(57)【要約】      （修正有）【課題】蛍光体ホイールからの拡散励起光と蛍光光を蛍光体ホイールの同一側に出射させ、簡単な構成で両光を集光して照明光とする光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１００”は、励起光を発生する励起光源５と、励起光に励起されて蛍光光を発生する蛍光体を有する蛍光体ホイール１と、励起光源５からの励起光１０を蛍光体ホイール１に導き、蛍光体ホイール１からの蛍光光を照明光１１'として出射するミラー４とを備える。蛍光体ホイール１は、更に、入射する励起光の光路と、当該励起光が入射した後の拡散励起光の光路が重ならないように、当該入射する励起光を拡散して反射する異方性拡散反射部３４’を有し、前記ミラー４は、前記励起光を反射し前記蛍光光を透過する第１の領域と、前記蛍光光及び前記異方性拡散反射部３４’が拡散反射した拡散励起光を透過する第２の領域を有する。【選択図】図７
2014174264.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を発生する励起光源と、
前記励起光源からの励起光に励起されて蛍光光を発生する蛍光体を有する蛍光体ホイールと、
前記励起光源からの励起光を前記蛍光体ホイールに導き、前記蛍光体ホイールからの蛍光光を照明光として出射するミラーとを備え、
前記蛍光体ホイールは、更に、入射する励起光の光路と、当該励起光が入射した後の拡散励起光の光路が重ならないように、当該入射する励起光を拡散して反射する異方性拡散反射部を有し、
前記ミラーは、前記励起光を反射し前記蛍光光を透過する第１の領域と、前記蛍光光及び前記異方性拡散反射部が拡散して反射した拡散励起光を透過する第２の領域を有することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
励起光を発生する励起光源と、
前記励起光源からの励起光に励起されて蛍光光を発生する蛍光体を有する蛍光体ホイールと、
前記励起光源からの励起光を前記蛍光体ホイールに導き、前記蛍光体ホイールからの蛍光光を照明光として出射するミラーとを備え、
前記蛍光体ホイールは、更に、入射する励起光の光路と、当該励起光が入射した後の拡散励起光の光路が重ならないように、当該入射する励起光を拡散して反射する異方性拡散反射部を有し、
前記ミラーは、前記励起光を透過し前記蛍光光を反射する第１の領域と、前記蛍光光及び前記異方性拡散反射部が拡散して反射した拡散励起光を反射する第２の領域を有することを特徴とする光源装置。
【請求項３】
励起光を発生する励起光源と、
前記励起光源からの励起光に励起されて蛍光光を発生する蛍光体を有する蛍光体ホイールと、
前記励起光源からの励起光を前記蛍光体ホイールに導き、前記蛍光体ホイールからの蛍光光を照明光として出射するミラーとを備え、
前記蛍光体ホイールは、更に、入射した励起光を特定方向に拡散して反射する異方性拡散反射部を有し、
前記ミラーは、前記励起光を反射し前記蛍光光を透過する第１の領域と、前記蛍光光及び前記異方性拡散反射部が拡散して反射した拡散励起光を透過する第２の領域を有し、
前記異方性拡散反射部からの拡散励起光は、前記第１の領域を避けるように入射することを特徴とする光源装置。
【請求項４】
励起光を発生する励起光源と、
前記励起光源からの励起光に励起されて蛍光光を発生する蛍光体を有する蛍光体ホイールと、
前記励起光源からの励起光を前記蛍光体ホイールに導き、前記蛍光体ホイールからの蛍光光を照明光として出射するミラーとを備え、
前記蛍光体ホイールは、更に、入射した励起光を特定方向に拡散して反射する異方性拡散反射部を有し、
前記ミラーは、前記励起光を透過し前記蛍光光を反射する第１の領域と、前記蛍光光及び前記異方性拡散反射部が拡散して反射した拡散励起光を反射する第２の領域を有し、
前記異方性拡散反射部からの拡散励起光は、前記第１の領域を避けるように入射することを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項１乃至４何れか一に記載の光源装置であって、
前記異方性拡散反射部は、所定の深さと所定のピッチを有する回折格子の反射面を用いて構成したことを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光源装置であって、
前記異方性拡散反射部は、前記回折格子の反射面に拡散板を貼り付ける、あるいは反射面に拡散材を塗布する、あるいは反射面自体の表面に微細な凹凸を施すことで形成したことを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野において、固体光源から出射する励起光を蛍光体により可視光に変換して効率良く発光する光源装置が提案されている。特許文献１には、光源から出射した励起光（青色レーザー光）を、蛍光体が形成された円板（蛍光体ホイール）に照射し、複数の蛍光光（赤色光、緑色光）を発光させて照明光として用いる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１３３１３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によれば、蛍光体ホイールの透過部を透過した励起光と蛍光体ホイールで発生した蛍光光とを照明光として利用するが、両者は蛍光体ホイールを挟んで互いに反対側に出射している。従って、これらを合成するための光学部品点数が増加し、光源装置が大型化する課題がある。また、光学系に配置した複数の光学部品による光学損失が発生し、光利用効率（照明光強度）が低下する課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、蛍光体ホイールからの拡散励起光と蛍光光を蛍光体ホイールの同一側に出射させ、簡単な構成で両光を集光して照明光とする光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の望ましい態様の一つは次の通りである。
【０００７】
当該光源装置は、励起光を発生する励起光源と、前記励起光源からの励起光に励起されて蛍光光を発生する蛍光体を有する蛍光体ホイールと、前記励起光源からの励起光を前記蛍光体ホイールに導き、前記蛍光体ホイールからの蛍光光を照明光として出射するミラーとを備え、前記蛍光体ホイールは、更に、入射する励起光の光路と、当該励起光が入射した後の拡散励起光の光路が重ならないように、当該入射する励起光を拡散して反射する異方性拡散反射部を有し、前記ミラーは、前記励起光を反射し前記蛍光光を透過する第１の領域と、前記蛍光光及び前記異方性拡散反射部が拡散して反射した拡散励起光を透過する第２の領域を有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、蛍光体ホイールから同一側に拡散励起光と蛍光光を出射させるので、照明光強度を低下させずに小型の光源装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における光源装置の構成図。
【図２】ミラー４の具体例を示す図。
【図３】ミラー４の分光特性の一例を示す図。
【図４】蛍光体ホイール１の具体例を示す図。
【図５】蛍光体ホイール１からの出射光の拡散度を示す図。
【図６】実施例２における光源装置の構成図。
【図７】実施例３における光源装置の構成図。
【図８】ミラー上での拡散励起光の入射範囲を示す図。
【図９】ミラー上での拡散励起光の入射強度分布を示す図
【図１０】回折格子による回折光の出射方向を説明する図。
【図１１】回折格子を用いて異方性拡散反射部を構成した例を示す図。
【図１２】実施例４における投写型映像表示装置の光学系の構成図。
【図１３】実施例５における投写型映像表示装置の光学系の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、実施例１における光源装置の構成図である。光源装置１００は、主な構成要素として励起光源５、ミラー４、蛍光体ホイール１を有する。励起光源５はレーザー発光素子などの固体発光素子を１個以上配置し、励起光として例えば青色レーザー光を出射する。励起光源５から出射された励起光１０（実線で示す）は、コリメートレンズ６により略平行光となり、ミラー４に入射する。
【００１２】
ミラー４は２つの領域から構成される。第１の領域は、励起光（青色）の波長域を反射し、蛍光光の波長域（赤色、黄色、緑色）を透過する特性を有するダイクロイックコート領域２１である。第２の領域は、励起光と蛍光光の両方の波長域を透過する広波長透過領域２２である。第１の領域は第２の領域よりも狭い面積とする。ミラー４の具体例は、図２で説明する。励起光源５から入射した励起光１０は、ミラー４のダイクロイックコート領域２１にて反射し、集光レンズ３で集光されて、蛍光体ホイール１に入射する。
【００１３】
回転可能な蛍光体ホイール１には、励起光１０に励起されて所定色の蛍光光を発光する蛍光体２が形成されている。例えば赤色、黄色、緑色の３色の蛍光光を発光させるため、円板面を円周方向に複数の領域に分割し各領域に赤色、黄色、緑色の各蛍光体を形成する。更に円板面には、励起光１０を拡散して反射する拡散反射部を設ける。蛍光体ホイール１の具体例は、図４で説明する。励起光１０を受けると、蛍光体ホイール１の各蛍光体２からは赤色、黄色、緑色の３色の蛍光光が発生し、拡散反射部からは拡散された拡散励起光が発生し、いずれも集光レンズ３で略平行光となりミラー４に入射する。
【００１４】
ミラー４に入射した蛍光光は、ミラー４内のダイクロイックコート領域２１及び広波長透過領域２２のいずれの領域でも透過する。一方、ミラー４に入射した拡散励起光は、ダイクロイックコート領域２１では反射するが広波長透過領域２２では透過する。その結果、蛍光光の全てと拡散励起光の大部分は、照明光１１となって図面下方に出射する。
【００１５】
この構成により、蛍光体ホイール１で生じた蛍光光と拡散励起光はいずれも蛍光体ホイール１から同一側（図面下方）に出射し、その大部分がミラー４を透過して照明光となる。よって、両者を合成するための余分な光学系を設ける必要がなく、装置の小型化が実現できる。
【００１６】
図２は、ミラー４の２つの具体例を示す図である。
【００１７】
図２（ａ）では、ミラー４ａの入射面の中央部に、第１の領域であるダイクロイックコート領域２１（斜線部）を市松模様に分割して設け、他の部分は第２の領域である広波長透過領域２２（白色部）とする。ダイクロイックコート領域２１では、励起光（青色）の波長域を反射し蛍光光の波長域（赤色、黄色、緑色）を透過する性質を有する。広波長透過領域２２では、励起光と蛍光光の両方の波長域を透過する。ダイクロイックコート領域２１の分割数と各サイズと配置は、励起光源５からの励起光１０の入射スポット２５（黒色）の数と形状と位置に合わせて決定する。よって、励起光源５からの励起光１０は全て蛍光体ホイール１へ向かう。
【００１８】
一方、蛍光体ホイール１で発生した蛍光光と拡散励起光は、ミラー４ａの入射面にスポット２６（破線）に拡大されて入射する。このうち蛍光光はスポット２６内の全てが透過して照明光となる。一方拡散励起光は、ダイクロイックコート領域２１に入射した一部の光は透過できずに照明光の損失分となるが、大面積の広波長透過領域２２に入射した大部分の拡散励起光は透過して照明光となる。
【００１９】
図２（ｂ）では、ミラー４ｂの入射面の中心部に、長方形（又は正方形）状にダイクロイックコート領域２１（斜線部）を設け、他の部分は広波長透過領域２２（白色部）とする。この場合は、励起光源５からの励起光１０の入射スポット２５（黒色）が小さく、全てのスポット２５を１つのダイクロイックコート領域２１に収納できる。図２（ａ）と比較し、ダイクロイックコート領域２１の面積をより小さくできるので、ダイクロイックコート領域２１による照明光の損失分はより少なくなる。
【００２０】
ダイクロイックコート領域２１における照明光の損失はダイクロイックコート領域２１の面積に依存する。シミュレーションによれば、ダイクロイックコート領域２１の面積を入射スポット２６の例えば３％以下に絞ることで、特許文献１の場合と同等の損失に抑えることができる。
【００２１】
このように本実施例のミラー４ａ，４ｂは、広波長透過領域２２の中に選択的にダイクロイックコート領域２１を設けることで、励起光源５からの励起光１０を反射して蛍光体ホイール１へ導くと共に、蛍光体ホイール１からの拡散励起光を透過して照明光とすることができる。
【００２２】
図３は、ミラー４の分光特性の一例を示す図で、横軸に波長、縦軸に透過率を示す。ダイクロイックコート領域２１では、青色の波長域（約４２０〜４７０ｎｍ）を透過せず、それより大きい波長域（赤色、黄色、緑色）を透過する。このような分光特性は、誘電体多層膜（ＴｉＯ２、ＳｉＯ２など）を用いて実現できる。
【００２３】
図４は、蛍光体ホイール１の具体例を示す図である。蛍光体ホイール１は、円周方向に例えば４セグメントに分割し、各セグメントには蛍光体２として、赤色蛍光体３１、黄色蛍光体３２、緑色蛍光体３３を塗布し、残りのセグメントは反射ミラーに拡散機能を施した拡散反射部３４とする。各蛍光体３１，３２，３３では、励起光１０を受けて、それぞれ、赤色、黄色、緑色の蛍光光を発光する。拡散反射部３４の拡散機能は、蛍光体ホイール１の基材を銀蒸着等で鏡面反射とし、この上に耐熱性の高い透過拡散板を貼り付けることや、反射面に拡散材（ペースト等）を塗布することで可能である。この場合、拡散板（拡散材）は励起光が往復２回通る光路となるので、それを考慮して拡散度を決めると良い。もしくは、反射面自体の表面に微細な凹凸を施し、反射と同時に拡散させる機能を持たせても良い。このように拡散反射部３４にて反射する励起光を拡散させることで、レーザー光中のスペックルノイズを除去する効果がある。尚、蛍光体ホイール１が回転することで、スペックルノイズを除去する効果は更に大きくなる。
【００２４】
図５は、蛍光体ホイール１からの出射光の拡散度を示す図である。まず、蛍光体ホイール１の蛍光体２（３１，３２，３３）からの蛍光光は全方位に略均一に発光し、蛍光体の裏面に形成されているミラー面で反射される結果、集光レンズ３側に半球状に出射する。そのうち、集光レンズ３の有効範囲に入射した分がミラー４に達し、照明光１１として利用される。
【００２５】
一方、蛍光体ホイール１の拡散反射部３４からの拡散励起光は、集光レンズ３側に半球状に出射するが、その拡散度（拡散角θ）は拡散板の材料や加工等により調整することができる。その際、出射する拡散励起光の拡散角θを大きくし過ぎると、集光レンズ３の有効範囲の外側にまで漏れ出して光利用効率が低下する。逆に、拡散角θを小さくし過ぎると、集光レンズ３の有効範囲の中心部のみを通過することになる。その結果、ミラー４のダイクロイックコート領域２１に入射する拡散励起光の割合が相対的に大きくなり、照明光としての損失分が増加する。よって、拡散反射部３４からの拡散励起光は、略集光レンズ３の有効領域の大きさに拡散して入射するよう拡散角θを調整するのが良い。
【００２６】
尚、励起光の色と蛍光体の色の組み合わせ、セグメント数、セグメントの形状（角度）は、上記例に限定されるものではなく、要求される照明光の仕様に応じて適宜変更して用いれば良い。例えば励起光源から青色レーザー光を発生しつつ、蛍光体ホイールから黄色蛍光体を削除して赤色及び緑色の蛍光光を発生させること、あるいは蛍光体としてシアン、マゼンタ等のその他の色を追加することも可能である。
【実施例２】
【００２７】
実施例２では、蛍光体ホイール１と励起光源５の位置関係を変更した場合について述べる。
【００２８】
図６は、実施例２における光源装置の構成図である。光源装置１００’の基本構成は実施例１（図１）と同様であるが、励起光源５を図面下方に配置し、ミラー４の透過／反射特性を逆転したミラー４’を用い、照明光を図面左方に出射する点で異なる。即ちミラー４’は図２に示した構成であるが、ダイクロイックコート領域２１は、励起光（青色）の波長域を透過し、蛍光光の波長域（赤色、黄色、緑色）を反射する特性を有し、広波長反射領域２２は、励起光と蛍光光の両方の波長域を反射する特性を有する。また、ダイクロイックコート領域２１では、図３に示した分光特性の縦軸を逆転したもの、即ち、縦軸を透過率から反射率に置き換えたものとなる。
【００２９】
励起光源５から入射した励起光１０は、ミラー４’のダイクロイックコート領域２１を透過し、集光レンズ３で集光されて、蛍光体ホイール１に入射する。励起光１０を受けると、蛍光体ホイール１の蛍光体２からは、赤色、黄色、緑色の３色の蛍光光が発生し、拡散反射部からは拡散された拡散励起光が発生する。これらの蛍光光と拡散励起光は、集光レンズ３で略平行光となりミラー４’に入射する。
【００３０】
ミラー４’に入射した蛍光光は、ミラー４’内のダイクロイックコート領域２１及び広波長透過領域２２のいずれの領域でも反射する。一方、ミラー４’に入射した拡散励起光は、ダイクロイックコート領域２１では透過するが広波長反射領域４２では反射する。その結果、蛍光光の全てと拡散励起光の大部分は、照明光１１となって図面左方に出射する。
【００３１】
この構成により、蛍光体ホイール１で生じた蛍光光と拡散励起光はいずれも蛍光体ホイール１から同一側（図面下方）に出射し、その大部分がミラー４’を反射して照明光となる。よって、両者を合成するための余分な光学系を設ける必要がなく、装置の小型化が実現できる。
【００３２】
ここで、上記実施例１、２における光軸調整について説明する。上記実施例の光源装置では、励起光源５から出射された励起光をミラー４の特定の領域（ダイクロイックコート領域２１）で反射させ、更に蛍光体ホイール１の特定の位置（蛍光体２）に集光させる必要がある。よって、励起光源５に起因する出射位置と出射方向のずれに対して、その誤差を調整する機構を設ける。
【００３３】
励起光源５とコリメートレンズ６とが一体型構造の場合には、励起光の出射位置及び出射方向のずれに対して、励起光源５とコリメートレンズ６を一体で光軸と垂直方向に移動させて調整する。また、励起光源５とコリメートレンズ６とが別体型構造の場合には、励起光の出射位置及び出射方向のずれに対して、コリメートレンズ６のみを光軸と垂直方向に移動させて調整する。この調整機構により、励起光源５から出射された励起光をミラー４を介して蛍光体ホイール１の特定の位置に確実に集光させることができ、照明光強度の低下をなくすことができる。
【実施例３】
【００３４】
実施例３では、蛍光体ホイール１により反射する拡散励起光がミラー４のダイクロイックコート領域を避けるように入射する構成とした。これにより、ダイクロイックコート領域で生じる照明光の損失を低減することができる。この構成は、ダイクロイックコート領域を小さくできない場合に特に有効となる。
【００３５】
理想的には、拡散励起光はダイクロイックコート領域２１を完全に避け、全て広波長透過領域２２に入射するのが望ましい。しかし、実際には、どうしても少量の拡散励起光はダイクロイックコート領域２１に入射してしまう。従って、拡散励起光が当該領域をなるべく避けるように入射する構成としている。
【００３６】
図７は、実施例３における光源装置の構成図である。ここでは、実施例１（図１）の基本構成を用いた場合について説明する。光源装置１００”において、蛍光体ホイール１から反射する拡散励起光の拡散方向が特定方向となるよう、後述するように、拡散方向に異方性を持たせた異方性拡散反射部３４’を用いている。その結果、励起光源５から出射した励起光１０（実線）はミラー４の内側領域（ダイクロイックコート領域２１）で反射して蛍光体ホイール１に向うが、蛍光体ホイール１の異方性拡散反射部３４’で反射する拡散励起光１１’（点線）はミラー４の内側領域を避けるように、外側領域に入射する。即ち、異方性拡散反射部３４’は、入射する励起光１０の光路と拡散励起光１１’の光路が重ならないように、拡散励起光１１’を反射する。ミラー４の外側領域は広波長透過領域２２となっているので、拡散励起光１１’はこれを透過し照明光となる。
【００３７】
図７では励起光１０はミラー４の内側領域で反射し、拡散励起光１１’はミラー４の外側領域に入射する場合としたが、ミラー４の内側外側を逆構成とし、励起光１０はミラー４の外側領域で反射し、拡散励起光１１’はミラー４の内側領域に入射する構成でも良い。
【００３８】
図８は、ミラー上での拡散励起光の入射範囲を示す図である。ミラー４の構成は図２の４ａ，４ｂの場合を示している。励起光１０を反射するダイクロイックコート領域２１は、励起光１０の入射位置や光束径に応じて決定される。蛍光体ホイール１の異方性拡散反射部３４’で反射した拡散励起光１１’は、ダイクロイックコート領域２１を避けるようにして、外側の広波長透過領域２２でドーナツ状の範囲２６’に入射する。拡散励起光１１’はダイクロイックコート領域２１にほとんど入射しないので、ミラー４での反射による照明光の損失を低減することができる。このように、ダイクロイックコート領域２１を小さくできない場合でも、照明光としての利用効率を向上させることができる。
【００３９】
尚、蛍光体ホイール１から入射する拡散励起光と蛍光光は、極力重なっている方が映像表示用照明光としての色ムラになりにくい。よって、拡散励起光１１’の入射範囲２６’の内周位置は、ダイクロイックコート領域２１の外周位置に極力近付けることが望ましい。
【００４０】
図９は、ミラー上での拡散励起光の入射強度分布を示す図である。（ａ）は比較用に拡散反射部が一般的な拡散板（等方性）の場合、（ｂ）は本実施例のように拡散反射部が異方性を有する場合であり、いずれも図８のＡ−Ａ断面位置での分布を示す。（ａ）の等方性拡散の場合は、ミラーの中央部ほど拡散励起光の入射強度が大きく、これが反射領域（ダイクロイックコート領域）２１にて反射されるので損失となる。これに対し（ｂ）の異方性拡散の場合は、ミラーの外側の透過領域（広波長透過領域）２２に入射強度のピークを持たせ、ミラー中央部では減衰させている。これによりミラー中央部での損失を低減する。
【００４１】
尚、本実施例の趣旨は、なるべくダイクロイックコート領域２１に拡散励起光が入射しないようにして光利用効率を向上させるものである。従って、本実施例は、入射強度のピークが反射領域２１内に生じることを否定するものではない。例えば、一般的な（ａ）の場合と比較して、ミラー中央部の光量のピークが小さく、周辺部の光量が大きい分布となっている形態であっても良い。又、ダイクロイックコート領域２１を挟む左右のピーク値は等しくなくても良いし、左方のみ、又は右方のみに、拡散励起光が入射する形態であっても良い。  以下、本実施例における異方性拡散反射部３４’を回折格子を用いて実現する場合を説明する。
【００４２】
図１０は、回折格子による回折光の出射方向を説明する図である。反射面として、断面形状が矩形波の回折格子を用いた場合で、回折格子の深さをｈ、ピッチをｄとする。垂直（θ＝０）に入射した波長λの光はｍ次の回折光として反射され、その出射角度θは
ｓｉｎθ＝ｍλ／ｄ  （ｍ＝０，±１，±２，・・・）
で表わされる。ここで回折格子の深さｈ＝λ／４とすると、０次の垂直出射光（ｍ＝０，θ＝０）は消失する。これは、矩形波の山での反射光と谷での反射光の位相差がπ、即ち、光路差が２ｈ＝λ／２となり、互いに打ち消し合うからである。その結果、基本となる±１次回折光は、ｓｉｎθ＝±λ／ｄの方向に出射される。よって、回折格子のピッチｄを適宜定めることで、反射光を所望の方向に出射させることができる。回折光には高次成分（ｍ＝±２，±３，・・・）が含まれるが、例えば回折格子の矩形波のデューティ比（凸部と凹部の比）を調整することで高次成分を低減することが可能である。
【００４３】
異方性拡散反射部３４’では、更に拡散機能を持たせるため、表面に微小な凹凸を設ける、拡散材を貼り付ける、またはペースト状の拡散材を塗布する等の処理を行う。
【００４４】
図１１は、図１０の回折格子を用いて異方性拡散反射部３４’を構成した例を示す図である。
【００４５】
（ａ）は、複数の回折格子ブロック３５を２次元配置し、それらの回折方向（矢印で示す）が隣接ブロック間で交互に切り替わるように構成したものである。入射する励起光のスポットは１個のブロックサイズよりも十分大きくすることで、多方向への回折光が同時に得られる。本例によれば、回折光の出射方向は上下方向と左右方向の４方向となり、２次元方向の異方性を有する拡散反射部を実現できる。
【００４６】
（ｂ）は、複数の回折格子ブロック３５を蛍光体ホイール１の円周方向に配置し、それらの回折方向が隣接ブロック間で交互に切り替わるように構成したものである。入射する励起光のスポットサイズは、複数のブロックに渡るものとするが、１つのブロックに収まっていても良い。蛍光体ホイール１が回転することで励起光の入射スポット位置が移動し、回折光の方向が時間的に切り替わる。本例によれば、回折光の出射方向は円周方向の２方向と半径方向の２方向を有し、これが時間的に交互に切り替わることで等価的に２次元方向の異方性を実現できる。
【００４７】
上記の説明では、異方性拡散反射部３４’を回折格子を用いて実現したが、これに限定するものではなく、特定方向に拡散反射する機能を有するものであれば利用できる。
【００４８】
また、上記の説明では、実施例１（図１）の基本構成をもとにしたが、蛍光体ホイール１と励起光源５の位置関係を変更した実施例２（図６）の構成でも同様に適用できる。この場合には、ミラー４の透過／反射特性を逆転させたミラー４’を用いれば良い。
【００４９】
以上のように実施例３によれば、蛍光体ホイール１に異方性拡散反射部３４’を設け、反射する拡散励起光がミラー４のダイクロイックコート領域を避けるように入射する構成としたので、ダイクロイックコート領域で生じる照明光の損失を低減することができる。
【実施例４】
【００５０】
実施例４では、上記実施例の光源装置を投写型映像表示装置に適用した例を説明する。
【００５１】
図１２は、実施例４における投写型映像表示装置の光学系の構成図である。このうち光源装置１００の部分は実施例１（図１）と同様の構成であり、説明を省略する。
【００５２】
光源装置１００のミラー４を透過した照明光（蛍光光と拡散励起光）１１は、集光レンズ５７で集光され、ダイクロイックミラー５８に入射する。ダイクロイックミラー５８は緑色光（以下、Ｇ光）と青色光（以下、Ｂ光）を透過し、赤色光（以下、Ｒ光）を反射する特性とする。従って、Ｇ光とＢ光はダイクロイックミラー５８を透過し、多重反射素子５９に入射する。本実施例では、Ｒ光の光束量を補うため、赤色光源５１を有している。赤色光源５１を出射したＲ光はコリメートレンズ５３で略平行となり、集光レンズ５６で集光され、ダイクロイックミラー５８を反射して多重反射素子５９に入射する。
【００５３】
多重反射素子５９に入射したＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、多重反射素子５９内で複数回反射し、均一照度分布を有する光となる。多重反射素子５９の出射開口面から出射したＲ光、Ｇ光、Ｂ光は、集光レンズ６０を透過し、反射ミラー６１で反射後、映像表示素子６２上に均一な照度分布で照射される。
【００５４】
映像表示素子６２は、例えばデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ、テキサスインスツルメントの名称）を用いて、これにＲ光、Ｇ光、Ｂ光を時分割で照射する方式である。励起光源５と赤色光源５１は応答速度の速い固体発光素子であり、時分割制御可能である。従って、各色光は映像表示素子６２により、各色光毎に時分割で変調される。映像表示素子６２で反射された各色光は映像光となり、投写レンズ６３に入射し、図示しないスクリーン上に投写される。
【００５５】
ここでは、光源装置１００の他に赤色光源５１を用いて特定色の明るさを確保するようにしたが、赤色光源５１を用いずに、光源装置１００のみで構成することも可能である。その場合は、ダイクロイックミラー５８を削除し、蛍光体ホイール１から出射される各色光を利用し、これに同期して映像表示素子６２を動作させれば良い。また、光源装置１００に代えて実施例２（図６）や実施例３（図７）の光源装置１００’，１００”を用いても良いことは言うまでもない。
【００５６】
本実施例の投写型映像表示装置は、小型で照明光損失が少なく小型の光源装置を用いているので、投写型映像表示装置の小型化と高性能化に寄与する。
【実施例５】
【００５７】
実施例５は、投写型映像表示装置の他の例であって、映像表示素子として３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応する液晶パネルを用いた構成である。
【００５８】
図１３は、実施例５における投写型映像表示装置の光学系の構成図である。このうち光源装置１００の部分は実施例１（図１）と同様の構成であり、説明を省略する。光源装置１００のミラー４を透過した照明光（蛍光光と拡散励起光）１１は、フライアイレンズ７０により均一照明となり、レンズ７１を透過し色分離光学系に進む。
【００５９】
色分離光学系は、光源装置１００から出射した照明光をＲ光、Ｇ光、Ｂ光に分離し、それぞれに対応する液晶パネルに導光する。Ｂ光はダイクロイックミラー７２を反射し、反射ミラー７３、フィールドレンズ７９を介して、Ｂ光用液晶パネル８２に入射する。Ｇ光とＲ光は、ダイクロイックミラー７２を透過後、ダイクロイックミラー７４により分離される。Ｇ光はダイクロイックミラー７４を反射して、フィールドレンズ８０を透過して、Ｇ光用液晶パネル８３に入射する。Ｒ光はダイクロイックミラー７４を透過し、リレーレンズ７７，７８、反射ミラー７５，７６、フィールドレンズ８１を介して、Ｒ光用液晶パネル８４に入射する。
【００６０】
各液晶パネル８２，８３，８４は、入射する各色光を各映像信号に応じて変調し、各色光の光学像を形成する。各色光の光学像は、色合成プリズム８５に入射する。色合成プリズム８５は、Ｂ光を反射するダイクロイック膜と、Ｒ光を反射するダイクロイック膜とが略Ｘ字状に形成されている。液晶パネル８２，８４から入射したＢ光とＲ光は、Ｂ光用のダイクロイック膜及びＲ光用のダイクロイック膜でそれぞれ反射される。液晶パネル８３から入射したＧ光は各ダイクロイック膜を透過する。その結果、各色光の光学像が合成され、カラー映像光として出射する。色合成プリズム８５から出射した合成光は、投写レンズ８６に入射し、図示しないスクリーン上に投写される。
【００６１】
本実施例の投写型映像表示装置においても、小型で照明光損失が少なく小型の光源装置を用いているので、投写型映像表示装置の小型化と高性能化に寄与する。
【符号の説明】
【００６２】
１：蛍光体ホイール、
２：蛍光体、
３：集光レンズ、
４：ミラー、
５：励起光源、
６：コリメートレンズ、
１０：励起光、
１１：照明光（蛍光光及び拡散励起光）、
１１’：拡散励起光
２１：ダイクロイックコート領域（第１の領域）、
２２：広波長透過領域（第２の領域）、
３４：拡散反射部、
３４’：異方性拡散反射部、
１００，１００’，１００”：光源装置。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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