(57)【要約】【課題】部品数の増加によるコストの増大や装置の大型化を回避しつつ高効率に光を利用できる光源装置及び当該光源装置を用いて部品数の増加や大型化を抑制しつつ高輝度な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】光源部１１は、複数の光源１１ａを備える。複数の光源１１ａにおける固有の光束の断面形状に応じて、複数の光源１１ａの第１の方向におけるピッチと、第２の方向におけるピッチとが、それぞれ調整されている。【選択図】図２
2014102367.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源を有する光源部を備える光源装置であって、
前記複数の光源の各々は放射状の光束を射出し、
前記放射状の光束の第１方向における拡がりは、前記第１方向に直交する第２方向における前記放射状の光束の拡がりよりも大きく、
前記複数の光源は、互いに略平行で前記第１方向に延びる複数の光源列をなすように配列され、
前記複数の光源の前記第１方向におけるピッチをＰ１とし、前記複数の光源列のピッチをＰ２としたとき、Ｐ１はＰ２よりも大きいことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記放射状の光束の前記第１方向における発散角をθ⊥とし、前記放射状の光束の前記第２方向における発散角をθ‖とする場合に、
ｔａｎθ‖／ｔａｎθ⊥≦Ｐ２／Ｐ１＜１．０
であ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】
前記放射状の光束はガウス分布に従った強度分布を有し、
前記発散角は、前記放射状の光束の強度が、前記放射状の光束の光軸上の強度の１／ｅ２となる角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】
前記複数の光源に対応して設けられる複数のレンズ要素からなるコリメートレンズアレイをさらに有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記複数のレンズ要素のうち第１のレンズ要素は、前記複数の光源のうち第１の光源に対応し、
前記第１の光源と前記第１のレンズ要素との間の距離をＤとし、前記第１のレンズ要素の前記第１方向の有効なレンズ幅をＨ１とし、前記第１のレンズ要素の前記第２方向の有効なレンズ幅をＨ２とし、前記放射状の光束の前記第１方向における発散角をθ⊥とするとともに前記放射状の光束の前記第２方向における発散角をθ‖とする場合に、
ｔａｎθ⊥≦Ｈ１／（２×Ｄ）
であり、かつ、
ｔａｎθ‖≦Ｈ２／（２×Ｄ）
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６】
前記コリメートレンズアレイにおいて、前記複数のレンズ要素のうち前記コリメートレンズアレイの輪郭部分を構成するレンズ要素は、前記光源部から射出された光を入射させる後段の被照射対象の輪郭に対応して配置されることを特徴とする請求項４及び５のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記複数の光源の各々は、固体光源であることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記固体光源は、レーザー光源であることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記光源部から射出された光束の断面を調整するアフォーカル光学系と、
前記アフォーカル光学系の後段に配置され、入射した光を分割して所定位置において重畳させるように射出させるレンズアレイインテグレーターと、
前記所定位置に配置される対象物と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記対象物は、光を拡散させる拡散板又は蛍光を発生させる蛍光体層のいずれかであることを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記対象物を回転可能に保持する回転板をさらに備えることを特徴とする請求項９及び１０のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項１から１１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、複数の光源を有する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】
固体光源群からの励起光を蛍光層に照射して蛍光を発生させる光源装置及びこの光源装置を用いたプロジェクターにおいて、各固体光源からの光の間隔を狭めるためのミラー群を有するものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１の光源装置等では、部品の数が増大する。また、固体光源からの光の光軸に対して斜めにミラー群を設けるため、装置が大型化する。さらに、固体光源群とミラー群の位置合わせが困難なため、コストが増加する。
【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】
本発明は、上記背景技術の問題に鑑みてなされたものであり、製造コストの増大や装置の大型化を回避しつつ高効率に光を利用できる光源装置と、当該光源装置を用いてコストの増加や大型化を抑制しつつ高輝度な画像を形成できるプロジェクターと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、複数の光源を有する光源部を備える光源装置であって、複数の光源の各々は放射状の光束を射出し、放射状の光束の第１方向における拡がりは、第１方向に直交する第２方向における放射状の光束の拡がりよりも大きく、複数の光源は、互いに略平行で第１方向に延びる複数の光源列をなすように配列され、複数の光源の第１方向におけるピッチをＰ１とし、複数の光源列のピッチをＰ２としたとき、Ｐ１はＰ２よりも大きいことを特徴とする。
【０００７】
上記光源装置によれば、光源からの光束の断面形状に応じて、光源間の距離と光源列間の距離とを設定することで、容易に光源の密度を高めることができる。つまり、所定の領域に従来よりも多くの光源を配置することができる。そのため、部品を増やすことなく光の利用効率を高くすることができ、小型であっても比較的高輝度な光源光を得ることができる。従って、本発明の光源装置を例えばプロジェクターに用いれば、部品数の増加や大型化を抑制しつつ高輝度な画像を形成できる。
【０００８】
本発明の具体的な態様又は観点では、放射状の光束の第１方向における発散角をθ⊥とし、放射状の光束の第２方向における発散角をθ‖とする場合に、
ｔａｎθ‖／ｔａｎθ⊥≦Ｐ２／Ｐ１＜１．０
であることを特徴とする。複数の光源の光源間のピッチＰ１と各光源列の列間のピッチＰ２との比率を上記のように設定することで、コストの増加や装置の大型化を回避しつつ高効率に光を利用できる。
【０００９】
本発明の別の観点では、放射状の光束はガウス分布に従った強度分布を有し、発散角は、放射状の光束の強度が、放射状の光束の光軸上の強度の１／ｅ２となる角であることを特徴とする。この場合、照明光として利用可能な強度を有する範囲の光束を余すことなく利用することができる。
【００１０】
本発明のさらに別の観点では、複数の光源に対応して設けられる複数のレンズ要素からなるコリメートレンズアレイをさらに有することを特徴とする。この場合、コリメートレンズアレイを構成する各レンズ要素によって、複数の光源から発生した光を平行化することができる。
【００１１】
本発明のさらに別の観点では、複数のレンズ要素のうち第１のレンズ要素は、複数の光源のうち第１の光源に対応し、第１の光源と第１のレンズ要素との間の距離をＤとし、第１のレンズ要素の第１方向の有効なレンズ幅をＨ１とし、第１のレンズ要素の第２方向の有効なレンズ幅をＨ２とし、放射状の光束の第１方向における発散角をθ⊥とするとともに放射状の光束の第２方向における発散角をθ‖とする場合に、
ｔａｎθ⊥≦Ｈ１／（２×Ｄ）
であり、かつ、
ｔａｎθ‖≦Ｈ２／（２×Ｄ）
であることを特徴とする。これによれば、各レンズ要素のサイズが、対応する各光源から射出される光束を取り込むのに十分である。
【００１２】
本発明のさらに別の観点では、コリメートレンズアレイにおいて、複数のレンズ要素のうちコリメートレンズアレイの輪郭部分を構成するレンズ要素が、光源部から射出された光を入射させる後段の被照射対象の輪郭に対応して配置されることを特徴とする。この場合、コリメートレンズアレイの輪郭が後段の被照射対象の輪郭に対応することで、光源装置の小型化を図りつつ光の利用効率を高めることができる。
【００１３】
本発明のさらに別の観点では、複数の光源の各々が、固体光源であることを特徴とする。この場合、比較的小型の装置で安定かつ強度の強い光を射出させることができる。
【００１４】
本発明のさらに別の観点では、固体光源が、レーザー光源であることを特徴とする。この場合、高いエネルギー密度の光を光源光とすることができる。
【００１５】
本発明のさらに別の観点では、光源部から射出された光束の断面を調整するアフォーカル光学系と、アフォーカル光学系の後段に配置され、入射した光を分割して所定位置において重畳させるように射出させるレンズアレイインテグレーターと、所定位置に配置される対象物と、をさらに備えることを特徴とする。この場合、光源光を発生させる対象物を均一に照射することができる。
【００１６】
本発明のさらに別の観点では、対象物が、光を拡散させる拡散板又は蛍光を発生させる蛍光体層のいずれかであることを特徴とする。この場合、必要に応じて、適度に拡散した状態の光や適した波長帯域の光を発生させることができる。
【００１７】
本発明のさらに別の観点では、対象物を回転可能に保持する回転板をさらに備えることを特徴とする。この場合、対象物の特定の領域に強い光が連続して照射されることを防ぐことができる。そのため、熱による対象物の劣化を低減することができる。対象物が蛍光体層の場合には、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下を回避して、明るい照明が可能となる。
【００１８】
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、を備えることを特徴とする。この場合、上記光源装置を用いることで、部品数の増加や大型化を抑制しつつ高輝度な画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の光源装置の光学系を説明する図である。
【図２】（Ａ）は、光源部における光源の配列について一部を模式的に示す斜視図であり、（Ｂ）は、配列された光源の縦横比について説明するための図である。
【図３】（Ａ）は、１つの光源とこれに対応する１つのレンズ要素との一断面について示す図であり、（Ｂ）は、他の一断面についての示す図である。
【図４】垂直方向（第１方向）と水平方向（第２方向）とについての光の強度分布の一例を示すグラフである。
【図５】（Ａ）は、本発明のレンズアレイの配置の一例を示す図であり、（Ｂ）は、比較例の配置を示す図である。
【図６】本発明のレンズアレイの配置の他の一例について示す図である。
【図７】（Ａ）は、光源装置の光源の配置の変形例について説明するための図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の配置での光束の断面を示す図であり、（Ｃ）は、比較例の光源装置の光源の配置例について説明するための図であり、（Ｄ）は、（Ｃ）の配置での光束の断面を示す図である。
【図８】第２実施形態の光源装置の光学系を説明する図である。
【図９】第３実施形態のプロジェクターの一例を説明する図である。
【図１０】（Ａ）は、プロジェクターに適用される一変形例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（発光素子）を説明するための図である。
【図１１】プロジェクターに適用される別の一変形例の光源装置の光学系を説明する図である。
【図１２】第４実施形態の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】
【００２０】
〔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。
【００２１】
図１に示す光源装置１００は、励起用の光源を有する光源部１１、光源部１１からの光を平行化するコリメートレンズアレイ１２及び集光光学系である集光レンズ２０を備えている。
【００２２】
光源部１１は、基板ＳＢの上にマトリクス状に配置された複数の光源１１ａを備えている。光源１１ａは、光源装置１００の光軸ＡＸに沿って青色のレーザー光Ｌを射出するレーザー光源である。レーザー光Ｌは放射状の光束として光源１１ａから射出される。レーザー光Ｌは、直線偏光であり、例えば波長約４４５ｎｍを発光強度のピークとし、波長帯域４３０〜４５０ｎｍの範囲を主たる成分としている。
【００２３】
コリメートレンズアレイ１２は、光源部１１を構成する各光源１１ａに対応した複数のレンズ要素１２ａからなり、各光源１１ａからの光をそれぞれ略平行化して集光レンズ２０に向けて射出する。各レンズ要素１２ａは、光軸ＡＸと平行な方向から見たとき、矩形であり、また、複数のレンズ要素１２ａは、隙間なくマトリクス状に配置されている（図２（Ａ）及び２（Ｂ）参照）。
【００２４】
なお、光源１１ａから射出されるレーザー光Ｌの光束の拡がりは異方性を持っている。本明細書では、図３（Ａ）及び３（Ｂ）に示したように、１つの光源１１ａの光軸方向ＡＸ０をＺ軸方向とし、光束の拡がりが最も大きい方向をＹ軸方向とし、Ｙ軸方向とＺ軸方向とに直交する方向をＸ軸方向とする。このように座標軸を定義した場合、レーザー光Ｌの光束の光軸方向ＡＸ０と直交する断面形状はＹ軸方向に長軸を持つ楕円形である。ここで、レーザー光Ｌの光束の断面において、光強度が光軸上の強度の１／ｅ２以上となる領域の形状を光束の断面形状とする。
【００２５】
各光源１１ａに対応する各レンズ要素１２ａは、レーザー光Ｌの光束の断面形状に応じた形状を有している。
【００２６】
集光レンズ２０は、コリメートレンズアレイ１２から射出されたレーザー光Ｌを、光源装置１００の光源光として、略集光した状態で被照射対象位置ＰＡに向けて射出する。例えば被照射対象位置ＰＡに蛍光体層（不図示）を設置した場合、レーザー光Ｌによって励起された蛍光体層は、所望の色の蛍光を発する。そのため、蛍光体層を備えた光源装置１００は、プロジェクター等の光源装置として適用可能なものとなる。
【００２７】
以下、図２（Ａ）等を参照して、光源装置１００のうち、複数の光源１１ａや複数のレンズ要素１２ａの配置について詳しく説明する。
【００２８】
図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示すように、光源部１１を構成する複数の光源１１ａは、互いに略平行な複数の光源列ＣＣをなしている。また、複数の光源１１ａは、マトリクス状に配置されている。図示のように、各光源列ＣＣは、Ｙ方向に延び、Ｘ方向に並んでいる。つまり、以下では、Ｙ方向を第１方向とし、Ｘ方向を第２方向とする。
【００２９】
ここで、図２（Ａ）、図３（Ａ）及び３（Ｂ）に示すように、光源部１１において、複数の光源１１ａからそれぞれ射出されるレーザー光Ｌの光束の第１方向（Ｙ方向）における拡がりは、光束の第２方向（Ｘ方向）における拡がりよりも大きくなっている。具体的には、第１方向に平行でかつ光源１１ａの光軸ＡＸ０を含むＹＺ断面における光束の発散角をθ⊥とし、第２方向に平行でかつ光源１１ａの光軸ＡＸ０を含むＸＺ断面における光束の発散角をθ‖とすると、発散角θ⊥が、発散角θ‖よりも大きくなっている（図３（Ａ）及び３（Ｂ）参照）。本実施形態では、上記のような光源１１ａに固有の光束の断面形状に対応して複数の光源１１ａが配列されていることで、所定の領域に従来よりも多くの光源１１ａを配置することができる。つまり、従来よりも密に光源１１ａを配置することができる。これにより、高効率な光の利用を可能にしている。なお、各光源１１ａの光軸ＡＸ０は、光源装置１００の光軸ＡＸに平行である。
【００３０】
以下、図２（Ａ）及び２（Ｂ）により、複数の光源１１ａの配列についてより具体的に説明する。
【００３１】
まず、図示のように、第１方向（Ｙ方向）に等間隔に並ぶ複数の光源１１ａのうち例えば光源ＰＰ１，光源ＰＰ２のように１つの光源列ＣＣの列内において互いに隣り合う２つの光源１１ａの間の距離をＰ１とする。この距離Ｐ１は、第１方向（Ｙ方向）の光源間のピッチを示している。
【００３２】
また、第２方向（Ｘ方向）に等間隔に並ぶ複数の光源列ＣＣのうち、例えば第１光源列ＣＣ１と第２光源列ＣＣ２のように互いに隣り合う光源列の間の距離をＰ２とする。複数の光源列ＣＣの間において、この距離Ｐ２は、第２方向（Ｘ方向）の光源間のピッチを示している。
【００３３】
本実施例においては、距離Ｐ１を距離Ｐ２よりも大きくしている。このように、光束の断面形状を考慮して距離Ｐ１と距離Ｐ２を設定しているので、容易に光源の密度を高めることができる。つまり、所定の領域に従来よりも多くの光源を配置することができる。そのため、小型であっても比較的高輝度な光源光を得ることができる。
【００３４】
図３（Ａ）及び３（Ｂ）は、１つの光源１１ａ（第１の光源）とこれに対応するコリメートレンズアレイ１２の１つのレンズ要素１２ａ（第１のレンズ要素）とを示す図である。図３（Ａ）は、ＹＺ断面における光源１１ａからのレーザー光Ｌの光束の発散角θ⊥を示し、図３（Ｂ）は、ＸＺ断面における光源１１ａからのレーザー光Ｌの光束の発散角θ‖を示している。ここで、既述のように、発散角θ⊥が発散角θ‖よりも大きくなっている。これに対応して、レンズ要素１２ａは、十分大きなレンズ幅を有している。具体的には、図示のように、光軸方向（Ｚ方向）の光源１１ａからレンズ要素１２ａまでの距離をＤとし、第１方向（Ｙ方向）におけるレンズ要素１２ａの有効なレンズ幅をＨ１とし、第２方向（Ｘ方向）におけるレンズ要素１２ａの有効なレンズ幅をＨ２とすると、本実施形態においては、
ｔａｎθ⊥≦Ｈ１／（２×Ｄ）…（ａ）
であり、かつ、
ｔａｎθ‖≦Ｈ２／（２×Ｄ）…（ｂ）
としている。上式（ａ）を満たすことで、レンズ要素１２ａの第１方向（Ｙ方向）のサイズは、第１方向（Ｙ方向）の発散角がθ⊥であるレーザー光Ｌを取り込むのに十分である。同様に、上式（ｂ）を満たすことで、レンズ要素１２ａの第２方向（Ｘ方向）のサイズは、第２方向（Ｘ方向）の発散角がθ‖であるレーザー光Ｌを取り込むのに十分である。つまり、１つの光源１１ａからのレーザー光Ｌ全体が１つのレンズ要素１２ａに入射することができる。これにより、レンズ要素１２ａは光源１１ａからのレーザー光Ｌを効率的に取り込むことができる。
【００３５】
以下、光束の拡がりと光源１１ａの配列とレンズ要素１２ａの配列との関係についてより詳細に説明する。図４は、光軸ＡＸ０に垂直な断面における光源１１ａからの放射状の光束の光強度の角度分布を示すグラフである。横軸は、光軸ＡＸ０に対する角度を示し、縦軸は相対強度を示している。曲線Ｑ１は、ＹＺ断面における光強度の角度分布を示している。一方、曲線Ｑ２は、ＸＺ断面における光強度の角度分布を示している。つまり、曲線Ｑ１は、発散角θ⊥を規定する分布であり、曲線Ｑ２は、発散角θ‖を規定する分布である。ここで、曲線Ｑ１，曲線Ｑ２が示すように、光源１１ａは、ガウス分布に従った強度分布の光を射出する。本実施形態では、図示のように、曲線Ｑ１，曲線Ｑ２において光強度が光軸上の強度の１／ｅ２となる光の角度を発散角θ⊥，θ‖としている。ここで、放射角０度における光強度は光軸上の強度に対応する。
【００３６】
本実施形態では、距離Ｐ１，距離Ｐ２、発散角θ‖，および発散角θ⊥は、以下の式（１）
ｔａｎθ‖／ｔａｎθ⊥≦Ｐ２／Ｐ１＜１．０…（１）
を満たす。この場合、図４に例示するような発散角θ⊥が発散角θ‖よりも大きいという光束の断面形状に対応して、距離Ｐ１は距離Ｐ２よりも大きい。従って、レンズ要素１２ａは光源１１ａからのレーザー光Ｌを効率的に取り込むことができる。延いては、光源１１ａからのレーザー光Ｌを高効率に利用できる。なお、図２（Ｂ）等に示すように、複数の光源１１ａと複数のレンズ要素１２ａとが、互いに同じピッチで対応して配置されている場合には、Ｐ１＝Ｈ１、かつ、Ｐ２＝Ｈ２であり、これを上式（ａ）、（ｂ）に代入して、
ｔａｎθ⊥≦Ｐ１／（２×Ｄ）…（ａ１）
かつ、
ｔａｎθ‖≦Ｐ２／（２×Ｄ）…（ｂ１）
となる。上式（ａ１）及び（ｂ１）を満たすことで、各レンズ要素１２ａは、対応する光源１１ａからのレーザー光Ｌを効率的に取り込むことができる。
【００３７】
以下、図５（Ａ）にコリメートレンズアレイ１２のレンズ要素１２ａの具体的な配置の一例を示す。なお、図５（Ｂ）は、比較例の図である。ここでは、図示のように、１つのレンズ要素列ＤＤは複数のレンズ要素１２ａからなっている。１つのレンズ要素列ＤＤにおいて、複数のレンズ要素１２ａのうち例えばレンズ要素ＬＬ１とレンズ要素ＬＬ２のように互いに隣り合う２つのレンズ要素のピッチを距離ＰＸ１とし、複数のレンズ要素列ＤＤのピッチを距離ＰＸ２とする。ここで、ＰＸ１＝Ｈ１、かつ、ＰＸ２＝Ｈ２である。複数の光源１１ａと複数のレンズ要素１２ａとが、互いに同ピッチで配置されている場合には、距離Ｐ１は距離ＰＸ１と等しく、距離Ｐ２は距離ＰＸ２と等しい。従って、以下では、Ｐ１＝ＰＸ１、かつ、Ｐ２＝ＰＸ２であるものとする。
【００３８】
図５（Ａ）に示す一例では、第１方向（縦方向）と第２方向（横方向）とについて、９個のレンズ要素１２ａが３行３列のマトリクス上に配列されている。ｔａｎθ‖：ｔａｎθ⊥が１：２であるとし、これに対応させて各レンズ要素１２ａの縦横比を１：２に調整してある。具体的には、光束の拡がり（断面形状）が比率１：２の第１方向に縦長であることに対応して、第１方向の全長すなわち３ピッチ分の長さがＬｐであるのに対して、第２方向の全長すなわち３ピッチ分の長さがＬｐ／２となっている。この場合、距離ＰＸ１と距離ＰＸ２の比については、ｔａｎθ‖／ｔａｎθ⊥＝Ｐ２／Ｐ１＝ＰＸ２／ＰＸ１＝（Ｌｐ／２）／Ｌｐ＝１／２であり、上式（１）の要件を満たすものとなる。
【００３９】
これに対して、図５（Ｂ）に示す比較例のように、ｔａｎθ‖：ｔａｎθ⊥が１：２になっているにもかかわらず、レンズ要素１２ａの縦横比を１：１とし、縦方向の光束の拡がり（断面形状）に合わせて縦横の長さの双方ともＬｐとしてしまうと、レンズ要素１２ａにおいて有効に利用されない部分が生じるだけでなく、装置が大型化してしまう。一方、縦横比を１：１のままレンズ要素１２ａを小さくすると、有効に利用されない光束が多くなってしまう。図５（Ａ）の例では、複数の光源１１ａのピッチと複数のレンズ要素１２ａのピッチを光源１１ａに固有の光束の断面形状に応じて調整することで、集約的に高効率な光の利用を可能としている。
【００４０】
図６は、コリメートレンズアレイ１２のレンズ要素１２ａの具体的な配置の他の一例を示す図である。図５（Ａ）等に示す場合は、１つの光源１１ａからの光束が、対応するレンズ要素１２ａに高効率で取り込まれるようにすることを優先するものである。これに対して、図６の例では、コリメートレンズアレイ１２の縦横比を最適化することで、集光レンズ２０等の後段の光学系を小型化することを優先している。つまり、コリメートレンズアレイ１２の形状を優先して、これに合わせてレンズ要素１２ａの形状や配列のさせ方を決定している点において図５の例と異なる。
【００４１】
ここで、図６において、レンズ要素１２ａの幅やピッチに用いる符号については、図５（Ａ）の場合と同様のものを用いるので、説明は省略する。図６では、第２方向について並ぶレンズ要素列ＤＤの配列数をｎとし、１つのレンズ要素列ＤＤ内でのレンズ要素数をｍとする。ｍとｎはいずれも任意の正の整数である。ここで、集光レンズ２０といった後段の光学系を小型化できるように、以下の式（２）
ｔａｎθ‖／ｔａｎθ⊥≦（ｍ×ＰＸ２）／（ｎ×ＰＸ１）≦ｔａｎθ⊥／ｔａｎθ‖…（２）
を満たす範囲でコリメートレンズアレイ１２の縦横比を適宜設定する。これにより、光源部１１からの光の輪郭形状を適宜調整することができるため、光を高効率に取り込みつつ、後段の光学系を小型化することができる。なお、図６の場合、発散角θ⊥，発散角θ‖の比とレンズ要素１２ａの縦横比とが、正確に一致するとは限らない。しかし、このような場合であっても、例えばレンズ要素１２ａにおいて微小のマージンＭＧを持たせておくことで、確実に光を取り込む状態を維持しつつ各レンズ要素１２ａでの利用効率の低下を抑制できる。
【００４２】
本実施形態では、光源１１ａに固有の光束の断面形状に応じて、距離Ｐ１、距離Ｐ２、距離ＰＸ１および距離ＰＸ２が設定されている。これにより、光源装置１００は、部品を増やすことなく光の利用効率を上げて、小型であっても比較的高輝度な光源光の形成が可能なものとなっている。
【００４３】
さらに、複数の光源１１ａのうち輪郭部分を構成する光源１１ａの配置と、複数のレンズ要素１２ａのうち輪郭部分を構成するレンズ要素１２ａの配置を、図７に示したように調整してもよい。
【００４４】
図７（Ａ）では、２０個の光源１１ａを配列させた光源部１１の一例を示している。各光源１１ａに対応するレンズ要素１２ａの配置も同様である。また、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の光源１１ａの配置での、光束の光軸ＡＸに垂直な断面図である。ここでは、図７（Ａ）に示すように、光源部１１は、６列の光源列ＣＣ各々に４つの光源１１ａを配置可能とする６×４のマトリクス状の配置において、四隅の部分以外に光源１１ａを配置することで、合計２０個の光源１１ａを配している。つまり、６列の光源列ＣＣのうち、中央の４列は、４つの光源１１ａでそれぞれ構成され、両端の２列は、他の列に比べ上端と下端とが除かれた２つの光源１１ａでそれぞれ構成されている。この場合、図７（Ｂ）に示すように、光束の断面は全体として円形に近い断面となる。このため、光束断面全体を包含する円形状の領域ＤＭ１を小さくすることができる。ここで、円形状の領域ＤＭ１は、コリメートレンズアレイ１２の後段に配置される集光レンズ２０（図１参照）の大きさに対応するものである。つまり、領域ＤＭ１の直径Ｄ１が小さいほど集光レンズ２０を小さいものにでき、延いては光源装置１００全体を小型化できることを意味する。
【００４５】
これに対して、図７（Ｃ）に示す比較例では、光源１１ａの個数は同じく２０個であるが、複数の光源１１ａの配置が図７（Ａ）に示した例とは異なっている。具体的には、光源部１１は、４つの光源でそれぞれ構成される５列の光源列ＣＣを有するものとなっている。図７（Ｄ）は、図７（Ｃ）の光源１１ａの配置での、光束の光軸ＡＸに垂直な断面図である。この場合、図示のように、光束断面全体を包含する円形状の領域ＤＭ２が図７（Ｂ）に示した例における円形状の領域ＤＭ１よりも大きい、すなわち直径Ｄ２が直径Ｄ１よりも大きいことが分かる。つまり、比較例の配列では、集光レンズ２０が大きくなり、延いては光源装置１００全体が大型化してしまう。本実施形態では、複数の光源１１ａのうち輪郭部分を構成する光源１１ａの配置と、複数のレンズ要素１２ａのうち輪郭部分を構成するレンズ要素１２ａの配置を、後段の被照射対象である集光レンズ２０の輪郭に対応させて配置することで、装置が大型化することを回避しつつ、高効率に光源部１１から射出された光を利用することができる。
【００４６】
〔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、コリメートレンズアレイ１２より後段の構造を除いて、光源装置１００と同様であるため、全体の説明を省略する。
【００４７】
図８に示すように、本実施形態に係る光源装置１０２は、光源部１１、コリメートレンズアレイ１２及びコリメートレンズアレイ１２の光を均一化するケーラー照明系２２を備える。ケーラー照明系２２は、光束の断面を調整するアフォーカル光学系２２ｂと、入射した光を分割するレンズアレイインテグレーター２２ｃと、レンズアレイインテグレーター２２ｃから射出された光を被照射対象位置ＰＡにおいて重畳させる集光レンズ２０とを有する。この点において、クリティカル照明を行う第１実施形態の光源装置１００（図１参照）と異なる。
【００４８】
ケーラー照明系２２のうちアフォーカル光学系２２ｂは、正のレンズＬ１と負のレンズＬ２を組み合わせたレンズ群で構成される。アフォーカル系２２ｂは、平行化された状態で入射した光の平行性を維持しつつ、その光束断面の大きさを調整する。アフォーカル光学系２２ｂによって光束の断面を調整された光は、レンズアレイインテグレーター２２ｃに入射する。なお、ここでは、光束断面を小さくするように調整している。
【００４９】
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，レンズアレイＡＲ２で構成される。レンズアレイインテグレーター２２ｃは、アフォーカル光学系２２ｂから入射した光を複数の部分光束に分割して集光レンズ２０へ入射させる。集光レンズ２０は、レンズアレイインテグレーター２２ｃから入射した光を被照射対象位置ＰＡにおいて重畳させるように射出させる。
【００５０】
以上のように、光源部１１からのレーザー光Ｌは、コリメートレンズアレイ１２によって略平行化され、さらに、ケーラー照明系２２によって光の強度分布が均一化されて、被照射対象位置ＰＡを均一に照射する。
【００５１】
この際、例えば被照射対象位置ＰＡに蛍光体層（不図示）を設置した場合、レーザー光Ｌによって励起された蛍光体層は、所望の色の蛍光を発する。そのため、蛍光体層を備えた光源装置１０２は、プロジェクター等の光源装置として適用可能なものとなる。この場合、蛍光体層から発生する蛍光の強度分布も均一化することができる。
【００５２】
本実施形態においても、光源装置１０２は、光源１１ａに固有の光束の断面形状に応じて、距離Ｐ１、距離Ｐ２、距離ＰＸ１および距離ＰＸ２が設定されている。これにより、光源装置１０２は、部品を増やすことなく光の利用効率を上げて、小型であっても比較的高輝度な光源光の形成が可能なものとなっている。
【００５３】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態として、本発明による光源装置を備えるプロジェクターについて説明する。図９は、上述した光源装置を備えるプロジェクター８００を示す図である。ここでは、一例として図８の光源装置１０２を用いたプロジェクター８００を示すが、光源装置１０２に代えて、図１の光源装置１００を適用することも可能である。
【００５４】
図９のプロジェクター８００は、照明光を形成する装置として、光源装置１０２を含む照明装置１１０を備える。照明装置１１０は、上述した光源装置１０２のほか、板材４０と板材４０上に載置された蛍光体層４２とからなる発光素子４４、ピックアップレンズ６０ａとピックアップレンズ６０ｂとで構成されるピックアップレンズ群６０、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、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。
【００５５】
照明装置１１０は、光源装置１０２から射出される光源光を利用して、液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂを照明するための照明光を形成する。
【００５６】
蛍光体層４２は、被照射対象位置ＰＡに配置され、例えば、光源部１１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、蛍光体層４２は、レーザー光Ｌを、他の波長範囲の成分を含む光に変換する波長変換素子である。具体的には、蛍光体層４２は、波長が４４５ｎｍの励起光によって効率的に励起される蛍光体（図示せず）を含む。蛍光体層４２は、光源装置１００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。また、レーザー光Ｌのうち、蛍光体層４２で変換されない成分は青色光として利用される。つまり、変換後の光は、赤色光及び緑色光のみならず青色光の成分を含む３色の光が混合されている。
【００５７】
蛍光体層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。蛍光体層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、蛍光体層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。
【００５８】
なお、蛍光体層４２を支持する板材４０は、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等の励起光を透過する透明な材料からなり、蛍光体層４２を経た光を透過させる。以上により、光源光ＧＬが形成される。
【００５９】
ピックアップレンズ群６０は、ピックアップレンズ６０ａ，ピックアップレンズ６０ｂで構成され、蛍光体層４２から放射状に射出される光源光ＧＬを略平行化する。
【００６０】
第１レンズアレイ１２０は、ピックアップレンズ群６０を経た光源装置１０２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１０２の光軸ＡＸの延長上の軸である第１照明装置１１０の照明光軸ＡＸ１と直交する面内に、複数の第１小レンズ１２２をマトリクス状に配列した構成を有する。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。
【００６１】
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，液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる。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ＡＸ１に直交する面内にマトリクス状に配列された構成を有する。
【００６２】
偏光変換素子１４０は、第２レンズアレイ１３０から射出された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１０２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ＡＸ１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ＡＸ１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。
【００６３】
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，液晶光変調装置４００Ｂ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１０２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１０２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。
【００６４】
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。
【００６５】
色分離導光光学系２００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、リレーレンズ２６０及びリレーレンズ２７０を備えている。色分離導光光学系２００は、照明装置１１０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に導く。
【００６６】
ダイクロイックミラー２１０，ダイクロイックミラー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通過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射し、緑色光成分及び青色光成分を通過させる。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。反射ミラー２３０は、赤色光成分を反射する。反射ミラー２４０及び反射ミラー２５０は、青色光成分を反射する。
【００６７】
ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光は、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を通過した緑色光は、反射ミラー２４０で反射され、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。
【００６８】
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として、公知の透過型の液晶光変調装置を用いることができる。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、照明装置１１０の照明対象である。図示を省略したが、各集光レンズ３００Ｒ，集光レンズ３００Ｇ，集光レンズ３００Ｂ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。
【００６９】
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公知の光学素子である。
【００７０】
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。
【００７１】
以上のように、上記構成のプロジェクター８００によれば、照明装置１１０の光源装置１０２において、光源部１１からの光を効率良く利用することができる。これにより、光源の大型化を抑制しつつ高輝度な光を形成できる。従って、プロジェクター８００は、光源の大型化を抑制しつつ、高輝度で明るい画像を形成することができる。
【００７２】
（変形例１）
以下、本実施形態の変形例について説明する。本変形例に係るプロジェクターがプロジェクター８００と異なる点は、光源装置において、発光素子４４の代わりに発光素子４４４を用いている点だけであるので、共通部分についての説明は省略する。
【００７３】
発光素子４４４は、透過型の回転蛍光板である。発光素子４４４は、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示すように、モーター５０により回転可能な透明な円形状の板材４４０上に、蛍光体層４４２が設けられてなる。蛍光体層４４２が形成されている領域に、励起光（青色光）であるレーザー光Ｌが入射する。発光素子４４４は、レーザー光Ｌが入射する側と反対側に向けて赤色光と緑色光とを含む光源光ＧＬを射出する。
【００７４】
発光素子４４４は、使用時において７５００ｒｐｍで所定の回転軸の周りに回転する。発光素子４４４の直径は例えば５０ｍｍであり、発光素子４４４に入射する励起光の光軸が発光素子４４４の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所において蛍光体層４２を透過するように構成されている。つまり、発光素子４４４は、励起光の集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光体層４４２上を移動するような回転速度で回転する。
【００７５】
本変形例では、以上のような発光素子４４４の回転機構により、励起光の照射により生じた蛍光体層４４２の熱は板材４４０の回転方向に沿った広い領域において放散し、蛍光体層４４２の発熱による発光効率の低下を抑制できる。
【００７６】
本変形例においても、光源装置１０２は、光源１１ａに固有の光束の断面形状に応じて、距離Ｐ１、距離Ｐ２、距離ＰＸ１および距離ＰＸ２が設定されている。これにより、本変形例に係るプロジェクターも、光源の大型化を抑制しつつ、高輝度で明るい画像を形成することができる。
【００７７】
（変形例２）
以下、変形例２に係る光源装置について説明する。なお、本変形例に係るプロジェクターがプロジェクター８００と異なる点は、発光素子４４の代わりに発光素子６４４を用いている点と、集光レンズ２０の代わりに波長分離素子９０及びピックアップレンズ７０を用いている点であるので、共通部分についての説明は省略する。
【００７８】
図１１に示すように、本実施形態に係るプロジェクターに適用される光源装置１０６は、光源部１１、コリメートレンズアレイ１２、アフォーカル光学系２２ｂ、レンズアレイインテグレーター２２ｃ、発光素子６４４、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７０及び波長分離素子９０を備える。
【００７９】
発光素子６４４が発光素子４４４（図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）参照）と異なる点は、透明な板材４４０の代わりに、蛍光体層６４２から発せられた蛍光を反射させる板材６４０を用いている点のみであるので、共通する部分についての説明は省略する。
【００８０】
蛍光体層６４２を支持する板材６４０は、蛍光を反射させる機能を持っていれば、その材質は特に限定されない。板材６４０は、透明な材料からなるものでもよく、金属等の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層６４２の波長分離素子９０とは反対側に設けて、蛍光体層６４２から放射された光のうち板材６４０側へ向かう成分を波長分離素子９０側へ反射させてもよい。
【００８１】
波長分離素子９０は、図示のように、レンズアレイインテグレーター２２ｃから発光素子６４４までの光路中に、光源部１１、コリメートレンズアレイ１２及びレンズアレイインテグレーター２２ｃの光軸ＡＸとこれに直交する発光素子６４４の光軸ＡＸ０に対して４５°の角度でそれぞれ交わるように配置されている。波長分離素子９０は、レーザー光Ｌの波長範囲である４３０〜４５０ｎｍの範囲の光の成分を反射する。つまり、波長分離素子９０は、レンズアレイインテグレーター２２ｃ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９０で反射され、発光素子６４４に向かう。
【００８２】
ピックアップレンズ７０は、発光素子６４４と波長分離素子９０との間の光路中に配置されており、波長分離素子９０で反射されたレーザー光Ｌを略集光した状態で蛍光体層６４２に入射させる。つまり、ピックアップレンズ７０は、レーザー光Ｌを集光させる。
【００８３】
さらに、ピックアップレンズ７０には蛍光体層６４２から射出された光が入射し、ピックアップレンズ７０は、蛍光体層６４２から射出された光を略平行化する。
【００８４】
ここで、波長分離素子９０は、蛍光体層６４２から射出された光のうち、青色光の波長帯域の光を反射するとともに、緑色光と赤色光とを含む成分を透過させる。これにより、緑色光と赤色光とを含む光源光ＧＬが光源装置１０６から射出される。
【００８５】
本変形例においても、光源装置１０６は、光源１１ａに固有の光束の断面形状に応じて、距離Ｐ１、距離Ｐ２、距離ＰＸ１および距離ＰＸ２が設定されている。これにより、本変形例に係るプロジェクターも、光源の大型化を抑制しつつ、高輝度で明るい画像を形成することができる。
【００８６】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態として、本発明による光源装置を備える別のプロジェクターについて説明する。図１２は、上述した光源装置を備えるプロジェクター９００を示す図である。ここでは、一例として図８の光源装置１０２を用いたプロジェクター９００を示すが、光源装置１０２に代えて、例えば図１の光源装置１００等を適用することも可能である。
【００８７】
第３実施形態で説明したプロジェクター８００と共通する部分の説明は省略する。図１２のプロジェクター９００は、照明装置として、光源装置１０２を含む第１照明装置１１５と第２照明装置７００との２つを備える。
【００８８】
第１照明装置１１５は、第３実施形態で説明したプロジェクター８００で用いられている照明装置１１０とは発光素子の構成が異なるだけであるので、第１照明装置１１５に関しては発光素子のみ説明する。第１照明装置１１５は、発光素子４８を備えている。発光素子４８は、板材４０と、板材４０上に載置された蛍光体層４６とからなる。蛍光体層４６は蛍光体層４４とは異なり、入射した励起光の総て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。従って、第１照明装置１１５は液晶光変調装置４００Ｒと液晶光変調装置４００Ｇとを照明するための照明光を形成する。
【００８９】
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、液晶光変調装置４００Ｂを照明するための照明光を形成する。
【００９０】
第２光源７１０は、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１２では第２光源７１０を１つ図示しているが、第２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。
【００９１】
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。
【００９２】
散乱板７３０は、第２光源７１０からの青色光を散乱させることで、発光素子４８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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
プロジェクター９００は、さらに、色分離導光光学系２８０、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２８０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、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。
【００９７】
色分離導光光学系２８０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２８０は、第１照明装置１１５からの光を赤色光及び緑色光に分離し、分離した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に導く。
【００９８】
ダイクロイックミラー２１５は、赤色光成分を通過させ、緑色光成分を反射する。ダイクロイックミラー２１５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２１５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。
【００９９】
以上のように、上記構成のプロジェクター９００によれば、第１照明装置１１５の光源装置１０２において、光源部１１からの光を効率良く利用することができる。これにより、光源の大型化を抑制しつつ高輝度な光を形成できる。従って、プロジェクター９００は、光源の大型化を抑制しつつ、高輝度で明るい画像を形成することができる。
【０１００】
〔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り、例えば次のような変形も可能である。
【０１０１】
上記では、被照射対象位置ＰＡに蛍光体を設置することで、レーザー光Ｌから変換された蛍光を射出させるものとしているが、例えば被照射対象位置ＰＡに拡散板を設置することで、レーザー光Ｌを適度に拡散させた状態で射出させるものとしてもよい。
【０１０２】
上記の実施例では、複数の光源１１ａは例えば図５に示したようにマトリクス状に配置していたが、これに限られない。複数の光源１１ａは千鳥配列されていてもよい。
【０１０３】
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。
【０１０４】
発光素子として、板材の回転方向に沿って蛍光体層が連続して設けられた例を説明したが、発光素子の構成はこれに限定されない。例えば、板材の回転方向に沿って複数種類の蛍光体層を設け、複数の色光を順次発光可能な構成としてもよい。発光素子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。また、発光素子は必ずしも回転可能である必要はない。
【０１０５】
また、上記では、光源１１ａとしてレーザー光源を用いているが、光源１１ａは他の固体光源であってもよい。さらに、光束の拡がりが異方性を持っていれば、光源１１ａは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】
【０１０６】
１００，１０２，１０４，１０６…光源装置、１１…光源部、１１ａ…光源、１２…コリメートレンズアレイ、１２ａ…レンズ要素、２０…集光レンズ、３０…回転蛍光板（回転板）、４０…板材、４２…蛍光体層（波長変換素子）、５０…モーター、６０，７０…ピックアップレンズ、９０…波長分離素子、１１０…照明装置、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置、６００…投射光学系、８００，９００…プロジェクター、Ｌ…レーザー光
【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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