(57)【要約】【課題】光線束の断面積を縮小するとともに、光線束の出射位置が光源群の中心からずれることのない光源装置及びこれを用いた画像表示装置を提供すること。【解決手段】光源装置１の半導体レーザ光源部２は、複数の半導体レーザを２分し、間隙部を介し第１の半導体レーザ群１００と第２の半導体レーザ群２００を対向して配置する。第１のミラー群５００と第２のミラー群６００は、第１の半導体レーザ群と第２の半導体レーザ群からそれぞれ出射されたレーザ光を、間隙部に向けてそれぞれ反射する。間隙部に設けられた第３のミラー群７００と第４のミラー群８００は、第１のミラー群５００と第２のミラー群６００からそれぞれ反射されたレーザ光を、同一方向にそれぞれ反射する。第３のミラー群と第４のミラー群のミラー面の方向は略９０°異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する半導体レーザ光源部と前記レーザ光を照射して蛍光光を発生する蛍光光発生部を備えた光源装置において、
前記半導体レーザ光源部は、
複数の半導体レーザを２分し、間隙部を介し対向して配置された第１の半導体レーザ群と第２の半導体レーザ群と、
前記間隙部に設けられ、前記第１の半導体レーザ群と前記第２の半導体レーザ群からそれぞれ出射されたレーザ光を、前記蛍光光発生部に向けて同一方向にそれぞれ反射する第３のミラー群と第４のミラー群とを備え、
前記第３のミラー群と前記第４のミラー群のミラー面の方向は略９０°異なることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置であって、
前記第１の半導体レーザ群と前記第２の半導体レーザ群からそれぞれ出射されたレーザ光を、前記間隙部に向けてそれぞれ反射する第１のミラー群と第２のミラー群を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光源装置であって、
前記第３のミラー群と前記第４のミラー群におけるミラー面の間隔は、前記第１の半導体レーザ群と前記第２の半導体レーザ群における前記半導体レーザの間隔よりも縮小して配置したことを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の光源装置であって、
前記第３のミラー群と前記第４のミラー群のミラー面は、側面に複数のミラー面を形成したミラー形成板を複数枚積層して構成したことを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光源装置であって、
前記複数のミラー形成板は、積層する方向にミラー面の方向が略９０°異なることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光源装置であって、
前記蛍光光発生部は、
前記レーザ光を反射する反射部と、前記レーザ光を照射すると所定色の蛍光光を発生する蛍光体反射部とを有する蛍光体ホイールと、
前記半導体レーザ光源部から出射されたレーザ光を反射して前記蛍光体ホイールに導くとともに、前記蛍光体ホイールで発生した蛍光光を透過するダイクロイックミラーと、
前記蛍光体ホイールで反射されたレーザ光を拡散して透過するカラーホイールと、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光源装置を用いた画像表示装置であって、
前記光源装置からの蛍光光と拡散されたレーザ光を入射して表示する画像を形成する画像表示素子と、
前記画像を拡大して投写する投写部とを備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザ光源を備えた光源装置及び画像表示装置に関し、特に複数の半導体レーザとこれを照射する蛍光体ホイールとを備えた光源装置、及びこれを用いた画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超高圧水銀ランプの代わりに、青色半導体レーザと、緑色蛍光体を備えた蛍光体ホイールとを用い、青色と緑色を発光する光源装置及びこれを用いた画像表示装置が提案されている。青色半導体レーザは超高圧水銀ランプに比べ、瞬時に発光、瞬時に消灯が可能なので、画像表示装置の準備と撤収の時間を短縮できるという特徴がある。また、青色半導体レーザ光源は超高圧水銀ランプに比べ寿命が長いので、光源装置の交換回数を低減できるという特徴もある。
【０００３】
特許文献１には、複数の光源からの出射される光線束の断面積を縮小することを目的とし、複数の光源が行及び列をなすように平面状に配列された光源群と、光源群の光軸上に配置され、光源群から出射された光線束の間隔を縮小して反射する反射ミラー群を備える光源ユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３３１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された光源ユニットでは、複数の光源２０１が６行、６列に配列されている（図１、図２）。そして、各光源の光軸上に複数の反射ミラーを階段状に配置した第１の反射ミラー群２２０と、第１の反射ミラー群２２０で反射した光線束の光軸上に複数の反射ミラーを階段状に配置した第２の反射ミラー群２３０を用いている。これにより、光線束の行と列の両方の間隔を狭めて、光線束の断面積を縮小している。しかし、特許文献１の光源ユニットでは、２組の反射ミラー群２２０，２３０を組み合わせて、光線束を異なる２つの方向に折り曲げる構成となっているため、光源ユニットから出射する光線束の出射位置が光源群の中心から大きくずれて外側に偏る構成となる。その結果、光源装置の幅、高さ、奥行きのいずれかが大型化するという課題がある。
【０００６】
なお、特許文献１には、１組の反射ミラー群２２０だけを用いる構成も開示されている（図３）。この場合でも、光源ユニットから出射する光線束の出射位置が光源群の中心からずれることは避けられない。
【０００７】
本発明は上記の課題を考慮してなされたもので、光線束の断面積を縮小するとともに、光線束の出射位置が光源群の中心からずれることのない光源装置及びこれを用いた画像表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明では、レーザ光を出射する半導体レーザ光源部と前記レーザ光を照射して蛍光光を発生する蛍光光発生部を備えた光源装置において、前記半導体レーザ光源部は、複数の半導体レーザを２分し、間隙部を介し対向させて配置された第１の半導体レーザ群と第２の半導体レーザ群と、前記間隙部に設けられ、前記第１の半導体レーザ群と前記第２の半導体レーザ群からそれぞれ出射されたレーザ光を、前記蛍光光発生部に向けて同一方向にそれぞれ反射する第３のミラー群と第４のミラー群とを備え、前記第３のミラー群と前記第４のミラー群のミラー面の方向は略９０°異なることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光線束の断面積を縮小するとともに、光線束の出射位置が光源群の中心からずれることがなく、より小型の光源装置及び画像表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の光源装置の全体構成を示す上面図。
【図２】Ｂ−ＬＤ光源部の上面図。
【図３】Ｂ−ＬＤ光源部の正面図。
【図４】第３及び第４のミラー群の構成例を示す図。
【図５】実施例２の画像表示装置の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。以下の説明では、図面に表示したＸ，Ｙ，Ｚ軸を用いて方向を区別する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明による実施例１の光源装置１の全体構成を示す上面図である。
光源装置１は、青色半導体レーザ（Ｂ−ＬＤ）光源部２と蛍光光発生部３とを備える。以下、青色半導体レーザをＢ−ＬＤと略記し、青色をＢ、緑色をＧ、黄色をＹ、赤色をＲと略記する。Ｂ−ＬＤ光源部２では、ＬＤ光源群１００，２００から励起用の青色レーザ光（Ｂ光）をＺ方向に出射し、複数のミラー群５００，６００，７００，８００でこれを反射し、青色光線束（Ｂ光線束）３０としてＹ方向に出射する。蛍光光発生部３は、Ｂ−ＬＤ光源部２から出射されたＢ光線束３０を蛍光体ホイール１１に照射し、蛍光体を励起してＧ，Ｙ，Ｒの各蛍光光に変換し、Ｂ光とともに照明光３１として出射する。
【００１３】
まず、光源装置１内の青色半導体レーザ（Ｂ−ＬＤ）光源部２の構成について、図２〜図４を用いて詳細に説明する。
図２は、Ｂ−ＬＤ光源部２の上面図（Ｘ−Ｙ面図）を、図３は、Ｂ−ＬＤ光源部２の正面図（Ｘ−Ｚ面図）である。ＬＤ光源群１００，２００からＺ方向に出射した青色レーザ光は、第１、第２のミラー群５００，６００でＸ、−Ｘ方向に反射され、さらに第３、第４のミラー群７００，８００でＹ方向に反射されて、Ｙ方向にＢ光線束３０として出射する。
【００１４】
光源として、複数の青色半導体レーザ（Ｂ−ＬＤ）をＸ−Ｙ面内に行列状に配列する。ここではＸ方向の配列を「行」、Ｙ方向の配列を「列」と呼ぶことにする。この例では全２６個のＢ−ＬＤを用いているが、これを１３個のＢ−ＬＤ１０１〜１１３（第１のＢ−ＬＤ群１００）と、１３個のＢ−ＬＤ２０１〜２１３（第２のＢ−ＬＤ群２００）に分け、これらをＸ方向に間隙を設け対向させて配置する。各Ｂ−ＬＤは、Ｚ方向（図２の奥行き方向）にＢ光を出射する。ここで使用するＢ−ＬＤの数と配置は、要求される照明光の強度と分布に応じて適宜決定する。
【００１５】
第１のＢ−ＬＤ群１００の各Ｂ−ＬＤ１０１〜１１３に対応して、その出射方向（Ｚ方向）に、１３個のコリメートレンズ３０１〜３１３（第１のコリメートレンズ群３００）を配置する。また、第２のＢ−ＬＤ群２００の各Ｂ−ＬＤ２０１〜２１３に対応して、１３個のコリメートレンズ４０１〜４１３（第２のコリメートレンズ群４００）を配置する。コリメートレンズは合計２６個存在し、各Ｂ−ＬＤからのＢ光を平行光にする。
【００１６】
第１のコリメートレンズ群３００の出射方向（Ｚ方向）には、Ｂ光をＺ方向から−Ｘ方向（図２、３の左方向）に反射する第１のミラー群５００を設ける。第１のミラー群５００は第１のコリメートレンズ群３００（Ｂ−ＬＤ群１００）の各列に対応させ、コリメートレンズ３０１〜３０５（Ｂ−ＬＤ１０１〜１０５）に対応した列間隔縮小ミラー５０１と、コリメートレンズ３０６〜３１０（Ｂ−ＬＤ１０６〜１１０）に対応した列間隔縮小ミラー５０２と、コリメートレンズ３１１〜３１３（Ｂ−ＬＤ１１１〜１１３）に対応した列間隔縮小ミラー５０３の合計３個備える。その際、各列間隔縮小ミラー５０１〜５０３は、対応する各Ｂ−ＬＤのＢ光を同一面で入射するようにＹ方向に長尺な形状とする。また、各列間隔縮小ミラー５０１〜５０３はＺ方向に間隔（段差）ｄを持たせ、間隔ｄはＸ方向の間隔（すなわちＢ−ＬＤの列間隔）よりも小さく配置する。これにより、各列間隔縮小ミラー５０１〜５０３から反射されるＢ光のＺ方向間隔をＢ−ＬＤのＸ方向の間隔よりも縮小させている。
【００１７】
同様に、第２のコリメートレンズ群４００の出射方向（Ｚ方向）には、Ｂ光をＺ方向からＸ方向（図２、３の右方向）に反射する第２のミラー群６００を設ける。第２のミラー群６００は第２のコリメートレンズ群４００（Ｂ−ＬＤ群２００）の各列に対応させ、コリメートレンズ４０１〜４０５（Ｂ−ＬＤ２０１〜２０５）に対応した列間隔縮小ミラー６０１と、コリメートレンズ４０６〜４１０（Ｂ−ＬＤ２０６〜２１０）に対応した列間隔縮小ミラー６０２と、コリメートレンズ４１１〜４１３（Ｂ−ＬＤ４１１〜４１３）に対応した列間隔縮小ミラー６０３の合計３個備える。この場合も、各列間隔縮小ミラー６０１〜６０３のＺ方向の間隔（段差）ｄをＸ方向の間隔（列間隔）よりも小さく配置することで、各列間隔縮小ミラー６０１〜６０３から反射されるＢ光のＺ方向間隔をＢ−ＬＤのＸ方向の間隔よりも縮小させている。
【００１８】
第１のミラー群５００と第２のミラー群６００により反射された各Ｂ光は、第１のミラー群５００と第２のミラー群６００に挟まれた空間領域（間隙部）に向う。その際、第１のＢ−ＬＤ群１００からのＢ光と第２のＢ−ＬＤ群２００からのＢ光が間隙部で衝突又は交差しないように、Ｚ方向に所定量ずらす。ここでは、第１のミラー群５００と第２のミラー群６００のＺ方向位置を、列間隔縮小ミラーのＺ方向の間隔ｄの１／２だけずらして配置している。その結果、第１のミラー群５００と第２のミラー群６００で反射されたＢ光は、Ｚ方向にｄ／２の間隔で、両方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）から交互に入射する。
この間隙部には、第３のミラー群７００と第４のミラー群８００を設け、両方向から入射するＢ光を同一方向（Ｙ方向）に反射し、これらを合流してＢ光線束３０として出射する。
【００１９】
第３のミラー群７００は第１のミラー群５００からのＢ光を反射し、第４のミラー群８００は第２のミラー群６００からのＢ光を反射する。その際、第１のミラー群５００からの入射方向（−Ｘ方向）と、第２のミラー群６００からの入射方向（Ｘ方向）とが反対方向なので、第３のミラー群７００と第４のミラー群８００とを、Ｚ方向から見てクロス状（略９０°で交差）に組み合わせて構成する。また、第１のミラー群５００と第２のミラー群６００から入射するＢ光は、Ｚ方向にｄ／２の間隔で交互に切り替わる。よって、第３のミラー群７００と第４のミラー群８００では、各Ｂ−ＬＤ（すなわち各コリメートレンズ）からのＢ光をそれぞれ個別に反射するミラー面をＺ方向にｄ／２の間隔で備えるとともに、各ミラー面の角度はＺ方向に沿って略９０°だけ交互に切り替わる構成とした。
【００２０】
第３のミラー群７００は、列間隔縮小ミラー５０１（Ｂ−ＬＤ１０１〜１０５）に対応する行間隔縮小ミラー７０１〜７０５と、列間隔縮小ミラー５０２（Ｂ−ＬＤ１０６〜１１０）に対応する行間隔縮小ミラー７０６〜７１０と、列間隔縮小ミラー５０３（Ｂ−ＬＤ１１１〜１１３）に対応する行間隔縮小ミラー７１１〜７１３を有する。行間隔縮小ミラー７０１〜７０５と、行間隔縮小ミラー７０６〜７１０と、行間隔縮小ミラー７１１〜７１３は、Ｚ方向に間隔ｄだけ離れて配置される。また、行間隔縮小ミラー７０１〜７０５において、各ミラー面のＸ方向の間隔（段差）ｐをＹ方向の間隔（Ｂ−ＬＤの行間隔）よりも小さく配置する。これにより、各行間隔縮小ミラー７０１〜７０５から反射されるＢ光のＸ方向間隔をＢ−ＬＤのＹ方向の間隔よりも縮小させている。他の行間隔縮小ミラー７０６〜７１３についても同様である。
【００２１】
第４のミラー群８００は、列間隔縮小ミラー６０１（Ｂ−ＬＤ２０１〜２０５）に対応する行間隔縮小ミラー８０１〜８０５と、列間隔縮小ミラー６０２（Ｂ−ＬＤ２０６〜２１０）に対応する行間隔縮小ミラー８０６〜８１０と、列間隔縮小ミラー６０３（Ｂ−ＬＤ４１１〜４１３）に対応する行間隔縮小ミラー８１１〜８１３を有する。この場合も、行間隔縮小ミラー８０１〜８０５と、行間隔縮小ミラー８０６〜８１０と、行間隔縮小ミラー８１１〜８１３は、Ｚ方向に間隔ｄだけ離れて配置される。また、各行間隔縮小ミラーのＸ方向の間隔ｐをＹ方向の間隔（Ｂ−ＬＤの行間隔）よりも小さく配置することで、各行間隔縮小ミラーから反射されるＢ光のＸ方向間隔をＢ−ＬＤのＹ方向の間隔よりも縮小させている。そして、第４のミラー群８００の各行間隔縮小ミラーは、前記第３のミラー群７００の各行間隔縮小ミラーのＺ方向の間に挿入される。
【００２２】
第３，第４のミラー群７００，８００は、Ｂ−ＬＤ数に等しい合計２６個のミラー面を備える。その結果、第１のＢ−ＬＤ群１００と第２のＢ−ＬＤ群２００から出射する合計２６個のＢ光は、互いに衝突や交差することなく合流し、Ｂ光線束３０となってＹ方向に出射する。その際、出射するＢ光線束３０は第１のＢ−ＬＤ群１００と第２のＢ−ＬＤ群２００のほぼ中央の間隙部から出射するとともに、その光線束の断面積は、第１〜第４のミラー群５００〜８００により行方向と列方向に縮小されている。
【００２３】
ここで、各ＬＤ光源から出射するＢ光の光路を、いくつかの例で説明する。
第１のＢ−ＬＤ群１００のＢ−ＬＤ１０１からＺ方向に出射したＢ光は、第１のコリメートレンズ群３００のコリメートレンズ３０１により平行光にされる。平行光となったＢ光は第１のミラー群５００の列間隔縮小ミラー５０１で−Ｘ方向に反射され、第３のミラー群７００の行間隔縮小ミラー７０１に入射する。Ｂ光は行間隔縮小ミラー７０１でＹ方向に反射され、Ｂ−ＬＤ光源部２の出射光線束３０の一部となって出射する。
【００２４】
第１のＢ−ＬＤ群１００のＢ−ＬＤ１０６からＺ方向に出射したＢ光は、第１のコリメートレンズ群３００のコリメートレンズ３０６により平行光にされる。平行光となったＢ光は第１のミラー群５００の列間隔縮小ミラー５０２で−Ｘ方向に反射され、第３のミラー群７００の行間隔縮小ミラー７０６に入射する。Ｂ光は行間隔縮小ミラー７０６でＹ方向に反射され、Ｂ−ＬＤ光源部２の出射光線束３０の一部となって出射する。
【００２５】
第２のＢ−ＬＤ群２００のＢ−ＬＤ２０１からＺ方向に出射したＢ光は、第１のコリメートレンズ群４００のコリメートレンズ４０１により平行光にされる。平行光となったＢ光は第２のミラー群６００の列間隔縮小ミラー６０１でＸ方向に反射され、第３のミラー群８００の行間隔縮小ミラー８０１に入射する。Ｂ光は行間隔縮小ミラー８０１でＹ方向に反射され、Ｂ−ＬＤ光源部２の出射光線束３０の一部となって出射する。
【００２６】
なお、本実施例では、図３に示すようにＢ光線束３０を半円領域（図面下側）から出射させるようにしている。これは、後述するように、蛍光光発生部３に設けたダイクロイックミラー８の動作に合わせたためである。
【００２７】
図４は、第３及び第４のミラー群の構成例を示す図で、（ａ）は全体図、（ｂ）は組立図である。
第３、第４のミラー群７００，８００を、６枚のミラー形成板９０１〜９０６を積層したミラー集積構造体９００にて実現した例である。各ミラー形成板はＸ−Ｙ面に略直角三角形状の基板（例えばアルミ材）とし、その斜辺となる側面に第３、第４のミラー群７００，８００の行間隔縮小ミラーに相当するミラー面を形成している。例えばミラー形成板９０１には行間隔縮小ミラー７０１〜７０５を、ミラー形成板９０２には行間隔縮小ミラー８０１〜８０５を形成して、各ミラー形成板９０１〜９０６をＺ方向に間隔ｄ／２で積層する。各ミラー形成板では、Ｚ方向にそれらのミラー面の角度は略９０°異なっている。また、１つのミラー形成板において、隣接するミラー面間にはＹ方向に所定の段差を設け、Ｘ方向の間隔を縮小している。この構造により、行間隔縮小ミラーを所望の空間位置に配置した第３、第４のミラー群７００，８００を実現し、両方向（Ｘ方向、−Ｘ方向）から入射する各Ｂ−ＬＤのＢ光を、衝突や交差することなくＹ方向に出射することができる。
【００２８】
次に図１に戻り、蛍光光発生部３の構成と動作について説明する。
蛍光光発生部３は主な要素として、ダイクロイックミラー８、蛍光体ホイール１１を備え、Ｂ−ＬＤ光源部２から出射したＢ光を、Ｇ（緑色）、Ｙ（黄色）、Ｒ（赤色）の各蛍光光に変換して出射する。
【００２９】
Ｂ−ＬＤ光源部２からＹ方向に出射され略平行光とされたＢ光線束３０は、凸レンズ４、凹レンズ５、マルチレンズアレイ（ＭＬＡと略す）６，７を介して、ダイクロイックミラー８に入射する。その際Ｂ光線束３０は、レンズ光軸の図面奥行き方向（Ｚ方向）略半分に偏って通過する。
【００３０】
ダイクロイックミラー８は、Ｂ光を反射し、Ｇ光とＹ光とＲ光を透過する分光特性を有する。ダイクロイックミラー８で反射されたＢ光は、レンズ９，１０を屈折して略矩形に集光されて蛍光体ホイール１１に入射する。ここで略矩形に集光されるのは、ＭＬＡ６の各レンズ開口が矩形となっており、ＭＬＡ７、レンズ９，１０により蛍光体ホイール１１上に結像するように構成したためである。レンズ９，１０は共通のレンズ光軸を有しており、Ｂ光はレンズ光軸のＺ方向略半分に偏って通過する。従って、ダイクロイックミラー８は、このＢ光が通過するレンズ光軸の図面奥行き方向（Ｚ方向）略半分の領域に偏って配置した。
【００３１】
蛍光体ホイール１１は、円周方向に４つの領域に分割され、Ｂ光鏡面反射部１１Ｂ、Ｇ蛍光体反射部１１Ｇ、Ｒ蛍光体反射部１１Ｒ、Ｙ蛍光体反射部１１Ｙを設けている。Ｂ光鏡面反射部１１ＢはＢ光を鏡面反射し、他のＧ蛍光体反射部１１Ｇ，Ｒ蛍光体反射部１１Ｒ，Ｙ蛍光体反射部１１Ｙは、Ｂ光が照射されるとそれぞれＧ光，Ｒ光，Ｙ光の蛍光光を発生する。蛍光体ホイール１１をモータ１２で回転させることにより、Ｂ光が入射する領域を時分割に切り換える。図１では、Ｂ光がＢ光鏡面反射部１１Ｂに入射した状態を描いている。以下、Ｂ光が蛍光体ホイール１１の各反射部に入射した場合を分けて説明する。
【００３２】
まず、Ｂ光が蛍光体ホイール１１のＢ光鏡面反射部１１Ｂに入射した場合には、Ｂ光鏡面反射部１１Ｂで鏡面反射される。Ｂ反射光はレンズ光軸の図面手前方向（−Ｚ方向）略半分に偏って進行し、レンズ１０，９を屈折して略平行光に戻る。そして、ダイクロイックミラー８に入射せずその手前側を通過し、レンズ１３を介して略矩形に集光されてカラーホイール１４に入射する。ここで、略矩形に集光されるのは、蛍光体ホイール１１上に結像した光が略矩形となっており、各レンズ１０，９，１３によりカラーホイール１４上に結像するように構成したためである。
【００３３】
次に、Ｂ光がＧ蛍光体反射部１１Ｇに入射した場合には、Ｇ蛍光体反射部１１Ｇからは励起されたＧ光が拡散反射される。Ｇ反射光はレンズ１０，９を屈折して略平行光になり、図面奥行き方向（Ｚ方向）略半分はダイクロイックミラー８を透過して、レンズ１３を介してカラーホイール１４に入射する。また、Ｇ反射光の図面手前方向（−Ｚ方向）略半分はダイクロイックミラー８に入射せずその手前側を通過し、レンズ１３を介してカラーホイール１４に入射する。
【００３４】
Ｂ光がＲ蛍光体反射部１１Ｒに入射した場合には、Ｒ蛍光体反射部１１Ｒからは励起されたＲ光が拡散反射される。Ｒ反射光は前記Ｇ反射光と同様に、略半分はダイクロイックミラー８を透過し、他の半分はダイクロイックミラー８に入射せずその手前側を通過し、カラーホイール１４に入射する。
【００３５】
Ｂ光がＹ蛍光体反射部１１Ｙに入射した場合には、Ｙ蛍光体反射部１１Ｙからは励起されたＹ光が拡散反射される。Ｙ反射光も前記Ｇ反射光と同様に、略半分はダイクロイックミラー８を透過し、他の半分はダイクロイックミラー８に入射せずその手前側を通過し、カラーホイール１４に入射する。
このようにして、蛍光体ホイール１１で発生したＢ反射光、Ｇ反射光、Ｒ反射光、Ｙ反射光は、時分割でカラーホイール１４に入射する。
【００３６】
カラーホイール１４は、円周方向に２つの領域に分割され、Ｂ光を拡散透過するＢ光拡散透過面１４Ｂと、Ｇ，Ｒ，Ｙ光を透過しＢ光を反射するＧＲＹ光透過面１４Ａを設けている。Ｂ光拡散透過面１４Ｂは蛍光体ホイール１１のＢ光鏡面反射部１１Ｂに、ＧＲＹ光透過面１４Ａは蛍光体ホイール１１のＧ蛍光体反射部１１Ｇ，Ｒ蛍光体反射部１１Ｒ，Ｙ蛍光体反射部１１Ｙに対応している。カラーホイール１４をモータ１５で回転させることにより入射面を時分割に切り換える。その際、カラーホイール１４の入射面を蛍光体ホイール１１の対応する各反射部に同期させる。その結果、カラーホイール１４は、蛍光体ホイール１１で発生したＢ光を拡散し、Ｇ光，Ｒ光，Ｙ光をそのまま透過して、これらが合流し時分割された照明光３１として出射する。
【００３７】
以上、本実施例の光源装置１の構成と動作を述べた。本実施例のＢ−ＬＤ光源部２では、ＸＹ面内に配列された複数の光源（Ｂ−ＬＤ）を第１、第２の光源群１００，２００に分けて、互いにＸ方向に対向させて配置する。第１の光源群と第２の光源群からＺ方向に出射されたＢ光を、第１、第２のミラー群５００，６００により互いに対向するＸ、−Ｘ方向に反射し、光源の列間隔（Ｘ方向間隔）よりもＺ方向の間隔を縮小して第１、第２の光源群に挟まれた間隙部に導く。さらに第１、第２のミラー群から入射したＢ光を、第３、第４のミラー群７００，８００によりＹ方向に反射し、光源の行間隔（Ｙ方向間隔）よりもＸ方向の間隔を縮小して同一光線束として出射する。第３、第４のミラー群は、ミラー面の角度をＺ方向に１段毎に略９０°異ならせて構成する。
【００３８】
この構成によれば、Ｂ−ＬＤ光源部２から出射する光線束の行と列の両方の間隔を縮小して光線束の断面積を十分に縮小することができ、また光線束の出射位置を青色レーザ光源群の略中心位置とすることができる。よって、より小型の光源装置を提供できる。
上記説明における第１、第２の光源群１００，２００の配列方向（行と列の関係）は相対的なものであって、行と列を読み替えても同様に成り立つことは言うまでもない。
【００３９】
本実施例の変形として、光源群の配置と出射方向を変更し、上記した第１、第２のミラー群５００，６００の一方、または両方を不要とする構成も存在する。例えば、第１、第２の光源群１００，２００をＹＺ面内に配列し、間隙部を挟んでＸ方向に対向させて配置する場合がある。その場合には、第１の光源群と第２の光源群からのＢ光は、Ｘ方向または−Ｘ方向に対向して出射されるので、上記した第１、第２のミラー群５００，６００は両方とも不要となる。よって、間隙部に上記した第３、第４のミラー群７００，８００のみを備えれば良い。この場合には、行または列のいずれかの方向について光線束の間隔が縮小するとともに、光線束の出射位置を光源群の略中心位置とすることができる。
あるいは、上記した第３、第４のミラー群７００，８００の構成を２組用いることにより、行と列の両方向について光線束の間隔を縮小することも可能である。
【実施例２】
【００４０】
実施例２では、実施例１で述べた光源装置を搭載した画像表示装置の例について説明する。
図５は、実施例２の画像表示装置の構成を示す図である。
光源装置１は実施例１（図１）で述べた構成であり、説明を省略する。光源装置１からは照明光３１として、蛍光体ホイール１１で発生したＢ光，Ｇ光，Ｒ光，Ｙ光を時分割で出射する。インテグレータ１６は照明光の照度分布を均一化し、レンズ１７，１８、ミラー１９、レンズ２０を介してデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ、テキサス・インスツルメンツ社の開発）２１に入射する。ＤＭＤ２１は画像表示素子の一種であり、光源装置１から出射されるＢ光，Ｇ光，Ｒ光，Ｙ光に同期して、表示する各色成分の画像を形成する。ＤＭＤ２１で形成された画像はレンズ２０を介して投写レンズユニット２２に入射し、拡大されて図示しないスクリーンに投写される。
本実施例では、光線束の断面積を縮小するとともに、光線束の出射位置が光源群の略中心位置となる光源装置を用いているので、より小型の画像表示装置を提供できる。
【００４１】
なお、実施例１、２では、光源として青色半導体レーザ（Ｂ−ＬＤ）を使用したが、これに限定されるものではない。例えば、緑色半導体レーザ（Ｇ−ＬＤ）等、他の半導体レーザを用いることも可能である。その場合には、蛍光体ホイール１１やカラーホイール１４の配色組合せを光源色に合わせて変更すれば良い。
また、実施例２では、実施例１の光源装置を画像表示装置に適用したが、これに限定されるものではない。例えば、実施例１の光源装置をレーザ加工機等に適用すれば、複数の半導体レーザによる光線束の間隔を縮小することでエテンデューの拡大を防止する効果が得られる。
【符号の説明】
【００４２】
１…光源装置、
２…Ｂ−ＬＤ光源部、
３…蛍光光発生部、
８…ダイクロイックミラー、
１１…蛍光体ホイール、
１１Ｂ…Ｂ光鏡面反射部、
１１Ｇ…Ｇ蛍光体反射部、
１１Ｒ…Ｒ蛍光体反射部、
１１Ｙ…Ｙ蛍光体反射部、
１４…カラーホイール、
１６…インテグレータ、
２１…ＤＭＤ、
２２…投写レンズユニット、
３０…Ｂ光線束、
３１…照明光、
１００…第１のＢ−ＬＤ群、
２００…第２のＢ−ＬＤ群、
３００…第１のコリメートレンズ群、
４００…第２のコリメートレンズ群、
５００…第１のミラー群、
６００…第２のミラー群、
７００…第３のミラー群、
８００…第４のミラー群、
９００…ミラー集積構造体。
【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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