラーに入射する前に、第１の光を平行化させることができる。このため、第１の光が第１ダイクロイックミラーを透過した後、もしくは反射した後においても、第１の光を平行化させることができる。
【００１５】
本発明の光源装置は、第１の光を射出する光源と、前記第１の光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する偏光分離素子と、前記偏光分離素子によって分離された前記第１の光の一方の偏光によって励起され、前記第１の光とは異なる色の第２の光を前記偏光分離素子に向けて放射する蛍光体と、前記偏光分離素子によって分離された前記第１の光の他方の偏光の偏光方向を前記一方の偏光の偏光方向に変換し前記偏光分離素子に入射させる偏光変換素子と、を備え、前記偏光分離素子は、前記第１の光に含まれる前記一方の偏光を前記蛍光体に向けて反射し、前記蛍光体から放射された第２の光に含まれるＰ偏光とＳ偏光の双方を前記光源とは異なる方向に透過させるとともに、前記偏光分離素子を透過し前記偏光変換素子によって偏光方向が変換され前記偏光分離素子に入射した前記他方の偏光を前記第２の光の透過方向と同じ方向に反射することを特徴とする。
【００１６】
この光源装置によれば、光源から射出された第１の光は、偏光分離素子によって一方の偏光（例えばＳ偏光）と、他方の偏光（例えばＰ偏光）と、に分離する。一方の偏光（Ｓ偏光）は、蛍光体によって励起されて第１の光とは異なる色の第２の光（Ｐ偏光とＳ偏光の双方を含む光）に変換され、偏光分離素子に向けて放射される。他方の偏光（Ｐ偏光）は、偏光変換素子によって偏光方向が一方の偏光（Ｓ偏光）の偏光方向に変換され、偏光分離素子に入射する。その後、偏光分離素子により、一方の光（第２の光）は光源とは異なる方向に透過し、他方の光（第１の光）は第２の光の透過方向と同じ方向に反射する。すなわち、第１の光及び第２の光は光源とは異なる方向に導かれる。このため、第１の光及び第２の光が偏光分離素子によって反射されて光源に入射することはない。つまり、特許文献１のように、光を受けて光源が発熱し、光源の劣化や発光効率の低下を引き起こしてしまうことはない。したがって、光源が発熱することを抑制して光源の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能な光源装置を提供することができる。また、光源装置がリレー光学系を備える構成に比べて、第１の光の迂回路を必要としないため装置の小型化を図ることができる。
【００１７】
前記光源装置において、前記偏光変換素子は、前記偏光分離素子によって分離された前記第１の光の他方の偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、前記１／４波長板によって円偏光に変換された第１の光を反射し、前記１／４波長板を介して前記偏光分離素子に向けて入射させる反射ミラーと、を備えていてもよい。
【００１８】
この光源装置によれば、偏光分離素子によって分離された他方の偏光（Ｐ偏光）は、１／４波長板により円偏光に変換される。円偏光に変換された第１の光は反射ミラーによって１／４波長板に向けて反射され、１／４波長板により直線偏光に変換される。つまり、偏光分離素子によって分離された他方の偏光（Ｐ偏光）は、１／４波長板を往復して透過することにより、偏光方向が一方の偏光（Ｓ偏光）の偏光方向に変換される。一方の偏光（Ｓ偏光）に変換されて１／４波長板を透過した第１の光は、偏光分離素子により反射されて光源とは異なる方向に導かれる。このため、一方の偏光が偏光分離素子によって反射されて光源に入射することはない。したがって、光源が発熱することを抑制して光源の劣化及び発光効率の低下を抑制することができる。
【００１９】
前記光源装置において、前記光源と前記偏光分離素子との間に、平行化レンズが配置されていてもよい。
【００２０】
この光源装置によれば、光源から射出された第１の光が偏光分離素子に入射する前に、第１の光を平行化させることができる。このため、第１の光が偏光分離素子を透過した後、もしくは反射した後においても、第１の光を平行化させることができる。
【００２１】
前記光源装置において、前記光源は、前記第１の光として青色光を射出し、前記蛍光体は、前記第２の光として赤色光及び緑色光を含む光を放射してもよい。
【００２２】
この光源装置によれば、青色光、赤色光及び緑色光を用いて、光源装置から白色光を射出することが可能となる。
【００２３】
前記光源装置において、前記蛍光体は回転可能な円板の周方向に沿って形成されていてもよい。
【００２４】
この光源装置によれば、第１ダイクロイックミラーによって反射された第１の光により蛍光体において発生する熱を周方向に沿った広い領域で放散させることができる。したがって、蛍光体の過熱による蛍光体の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能となる。
【００２５】
前記光源装置において、前記円板は、金属からなっていてもよい。
【００２６】
この光源装置によれば、円板が例えばガラス板、水晶板等からなる場合に比べて、円板の熱伝導率を高くすることができる。このため、第１ダイクロイックミラーによって反射された第１の光により蛍光体において発生する熱を効率よく外部へ放散させることができる。したがって、蛍光体の過熱による蛍光体の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能となる。また、円板の入射光に対する反射係数を大きくすることができる。このため、第１ダイクロイックミラーによって反射された第１の光を受けて蛍光体によって励起された第２の光を第１ダイクロイックミラーに向けて反射することができる。つまり、光源から余分な光が射出されることを抑えることができる。したがって、光源が発熱することを抑制して光源の劣化及び発光効率の低下を抑制することができる。
【００２７】
前記光源装置において、前記光源は、レーザー光源であってもよい。
【００２８】
この光源装置によれば、光源として例えばハロゲンランプや超高圧水銀ランプ等を用いる場合に比べて集光性が高いため、小さな領域で蛍光体を発光させることが可能となり、光利用効率を高くすることが可能となる。
【００２９】
本発明のプロジェクターは、上述した光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
このプロジェクターによれば、上述した光源装置を備えているので、光源が発熱することを抑制して光源の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能なプロジェクターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る光源装置を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る光源及び蛍光体の発光特性を示すグラフである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る円板を示す模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す模式図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る光源装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００３３】
以下の説明においては、図１中に示されたＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸が光源から射出される光の光軸に設定され、Ｙ軸が光源装置から射出される光の光軸に設定され、Ｚ軸が前記２つの光軸に対して直交する方向に設定されている。なお、光軸とは、光学系において、系全体を透過する光束の代表となる仮想的な光線を指すものとする。
【００３４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクター１０００の光学系を示す模式図である。なお、図１において、符号１００ａｘは照明光軸（光源装置１から色分離導光光学系２００に向けて射出される光の光軸）である。
図２は、本発明の第１実施形態に係る光源装置１を示す模式図である。なお、図２において、符号ＬＢは光源１１から射出された第１の光（青色光）、符号ＬＢ１は第１の光の一部（第１ダイクロイックミラー３１を透過した第１の光）、符号ＬＢ２は第１の光の残りの一部（第１ダイクロイックミラー３１によって反射された第１の光）、符号ＬＹは蛍光体５０によって励起された第２の光（黄色光）である。
図３は、本発明の第１実施形態に係る光源１１及び蛍光体５０の発光特性を示すグラフである。図３（ａ）は光源１１の発光特性を示すグラフであり、図３（ｂ）は蛍光体５０の発光特性を示すグラフである。なお、発光特性とは、光源であれば電圧を印加したときに、蛍光体であれば第１の光が入射したときに、どのような波長の光をどの位の強度で射出するのかという特性のことをいう。図３において、グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も強い波長における発光強度を１としている。グラフの横軸は、波長を表す。図３（ａ）において、符号Ｂは、光源が第１の光として青色光を射出する色光成分である。図３（ｂ）において、符号Ｒは、蛍光体が発する光のうち赤色光として利用可能な色光成分である。符号Ｇは、蛍光体が発する光のうち緑色光として利用可能な色光成分である。
【００３５】
図１に示すように、プロジェクター１０００は、光源装置１と、照明光学系１００と、色分離導光光学系２００と、光変調装置としての３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ,４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００と、を具備して構成されている。
【００３６】
光源装置１は、光源ユニット１０と、電源ユニット１２と、ヒートパイプ１３と、冷却ユニット１４と、集光光学系２０と、第１ダイクロイックミラー３１と、コリメート集光光学系４０と、蛍光体５０と、円板５１と、リレー光学系６０と、第２ダイクロイックミラー３２と、を具備して構成されている。
【００３７】
光源ユニット１０は、表面（−Ｘ方向側の面）に複数の光源１１を備えている。光源１１は、第１の光ＬＢを射出するものである。光源１１は、レーザー光源及び発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源からなる。本実施形態では、光源１１として、レーザー光からなる青色光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ、図３（ａ）参照）を射出するレーザー光源を用いる。なお、光源１１として、４４５ｎｍ以外の波長（例えば４６０ｎｍ）の青色光を射出する光源を用いることもできる。
【００３８】
電源ユニット１２は不図示の配線を介して光源ユニット１０に電気的に接続されている。電源ユニット１２は、光源ユニット１０に電流を供給する。光源ユニット１０に供給された電流は光源１１の発光に用いられる。
【００３９】
ヒートパイプ１３は、光源ユニット１０と冷却ユニット１４との間に複数本（図では２本）配置されている。具体的には、複数本のヒートパイプ１３はそれぞれの一端が光源ユニット１０内に接続され、それぞれの他端が冷却ユニット１４内に接続されている。例えば、ヒートパイプ１３は、熱伝導性が高い材質からなるパイプ中に揮発性の液体（作動液）が封入されて構成されている。ヒートパイプ１３の一端が電源ユニット１２の発熱により加熱され、他端が冷却ユニット１４により冷却されると、作動液の蒸発（潜熱の吸収）と作動液の凝縮（潜熱の放出）のサイクルが発生する。これにより、電源ユニット１２が冷却される。
【００４０】
集光光学系２０は、光源１１から第１ダイクロイックミラー３１までの光路中に配置されている。集光光学系２０は、集光レンズ２１及び平行化レンズ２２を備えている。なお、光源ユニット１０の各レーザーダイオードには、それぞれ平行光を出射するようにコリメートレンズ（図示せず）が装着されている。集光レンズ２１は凸レンズからなっており、平行化レンズ２２は凹レンズからなっている。集光レンズ２１は、青色光ＬＢを略集光した状態で平行化レンズ２２に入射させる。平行化レンズ２２は、青色光ＬＢを略平行化した状態で第１ダイクロイックミラー３１に入射させる。
【００４１】
第１ダイクロイックミラー３１は、集光光学系２０（平行化レンズ２２）とリレー光学系６０（第１反射ミラー６１）との間に配置されている。第１ダイクロイックミラー３１は、光源１１から射出された第１の光の一部ＬＢ１を透過し残りの一部ＬＢ２を反射する。
【００４２】
具体的には、第１ダイクロイックミラー３１は、光源１１から射出されて集光光学系２０を透過した青色光ＬＢ（−Ｘ方向に進む光）を入射し、入射した青色光を２つに分割する。より詳しくは、第１ダイクロイックミラー３１は、入射した青色光の一部ＬＢ１（青色光の光量の約２０％程度）をリレー光学系６０（第１反射ミラー６１）に向けて（−Ｘ方向に）透過し、残りの一部ＬＢ２（青色光の光量の例えば、約８０％程度）を蛍光体５０に向けて（−Ｙ方向に）反射する。
【００４３】
第１ダイクロイックミラー３１は、青色光ＬＢ２を受けて蛍光体５０から放射された黄色光ＬＹの全てを第２ダイクロイックミラー３２に向けて（＋Ｙ方向に）透過させる。このため、蛍光体５０から放射された黄色光ＬＹが光源１１や蛍光体５０に向けて反射することはない。
【００４４】
コリメート集光光学系４０は、第１ダイクロイックミラー３１から蛍光体５０までの光路中に配置されている。コリメート集光光学系４０は、第１レンズ４１及び第２レンズ４２を備えている。第１レンズ４１及び第２レンズ４２は凸レンズからなっている。コリメート集光光学系４０は、第１ダイクロイックミラー３１によって反射された青色光ＬＢ２を略集光した状態で蛍光体５０に入射させるとともに、蛍光体５０から射出される蛍光（黄色光）ＬＹを略平行化する。
【００４５】
蛍光体５０は、円板５１上に形成されている。蛍光体５０は、第１ダイクロイックミラー３１によって反射された第１の光ＬＢ２によって励起され、第１の光（青色光）とは異なる色の第２の光（黄色光）に変換されて第１ダイクロイックミラー３１に向けて放射する。
【００４６】
具体的には、蛍光体５０は、光源１１からの青色光の一部ＬＢ２（光源１１から射出されて第１ダイクロイックミラー３１で反射された青色光）を赤色光及び緑色光を含む光に変換して射出する。蛍光体５０は、波長が約４４５ｎｍの青色光によって効率的に励起され、図３（ｂ）に示すように、赤色光及び緑色光を含む黄色光（蛍光）に変換して射出する。蛍光体５０は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ,Ｇｄ）３（Ａｌ,Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅを含有する層からなる。なお、蛍光体として、赤色光及び緑色光を含む蛍光を射出する他の蛍光体を含有する層を用いてもよい。また、蛍光体として、第１の光を赤色光に変換する蛍光体と、第１の光を緑色光に変換する蛍光体との混合物を含有する層を用いてもよい。
【００４７】
図４は、本発明の第１実施形態に係る円板５１を示す模式図である。図４（ａ）は円板５１の正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ１−Ａ１断面図である。
【００４８】
円板５１は、蛍光体５０の第１の光ＬＢ２が入射する側と反対の側に配置されている。円板５１は、例えばアルミニウム（熱伝導率：２３６Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）や銅（熱伝導率：３９８Ｗ・ｍ−１・Ｋ−１）等の熱伝導率の高い金属から形成されている。円板５１は、光源１１からの青色光の一部ＬＢ２が蛍光体５０に入射したときに、蛍光体５０に蓄積される熱を放熱する。このため、第１の光ＬＢ２の入射により蛍光体５０が発熱することを抑制することができる。なお、円板５１の放熱性能を向上させるために円板５１の裏面に複数の突起を設ける等、円板５１を表面積が大きくなるような形状に形成してもよい。
【００４９】
円板５１の一部には、単一の蛍光体５０が円板５１の周方向に沿って連続して形成されている。円板５１は、駆動装置に接続されており、移動可能になっている。具体的には、円板５１は、中心にモーター５２の軸が固定されており、モーター５２により回転可能になっている。このため、第１ダイクロイックミラー３１によって反射された第１の光ＬＢ２の蛍光体５０（円板５１）に対する照射点が一点に固定されない。よって、第１の光ＬＢ２の入射により蛍光体５０において発生する熱を周方向に沿った広い領域において放散させることができる。
【００５０】
例えば、円板５１は、使用時において約７５００ｒｐｍで回転する。円板５１の直径は約５０ｍｍであり、蛍光体５０に入射する青色光ＬＢ２の光軸が円板５１の中心から約２２．５ｍｍ離れた位置に重なるように構成されている。つまり、円板５１は、青色光の集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光体５０上を移動するような回転速度で回転する。
【００５１】
円板５１は、表面が研磨されて金属光沢を有しており、入射光に対する反射係数が大きくなっている。さらに、透光性材料（ＳｉＯ２、ＮｂＯ、ＴｉＯ２等）を薄膜で円板５１の表面に付加して増反射膜を構成してもよい。円板５１は、第１の光ＬＢ２の入射により蛍光体５０によって励起された黄色光ＬＹを略９０％以上反射する。
【００５２】
リレー光学系６０は、第１ダイクロイックミラー３１から第２ダイクロイックミラー３２までの光路に配置されている。リレー光学系６０は、第１反射ミラー６１と、第２反射ミラー６２と、拡散光学系６３と、を備えている。リレー光学系６０は、第１ダイクロイックミラー３１を透過した第１の光ＬＢ１を第２ダイクロイックミラー３２に導く。
【００５３】
第１反射ミラー６１は、第１ダイクロイックミラー３１を透過した第１の光ＬＢ１を光源１１とは異なる方向に反射する。具体的には、第１反射ミラー６１は、第１ダイクロイックミラー３１を−Ｘ方向に透過した青色光の一部ＬＢ１（青色光の光量の約２０％程度）を、第２反射ミラーに向けて（＋Ｙ方向に）反射する。第１反射ミラー６１は、第１ダイクロイックミラー３１を透過した青色光ＬＢ１を略１００％反射する。このため、光源１１から射出された青色光（第１の光ＬＢ１）が光源１１に向けて導かれることはない。
【００５４】
第２反射ミラー６２は、第１反射ミラー６１によって＋Ｙ方向に向けて反射された青色光ＬＢ１を、第２ダイクロイックミラー３２に向けて（＋Ｘ方向に）反射する。
【００５５】
拡散光学系６３は、第２反射ミラー６２と第２ダイクロイックミラー３２との間に配置されている。拡散光学系６３は、照明光軸１００ａｘと直交する面内に配置されている。拡散光学系６３としては、例えば屈折率の高いＴｉＯ２等をフィラーとしてシリコーン樹脂等に分散混合させてガラス基板等に塗布することにより構成することができる。拡散光学系６３は、第２反射ミラー６２によって＋Ｘ方向に向けて反射された青色光ＬＢ１の光軸と直交する面内光強度分布を平行化した第２の光のそれに近づけることができる。
【００５６】
拡散光学系６３を透過した青色光ＬＢ１は第２ダイクロイックミラー３２に向けて導かれる。
【００５７】
第２ダイクロイックミラー３２は、第１ダイクロイックミラー３１から第２の光ＬＹが透過する方向（第１ダイクロイックミラー３１に対して＋Ｙ方向側）に配置されるとともに、拡散光学系６３から第１の光ＬＢ１が透過する方向（拡散光学系６３に対して＋Ｘ方向側）に配置されている。第２ダイクロイックミラー３２は、第１ダイクロイックミラー３１を透過した第２の光ＬＹを光源１１とは異なる方向に透過させるとともに、リレー光学系６０によって第２ダイクロイックミラー３２に導かれた第１の光ＬＢ１を第２の光ＬＹの透過方向と同じ方向に反射する。
【００５８】
具体的には、第２ダイクロイックミラー３２は、拡散光学系６３で面内光強度分布が平均化された青色光ＬＢ１を、＋Ｙ方向に向けて反射するとともに、第１ダイクロイックミラー３１を＋Ｙ方向に透過した黄色光ＬＹを＋Ｙ方向に向けて透過する。なお、第２ダイクロイックミラー３２は、拡散光学系６３を透過した青色光ＬＢを略１００％反射するとともに、第１ダイクロイックミラー３１を透過した黄色光ＬＹを略１００％透過する。これにより、拡散光学系６３で前記黄色光ＬＹと略同一な光強度の分布した青色光ＬＢ１と、第１ダイクロイックミラー３１を透過した黄色光ＬＹとが共に＋Ｙ方向に射出される。
【００５９】
このため、特許文献１のように蛍光体５０から放射された蛍光（第２の光ＬＹ）が光源１１に向けて導かれることはない。したがって、光源１１に蛍光が導かれることにより生じる光源１１の発熱を抑制することができる。
【００６０】
照明光学系１００は、光源装置１と色分離導光光学系２００との間に配置されている。照明光学系１００は、インテグレータ光学系を構成する第１フライアイレンズ１１１及び第２フライアイレンズ１１２と、偏光変換素子１２０と、重畳レンズ１３０とを備えている。
【００６１】
第１フライアイレンズ１１１及び第２フライアイレンズ１１２は、それぞれマトリクス状に配置された複数の要素レンズからなる。第１フライアイレンズ１１１は、第１フライアイレンズ１１１を構成する複数の要素レンズによって光源装置１からの光（第１の光ＬＢ１及び第２の光ＬＹ）を分割して個別に集光する機能を有する。第２フライアイレンズ１１２は、第２フライアイレンズ１１２を構成する複数の要素レンズによって第１フライアイレンズ１１１からの分割光束を適当な発散角にして射出する機能を有する。
【００６２】
偏光変換素子１２０は、ＰＢＳ、ミラー、位相差板等を一組の要素とするアレイで形成されている。偏光変換素子１２０は、第１フライアイレンズ１１１により分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える機能を有する。
【００６３】
重畳レンズ１３０は、偏光変換素子１２０を経た照明光を全体として適宜収束させて、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂの被照明領域に対する重畳照明を可能にする。
【００６４】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０,２２０、反射ミラー２３０,２４０,２５０及びリレーレンズ２６０,２７０を備えている。色分離導光光学系２００は、光源装置１（照明光学系１００）からの光（第１の光ＬＢ１及び第２の光ＬＹ）を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂに導光する機能を有する。色分離導光光学系２００と、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ,３００Ｇ,３００Ｂが配置されている。なお、集光レンズ３００Ｒ,３００Ｇ,３００Ｂ及びリレーレンズ２６０，２７０は、プロジェクター１０００を構成するインテグレタ光学系の一部となる。
【００６５】
ダイクロイックミラー２１０,２２０は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を透過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射する。ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、青色光成分を透過させる。
【００６６】
反射ミラー２３０,２４０,２５０は、入射した光を反射するミラーである。具体的には、反射ミラー２３０は、ダイクロイックミラー２１０を透過した赤色光成分を反射する。反射ミラー２４０,２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を反射する。
【００６７】
ダイクロイックミラー２１０を透過した赤色光は、反射ミラー２３０で反射され、集光レンズ３００Ｒを透過して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１０で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２０でさらに反射され、集光レンズ３００Ｇを透過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光は、リレーレンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０、集光レンズ３００Ｂを経て青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。
【００６８】
リレーレンズ２６０,２７０及び反射ミラー２４０,２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を液晶光変調装置４００Ｂまで導く機能を有する。これにより、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長い場合であっても、青色光の発散等による青色光の利用効率の低下を抑制することができる。なお、他の色光（例えば赤色光）の光路の長さが青色光の光路の長さよりも長い場合は、リレーレンズ２６０,２７０及び反射ミラー２４０,２５０を赤色光の光路に配置する構成も考えられる。
【００６９】
液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものであり、光源装置１の照明対象となる。なお、図示を省略したが、各集光レンズ３００Ｒ,３００Ｇ,３００Ｂと各液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置されている。また、各液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が配置されている。これら入射側偏光板、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂ及び射出側偏光板によって、入射された各色光の光変調が行われる。
【００７０】
例えば、液晶光変調装置４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂは、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板（図示略）から射出された１種類の直線偏光の偏向方向を変調する。
【００７１】
クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板（図示略）から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなしている。直角プリズムを貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００７２】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【００７３】
本実施形態の光源装置１によれば、光源１１から射出された第１の光ＬＢは、第１ダイクロイックミラー３１を透過する第１の光ＬＢ１と、第１ダイクロイックミラー３１によって反射される第１の光ＬＢ２と、に分離する。透過した第１の光ＬＢ１は、リレー光学系６０により迂回され、第２ダイクロイックミラー３２に導かれる。反射した第１の光ＬＢ２は、蛍光体５０によって励起されて第１の光ＬＢ２（青色光）とは異なる色の第２の光ＬＹ（黄色光）に変換されて放射され、第１ダイクロイックミラー３１を透過する。その後、第２ダイクロイックミラー３２により、第２の光ＬＹは光源１１とは異なる方向に透過し、第１の光ＬＢ１は第２の光ＬＹの透過方向と同じ方向に反射する。すなわち、第１の光ＬＢ１及び第２の光ＬＹは光源１１とは異なる方向に導かれる。このため、第１の光ＬＢ１及び第２の光ＬＹが第２ダイクロイックミラー３２によって反射されて光源１１に入射することはない。つまり、特許文献１のように、光を受けて光源が発熱し、光源の劣化や発光効率の低下を引き起こしてしまうことはない。したがって、光源１１が発熱することを抑制して光源１１の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能な光源装置１を提供することができる。
【００７４】
また、この構成によれば、リレー光学系６０は、第１ダイクロイックミラー３１を透過した第１の光ＬＢ１を光源１１とは異なる方向に反射する第１反射ミラー６１と、第１反射ミラー６１によって反射された第１の光ＬＢ１を第２ダイクロイックミラー３２に向けて反射する第２反射ミラー６２と、を備えている。よって、第１ダイクロイックミラー３１を透過した第１の光ＬＢ１は、第１反射ミラー６１により、光源１１とは異なる方向に反射する。その後、第１の光ＬＢ１は第２反射ミラー６２によって反射されて第２ダイクロイックミラー３２に導かれる。このため、第１の光ＬＢ１が第１反射ミラー６１によって反射されて光源１１に入射することはない。したがって、光源１１が発熱することを抑制して光源１１の劣化及び発光効率の低下を抑制することができる。
【００７５】
また、この構成によれば、リレー光学系６０が拡散光学系６３を備えているので、第１ダイクロイックミラー３１を透過した第１の光ＬＢ１の光軸と直交する面内光強度分布を平行化した第２の光のそれに近づけることができる。
【００７６】
また、この構成によれば、光源１１と第１ダイクロイックミラー３１との間に、平行化レンズ２２が配置されているので、光源１１から射出された第１の光ＬＢが第１ダイクロイックミラー３１に入射する前に、第１の光ＬＢを平行化させることができる。このため、第１の光ＬＢが第１ダイクロイックミラーを透過した後、もしくは反射した後においても、第１の光ＬＢ１,ＬＢ２を平行化させることができる。
【００７７】
また、この構成によれば、光源１１が第１の光ＬＢとして青色光を射出し、蛍光体５０が第２の光ＬＹとして赤色光及び緑色光を含む光（黄色光）を放射するので、青色光、赤色光及び緑色光を用いて、光源装置１から白色光を射出することが可能となる。
【００７８】
また、この構成によれば、蛍光体５０が回転可能な円板５１の周方向に沿って配置されているので、第１ダイクロイックミラー３１によって反射された第１の光ＬＢ２により蛍光体５０において発生する熱を周方向に沿った広い領域で放散させることができる。したがって、蛍光体５０の過熱による蛍光体５０の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能となる。
【００７９】
また、この構成によれば、円板５１が金属からなっているので、円板５１が例えばガラス板、水晶板等からなる場合に比べて、円板５１の熱伝導率を高くすることができる。このため、第１ダイクロイックミラー３１によって反射された第１の光ＬＢ２により蛍光体５０において発生する熱を効率よく外部へ放散させることができる。したがって、蛍光体５０の過熱による蛍光体５０の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能となる。また、金属表面を研磨する又は増反射膜を付加する等により円板５１の入射光に対する反射係数を大きくすることができる。このため、第１ダイクロイックミラー３１によって反射された第１の光ＬＢ２を受けて蛍光体５０によって励起された第２の光ＬＹを第１ダイクロイックミラー３１に向けて反射することができる。つまり、光源１１から余分な光が射出されることを抑えることができる。したがって、光源１１が発熱することを抑制して光源１１の劣化及び発光効率の低下を抑制することができる。
【００８０】
また、この構成によれば、光源１１としてレーザー光源を用いているため、例えばハロゲンランプや超高圧水銀ランプ等を用いる場合に比べて集光性が高い。このため、小さな領域で蛍光体５０を発光させることが可能となり、光利用効率を高くすることが可能となる。
【００８１】
本実施形態のプロジェクター１０００によれば、上述した光源装置１を備えているので、光源１１が発熱することを抑制して光源１１の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能なプロジェクター１０００を提供することができる。
【００８２】
なお、本実施形態の光源装置１では、青色光ＬＢを射出する光源１１と、青色光の一部ＬＢ２によって励起され、赤色光及び緑色光を含む光（黄色光）ＬＹを第１ダイクロイックミラー３１に向けて放射する蛍光体５０と、を用いているが、これに限らない。例えば、紫色光又は紫外光を射出する光源と、光源から射出された紫色光又は紫外光によって励起され、赤色光、緑色光及び青色光を含む光を第１ダイクロイックミラーに向けて放射する蛍光体を用いてもよい。
【００８３】
また、本実施形態の光源装置１では、円板５１の一部に蛍光体５０が形成されているが、これに限らない。例えば、円板の全体に蛍光体が形成されていてもよい。
【００８４】
また、本実施形態の光源装置１では、集光光学系２０における集光レンズ２１として凸レンズを用い、平行化レンズ２２として凹レンズを用いたが、これに限らない。要するに、集光光学系が、全体として青色光を略平行化した状態で第１ダイクロイックミラーに入射させるようになっていればよい。また、集光光学系を構成するレンズの枚数は、１枚であってもよく、３枚以上であってもよい。
【００８５】
また、本実施形態の光源装置１では、コリメート集光光学系４０における第１レンズ４１及び第２レンズ４２として凸レンズを用いたが、これに限らない。要するに、コリメート集光光学系が、第１ダイクロイックミラーによって反射された青色光を略集光した状態で蛍光体に入射させるとともに、蛍光体から射出される蛍光を略平行化するようになっていればよい。また、コリメート集光光学系を構成するレンズの枚数は、１枚であってもよく、３枚以上であってもよい。
【００８６】
また、本実施形態の光源装置１では、リレー光学系６０が、第１反射ミラー６１と、第２反射ミラー６２と、拡散光学系６３と、を備えているが、これに限らない。要するに、リレー光学系は、第１ダイクロイックミラーを透過した第１の光を第２ダイクロイックミラーに導くようになっていればよい。また、リレー光学系を構成する反射ミラーの枚数は、１枚であってもよく、３枚以上であってもよい。
【００８７】
また、本実施形態のプロジェクター１０００では、液晶光変調装置として３つの液晶光変調装置を用いたが、これに限らない。１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。
【００８８】
また、本実施形態のプロジェクター１０００では、透過型のプロジェクターを用いたが、これに限らない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を透過するタイプであることを意味している。「反射型」とは、反射型の液晶表示装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターに本発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を奏することができる。
【００８９】
（第２実施形態）
図５は、図１に対応した、本発明の第２実施形態に係るプロジェクター２０００の光学系を示す模式図である。なお、図５において、符号１００ａｘは照明光軸（光源装置２から色分離導光光学系２００に向けて射出される光の光軸）である。
図６は、図２に対応した、本発明の第２実施形態に係る光源装置２を示す模式図である。なお、図６において、符号ＬＢは光源１１から射出された第１の光（青色光）、符号ＬＢ１ｓは第１の光の一方の偏光（偏光分離素子７０によって分離された一方の偏光）、符号ＬＢ２ｐ,ＬＢ２ｓは第１の光の他方の偏光（偏光分離素子７０によって分離された他方の偏光）であり、このうち符号ＬＢ２ｐはＰ偏光成分を有する第１の光、符号ＬＢ２ｓはＳ偏光成分を有する第１の光、符号ＬＹは蛍光体５０によって励起された第２の光（黄色光）である。
【００９０】
図５及び図６に示すように、本実施形態に係るプロジェクター２０００は、上述の光源装置１に替えて光源装置２を備えている点で、上述の第１実施形態に係るプロジェクター１０００と異なっている。本実施形態に係る光源装置２は、上述の第１ダイクロイックミラー３１、第２ダイクロイックミラー３２及びリレー光学系６０に替えて、偏光分離素子７０及び偏光変換素子８０を備えている点、で上述の第１実施形態に係る光源装置１と異なっている。その他の点は上述の構成と同様であるので、図１及び図２と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９１】
図５に示すように、プロジェクター２０００は、光源装置２と、照明光学系１００と、色分離導光光学系２００と、光変調装置としての３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ,４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００と、を具備して構成されている。
【００９２】
光源装置２は、光源ユニット１０と、電源ユニット１２と、ヒートパイプ１３と、冷却ユニット１４と、集光光学系２０と、偏光分離素子７０と、偏光変換素子８０と、コリメート集光光学系４０と、蛍光体５０と、円板５１と、を具備して構成されている。
【００９３】
本実施形態では、光源１１として、レーザー光からなる青色光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ、図３（ａ）参照）を射出するレーザー光源を用いる。なお、光源１１は、Ｐ偏光とＳ偏光とを含む光を射出する。光源１１を構成する各レーザーダイオードは一般的には直線偏光を持っており、個々のレーザーダイオードの偏光性を組み合わせることにより光源１１に例えばＰ偏光成分を約２０％、Ｓ偏光成分を約８０％含む光として射出することができる。ここで、「偏光」とは、電場及び磁場が特定の方向にしか振動していない光のことをいい、「Ｐ偏光」とは、電界成分が入射面に対して平行な電磁波、「Ｓ偏光」とは、電界成分が入射面に対して垂直な電磁波、を意味する。「入射面」は、青色光ＬＢが偏光分離素子７０に入射するとき、反射面に垂直で入射光ＬＢと反射光ＬＢ１ｓを含む面（ＸＹ面）とする。
【００９４】
偏光分離素子７０は、集光光学系２０（平行化レンズ２２）と偏光変換素子８０（１／４波長板８１）との間に配置されている。偏光分離素子７０は、光源１１から射出された第１の光ＬＢをＰ偏光ＬＢ２ｐとＳ偏光ＬＢ１ｓとに分離する。偏光分離素子７０は、光源１１から射出された第１の光の一方の偏光ＬＢ１ｓ（Ｓ偏光）を反射し、他方の偏光ＬＢ２ｐ（Ｐ偏光）を透過する。
【００９５】
具体的には、偏光分離素子７０は、光源１１から射出されて集光光学系２０を透過した青色光ＬＢ（−Ｘ方向に進む光）を入射し、入射した青色光を２つに分離する。より詳しくは、偏光分離素子７０は、入射した青色光の一方の偏光ＬＢ１ｓ（青色光の光量の約８０％程度）を蛍光体５０に向けて（−Ｙ方向に）反射し、他方の偏光ＬＢ２ｐ（青色光の光量の約２０％程度）を偏光変換素子８０（１／４波長板８１）に向けて（−Ｘ方向に）透過する。
【００９６】
偏光変換素子８０は、偏光分離素子７０に対して−Ｘ方向側に配置されている。偏光変換素子８０は、１／４波長板８１と、反射ミラー８２と、を備えている。偏光変換素子８０は、偏光分離素子７０によって分離された第１の光の他方の偏光ＬＢ２ｐ（Ｐ偏光）を一方の偏光の偏光方向（Ｓ偏光）に変換し偏光分離素子７０に入射させる。
【００９７】
１／４波長板８１は、偏光分離素子７０と反射ミラー８２との間に配置されている。１／４波長板８１は、偏光分離素子７０によって分離された第１の光の他方の偏光ＬＢ２ｐ（Ｐ偏光）を、回転方向が右回りもしくは左回りの円偏光（右円偏光または左円偏光）に変換する。円偏光（右円偏光または左円偏光）に変換された第１の光は反射ミラー８２によって反射されるとともに回転方向が反転された円偏光（左円偏光または右円偏光）となって１／４波長板８１に入射する。反射ミラー８２によって反射された円偏光は、１／４波長板８１によってＳ偏光に変換される。Ｓ偏光に変換された第１の光ＬＢ２ｓは、偏光分離素子７０に入射する。
【００９８】
偏光分離素子７０は、青色光ＬＢ１ｓを受けて蛍光体５０から放射された黄色光ＬＹを色分離導光光学系２００（ダイクロイックミラー２１０）に向けて（＋Ｙ方向に）透過する。偏光分離素子７０は、第１の光に含まれる一方の偏光ＬＢ１ｓを蛍光体５０に向けて反射し、蛍光体５０から放射された第２の光ＬＹに含まれるＰ偏光とＳ偏光の双方を光源１１とは異なる方向に透過させるとともに、偏光分離素子７０を透過し偏光変換素子８０によって偏光方向が変換され偏光分離素子７０に入射した他方の偏光ＬＢ２ｓを第２の光ＬＹの透過方向と同じ方向に反射する。
【００９９】
具体的には、偏光分離素子７０は、蛍光体５０から放射された黄色光ＬＹを＋Ｙ方向に向けて透過するとともに、偏光変換素子８０によって偏光方向がＰ偏光からＳ偏光に変換された青色光ＬＢ２ｓを、＋Ｙ方向に向けて反射する。なお、偏光分離素子７０は、蛍光体５０から放射された黄色光ＬＹを略１００％透過するとともに、偏光変換素子８０によって偏光方向の変換された青色光ＬＢ２ｓを略１００％反射する。これにより、蛍光体５０から放射された黄色光ＬＹと、偏光変換素子８０によって偏光方向の変換された青色光ＬＢ２ｓとが共に＋Ｙ方向に射出される。
【０１００】
このため、特許文献１のように蛍光体５０から放射された蛍光（第２の光ＬＹ）が光源１１に向けて導かれることはない。したがって、光源１１に蛍光が導かれることにより生じる光源１１の発熱を抑制することができる。
【０１０１】
本実施形態の光源装置２によれば、光源１１から射出された第１の光ＬＢは、偏光分離素子７０によって一方の偏光（Ｓ偏光）ＬＢ１ｓと、他方の偏光（Ｐ偏光）ＬＢ２ｐと、に分離する。一方の偏光（Ｓ偏光）ＬＢ１ｓは、蛍光体５０によって励起されて第１の光ＬＢとは異なる色の第２の光（Ｐ偏光とＳ偏光の双方を含む光）ＬＹに変換され、偏光分離素子７０に向けて放射される。他方の偏光（Ｐ偏光）ＬＢ２ｐは、偏光変換素子８０によって偏光方向が一方の偏光（Ｓ偏光）ＬＢ２ｓの偏光方向に変換され、偏光分離素子７０に入射する。その後、偏光分離素子７０により、一方の光（第２の光）ＬＹは光源１１とは異なる方向に透過し、他方の光（第１の光）ＬＢ２ｓは第２の光ＬＹの透過方向と同じ方向に反射する。すなわち、第１の光ＬＢ２ｓ及び第２の光ＬＹは光源１１とは異なる方向に導かれる。このため、第１の光ＬＢ２ｓ及び第２の光ＬＹが偏光分離素子７０によって反射されて光源１１に入射することはない。つまり、特許文献１のように、光を受けて光源が発熱し、光源の劣化や発光効率の低下を引き起こしてしまうことはない。したがって、光源１１が発熱することを抑制して光源１１の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能な光源装置２を提供することができる。また、第１実施形態のように光源装置がリレー光学系を備える構成に比べて、第１の光の迂回路を必要としないため装置の小型化を図ることができる。
【０１０２】
また、この構成によれば、偏光分離素子７０によって分離された他方の偏光（Ｐ偏光）ＬＢ２ｐは、１／４波長板８１により円偏光に変換される。円偏光に変換された第１の光は反射ミラー８２によって１／４波長板８１に向けて反射され、１／４波長板８１により直線偏光に変換される。つまり、偏光分離素子７０によって分離された他方の偏光（Ｐ偏光）ＬＢ２ｐは、１／４波長板８１を往復して透過することにより、偏光方向が一方の偏光（Ｓ偏光）ＬＢ２ｓの偏光方向に変換される。一方の偏光（Ｓ偏光）に変換されて１／４波長板８１を透過した第１の光ＬＢ２ｓは、偏光分離素子７０により反射されて光源１１とは異なる方向に導かれる。このため、一方の偏光ＬＢ２ｓが偏光分離素子７０によって反射されて光源１１に入射することはない。したがって、光源１１が発熱することを抑制して光源１１の劣化及び発光効率の低下を抑制することができる。
【０１０３】
また、この構成によれば、光源１１と偏光分離素子７０との間に、平行化レンズ２２が配置されているので、光源１１から射出された第１の光ＬＢが偏光分離素子７０に入射する前に、第１の光ＬＢを平行化させることができる。このため、第１の光ＬＢが偏光分離素子７０を透過した後、もしくは反射した後においても、第１の光ＬＢ１ｓ,ＬＢ２ｐを平行化させることができる。
【０１０４】
本実施形態のプロジェクター２０００によれば、上述した光源装置２を備えているので、光源１１が発熱することを抑制して光源１１の劣化及び発光効率の低下を抑制することが可能なプロジェクター２０００を提供することができる。
【０１０５】
本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも、適用することができる。
【０１０６】
上記各実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、これに限らない。例えば、本発明の光源装置を他の光学機器（例えば、光ディスク装置、自動車のヘッドランプ、照明機器等）に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
１,２…光源装置、１１…光源、３１…第１ダイクロイックミラー、３２…第２ダイクロイッキミラー、５０…蛍光体、５１…円板、６０…リレー光学系、６１…第１反射ミラー、６２…第２反射ミラー、６３…拡散光学系、７０…偏光分離素子、８０…偏光変換素子、８１…１／４波長板、８２…反射ミラー、４００Ｒ,４００Ｇ,４００Ｂ…液晶光変調装置（光変調装置）、６００…投写光学系、１０００,２０００…プロジェクター
【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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