(57)【要約】【課題】高効率で色再現性のよい光源装置を実現する。【解決手段】第１波長域の光を出射する第１の光源と、第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、蛍光体材料からなり、第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する第１の光源からの第１波長域の光、第２の光源からの第２波長域の光、および蛍光発光光を合波する合波器と、を備える、光源装置が提供される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長域の光を出射する第１の光源と、
前記第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、
蛍光体材料からなり、前記第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、
前記第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する前記第１の光源からの前記第１波長域の光、前記第２の光源からの前記第２波長域の光、および前記蛍光発光光を合波する合波器と、
を備える、光源装置。
【請求項２】
前記第１波長域の光、前記第２波長域の光、および前記蛍光発光光は同軸上で合成される、請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記波長変換部は、前記第１の光源の光の入射方向に対して交差する平面上を回動可能に設けられる、請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１波長域は、青色波長域である、請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第２波長域は、赤色波長域である、請求項１に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の光源または第２の光源の少なくともいずれか一方はレーザダイオードである、請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１の光源と前記波長変換部との間に、前記第１波長域の光を通過させ、前記蛍光発光光を前記合波器側へ反射する蛍光反射器をさらに備える、請求項１に記載の光源装置。
【請求項８】
第１波長域の光を出射する第１の光源と、
前記第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、
蛍光体材料からなり、前記第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、
前記第１波長域および前記第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する前記第１の光源からの前記第１波長域の光、前記第２の光源からの前記第２波長域の光、および前記蛍光発光光を合波する合波器と、
を備える、光源装置。
【請求項９】
光源部と、
入射された光を変調し合成する光変調合成系と、
前記光源部から出射された光を前記光変調合成系へ導く照明光学系と、
前記光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、
からなり、
前記光源部は、
第１波長域の光を出射する第１の光源と、
前記第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、
蛍光体材料からなり、前記第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、
前記第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する前記第１の光源からの前記第１波長域の光、前記第２の光源からの前記第２波長域の光、および前記蛍光発光光を合波する合波器と、
を備える、表示装置。
【請求項１０】
光源部と、
入射された光を変調し合成する光変調合成系と、
前記光源部から出射された光を前記光変調合成系へ導く照明光学系と、
前記光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、
からなり、
前記光源部は、
第１波長域の光を出射する第１の光源と、
前記第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、
蛍光体材料からなり、前記第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、
前記第１波長域および前記第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する前記第１の光源からの前記第１波長域の光、前記第２の光源からの前記第２波長域の光、および前記蛍光発光光を合波する合波器と、
を備える、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、プロジェクター等の表示装置に用いられる光源装置およびこれを備える表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター用の光源としては、明るさやコストパフォーマンスの観点から超高圧水銀ランプが主として用いられているが、長寿命性、高機能付加等の観点から、長寿命であり色域の広い固体光源が注目されている。固体光源は、半導体のｐ／ｎ接合による発光現象を用いた光源であり、ＬＥＤやレーザ（ＬＤ）等がある。近年では、例えば特許文献１のような、特定の波長域の光を照射すると当該光とは異なる波長域の光を発光する蛍光体材料に対して固体光源により光を照射し、蛍光発光した光を利用する光源装置がプロジェクター等に利用されている。
【０００３】
例えば図９に示すように、第１の光源１１から出射された光を、蛍光体材料１３が設けられたガラス等の透過部材１４ａにレンズ１２を用いて集光し、透過部材１４ａを通過した光をレンズ１５にて平行光にして出力する透過型の光源装置１０Ａがある。あるいは、図１０に示すように、第１の光源１１から出射された光を、蛍光体材料１３が設けられた反射部材１４ｄにレンズ１７を用いて集光し、反射部材１４ｄにより反射された光をダイクロイックミラー１６にて反射して出力する反射型の光源装置１０Ｂがある。
【０００４】
このような蛍光体材料を用いた光源装置は、従来プロジェクターに用いられている高圧水銀ランプに比べて長寿命というメリットがある。また、蛍光体材料を用いることで、被照射物の表面でギラギラと輝く斑点が発生するスペックルノイズを低減することも可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２７０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方で、プロジェクター用に適切な発光スペクトルを持つ蛍光体材料がいまだ実用されていないという現状がある。
【０００７】
プロジェクター用の光源としては、図１１に示すようなＤＣＩ規格やｓＲＧＢ等に基づく映像表示機器の規格色域と白色を表示できることが望ましい。このような色域を表示するためには、図１２に示すように、青色波長域、緑色波長域および赤色波長域のそれぞれについて発光スペクトルを持つ光源が理想の１つである。このような発光スペクトルを有する光源は、赤、緑、青の各原色およびこれらの原色を同時に点灯したときの白において規格の近傍の色を表示することができる。
【０００８】
このスペクトルを蛍光体で実現する方法としては、個別の発光スペクトルを持つ蛍光体を混ぜ合わせて使用する方法がある。例えば図１３に示すように、青色の発光波長域を有する蛍光体Ａ、緑色の発光波長域を有する蛍光体Ｂ、および赤色の発光波長域を有する蛍光体Ｃを混ぜ合わせて使用する。しかし、蛍光体の発光には輝度飽和や温度消光という現象が存在する。これは、蛍光体へ強い光を入射した場合、図１４に示すように蛍光発光の効率が下がってしまうというものである。発光効率が低い状態では、効率のよい明るい光源は実現できない。
【０００９】
このように、高効率で色再現性のよい光源装置を実現することが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示によれば、第１波長域の光を出射する第１の光源と、第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、蛍光体材料からなり、第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する第１の光源からの第１波長域の光、第２の光源からの第２波長域の光、および蛍光発光光を合波する合波器と、を備える、光源装置が提供される。
【００１１】
また、本開示によれば、第１波長域の光を出射する第１の光源と、第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、蛍光体材料からなり、第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、第１波長域および第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する第１の光源からの第１波長域の光、第２の光源からの第２波長域の光、および蛍光発光光を合波する合波器と、を備える、光源装置が提供される。
【００１２】
さらに、本開示によれば、光源部と、入射された光を変調し合成する光変調合成系と、光源部から出射された光を光変調合成系へ導く照明光学系と、光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、からなり、光源部は、第１波長域の光を出射する第１の光源と、第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、蛍光体材料からなり、第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する第１の光源からの第１波長域の光、第２の光源からの第２波長域の光、および蛍光発光光を合波する合波器と、を備える、表示装置が提供される。
【００１３】
また、本開示によれば、光源部と、入射された光を変調し合成する光変調合成系と、光源部から出射された光を光変調合成系へ導く照明光学系と、光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、からなり、光源部は、第１波長域の光を出射する第１の光源と、第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、蛍光体材料からなり、第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、第１波長域および第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する第１の光源からの第１波長域の光、第２の光源からの第２波長域の光、および蛍光発光光を合波する合波器と、を備える、表示装置が提供される。
【００１４】
本開示によれば、波長変換部により第１波長域の光から変換された蛍光発光光および第１の光源からの第１波長域の光と、第２の光源による第２波長域の光とが合波器により合成する。合成された光は、第１波長域、第２波長域および蛍光発光光の各波長スペクトルを有するものとなる。これにより、第１の光源からの第１波長域の光と蛍光発光光との発光スペクトルで足りない第２波長域の光を第２の光源を用いて効率よく補うことができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本開示によれば、高効率で色再現性のよい光源装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る光源部を備える表示装置の一構成例を示す概略構成図である。
【図２】ＹＡＧ系の蛍光体材料の代表的な発光スペクトルと励起光のスペクトルを示すグラフである。
【図３】同実施形態に係る光源部の構成を示す概略構成図である。
【図４】赤色波長域の光を出射するレーザの波長スペクトルの一例を示すグラフである。
【図５】第２のダイクロイックミラーの特性の一例を示す説明図である。
【図６】同実施形態に係る光源部により出射される光の波長スペクトルの一例を示す説明図である。
【図７】本開示の第２の実施形態に係る光源部の構成を示す概略構成図である。
【図８】同実施形態に係るダイクロイックミラーの特性の一例を示す説明図である。
【図９】本技術の関連技術に係る透過型光源装置の一例を示す説明図である。
【図１０】本技術の関連技術に係る反射型光源装置の一例を示す説明図である。
【図１１】ＸＹＺ表色系のｘｙ色度図とＤＣＩおよびｓＲＧＢの色域を示すグラフである。
【図１２】光源の理想的な発光スペクトルの例を示す説明図である。
【図１３】複数の蛍光体を混ぜるイメージを説明する説明図である。
【図１４】輝度飽和や温度消光による蛍光発光効率低下を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１８】
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
１．第１の実施形態（２つのダイクロイックミラーを備える光源部）
１．１．表示装置の構成
１．２．光源部の構成
２．第２の実施形態（１つのダイクロイックミラーを備える光源部）
【００１９】
＜１．第１の実施形態＞
［１．１．表示装置の構成］
まず、図１を参照して、本開示の第１の実施形態に係る光源部１００を備える表示装置１の一構成例について説明する。図１は、本実施形態に係る光源部１００を備える表示装置１の一構成例を示す概略構成図である。
【００２０】
本実施形態に係る表示装置１は、光を発する光源からの光を集め、画像を表示させるデバイスを通して投影レンズから光を出射し、スクリーンＳ等の表示面に画像を投影するプロジェクターの一構成例を示している。図１に示す表示装置１は、マイクロディスプレイとして３ＬＣＤを用いたプロジェクターの一構成例である。
【００２１】
光源部１００から出射された光は、表示画像の端部まで明るさを維持するように第１レンズアレイ２ａおよび第２レンズアレイ２ｂからなるインテグレータレンズ２を通過した後、偏光変換素子３ａ、集光レンズ３ｂを通過し、波長域毎に分離される。
【００２２】
集光レンズ３ｂを通過した光は、赤色の波長域の光のみを反射し、その他の波長域の光を通過させる第１反射ダイクロイックミラー４ａに入射する。これにより、赤色の波長域の光は第１反射ダイクロイックミラー４ａにより反射されて反射ミラー５ａ側へ進行する。赤色の波長域の光は、反射ミラー５ａによりさらに反射されて赤色用液晶パネル６ａに入射する。
【００２３】
第１反射ダイクロイックミラー４ａを通過したその他の波長域の光は第２反射ダイクロイックミラー４ｂへ入射する。第２反射ダイクロイックミラー４ｂは、緑色の波長域の光のみを反射し、その他の波長域の光、すなわち青色の波長域の光を通過させる。第２反射ダイクロイックミラー４ｂにより反射された緑色の波長域の光は緑色用液晶パネル６ｂに入射する。また、第２反射ダイクロイックミラー４ｂを通過した青色の波長域の光は、反射ミラー５ｂ、５ｃにより反射された後、青色用液晶パネル６ｃへ入射する。
【００２４】
各色用の液晶パネル６ａ〜６ｃは、入力画像信号に応じてそれぞれに入射した光を変調し、ＲＧＢに対応する画像の信号光を生成する。液晶パネル６ａ〜６ｃには、例えば高温ポリシリコンＴＦＴを用いた透過型液晶素子を使用してもよい。各液晶パネル６ａ〜６ｃにより変調された信号光は、ダイクロイックプリズム７に入射され、合成される。ダイクロイックプリズム７は、赤色の信号光および青色の信号光を反射し、緑色の信号光を透過させるように、４つの三角柱を組み合わせた直方体に形成されている。ダイクロイックプリズム７により合成された各色の信号光は投射レンズ８へ入射されて、スクリーンＳ等の表示面に画像として投影される。
【００２５】
表示装置１において、液晶パネル６ａ〜６ｃおよびダイクロイックプリズム７は入射された光を変調して合成する光変調合成系として機能するものである。また、インテグレータレンズ２、偏光変換素子３ａ、集光レンズ３ｂ、反射ダイクロイックミラー４ａ、４ｂ、反射ミラー５ａ〜５ｃは、光変調合成系を構成する液晶パネル６ａ〜６ｃに光源部１００からの光を導く照明光学系として機能するものである。そして、および投射レンズ８は、ダイクロイックプリズム７から出射された画像を投射する投射光学系として機能するものである。
【００２６】
［１．２．光源部の構成］
このような表示装置１の光源部１００として、本技術では蛍光体材料に対して固体光源から光を照射し、蛍光発光した光を利用する光源装置を用いる。しかし、蛍光体材料は、発光効率に関して、耐熱性と耐光性とに関して良好なものが少なく、輝度飽和や温度消光により蛍光発光効率が低下するものもある。例えば図１３に示した原色の発光スペクトルを有するＳＣＡＳＮ系やＣＡＳＮ系の蛍光体材料では、輝度飽和や温度消光が早く発生するため明るい光源を実現することができない。すなわち、蛍光体材料にレーザ等により光を強く照射すると蛍光発光効率が低下してしまい、光の照射量を少なくすると蛍光発光光量が少なく、光源部１００から出射される光が暗くなってしまう。
【００２７】
輝度飽和や温度消光が起こりにくく、明るく光源を実現できる蛍光体材料としてはＹＡＧ系の蛍光体材料がある。ＹＡＧ系の蛍光体材料の代表的な発光スペクトルを図２に示す。ＹＡＧ系の蛍光体材料の照射光（励起光）には通常青色系の光が使用され、青色系の光とＹＡＧ系の蛍光体材料の蛍光発光光とを光源として利用できる。すなわち、図２の青色波長域の発光スペクトル（実線）は照射光の発光スペクトルであり、緑色波長域の発光スペクトル（一点鎖線）はＹＡＧ系の蛍光体材料の蛍光発光光による発光スペクトルである。図２に示す発光スペクトルを図１２に示した理想の発光スペクトルと比較すると、赤色の波長域の光が弱く、３原色のバランスが悪い。したがって、このまま白色を表示しようとすると、かなり水色に近い白色となってしまう。
【００２８】
そこで、本実施形態に係る光源部１００では、蛍光体材料の発光スペクトルで不足する色の波長域の光を効率よく補う構成とすることで、図１２に示した理想の発光スペクトルに近づける。図３に、本実施形態に係る光源部１００の構成を示す。図３に示す光源部１００は、反射型の蛍光体材料を用いた光源装置である。
【００２９】
図３に示すように、本実施形態に係る光源部１００は、光源として、第１の光源１１２と、第２の光源１１４とを備える。第１の光源１１２は、蛍光体材料に対する照射用（励起用）の光源であり、例えばレーザを用いてもよい。第１の光源１１２は波長変換部である蛍光体材料を効率よく発光させるためのものであり、本実施形態では青色波長域（約４２０〜５００ｎｍ）のレーザを使用している。第２の光源１１４は、第１の光源１１２と蛍光体材料による蛍光発光光とで不足する色の波長域の光を出射する。本実施形態では、第１の光源１１２に青色波長域のレーザを使用し、蛍光体材料としてＹＡＧ系の蛍光体材料を用いることから、図２に示したような波長スペクトルの光が得られる。赤色波長域（約６１０〜７００ｎｍ）の光が弱いため、本実施形態に係る第２の光源１１４は例えば図４に示すような赤色波長域の光を出射するレーザとする。
【００３０】
第１の光源１１２から出射された光は、光源部１００を構成する第１のダイクロイックミラー１２０と、レンズ１３０と、回転ホイール部１５０に設けられた蛍光体材料１４０とにより、２つの波長域の光とされる。レンズ１３０は第１の光源１１２と同一光路上に配置され、第１の光源１１２とレンズ１３０との間に第１のダイクロイックミラー１２０が配置される。第１のダイクロイックミラー１２０は、例えば第１の光源１１２とレンズ１３０との間の光路に対して約４５°の傾斜を有して設けられる。また、レンズ１３０による集光が蛍光体材料１４０上に行われるように蛍光体材料１４０は配置される。このとき、後述するようにホイール１５２の冷却性能を高めるために、レンズ１３０による集光はホイール１５２の中心付近よりも周縁部近くに行われるのがよい。
【００３１】
第１の光源１１２から出射された光は、第１のダイクロイックミラー１２０の第１面１２０ａに入射する。第１のダイクロイックミラー１２０は、第１面１２０ａから入射する第１の光源１１２の光を透過させる。また、第１のダイクロイックミラー１２０は、当該第１のダイクロイックミラー１２０およびレンズ１３０を介して第１の光源１１２と対向して配置された蛍光体材料１４０による蛍光発光光および第１の光源１１２の反射光を第２面１２０ｂで反射する。第１の光源１１２から出射された光は第１のダイクロイックミラー１２０を通過して、レンズ１３０により集光されて蛍光体材料１４０に照射される。
【００３２】
蛍光体材料１４０は、ＹＡＧ系の蛍光体材料であり、第１の光源１１２より青色波長域の光が照射されると、当該光を吸収し、青色波長域と異なる波長域の光を発光する。蛍光体材料１４０は、図３に示すように、例えばアルミニウム等の金属からなる円板状のホイール１５２に塗布されている。蛍光体材料１４０は全面に塗布されていてもよく、周縁部にのみ塗布されていてもよい。
【００３３】
ホイール１５２はその中心に設けられた回転軸１５４を回転中心としてモータ等の駆動部１５６により回転される回転ホイール部１５０を構成している。これは、光の照射によりホイール１５２が熱を持ち蛍光体材料１４０の発光効率が低下するのを防止するとともに、ホイール１５２と蛍光体材料１４０との接着に用いられる樹脂が溶けてしまうのを防止するための機構である。回転ホイール部１５０によりホイール１５２を回転させ、蛍光体材料１４０を回転させることで、ホイール１５２の冷却性能を上げ、蛍光体材料１４０の発光効率を向上させることができる。
【００３４】
蛍光体材料１４０により発せられる蛍光発光光は、例えば緑色波長域の光であり、蛍光体材料１４０により吸収されずにホイール１５２により反射された青色波長域の光とともにレンズ１３０を通過して第１のダイクロイックミラー１２０の第２面１２０ｂへ入射される。その際、ホイール１５２の表面での青色波長域の光の反射の際に、偏光を回転させるもしくは乱す機能を設けておくことにより効率よく第１のダイクロイックミラー１２０で反射することができる。第１のダイクロイックミラー１２０は第２面１２０ｂに入射した蛍光発光光および反射光を、第２のダイクロイックミラー１８０側へ反射する。
【００３５】
一方、第２の光源１１４から出射された光は、光源部１００を構成する拡散レンズ１６０と、レンズ１７０とを介して、第２のダイクロイックミラー１８０に入射する。拡散レンズ１６０、レンズ１７０は第２の光源１１４と同一光路上に順に配置され、その延長線上に第２のダイクロイックミラー１８０が配置される。第２のダイクロイックミラー１８０は、第１のダイクロイックミラー１２０による反射光も入射されるため、この反射光の入射方向と第２の光源１１４、拡散レンズ１６０およびレンズ１７０の光路とが交差する位置に設けられる。このとき第２のダイクロイックミラー１８０は、例えば第１のダイクロイックミラー１２０と略平行に、第２の光源１１４、拡散レンズ１６０およびレンズ１７０の光路に対して約４５°の傾斜を有して設けられる。
【００３６】
第２のダイクロイックミラー１８０は、第１面１８０ａから入射する第１のダイクロイックミラー１２０により反射された蛍光発光光および反射光を通過させ、第２面１８０ｂから入射する第２の光源１１４の光を反射する。すなわち、第２のダイクロイックミラー１８０は、合成する特定波長域の光は反射し、その他の波長域の光は透過する特性を有するフィルタとして機能する。第２のダイクロイックミラー１８０は、例えば図５に示すようなノッチフィルタの特性を有するように構成される。これにより、第２面１８０ｂから入射する図４に示すような第２の光源１１４の波長域の光のみを反射する。
【００３７】
第２のダイクロイックミラー１８０は、補強用の第２の光源１１４の波長域に対応する部分に絞って光を反射するように構成する。第２のダイクロイックミラー１８０のフィルタをかける波長域を狭めることで、第１のダイクロイックミラー１２０から入射される光のうち蛍光体材料１４０による蛍光発光光に含まれる赤色波長域の光がなるべく反射されないようにする。本実施形態において赤色波長域の光を補強する第２の光源１１４は、一般に出力が弱く、第２の光源１１４からの補強のみでは十分ではないこともある。したがって、蛍光発光光に含まれる赤色波長域の光を有効に活用するため、第２のダイクロイックミラー１８０をノッチフィルタ等の狭帯域フィルタとして構成している。
【００３８】
こうして第２のダイクロイックミラー１８０は、蛍光発光光および反射光からなる第１の光源１１２による出射光線上に、第２の光源１１４による赤色波長域の光を合成する。その結果、最終的に構成された光は、例えば図６に示すような波長スペクトルを有するものとなる。図６の赤色波長域の発光スペクトル（破線）は、第２の光源１１４の光によるものである。このように、本実施形態にかかる光源部１００は、第１の光源１１２と蛍光体材料１４０による蛍光発光光との発光スペクトルで足りない赤色波長域の光を第２の光源１１４を用いて効率よく補うことができる。
【００３９】
また、本実施形態に係る光源部１００のように、補強用の第２の光源１１４にレーザを用いることで、発光スペクトルの幅を狭くすることで、蛍光発光光の赤色波長域の光をなるべくカットせず、カットされた赤色波長域の光を第２の光源１１４により補強できる。
【００４０】
＜２．第２の実施形態＞
次に、図７および図８に基づいて、本開示の第２の実施形態に係る光源部２００の一構成例について説明する。図７は、本実施形態に係る光源部２００の一構成例を示す概略構成図である。図８は、本実施形態に係るダイクロイックミラー２２０の特性の一例を示す説明図である。なお、図７において、第１の実施形態に係る光源部１００の構成要素と同一のものについては同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４１】
本実施形態に係る光源部２００は、第１の実施形態のように、例えば図１に示すような表示装置１の光源部として設けられる。光源部２００は、第１の実施形態に係る光源部１００と比較して、蛍光体材料による蛍光発光光を反射する第１のダイクロイックミラー１２０に合成用フィルタとして機能する第２のダイクロイックミラー１８０の特性を持たせ１つの部材とした点で相違する。これにより、構成部品点数を少なくすることができ、光源部２００、さらには表示装置１の小型化とコスト低減をすることができる。
【００４２】
光源部２００は、図７に示すように、光源として、第１の実施形態に係る光源部１００と同様、第１の光源１１２と、第２の光源１１４とを備える。第１の光源１１２は、蛍光体材料に対する照射用（励起用）の光源であり、例えばレーザを用いてもよい。第１の光源１１２は蛍光体材料を効率よく発光させるためのものであり、本実施形態においても青色波長域のレーザを使用している。第２の光源１１４は、第１の光源１１２と蛍光体材料による蛍光発光光とで不足する色の波長域の光を出射する。本実施形態でも、第１の実施形態と同様、第１の光源１１２に青色波長域のレーザを使用し、蛍光体材料としてＹＡＧ系の蛍光体材料を用いることから、赤色波長域の光が弱くなる。このため、本実施形態に係る第２の光源１１４も、例えば図４に示すような赤色波長域の光を出射するレーザとする。
【００４３】
第１の光源１１２から出射された光は、光源部２００を構成するダイクロイックミラー２２０と、レンズ１３０と、回転ホイール部１５０に設けられた蛍光体材料１４０とにより、２つの波長域の光とされる。レンズ１３０は第１の光源１１２と同一光路上に配置され、第１の光源１１２とレンズ１３０との間にダイクロイックミラー２２０が配置される。また、レンズ１３０による集光が蛍光体材料１４０上に行われるように蛍光体材料１４０は配置される。このとき、第１の実施形態と同様、ホイール１５２の冷却性能を高めるために、レンズ１３０による集光はホイール１５２の中心付近よりも周縁部近くに行われるのがよい。
【００４４】
また、ダイクロイックミラー２２０には第２の光源１１４からの光も入射されるため、ダイクロイックミラー２２０は、この入射光の入射方向と第１の光源１１２およびレンズ１３０の間の光路とが交差する位置に設けられる。ダイクロイックミラー２２０は、例えば第１の光源１１２とレンズ１３０との間の光路および第２の光源１１４の入射方向に対して約４５°の傾斜を有して設けられる。
【００４５】
ダイクロイックミラー２２０は、第１面２２０ａから入射した第１の光源１１２の光を通過させる。さらに、ダイクロイックミラー２２０は、第１面２２０ａに入射する第２の光源１１４も通過させる。また、ダイクロイックミラー２２０は、当該ダイクロイックミラー２２０およびレンズ１３０を介して第１の光源１１２と対向して配置された蛍光体材料１４０による蛍光発光光および第１の光源１１２の反射光を第２面２２０ｂで反射する。すなわち、ダイクロイックミラー２２０は、図８に示すように、青色波長域および赤色波長域の光を通過させ、緑色波長域等のその他の波長域の光は通過させない特性を有するように構成されている。
【００４６】
第１の光源１１２から出射された光はダイクロイックミラー２２０を通過して、レンズ１３０により集光されて蛍光体材料１４０に照射される。蛍光体材料１４０は、ＹＡＧ系の蛍光体材料であり、第１の光源１１２より青色波長域の光が照射されると、当該光を吸収し、青色波長域と異なる波長域の光を発光する。蛍光体材料１４０は、冷却性能を上げ、発光効率を向上させるために回転ホイール部１５０のホイール１５２に設けて回転させてもよい。
【００４７】
蛍光体材料１４０により発せられる蛍光発光光は、例えば緑色波長域の光であり、蛍光体材料１４０により吸収されずにホイール１５２により反射された青色波長域の光とともにレンズ１３０を通過してダイクロイックミラー２２０の第２面２２０ｂへ入射される。ダイクロイックミラー２２０は第２面２０ｂに入射した蛍光発光光および反射光を、光源部２００の光の出射方向へ反射する。
【００４８】
一方、第２の光源１１４は、第１の光源１１２に対して各光の出射方向が略直交するように配置される。第２の光源１１４から出射した光はダイクロイックミラー２２０の第１面２２０ａに入射する。ダイクロイックミラー２２０の第１面２２０ａは、第２の光源１１４の波長域の光も通過させる。したがって、第２の光源１１４の光はダイクロイックミラー２２０を通過して、そのまま光源部２００の光の出射方向へ進む。
【００４９】
このように、ダイクロイックミラー２２０は、蛍光発光光および反射光からなる第１の光源１１２による出射光線上に、第２の光源１１４による赤色波長域の光を合成する。その結果、最終的に構成された光は、例えば図６に示したような波長スペクトルを有するものとなる。このような光源部２００の構成により、第１の光源１１２と蛍光体材料１４０による蛍光発光光との発光スペクトルで足りない波長域を第２の光源１１４を用いて効率よく補うことができる。
【００５０】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５１】
例えば、上記実施形態では、光源部１００、２００を適用する表示装置１として図１に示すような３ＬＣＤ方式のプロジェクターを例示したが、本技術はかかる例に限定されない。光源部１００、２００を適用する表示装置１の方式は特に限定されず、例えば、ＤＬＰ方式やＬＣＯＳ方式等の表示装置に適用してもよい。
【００５２】
また、上記実施形態では、第１の光源１１２は、特定波長域（上記実施形態では青色波長域）の光および蛍光体材料への照射用光を得るための光源であったが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、特定波長域の光と蛍光体材料への照射用光とを別の光源により得るようにしてもよい。この場合、例えば、図３に示す光源部１００の構成において、第１の光源１１２を蛍光体材料への照射用光として利用する。そして、青色波長域の光を得るための青色波長域用光源を、別途、第１の光源１１２と光の入射方向が略直交し、第１のダイクロイックミラー１２０の第１面１２０ａに入射するように設ける。すなわち、青色波長域用光源は、光軸が光源部１１０の光の出射方向と同軸となるように設けられる。このように構成することで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
さらに、上記実施形態では、第１の光源１１２および第２の光源１１４はレーザを用いたが、本技術はかかる例に限定されず、例えばＬＥＤ等の固体光源であればよい。レーザは、直進性を有することから本技術の光源部１００、２００への利用に適している。
【００５４】
また、図３、図７に示した上記実施形態の光源部１００、２００の構成に、本技術は限定されない。各光学系の配置は適宜変更可能であり、それに応じて各光学系の特性を変化させてもよい。例えば、上記第１の実施形態にて第２のダイクロイックミラー１８０は、合成する特定波長域（赤色波長域）の光を反射し、その他の波長域の光は透過する特性を有した。この際、第２の光源１１４の光の入射方向や出射方向等に応じて、合成する特定波長域（赤色波長域）の光を透過し、その他の波長域の光は反射する特性を有するようにしてもよい。なお、光源部１００、２００の配置に関しては、光源部１００、２００の光の出射方向に青色波長域、緑色波長域、赤色波長域の各光が同一軸上に重畳された後、出射されるように構成するのがよい。
【００５５】
さらに、上記実施形態では、光源部１００、２００の赤色波長域の光を発する第２の光源１１４は光源部１００、２００の基台にそのまま設けることを想定して説明したが、本技術はかかる例に限定されない。赤色波長域の光を発するレーザの波長は波長域が使用温度等に応じて変化しやすい。このため、例えば第１の実施形態に係る第２のダイクロイックミラー１８０を赤色波長域の光を反射する狭帯域フィルタとして構成した際に、第２の光源１１４の波長域がずれて第２のダイクロイックミラー１８０で反射される波長域とのずれが生じる可能性がある。そうすると、第２の光源１１４の波長域の光が適切に補強されず、色域のバランスが悪化してしまう。
【００５６】
そこで、例えば第２の光源１１４をペルチェ素子等により構成される温度保持機構を介して基台に設けて、第２の光源１１４の使用温度を一定に保持して当該光源１１４の光の波長域を一定にしてもよい。これにより、使用環境によらず、第２の光源１１４の光の波長域のばらつきを低減することができる。また、第２のダイクロイックミラー１８０の製造ばらつきにより反射する波長域が第２の光源１１４の光の波長域とずれが生じている場合にも、第２の光源１１４の光の波長域を第２のダイクロイックミラー１８０の特性に合わせ込むこともできる。
【００５７】
なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）第１波長域の光を出射する第１の光源と、
前記第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、
蛍光体材料からなり、前記第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、
前記第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する前記第１の光源からの前記第１波長域の光、前記第２の光源からの前記第２波長域の光、および前記蛍光発光光を合波する合波器と、
を備える、光源装置。
（２）前記第１波長域の光、前記第２波長域の光、および前記蛍光発光光は同軸上で合成される、前記（１）に記載の光源装置。
（３）前記波長変換部は、前記第１の光源の光の入射方向に対して交差する平面上を回動可能に設けられる、前記（１）または（２）に記載の光源装置。
（４）前記第１波長域は、青色波長域である、前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の光源装置。
（５）前記第２波長域は、赤色波長域である、前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の光源装置。
（６）前記第１の光源または第２の光源の少なくともいずれか一方はレーザダイオードである、前記（１）〜（５）のいずれか１項に記載の光源装置。
（７）前記第１の光源と前記波長変換部との間に、前記第１波長域の光を通過させ、前記蛍光発光光を前記合波器側へ反射する蛍光反射器をさらに備える、前記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の光源装置。
（８）第１波長域の光を出射する第１の光源と、
前記第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、
蛍光体材料からなり、前記第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、
前記第１波長域および前記第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する前記第１の光源からの前記第１波長域の光、前記第２の光源からの前記第２波長域の光、および前記蛍光発光光を合波する合波器と、
を備える、光源装置。
（９）光源部と、
入射された光を変調し合成する光変調合成系と、
前記光源部から出射された光を前記光変調合成系へ導く照明光学系と、
前記光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、
からなり、
前記光源部は、
第１波長域の光を出射する第１の光源と、
前記第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、
蛍光体材料からなり、前記第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、
前記第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する前記第１の光源からの前記第１波長域の光、前記第２の光源からの前記第２波長域の光、および前記蛍光発光光を合波する合波器と、
を備える、表示装置。
（１０）光源部と、
入射された光を変調し合成する光変調合成系と、
前記光源部から出射された光を前記光変調合成系へ導く照明光学系と、
前記光変調合成系から出射された画像を投射する投射光学系と、
からなり、
前記光源部は、
第１波長域の光を出射する第１の光源と、
前記第１波長域と異なる第２波長域の光を出射する第２の光源と、
蛍光体材料からなり、前記第１波長域の光が照射されて異なる波長域の蛍光発光光を出射する波長変換部と、
前記第１波長域および前記第２波長域に対応する特定波長域に対する波長選択性を有し、入射する前記第１の光源からの前記第１波長域の光、前記第２の光源からの前記第２波長域の光、および前記蛍光発光光を合波する合波器と、
を備える、表示装置。
【符号の説明】
【００５８】
１                表示装置
２                インテグレータレンズ
３ａ              偏光変換素子
３ｂ              集光レンズ
４ａ              第１反射ダイクロイックミラー
４ｂ              第２反射ダイクロイックミラー
５ａ、５ｂ、５ｃ  反射ミラー
６ａ、６ｂ、６ｃ  液晶パネル
７                ダイクロイックプリズム
８                投射レンズ
１００            発光部
１１２            第１の光源
１１４            第２の光源
１２０            第１のダイクロイックミラー
１３０、１７０    レンズ
１４０            蛍光体材料
１５０            回転ホイール部
１６０            拡散レンズ
１８０            第２のダイクロイックミラー
【図１】
2014186115.tif 000003
【図２】
2014186115.tif 000004
【図３】
2014186115.tif 000005
【図４】
2014186115.tif 000006
【図５】
2014186115.tif 000007
【図６】
2014186115.tif 000008
【図７】
2014186115.tif 000009
【図８】
2014186115.tif 000010
【図９】
2014186115.tif 000011
【図１０】
2014186115.tif 000012
【図１１】
2014186115.tif 000013
【図１２】
2014186115.tif 000014
【図１３】
2014186115.tif 000015
【図１４】
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