(57)【要約】【課題】波長変換素子を用いて波長変換を行うことで高い輝度であり、かつ、高い色再現性を可能とする光源光を発生させる光源装置及び当該光源装置を用いて色再現性の高い画像を形成できるプロジェクターを提供すること。【解決手段】  第１の光の照射によって第１の波長範囲の第２の光を射出する波長変換素子と、第２の光が入射する波長分離素子と、を含む光源装置であって、波長分離素子は、第２の光と比較して第１の波長範囲の成分のうち第２の波長範囲の成分の光強度が低減された第３の光を生成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を発する光源と、該第１の光の照射によって第１の波長範囲の第２の光を射出する波長変換素子と、該第２の光が入射する波長分離素子と、を含む光源装置であって、
前記波長分離素子は、前記第２の光と比較して前記第１の波長範囲の成分のうち第２の波長範囲の成分の光強度が低減された第３の光を生成することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記第２の波長範囲は、前記第１の波長範囲のうち長波長側の第３の波長範囲と短波長側の第４の波長範囲との間の波長範囲である第５の波長範囲を含むことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第３の波長範囲は、赤色光成分の波長範囲であり、前記第４の波長範囲は、緑色光成分の波長範囲であることを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第２の波長範囲は、前記第１の光の波長範囲を含み前記第４の波長範囲よりも短波長側である第６の波長範囲をさらに含むことを特徴とする請求項２及び３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記波長分離素子は、前記第２の光のうち前記第２の波長範囲の成分以外の成分を反射させることによって前記第３の光を生成することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記波長分離素子は、前記第２の光のうち前記第２の波長範囲の成分以外の成分を透過させることによって前記第３の光を生成することを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記波長分離素子は、前記光源からの前記第１の光を前記波長変換素子に向けて反射するとともに、前記第２の光のうち前記第２の波長範囲の成分を前記光源側に向けて反射させることを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第３の光は、前記第２の波長範囲の成分を含まないことを特徴とする請求項１から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２の波長範囲のうち、前記第５の波長範囲は、５７０ｎｍ〜６００ｎｍであり、前記第６の波長範囲は、４３０ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記光源は、固体光源、キセノンランプ及び水銀ランプのうちいずれかであることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１から１０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、
前記光変調装置からの変調光を投射画像として投射する投射光学系と、
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、光の波長変換を行う光源装置及び当該光源装置を用いたプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター等に適用可能な照明装置として、半導体発光装置を含む高輝度光源からの光を波長変換素子を用いて波長変換を行う照明装置が公知となっている（特許文献１参照）。この照明装置では、波長変換素子を光源から物理的に分離することにより、高い輝度を得ることを可能にしている。
【０００３】
しかし、特許文献１の照明装置を例えばプロジェクター等の画像表示装置の光源として用いた場合に、発生する光源光が必ずしも色分離性の良いものになっているとは限らず、当該光源光の色分離性が良くないと色再現性が低くなって、形成される画像の質が劣ったものとなる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３４７２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、高い輝度であり、かつ、高い色再現性を可能とする光源光を発生させる光源装置を提供することを目的とする。また、当該光源装置を用いて色再現性の高い画像を形成できる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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る光源装置は、第１の光を発する光源と、該第１の光の照射によって第１の波長範囲の第２の光を射出する波長変換素子と、該第２の光が入射する波長分離素子と、を含む光源装置であって、波長分離素子は、第２の光と比較して第１の波長範囲の成分のうち第２の波長範囲の成分の光強度が低減された第３の光を生成することを特徴とする。
【０００７】
上記光源装置によれば、波長分離素子によって、第２の光と比較して第１の波長範囲の成分のうち第２の波長範囲の成分の光強度が低減された第３の光が生成される。これにより、例えば第２の光を複数の原色に分離する際に色分離性を悪くする波長範囲の成分の光強度が低減された、色分離性の高い第３の光を取り出すことができる。結果として例えばプロジェクター等の画像表示装置の光源装置として用いた場合に高い色再現性が可能となる。
【０００８】
本発明の具体的な態様又は観点では、第２の波長範囲が、第１の波長範囲のうち長波長側の第３の波長範囲と短波長側の第４の波長範囲との間の波長範囲である第５の波長範囲を含むことを特徴とする。この場合、波長分離素子によって、第２の光のうち第５の波長範囲の光強度を低減することができる。これにより、長波長側の第３の波長範囲と短波長側の第４の波長範囲との２つの波長範囲各々においてピークを有する色分離性の高い第３の光を生成できる。
【０００９】
本発明の別の観点では、第３の波長範囲が、赤色光成分の波長範囲であり、第４の波長範囲が、緑色光成分の波長範囲であることを特徴とする。この場合、波長分離素子によって、赤色光成分と緑色光成分とについて色分離性の高い光を生成できる。
【００１０】
本発明のさらに別の観点では、第２の波長範囲が、第１の光の波長範囲を含み第４の波長範囲よりも短波長側である第６の波長範囲をさらに含むことを特徴とする。この場合、波長分離素子によって、例えば光源からの第１の光を反射させて光路方向を変えたり、当該波長範囲の成分を分離して光路から除去したりできる。
【００１１】
本発明のさらに別の観点では、波長分離素子は、第２の光のうち第２の波長範囲の成分以外の成分を反射させることによって第３の光を生成することを特徴とする。この場合、波長分離素子によって反射された光を第３の光として利用することができる。
【００１２】
本発明のさらに別の観点では、第２の光のうち第２の波長範囲の成分以外の成分を透過させることによって第３の光を生成することを特徴とする。この場合、波長分離素子を透過した光を第３の光として利用することができる。
【００１３】
本発明のさらに別の観点では、波長分離素子が、光源からの第１の光を波長変換素子に向けて反射するとともに、第２の光のうち第２の波長範囲の成分を光源側に向けて反射させることを特徴とする。この場合、波長分離素子での反射により、光源からの第１の光の光路方向を変えて波長変換素子に入射させることができる。また、波長分離素子での反射により、第２の波長範囲の成分を第２の光から除去することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の観点では、第３の光は、第２の波長範囲の成分を含まないことを特徴とする。この場合、色分離性が非常に高い第３の光を生成できる。
【００１５】
本発明のさらに別の観点では、第２の波長範囲のうち、第５の波長範囲が、５７０ｎｍ〜６００ｎｍであり、第６の波長範囲が、４３０ｎｍ〜５００ｎｍであることを特徴とする。この場合、第５の波長範囲は、赤色光成分と緑色光成分の間にある波長範囲であり、第６の波長範囲は、青色光の波長範囲であり、これらの波長範囲の成分を分離して光路から除去することで、色分離性の高い第３の光を生成できる。
【００１６】
本発明のさらに別の観点では、上記光源が、固体光源、キセノンランプ及び水銀ランプのうちいずれかであることを特徴とする。この場合、プロジェクター等に用いる光源装置として十分な輝度を有するものにできる。
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明に係るプロジェクターは、上記いずれかに記載の光源装置と、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、光変調装置からの変調光を投射画像として投射する投射光学系と、を備える。この場合、上記光源装置を用いることで、色再現性の高い良質な画像を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）は、第１実施形態の光源装置の光学系を説明する図であり、（Ｂ）は、回転蛍光板を説明するための図である。
【図２】波長分離素子の透過特性を示すグラフである。
【図３】（Ａ）は、蛍光体の出射スペクトルを示すグラフであり、（Ｂ）は、波長分離素子の出射スペクトルを示すグラフである。
【図４】光源装置を備えるプロジェクターの一例を説明する図である。
【図５】光源装置を備えるプロジェクターにおける光の色度を示す図である。
【図６】第２実施形態の光源装置を説明する図である。
【図７】光源装置を備えるプロジェクターの一例を説明する図である。
【図８】（Ａ）は、第３実施形態の光源装置の一例を説明する図であり、（Ｂ）は、他の一例を説明する図である。
【図９】（Ａ）は、第４実施形態の光源装置の一例を説明する図であり、（Ｂ）は、他の一例を説明する図である。
【図１０】第５実施形態の光源装置を説明する図である。
【図１１】波長分離素子の出射スペクトルを示すグラフである。
【図１２】光源装置を備えるプロジェクターの一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る光源装置について詳細に説明する。
【００２０】
図１（Ａ）に示す光源装置１００は、波長変換素子である蛍光体４２、光源１０、コリメート光学系である平行化レンズ２０、波長変換素子を回転可能に保持する回転板である回転蛍光板３０、モーター５０、集光光学系であるとともにコリメート光学系としても機能するピックアップレンズ６０及び波長分離素子８０を備えている。なお、図１（Ｂ）に示すように、回転蛍光板３０は、円板形状になっている。
【００２１】
光源１０は、第１の光である青色のレーザー光Ｌを射出するレーザー光源である。レーザー光Ｌは、約４５５ｎｍを発光強度のピークとし、波長帯域４３０〜４７０ｎｍの範囲を主たる成分としている。蛍光体４２は、第１の光を第２の光に変換する。後述するように、波長分離素子８０は、第３の光である光源光を第２の光から生成する。
【００２２】
平行化レンズ２０は、光源１０から波長分離素子８０までの光路中に配置され、光源１０から射出されたレーザー光Ｌの拡がりを抑えて略平行化するコリメート光学系である。
【００２３】
波長分離素子８０は、図示のように、平行化レンズ２０から回転蛍光板３０までの光路中に配置されている。波長分離素子８０は、光源１０の光軸ＡＸ０とこれに直交する光源装置１００の光軸ＡＸ１に対して４５°の角度でそれぞれ交わるように配置され、平行化レンズ２０からのレーザー光Ｌを、回転蛍光板３０に向けて反射する。詳しくは後述するが、波長分離素子８０は、図２のグラフに示すような波長に依存する透過特性を有しており、レーザー光Ｌの波長範囲である４３０〜４７０ｎｍの範囲の光の成分についてはそのほとんどを反射する。つまり、平行化レンズ２０を経たレーザー光Ｌのうち主たる成分のほとんどが波長分離素子８０で反射され、回転蛍光板３０に向かう。
【００２４】
ピックアップレンズ６０は、回転蛍光板３０と波長分離素子８０との間の光路中に配置されており、波長分離素子８０で反射されたレーザー光Ｌを略集光した状態で蛍光体４２に入射させる。つまり、ピックアップレンズ６０は、第１の光であるレーザー光Ｌに対してこれを集光させる集光光学系として機能するが、後述するように蛍光体４２から射出された第２の光に対するコリメート光学系としても機能する。
【００２５】
回転蛍光板３０はいわゆる反射型の回転蛍光板である。回転蛍光板３０は、図１（Ａ）及び１（Ｂ）に示すように、モーター５０により回転可能な板材４０上に、単一の蛍光体４２が板材４０の回転方向に沿って連続して形成されてなる。蛍光体４２が形成されている領域は、励起光（青色光）であるレーザー光Ｌが入射する領域を含む。回転蛍光板３０は、レーザー光Ｌが入射する側と同じ側に向けて赤色光と緑色光とを含む第２の光である合成光ＣＬを射出する。
【００２６】
回転蛍光板３０は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板３０の直径は例えば５０ｍｍであり、回転蛍光板３０に入射する励起光の光軸が回転蛍光板３０の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転蛍光板３０は、励起光の集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光体４２上を移動するような回転速度で回転する。
【００２７】
蛍光体４２は、例えば、光源１０から射出された励起光としてのレーザー光Ｌ（青色光）の一部を赤色光及び緑色光を含む光に変換する。つまり、蛍光体４２は、第１の光であるレーザー光Ｌを、他の波長範囲の成分を含む第２の光である合成光ＣＬに変換する波長変換素子である。具体的には、蛍光体４２は、波長が４５５ｎｍの励起光によって効率的に励起され、光源１０が射出する励起光の一部を、赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光に変換して射出する。黄色の蛍光のうち、長波長側の成分は赤色光として利用され、黄色の蛍光のうち、短波長側の成分は緑色光として利用される。なお、蛍光体４２から射出される合成光ＣＬには、レーザー光Ｌのうち蛍光体４２において蛍光に変換されなかった成分も含まれる。
【００２８】
蛍光体４２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。蛍光体４２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４２として、励起光（青色光）を赤色光に変換する蛍光体と、励起光（青色光）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。
【００２９】
蛍光体４２を支持する板材４０は、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等の励起光を透過する透明な材料からなるものでもよく、金属等の励起光を透過しない不透明な材料からなるものでもよい。また、例えば誘電体多層膜からなるダイクロイック膜を蛍光体４２と板材４０との間に設けて蛍光体４２から放射された光のうち板材４０側へ向かう成分を波長分離素子８０側へ反射させ光の利用効率を向上させるものとしてもよい。
【００３０】
ピックアップレンズ６０は、回転蛍光板３０の蛍光体４２から射出された第２の光である合成光ＣＬの拡がりを抑えて略平行化する。つまり、ピックアップレンズ６０は、回転蛍光板３０からの光である合成光ＣＬに対してこれを平行化するコリメート光学系として機能する。
【００３１】
波長分離素子８０には、蛍光体４２から射出されてピックアップレンズ６０を経た合成光ＣＬが入射する。波長分離素子８０は、合成光ＣＬ（第２の光）のうちの一部の波長成分の光強度を低減して、光源光ＧＬ（第３の光）を生成する。具体的には、光源光ＧＬは、合成光ＣＬと比較したとき、合成光ＣＬの波長範囲である第１の波長範囲の成分のうち、特定の範囲にある第２の波長範囲の成分の光強度が低減されている。これにより、例えばプロジェクター等における光源装置の一部として光源装置１００を用いた場合に、高い色再現性を得ることができる。
【００３２】
好ましくは、光源光ＧＬは、第１の波長範囲の成分のうち第２の波長範囲の成分の光を含まない。これにより、さらに高い色再現性を得ることができる。本実施形態では、波長分離素子８０は、合成光ＣＬのうち、色分離性の高い有用成分Ｙ１のみを通過させる一方、他の不要成分Ｙ２を光源側へ反射することで、不要成分Ｙ２を合成光ＣＬから除外している。不要成分Ｙ２は、第２の波長範囲の成分に対応する。
【００３３】
以下、波長分離素子８０に関して詳細に説明する。ここで、図２に示すように、４００ｎｍ以上かつ７００ｎｍ以下の波長範囲を第１の波長範囲ＷＬ１とする。第１の波長範囲ＷＬ１に含まれる範囲のうち、４３０ｎｍ以上かつ５００ｎｍ未満の波長範囲及び５７０ｎｍ以上かつ６００ｎｍ未満の波長範囲を第２の波長範囲ＷＬ２とする。第２の波長範囲ＷＬ２のうち、５７０ｎｍ以上かつ６００ｎｍ未満の範囲を第５の波長範囲ＷＬ５とし、４３０ｎｍ以上かつ５００ｎｍ未満の波長範囲を第６の波長範囲ＷＬ６とする。また、５００ｎｍ以上かつ５７０ｎｍ未満の波長範囲を第４の波長範囲ＷＬ４とし、６００ｎｍ以上かつ７００ｎｍ以下の波長範囲を第３の波長範囲ＷＬ３とする。
【００３４】
波長分離素子８０は、図２に示すように、第１の波長範囲ＷＬ１のうち第２の波長範囲ＷＬ２にある光を反射し、他の範囲の光を透過させる。つまり、波長分離素子８０では、第２の波長範囲ＷＬ２の成分の反射率が第１の波長範囲ＷＬ１のうち第２の波長範囲ＷＬ２以外の波長範囲の成分の反射率よりも高いものとなっている。レーザー光Ｌの主成分の波長範囲は４３０〜４７０ｎｍであり、レーザー光Ｌは波長分離素子８０によって反射される。
【００３５】
第３の波長範囲ＷＬ３は、赤色光成分として有用な光の波長範囲であり、第４の波長範囲ＷＬ４は、緑色光成分として有用な光の波長範囲となっている。これに対して、第３の波長範囲ＷＬ３と第４の波長範囲ＷＬ４との間の波長範囲である第５の波長範囲ＷＬ５は、赤色光と緑色光との色分離性を悪くする波長範囲の成分である。つまり、光源装置１００から射出される光に第５の波長範囲ＷＬ５の光が含まれていると、例えばプロジェクター等における光源装置の一部として光源装置１００を用いた場合に、色再現性が悪くなる。そこで、光源装置１００は、波長分離素子８０において、第３の波長範囲ＷＬ３及び第４の波長範囲ＷＬ４の成分を有用成分Ｙ１として射出させる一方、第５の波長範囲ＷＬ５の成分を不要成分Ｙ２として第２の光である合成光ＣＬから除去する。このようにして、光源装置１００は、赤色光と緑色光との色分離性が良く、色再現性が高い光源光ＧＬを生成している。
【００３６】
さらに、波長分離素子８０は、レーザー光Ｌの主成分を含む第６の波長範囲ＷＬ６の成分も不要成分Ｙ２として合成光ＣＬから除去する。そのため、色再現性がさらに高い光源光ＧＬが生成される。
【００３７】
波長分離素子８０は、レーザー光Ｌに対しては、反射する性質を有している。従って、波長分離素子８０は、光源１０から射出されたレーザー光Ｌの成分の大半を、回転蛍光板３０の蛍光体４２に向けて射出する。第１の光であるレーザー光Ｌの一部は、蛍光体４２において、第２の光である合成光ＣＬに変換される。図３（Ａ）に示すグラフは、回転蛍光板３０において励起光であるレーザー光Ｌを変換して得られる光の射出スペクトルすなわち合成光ＣＬの射出スペクトルを示している。図示のように、合成光ＣＬには、蛍光体４２において変換されずに残った青色光（励起光）の波長範囲の成分や、蛍光体４２において変換されて生じる赤色の波長範囲と緑色の波長範囲とが混在する黄色の蛍光の成分が入り混じっている。これに対して、波長分離素子８０は、上記のように、第２の波長範囲ＷＬ２の光を反射させる性質を有している。従って、波長分離素子８０に向かう合成光ＣＬの成分のうち、第５の波長範囲ＷＬ５の成分や、第６の波長範囲ＷＬ６の成分が波長分離素子８０においてカットされ、図３（Ｂ）のグラフによって示す波長特性をもった黄色光の光が光源光ＧＬとして射出されるものとなる。これにより、例えばプロジェクター等における光源装置の一部として光源装置１００を用いた場合に、赤色光と緑色光とについて良好な色分離性があることで、高い色再現性を達成できる。
【００３８】
図４は、光源装置１００を備えるプロジェクターの一例を示す図である。図４のプロジェクター８００は、照明装置として、光源装置１００を含む第１照明装置１１０と第２照明装置７００との２つを備える。第１照明装置１１０は、上述した光源装置１００のほか、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０、重畳レンズ１５０を備える。さらに、プロジェクター８００は、色分離導光光学系２００、光変調装置としての液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００及び投射光学系６００を備えている。また、色分離導光光学系２００と液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂとの間にはそれぞれ、集光レンズ３００Ｒ，集光レンズ３００Ｇ，集光レンズ３００Ｂが配置されている。
【００３９】
２つの照明装置のうち、一方の第１照明装置１１０は、光源装置１００から射出される光源光ＧＬを利用して、上記３つの光変調装置のうち、液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇを照明するための照明光を生成する。
【００４０】
第１レンズアレイ１２０は、光源装置１００からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する。第１レンズアレイ１２０は、光源装置１００からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子として機能する。第１レンズアレイ１２０は、複数の第１小レンズ１２２が光軸ＡＸ１の延長上の軸である第１照明装置１１０の照明光軸１０１ａｘと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。
【００４１】
第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する。第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸１０１ａｘに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。
【００４２】
偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する光学素子である。偏光変換素子１４０は、光源装置１００からの光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過し、他方の直線偏光成分を照明光軸１０１ａｘに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸１０１ａｘに平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板と、を有する。
【００４３】
重畳レンズ１５０は、偏光変換素子１４０からの各部分光束を集光して液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５０の光軸と光源装置１００の光軸とが略一致するように、重畳レンズ１５０が配置されている。重畳レンズ１５０は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び重畳レンズ１５０は、光源装置１００からの光の面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。
【００４４】
なお、第１レンズアレイ１２０及び第２レンズアレイ１３０を用いたレンズインテグレーター光学系の代わりに、ロッドレンズを用いたロッドインテグレーター光学系を用いてもよい。
【００４５】
２つの照明装置のうち、他方の第２照明装置７００は、第２光源７１０、集光光学系７２０、散乱板７３０、偏光変換インテグレーターロッド７４０及び集光レンズ７５０を備えており、上記３つの光変調装置のうち、液晶光変調装置４００Ｂを照明するための照明光を生成する。
【００４６】
第２光源７１０は、色光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）を射出するレーザー光源である。なお、図４では光源７１０を１つ図示しているが、光源７１０の数はこれに限らず、複数個とすることも可能である。また、４４５ｎｍ以外の波長（例えば４６０ｎｍ）の青色光を射出する光源装置を用いることもできる。
【００４７】
集光光学系７２０は、例えば凸レンズからなり、青色光を略集光した状態で散乱板７３０に入射させる。
【００４８】
散乱板７３０は、第２光源７１０からの青色光を所定の散乱度で散乱し、回転蛍光板３０の蛍光体４２から射出される赤色光及び緑色光に似た配光分布を有する青色光とする。散乱板７３０としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。
【００４９】
偏光変換インテグレーターロッド７４０は、第２光源７１０からの青色光の面内光強度分布を均一にし、かつ、当該青色光を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光とする光学素子である。偏光変換インテグレーターロッド７４０は、詳しい説明は省略するが、インテグレーターロッドと、当該インテグレーターロッドの入射面側に配置され、青色光が入射する小孔を有する反射板と、射出面側に配置される反射型偏光板と、を備えている。
【００５０】
なお、ロッドレンズを用いた偏光変換インテグレーターロッドの代わりに、レンズアレイを用いたレンズインテグレーター光学系及び偏光変換素子を用いることもできる。
【００５１】
集光レンズ７５０は、偏光変換インテグレーターロッド７４０からの光を集光して液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域近傍に入射させる。
【００５２】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０、反射ミラー２３０，反射ミラー２４０，反射ミラー２５０を備えている。色分離導光光学系２００は、第１照明装置１１０からの光を赤色光及び緑色光に分離し、照明装置１１０からの赤色光及び緑色光並びに第２照明装置７００からの青色光のぞれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂに導光する機能を有する。なお、既述のように、色分離導光光学系２００と液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４０Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ，集光レンズ３００Ｇ，集光レンズ３００Ｂが配置されている。
【００５３】
ダイクロイックミラー２１０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通過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。ここでは、ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を通過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射するものとする。ダイクロイックミラー２１０を通過した赤色光は、反射ミラー２３０で反射され、集光レンズ３００Ｒを通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、反射ミラー２４０でさらに反射され、集光レンズ３００Ｇを通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。第２照明装置７００からの青色光は、反射ミラー２５０で反射され、集光レンズ３００Ｂを通過し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。
【００５４】
液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂは、入射した色光を画像情報に応じて変調しカラー画像を形成する。液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂは、光源装置１００の照明対象となる。図示を省略したが、各集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３０００Ｂと各液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置され、液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置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。入射側偏光板、液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂ及び射出側偏光板によって、入射した各色光の光変調が行われる。
【００５５】
液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂは、一対の透明なガラス基板の間に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置である。液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂは、例えばポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として備え、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
【００５６】
クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板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。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形状をなす。直角プリズム同士を貼り合わせた略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、緑色光及び青色光を通過させ赤色光を反射する誘電体多層膜であり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光及び緑色光を通過させ青色光を反射する誘電体多層膜である。略Ｘ字状の界面に形成された２種類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。
【００５７】
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、投射光学系６００によって拡大投射され、スクリーン上で画像を形成する。
【００５８】
図５は、照明装置１１０を用いたプロジェクター８００における色再現性について示す色度図である。図中破線で示すグラフＧ１は、本構成における色再現範囲を示すものである。なお、比較例として図中実線で示すグラフＧ２は、本構成において波長分離素子８０を用いなかった場合の色再現範囲を示すものである。両者を比較すると本構成において色再現性が向上していることが分かる。
【００５９】
以上のように、上記構成のプロジェクター８００によれば、光源１０から射出された励起光によって蛍光体４２が励起され、複数の色光が放射される。そのため、単一色の光源１０を用いながら複数の色光を得ることができる。この際、波長分離素子８０において、赤色光と緑色光との間の波長範囲の成分をカットすることで、光源装置１００が色分離性の良い光を射出するものとなっている。そのため、ダイクロイックミラー２１０における分離において、非常に色再現性の高い色光が取り出されるものとなっている。これにより、プロジェクター８００は、高画質な画像を形成することができる。
【００６０】
また、以上において、蛍光体４２は、モーター５０により回転される板材４０上に形成されているため、励起光の照射により生じた蛍光体４２の熱は板材４０の回転方向に沿った広い領域において放散される。そのため、蛍光体４２の発熱による発光効率の低下が抑制され、さらに明るい光源装置１００が提供される。
【００６１】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る光源装置について説明する。なお、本実施形態に係る光源装置は、第１実施形態に係る光源装置１００の変形例であり、光源から波長分離素子の前段までの構造を除いて、光源装置１００と同様であるため、全体の説明を省略する。
【００６２】
図６に示すように、本実施形態に係る光源装置１０２は、複数の光源群で構成される光源１２と、光源１２からの光を略平行化するコリメートレンズアレイ２２ａと、光のビーム断面を調整するアフォーカル系２２ｂと、レンズアレイインテグレーター２２ｃとを有することにより、ケーラー照明にて蛍光体４２を均一照明する。
【００６３】
光源１２は、基板ＳＢの上にマウントされてレーザー光をそれぞれ射出可能な複数の固体光源素子１２ａを、マトリクス状に配置したものである。
【００６４】
コリメートレンズアレイ２２ａは、光源１２を構成する各固体光源素子１２ａに対応した複数のレンズ群Ｌａからなり、各固体光源素子１２ａからの光をそれぞれ略平行化して、アフォーカル系２２ｂに向けて射出させる。
【００６５】
アフォーカル系２２ｂは、正と負のレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３を組み合わせたレンズ群で構成され、平行化された状態で入射した光の平行性を維持しつつ、そのビーム断面即ち光束断面の大きさを調整する。アフォーカル系２２ｂにおいて、ビーム断面を調整された励起光は、レンズアレイインテグレーター２２ｃに入射する。
【００６６】
レンズアレイインテグレーター２２ｃは、一対のレンズアレイＡＲ１，ＡＲ２で構成され、アフォーカル系２２ｂから入射した光を分割して被照射面である蛍光体４２上において重畳させるように射出させることで、光の強度分布を均一化した状態にする。
【００６７】
以上のように、コリメートレンズアレイ２２ａ、アフォーカル系２２ｂ、及びレンズアレイインテグレーター２２ｃは、光源１２からのレーザー光の状態を調整してケーラー照明を可能にする光調整光学系として機能する。
【００６８】
本実施形態の場合、光源１２、コリメートレンズアレイ２２ａ、アフォーカル系２２ｂ及びレンズアレイインテグレーター２２ｃを経たレーザー光Ｌ（励起光）は、均一化された状態で、波長分離素子８０を経て回転蛍光板３０の蛍光体４２に入射する。蛍光体４２を照射する第１の光であるレーザー光Ｌ（励起光）の強度分布が均一化されていることで、蛍光体４２において発生する第２の光である蛍光の強度分布も均一化を図ることができる。
【００６９】
また、本実施形態においても、赤色光と緑色光との間の波長範囲の成分や、青色光の波長範囲の成分が波長分離素子８０においてカットされ、例えばプロジェクター等における光源装置の一部として光源装置１０２を用いた場合に、赤色光と緑色光とについて良好な色分離性があることで、高い色再現性を達成できる。
【００７０】
図７は、光源装置１０２を備えるプロジェクターの一例を示す図である。図７のプロジェクター９００は、１つの照明装置１１２において、２つの光源装置を組み合わせた構成となっている。より具体的には、照明装置１１２は、光源装置１０２を第１光源装置として有し、これに加え、第２光源装置７０２を備えている。なお、照明装置１１２は、上記２つの光源装置のほか、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０、及び重畳レンズ１５０を備える。また、プロジェクター９００は、照明装置１１２のほか、色分離導光光学系２０２、光変調装置としての液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００及び投射光学系６００を備えている。
【００７１】
２つの光源装置のうち、第１光源装置である光源装置１０２は、上記３つの光変調装置のうち、液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇを照明するための照明光を生成し、第２光源装置７０２は、液晶光変調装置４００Ｂを照明するための照明光を生成する。
【００７２】
第２光源装置７０２は、第２光源７１２、コリメートレンズアレイ７２２ａ、集光光学系７２２ｂ、散乱板７３２、コリメート光学系７４２及び反射合成素子７５２を備えている。
【００７３】
第２光源７１２は、マトリクス状に配置される複数の固体光源素子７１２ａで構成され、色光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）を射出するレーザー光源である。
【００７４】
コリメートレンズアレイ７２２ａは、第２光源７１２を構成する各固体光源素子７１２ａに対応した複数のレンズ群Ｌｂからなり、各固体光源素子７１２ａからの光をそれぞれ略平行化して、集光光学系７２２ｂに向けて射出させる。
【００７５】
集光光学系７２２ｂは、例えば凸レンズからなり、青色光を略集光した状態で散乱板７３２に入射させる。
【００７６】
散乱板７３２は、第２光源７１２からの青色光を所定の散乱度で散乱し、回転蛍光板３０の蛍光体４２から射出される赤色光及び緑色光に似た配光分布を有する青色光とする。散乱板７３２としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。
【００７７】
コリメート光学系７４２は、散乱板７３２からの青色光を平行化させ、反射合成素子７５２に向けて射出させる。
【００７８】
反射合成素子７５２は、波長分離素子８０の裏面側に貼り付けられており、コリメート光学系７４２を経た青色光の波長範囲の光を反射するとともに、蛍光体４２からの合成光ＣＬのうち波長分離素子８０を通過した成分の波長範囲の光を通過させる光反射素子である。つまり、反射合成素子７５２は、波長分離素子８０側からの赤色光及び緑色光の成分と、コリメート光学系７４２側からの青色光の成分とを合成して、三原色を含む光源光ＧＬを生成する。
【００７９】
反射合成素子７５２で生成された光源光ＧＬは、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０、及び重畳レンズ１５０を経てカラーの照明光として色分離導光光学系２０２に向けて射出される。
【００８０】
色分離導光光学系２０２は、ダイクロイックミラー２１０，ダイクロイックミラー２２０、反射ミラー２３０，反射ミラー２４０，反射ミラー２５０及びリレーレンズ２６０，リレーレンズ２７０を備えている。色分離導光光学系２００は、照明装置１１２からの光を赤色光、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，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置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，集光レンズ３００Ｇ，集光レンズ３００Ｂが配置されている。
【００８１】
ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を通過させ、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である。ダイクロイックミラー２２０は、緑色成分を反射して青色光成分を通過させるダイクロイックミラーである。反射ミラー２３０は、赤色光成分を反射するミラーである。反射ミラー２４０，２５０は、青色光成分を反射するミラーである。
【００８２】
ダイクロイックミラー２１０を通過した赤色光は、反射ミラー２３０で反射され、集光レンズ３００Ｒを通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及び青色光のうち緑色光は、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を通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を通過した青色光は、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。リレーレンズ２６０，リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光成分を液晶光変調装置４００Ｂまで導くリレー光学系として機能する。
【００８３】
液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂは、入射した色光を画像情報に応じて変調しカラー画像を形成する。
【００８４】
以上のように、上記構成のプロジェクター９００によれば、光源装置１０２を含む照明装置１１２が色分離性の良い光を射出するものとなっているため、高画質な画像を形成することができる。
【００８５】
なお、以上のような構成のプロジェクターにおいて、光源装置１０２に代えて、第１実施形態に示す光源装置１００を適用することも可能である。また、光源装置１０２を第１実施形態に示すプロジェクター８００に適用させることも可能である。
【００８６】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る光源装置について説明する。なお、本実施形態に係る光源装置は、第１実施形態に係る光源装置１００の変形例であり、光透過型の波長変換素子の構造を有することを除いて、光源装置１００と同様であるため、全体の説明を省略する。
【００８７】
図８（Ａ）に示すように、本実施形態に係る光源装置１０３は、光源１３、コリメート光学系である平行化レンズ２３、集光光学系６０ａ、波長変換素子である蛍光体４２を回転可能に保持する回転板である回転蛍光板３３、モーター５０、コリメート光学系であるピックアップレンズ６０ｂ、第１波長分離素子８３ａ及び第２波長分離素子８３ｂを備えている。
【００８８】
光源１３は、青色のレーザー光Ｌを射出するレーザー光源であり、平行化レンズ２３は、光源１０から射出されたレーザー光Ｌの拡がりを抑えて略平行化するコリメート光学系である。集光光学系６０ａは、平行化レンズ２０で平行化されたレーザー光Ｌを略集光した状態で回転蛍光板３３に入射させる。つまり、ピックアップレンズ６０は、レーザー光Ｌに対してこれを集光させる集光光学系として機能する。
【００８９】
回転蛍光板３３はいわゆる透過型の回転蛍光板である。回転蛍光板３３は、モーター５０により回転可能な板材４０の一部に、単一の蛍光体４２が板材４０の回転方向に沿って連続して形成されてなる。
【００９０】
回転蛍光板３３は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板３３の直径は例えば５０ｍｍであり、回転蛍光板３３に入射する励起光の光軸が回転蛍光板３３の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転蛍光板３３は、励起光の集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光体４２上を移動するような回転速度で回転する。
【００９１】
板材４０は、励起光であるレーザー光Ｌを透過する材料からなる。板材４０の材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。光源装置１００から射出されたレーザー光Ｌは励起光として、板材４０側から回転蛍光板３３に入射する。
【００９２】
蛍光体４２は、レーザー光Ｌの一部を赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光に変換して射出する波長変換素子である。
【００９３】
本実施形態では、特に、蛍光体４２が、第１波長分離素子８３ａと第２波長分離素子８３ｂとの間に挟まれた構造となっている。
【００９４】
第１波長分離素子８３ａは、蛍光体４２に対して光路上前段に位置する。つまり、図示の場合、第１波長分離素子８３ａは、回転蛍光板３３において板材４０上に形成され、板材４０と蛍光体４２との間に挟まれるように配置されている。第１波長分離素子８３ａは、第１の光であるレーザー光Ｌの波長範囲の成分を通過させる一方、他の波長範囲の光を反射する特性を有する波長分離素子である。
【００９５】
第２波長分離素子８３ｂは、蛍光体４２に対して光路上後段に位置する。つまり、図示の場合、第２波長分離素子８３ｂは、回転蛍光板３３において蛍光体４２上に配置されている。第２波長分離素子８３ｂは、第１の光であるレーザー光Ｌの波長範囲の成分を反射し、かつ、赤色光成分と緑色光成分の間にある波長範囲である５７０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲の成分を反射する特性を有する波長分離素子である。つまり、第１実施形態の波長分離素子８０と同様の特性を有する波長分離素子である。
【００９６】
以下、回転蛍光板３３、第１波長分離素子８３ａ及び第２波長分離素子８３ｂによる光源光の生成について説明する。まず、図８（Ａ）において一部拡大して示すように、回転蛍光板３３の板材４０を通過したレーザー光Ｌは、第１波長分離素子８３ａをさらに通過し、蛍光体４２に入射する。蛍光体４２は、波長変換素子として、レーザー光Ｌの一部を赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光に変換して射出する。次に、第２波長分離素子８３ｂは、蛍光体４２から射出される光のうち、色分離性の高い有用成分Ｙ１のみを通過させ、他の不要成分Ｙ２を光源側へ戻すように反射する。なお、不要成分Ｙ２は、第１波長分離素子８３ａを通過して光源側に戻ることで除去される。以上のようにして、光源装置１０３は、第２波長分離素子８３ｂによって合成光ＣＬから不要成分Ｙ２を除去することで、色分離性の高い黄色光を光源光ＧＬとして生成できる。
【００９７】
なお、図８（Ｂ）に示すように、有用成分Ｙ１である黄色光を射出する光源装置１０３と、青色光Ｂ１を射出する光源装置７０３と組み合わせることで、三原色を含む光源光ＧＬを生成することができる。なお、光源装置７０３の構造については、例えば図７の光源装置７０２と同様のものとすればよい。
【００９８】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る光源装置について説明する。なお、本実施形態に係る光源装置は、第３実施形態に係る光源装置１０３の変形例であり、波長分離素子の構造を除いて、光源装置１０３と同様であるため、全体の説明を省略する。
【００９９】
図９（Ａ）に示すように、本実施形態に係る光源装置１０４は、光源１４、コリメート光学系である平行化レンズ２４、集光光学系６０ａ、波長変換素子である蛍光体４２を回転可能に保持する回転板である回転蛍光板３４、モーター５０、コリメート光学系であるピックアップレンズ６０ｂ、第１波長分離素子８４ａ及び第２波長分離素子８４ｂを備えている。
【０１００】
本実施形態では、特に、第１波長分離素子８４ａは、板材４０と蛍光体４２との間に挟まれるように配置されているが、第２波長分離素子８４ｂは、ピックアップレンズ６０ｂに対して光路上後段に位置しており、その光学面を光源装置１０４の光軸ＡＸ１に対して４５°の角度で傾斜させた配置となっている。
【０１０１】
なお、第１波長分離素子８４ａは、第１の光であるレーザー光Ｌの波長範囲の成分を通過させる一方、他の波長範囲の光を反射する特性を有する波長分離素子であり、第２波長分離素子８４ｂは、第１の光であるレーザー光Ｌの波長範囲の成分を反射し、かつ、赤色光成分と緑色光成分の間にある波長範囲である５７０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲の成分を反射する特性を有する波長分離素子である。
【０１０２】
以下、回転蛍光板３４、第１波長分離素子８４ａ及び第２波長分離素子８４ｂによる光源光の生成について説明する。まず、回転蛍光板３４の板材４０を通過したレーザー光Ｌは、第１波長分離素子８４ａをさらに通過し、蛍光体４２に入射する。蛍光体４２は、波長変換素子として、レーザー光Ｌの一部を赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光に変換して射出する。蛍光体４２から射出されてピックアップレンズ６０ｂに向かう成分は、ピックアップレンズ６０ｂにおいて平行化され第２波長分離素子８４ｂに向かう。第２波長分離素子８４ｂは、蛍光体４２から射出された光のうち、色分離性の高い有用成分Ｙ１のみを通過させ、他の不要成分Ｙ２を反射する。この際、第２波長分離素子８４ｂが光源装置１０４の光軸ＡＸ１に対して４５°傾斜していることで、不要成分Ｙ２は、光源側ではなく光路方向に対して９０°傾いた光路外の方向に向かう。例えば不要成分Ｙ２の向う方向の先に光吸収材等を設けておくことで、不要成分Ｙ２が迷光等になることなく処理することができる。以上のようにして、光源装置１０４は、第２波長分離素子８４ｂによって合成光ＣＬから不要成分Ｙ２を除去することで、色分離性の高い黄色光を光源光ＧＬとして生成できる。
【０１０３】
なお、図９（Ｂ）に示すように、有用成分Ｙ１である黄色光を射出する光源装置１０４と、青色光Ｂ１を射出する光源装置７０４と組み合わせることで、三原色を含む光源光ＧＬを生成することができる。なお、光源装置７０４の構造については、例えば図７の光源装置７０２と同様のものとすればよい。
【０１０４】
〔第５実施形態〕
第１実施形態においては、波長分離素子８０は、合成光ＣＬのうち、色分離性の高い有用成分Ｙ１を通過させ、他の不要成分Ｙ２を反射させることによって、第１の波長範囲の成分のうち第２の波長範囲の成分の光強度が低減された光源光ＧＬを生成した。これに対して、本実施形態にかかる波長分離素子８５は、合成光ＣＬのうち、色分離性の高い有用成分Ｙ１を反射させ、他の不要成分Ｙ２を透過させることによって、第１の波長範囲の成分のうち第２の波長範囲の成分の光強度が低減された光源光ＧＬを生成する。本実施形態について図１０乃至図１２を用いて説明する。なお、第１実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【０１０５】
光源装置１０５は、波長分離素子８５を備えている。波長分離素子８５には、蛍光体４２から射出されてピックアップレンズ６０を経た合成光ＣＬが入射する。波長分離素子８５は、合成光ＣＬのうち、色分離性の高い有用成分Ｙ１を反射させ、他の不要成分Ｙ２を透過させることによって、合成光ＣＬと比較したとき、第１の波長範囲の成分のうち第２の波長範囲の成分の光強度が低減された光源光ＧＬを生成する。これにより、例えばプロジェクター等における光源装置の一部として光源装置１０５を用いた場合に、高い色再現性を得ることができる。
【０１０６】
好ましくは、光源光ＧＬは、第１の波長範囲の成分のうち第２の波長範囲の成分の光を含まない。これにより、さらに高い色再現性を得ることができる。本実施形態では、波長分離素子８５は、合成光ＣＬのうち、色分離性の高い有用成分Ｙ１のみを反射させる一方、他の不要成分Ｙ２を光源側の方向へ透過させることで、不要成分Ｙ２を合成光ＣＬから除外している。不要成分Ｙ２は第２の波長範囲の成分に対応する。本実施形態の光源装置１０５によれば、図１１に示した波長特性をもった黄色光の光が光源光ＧＬとして射出される。
【０１０７】
図１２は、光源装置１０５を備えるプロジェクターの一例を示す図である。図１２のプロジェクター９５０は、照明装置として、光源装置１０５を含む第１照明装置１１４と第２照明装置７００との２つを備える。第１照明装置１１４は、光源装置１０５から射出される光源光ＧＬを利用して、液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇを照明するための照明光を生成する。第２照明装置７００は、液晶光変調装置４００Ｂを照明するための照明光を生成する。これにより、プロジェクター９５０は、高画質な画像を形成することができる。
【０１０８】
〔その他〕
以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。例えば次のような変形も可能である。
【０１０９】
上記では、合成光ＣＬには、蛍光体４２において変換されずに残った励起光の波長範囲の成分が含まれていたため、４３０〜５００ｎｍの波長範囲及び５７０ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲を第２の波長範囲ＷＬ２とした。しかし、蛍光体４２に入射した励起光が総て蛍光に変換され、合成光ＣＬに励起光が含まれない場合、５７０ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲を第２の波長範囲ＷＬ２として、４３０〜５００ｎｍの波長範囲を第４の波長範囲ＷＬ４の一部としてもよい。このようにすれば、波長分離素子８０の設計が容易になる。
【０１１０】
回転蛍光板に形成する蛍光体として、青色の励起光によって赤色光と緑色光を放射する例を説明したが、蛍光体はこのようなものに限定されない。例えば、紫色光又は紫外光を励起光として用い、該励起光によって赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光を放射する蛍光体を用いてもよい。この場合、赤色の波長範囲と緑色の波長範囲との間の波長範囲と、緑色の波長範囲と青色の波長範囲との間の波長範囲と、のうち、色再現性を低下させる原因となる波長範囲を第２の波長範囲ＷＬ２とすればよい。
【０１１１】
このように、合成光ＣＬのうち色再現性を低下させる原因となる波長範囲を第２の波長範囲ＷＬ２として設定し、光源装置から射出される光源光ＧＬにおいて第２の波長範囲ＷＬ２の光強度を低減させるように、波長分離素子８０の波長分離特性を設計すればよい。光源光ＧＬにおいて、第２の波長範囲ＷＬ２の光の強度が低ければ低いほど、色再現性を高めることができる。
【０１１２】
第５実施形態では、反射型の回転蛍光板３０を用いたが、これに限られない。第４実施形態で示した透過型の回転蛍光板３４を用いても良い。
【０１１３】
上記では、蛍光体４２は、モーター５０により回転される板材４０上に形成され、励起光の照射により生じた蛍光体４２の熱は板材４０の回転方向に沿った広い領域において放散し、蛍光体４２の発熱による発光効率の低下を抑制しているが、発光効率の低下の恐れがない場合には、回転機構を設けずに蛍光体４２を設置してもよい。
【０１１４】
また、例えば図１（Ｂ）では、板材４０を円板としているが、板材４０は円板に限られない。
【０１１５】
蛍光体として、板材の回転方向に沿って連続して形成される例を説明したが、蛍光体の構成はこれに限定されない。特許文献１の回転蛍光板のように、板材の回転方向に沿って複数種類の蛍光体を形成し、複数の色光を順次発光可能な構成としてもよい。回転蛍光板から順次発光された複数の色光は１つの光変調装置によって変調され、カラー画像を形成する。
【０１１６】
また、上記では、光源１０等の光源として、レーザー光を射出させるレーザー光源としているが、光源は他の固体光源であってもよく、さらに、キセノンランプや水銀ランプであってもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
１００，１０２，１０３，１０４…光源装置、１０…光源、２０…平行化レンズ、３０…回転蛍光板（回転板）、４０…板材、４２…蛍光体（波長変換素子）、５０…モーター、６０…ピックアップレンズ、８０、８３ａ、８３ｂ、８４ａ、８４ｂ…波長分離素子、１０１，１０２，１０３…照明装置、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…光変調装置、６００…投射光学系、８００，９００…プロジェクター、Ｌ…レーザー光（第１の光）、ＣＬ…合成光（第２の光）、ＧＬ…光源光（第３の光）、ＷＬ１−ＷＬ６…波長範囲
【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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