(57)【要約】  この光源装置は、入射した第１の色光の一部を吸収して第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、第１の色光を集光しつつ波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系と、波長変換素子の光出射側に配置されると共に、波長に応じて異なる位置に集光する光学部材を有する第２の光学系とを備える。
2017154371.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した第１の色光の一部を吸収して前記第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、前記第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、
前記第１の色光を集光しつつ前記波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が前記波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系と、
前記波長変換素子の光出射側に配置されると共に、波長に応じて異なる位置に集光する光学部材を有する第２の光学系と
を備えた光源装置。
【請求項２】
前記第２の光学系は、前記光学部材として、高分散材料から構成された第１のレンズを有する
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１のレンズは、前記波長変換素子の側に凸面を有する
請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第２の光学系は、更に、低分散材料から構成された第２のレンズを有し、
前記第１のレンズは凸レンズであり、
前記第２のレンズは凹レンズである
請求項２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１および第２の光学系は、光軸上に前記波長変換素子を間にして配置され、
前記第１の光学系による前記第１の色光の焦点位置は、前記波長変換素子の光出射側に設定されている
請求項２に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第２の光学系は、前記光学部材として回折レンズを有する
請求項１に記載の光源装置。
【請求項７】
前記回折レンズは、前記波長変換素子の側に凹凸面を有する
請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第１および第２の光学系は、光軸上に前記波長変換素子を間にして配置され、
前記第１の光学系による前記第１の色光の焦点位置は、前記波長変換素子の光入射側に設定されている
請求項６に記載の光源装置。
【請求項９】
前記波長変換素子は、前記第１および第２の色光を互いに同一の方向に沿って透過しつつ出射させるものである
請求項１に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第２の光学系は、コリメート光学系である
請求項１に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記波長変換素子は、
基板の上または内部に保持された蛍光体と、
前記基板を回転駆動する駆動部と
を有する
請求項１に記載の光源装置。
【請求項１２】
入射した第１の色光の一部を吸収して前記第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、前記第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、
前記第１の色光を集光しつつ前記波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が前記波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系と
を備え、
前記波長変換素子は、
前記第１の色光を吸収して前記第２の色光を出射する第１の素子部と、
前記第１の色光を出射すると共に、前記第１の素子部とは異なる屈折率を有する第２の素子部と
を有する
光源装置。
【請求項１３】
前記波長変換素子は、前記第１および第２の素子部を有する基板を有し、
前記第１の素子部では、前記基板の上または内部に蛍光体が保持され、
前記第２の素子部では、前記基板に開口が設けられている
請求項１２に記載の光源装置。
【請求項１４】
前記第２の素子部では、前記開口の内部に、空気、または前記基板と屈折率の異なる材料を含む
請求項１３に記載の光源装置。
【請求項１５】
前記第１の光学系による前記第１の色光の焦点位置は、前記波長変換素子の光出射側に設定され、
前記第２の素子部の屈折率は、前記第１の素子部の屈折率よりも小さい
請求項１２に記載の光源装置。
【請求項１６】
前記第１の光学系による前記第１の色光の焦点位置は、前記波長変換素子の光入射側に設定され、
前記第２の素子部の屈折率は、前記第１の素子部の屈折率よりも大きい
請求項１２に記載の光源装置。
【請求項１７】
前記第１および第２の素子部が時分割的に互いに同一の光路上に配置される、ように構成された
請求項１２に記載の光源装置。
【請求項１８】
前記波長変換素子は、
前記第１および第２の素子部を有する基板と、
前記基板を回転駆動する駆動部と
を有し、
前記第１および第２の素子部はそれぞれ、前記基板面内における一の円周上の選択的な領域に配置されている
請求項１７に記載の光源装置。
【請求項１９】
入射した第１の色光の一部を吸収して前記第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、前記第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、
前記第１の色光を集光しつつ前記波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が前記波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系と、
前記波長変換素子の光出射側に配置されると共に、波長に応じて異なる位置に集光する光学部材を有する第２の光学系と
を備えた光源装置を備えた電子機器。
【請求項２０】
入射した第１の色光の一部を吸収して前記第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、前記第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、
前記第１の色光を集光しつつ前記波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が前記波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系と
を備え、
前記波長変換素子は、
前記第１の色光を吸収して前記第２の色光を出射する第１の素子部と、
前記第１の色光を出射すると共に、前記第１の素子部とは異なる屈折率を有する第２の素子部と
を有する光源装置を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、波長変換素子を用いた光源装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクタ（投射型表示装置）などの電子機器では、励起用光源からの光を波長変換素子に照射し、波長を変換して出射する光源装置が用いられている。この光源装置では、小型化のために波長変換素子に照射した励起光の一部をそのまま透過させて使用する手法がある。【０００３】
上記のような光源装置に用いられる波長変換素子の構成は、例えば反射型、透過・反射型および透過型の３つのタイプに分類される。これらのうち反射型の波長変換素子には、入射した励起光の一部と波長変換後の光（蛍光）との両方を反射して入射側に戻す、いわゆる反射型ホイールが用いられたものがある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２３１７９号公報
【発明の概要】
【０００５】
上記の特許文献１の構成では、波長変換素子の入射側に位相差素子が配置される。この構成では、励起光が波長変換素子を通過する際に偏光面の乱れが生じるために、後段のダイクロイックミラーにおいて、波長変換素子へ入射する励起光と照明系へ入射する光を分割する際の効率が低下し、青色光の損失が大きくなる。
【０００６】
一方で、波長変換素子を用いる光源装置では、励起光が、波長変換素子上ではなく、波長変換素子上の位置からシフトした位置に集光されることが望ましい。これは、励起光を波長変換素子上に集光させた場合、波長変換素子における光密度が強くなり過ぎて、変換効率を低下させたり、蛍光体を損傷させることがあるためである。ところが、励起光の集光位置をシフトさせると、波長変換素子の出射側に配置された光学系において、励起光と蛍光との各焦点位置を合わせることが難しく、励起光の利用効率が低下する。小型化を実現しつつ光利用効率の低下を抑制することが望まれている。
【０００７】
小型化を実現しつつ光利用効率の低下を抑制することが可能な光源装置、およびそのような光源装置を用いた電子機器を提供することが望ましい。
【０００８】
本開示の一実施の形態の第１光源装置は、入射した第１の色光の一部を吸収して第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、第１の色光を集光しつつ波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系と、波長変換素子の光出射側に配置されると共に、波長に応じて異なる位置に集光する光学部材を有する第２の光学系とを備えたものである。
【０００９】
本開示の一実施の形態の第１の電子機器は、上記本開示の一実施の形態の第１の光源装置を備えたものである。
【００１０】
本開示の一実施の形態の第１の光源装置および電子機器では、第１の色光は、波長変換素子においてその一部が第２の色光に変換されて出射され、他の未吸収分は波長変換されずに出射される。即ち、波長変換素子からの出射光は、第１の色光と第２の色光とを含み、これらの混色により、例えば白色光となる。このような波長変換素子が用いられることで、光源や光学部材の一部が共通化され、部品点数の削減や省スペース化につながる。この構成において、第１の光学系による第１の色光の焦点位置は、波長変換素子上の位置からシフトして設定される。一般に、波長変換素子の光出射側に配置される光学系の焦点位置は、波長変換素子上の位置に設定される。このため、第１の色光の焦点位置が波長変換素子上の位置からシフトしている場合、光損失を生じ得る。これに対し、第２の光学系が、波長に応じて異なる位置に集光する光学部材を有することで、第１および第２の色光毎に焦点位置を合わせることができ、そのような光損失の発生が抑制される。
【００１１】
本開示の一実施の形態の第２の光源装置は、入射した第１の色光の一部を吸収して第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、第１の色光を集光しつつ波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系とを備える。波長変換素子は、第１の色光を吸収して第２の色光を出射する第１の素子部と、第１の色光を出射すると共に、第１の素子部とは異なる屈折率を有する第２の素子部とを有する。
【００１２】
本開示の一実施の形態の第２の電子機器は、上記本開示の一実施の形態の第２の光源装置を備えたものである。
【００１３】
本開示の一実施の形態の第２の光源装置および電子機器では、第１の色光は、波長変換素子においてその一部が第２の色光に変換されて出射され、他の未吸収分は波長変換されずに出射される。即ち、波長変換素子からの出射光は、第１の色光と第２の色光とを含み、これらの混色により、例えば白色光となる。このような波長変換素子が用いられることで、光源や光学部材の一部が共通化され、部品点数の削減や省スペース化につながる。この構成において、第１の光学系による第１の色光の焦点位置は、波長変換素子上の位置からシフトした位置に設定される。一般に、波長変換素子の光出射側に配置される光学系の焦点位置は、波長変換素子上の位置に設定される。このため、第１の色光の焦点位置が波長変換素子上の位置からシフトしている場合、光損失を生じ得る。そこで、波長変換素子が、第２の色光を出射する第１の素子部と第１の色光を出射する第２の素子部とを有し、かつ第２の素子部が第１の素子部とは異なる屈折率を有する。このような波長変換素子を利用することで、第１および第２の色光の各焦点位置の差を低減する（各焦点位置を近づける）ことができ、光損失を抑制することができる。
【００１４】
本開示の一実施の形態の第１の光源装置および電子機器によれば、第１の色光の一部を第２の色光に変換して出射する波長変換素子を備えることにより、光源や光学部材の一部を共通化して、部品点数の削減や省スペース化を実現できる。また、第２の光学系が、波長に応じて異なる位置に集光する光学部材を有することで、光損失の発生を抑制することができる。よって、小型化を実現しつつ光利用効率の低下を抑制することが可能となる。
【００１５】
本開示の一実施の形態の第２の光源装置および電子機器によれば、第１の色光の一部を第２の色光に変換して出射する波長変換素子を備えることにより、光源や光学部材の一部を共通化して、部品点数の削減や省スペース化を実現できる。また、波長変換素子が、第２の色光を出射する第１の素子部と第１の色光を出射する第２の素子部とを有し、かつ第２の素子部が第１の素子部とは異なる屈折率を有する。これにより、第１および第２の色光の各焦点位置の差を低減して光損失を抑制することができる。よって、小型化を実現しつつ光利用効率の低下を抑制することが可能となる。
【００１６】
尚、上記内容は本開示の一例である。本開示の効果は、上述したものに限らず、他の異なる効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本開示の第１の実施形態に係る光源装置の構成を表す模式図である。
【図２】図１に示した波長変換素子と励起光の焦点位置について説明するための模式図である。
【図３Ａ】反射型の波長変換素子の構成を表す模式図である。
【図３Ｂ】透過・反射型の波長変換素子の構成を表す模式図である。
【図４】比較例に係る光源装置の要部構成と作用とを表す模式図である。
【図５】図１に示した光源装置の要部構成と作用とを表す模式図である。
【図６】変形例１に係る光源装置の構成を表す模式図である。
【図７】図６に示した高分散レンズおよび低分散レンズの焦点距離の一例を表す模式図である。
【図８】変形例２に係る光源装置の構成を表す模式図である。
【図９】図８に示した回折レンズの焦点距離の一例を表す模式図である。
【図１０】本開示の第２の実施形態に係る光源装置の構成を表す模式図である。
【図１１】図１０に示した波長変換素子の平面構成を表す模式図である。
【図１２Ａ】図１０に示した波長変換素子の蛍光体が光軸上に配置された際の作用を表す模式図である。
【図１２Ｂ】図１０に示した波長変換素子の開口が光軸上に配置された際の作用を表す模式図である。
【図１３】励起光と蛍光との焦点位置を説明するための模式図である。
【図１４Ａ】図１０に示した蛍光体から出射する蛍光の焦点位置を説明するための模式図である。
【図１４Ｂ】図１０に示した開口から出射する励起光の焦点位置を説明するための模式図である。
【図１５】適用例に係る投射型表示装置の構成を表す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態（波長変換素子の出射側に高分散レンズを配置した光源装置の例）
２．変形例１（低分散レンズを組み合わせて用いた場合の例）
３．変形例２（回折レンズを用いた場合の例）
４．第２の実施形態（波長変換素子が波長変換する素子部と励起光を出射する素子部とを有する光源装置の例）
５．適用例（投射型表示装置の例）
【００１９】
［構成］
図１は、本開示の第１の実施形態に係る光源装置（光源装置１０）の構成例を表したものである。光源装置１０は、例えば後述の投射型表示装置（プロジェクタ）等の電子機器の照明として用いられるものである。
【００２０】
光源装置１０は、照明光として例えば白色光Ｌｗを出射するものであり、例えば光源１１と、集光光学系１２と、波長変換素子１３と、コリメート光学系１４とを備えている。集光光学系１２とコリメート光学系１４とは、波長変換素子１３を間にして配置されている。この光源装置１０は、光源１１から出射された色光と、波長変換素子１３における蛍光との混色により、照明光として例えば白色光Ｌｗを出射するものである。
【００２１】
光源１１は、例えば半導体レーザ（ＬＤ）を含んで構成され、例えば青色の光Ｌ１を出射するものである。光Ｌ１は、例えば青色の波長域（例えば４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下）に強度ピークを有する。この光源１１は、例えば波長変換素子１３の励起光源を兼ねている。尚、本実施の形態の光Ｌ１が、本開示の「第１の色光」の一具体例に相当する。また、以下では、光Ｌ１が青色光であることを想定して説明するが、波長変換素子１３で使用される蛍光体（蛍光体１３ａ）の特性に応じて、光Ｌ１として他の波長域の光が用いられても構わない。また、可視域に限らず、例えば紫外域等の非可視域の光が用いられてもよい。
【００２２】
集光光学系１２は、例えば１または複数のレンズ（ここでは１つのレンズ１２ａを示す）を含んで構成されている。集光光学系１２は、例えば光源１１と波長変換素子１３との間に配置され、光源１１から出射された光Ｌ１を波長変換素子へ向けて集光する光学系である。尚、この集光光学系１２が、本開示の「第１の光学系」の一具体例に相当する。
【００２３】
この集光光学系１２では、図２に示したように、光Ｌ１の焦点位置が波長変換素子１３上の位置（光軸Ｚ上の位置Ｐ２）からシフトした位置（光軸Ｚ上の位置Ｐ１）に設定されている。換言すると、集光光学系１２は、光Ｌ１を波長変換素子１３上の位置Ｐ２からシフトした位置Ｐ１に集光するように構成されている。これは、励起光である光Ｌ１を波長変換素子１３上（具体的には、蛍光体１３ａの上面）に集光させた場合、蛍光体１３ａにおける光密度が強くなり過ぎて、波長変換素子１３での変換効率が低下したり、蛍光体１３ａが損傷することがあるためである。図２の例では、位置Ｐ１は、波長変換素子１３（蛍光体１３ａ）の光出射側に設定されている。この光Ｌ１の焦点位置のシフト量（位置Ｐ１，Ｐ２の差）は例えば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定される。
【００２４】
波長変換素子１３は、入射した光Ｌ１の一部を吸収して光Ｌ１とは異なる波長域の光（光Ｌ２）を出射すると共に、光Ｌ１の未吸収分（波長変換されなかった部分）を出射する機能を有している。この波長変換素子１３は、例えば、いわゆる透過型の蛍光体ホイールを有することが望ましい。より小型化を実現し易く、また光利用効率を高められるためである。本実施の形態の波長変換素子１３は、透過型の構成を有している。即ち、励起光である光Ｌ１の未吸収分が透過しつつ出射されると共に、この光Ｌ１の出射方向と、蛍光であるＬ２の出射方向とが互いに同一となっている。
【００２５】
光Ｌ２は、例えば黄色の光であり、緑色の波長域と赤色の波長域とを含む波長域（例えば４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下）に強度ピークを有している。この光Ｌ２は、波長変換素子１３（蛍光体１３ａ）の表面（図２に示した位置Ｐ２を含む面）から蛍光発光する、あるいは表面から発光するものと見做すことができる。尚、本実施の形態の光Ｌ２が、本開示の「第２の色光」の一具体例に相当する。また、以下では、光Ｌ２が黄色光であることを想定して説明するが、光Ｌ１の波長域および波長変換素子１３で使用される蛍光体の特性に応じて、光Ｌ２は他の波長域の光であってもよい。光源１１に用いられるＬＤの種類、および波長変換素子１３の蛍光体１３ａの特性に応じて、混色（色合成）により、例えば白色光Ｌｗとなる組み合わせが選択されればよい。
【００２６】
この波長変換素子１３は、例えば基板１３０と、基板１３０の上または内部に保持された蛍光体１３ａと、基板１３０を回転駆動するモータ１３１（駆動部）とを有している。
【００２７】
基板１３０は、例えば円盤状を成す回転体（ホイール）である。蛍光体１３ａは、例えば基板１３０の面内の１の円周に沿って（環状の領域に）形成されている。この蛍光体１３ａの一部が、基板１３０の回転によって時分割的に光軸上に配置されるように構成されている。蛍光体１３ａは、光Ｌ１を励起光として光Ｌ２を蛍光発光する材料を含んで構成されている。このような蛍光体１３ａとしては、例えば粉末状、ガラス状または結晶状のものを用いることができる。尚、この波長変換素子１３には、図示しない冷却機構が設置されていてもよい。
【００２８】
尚、ここでは、波長変換素子１３が蛍光体ホイールを有し、即ち、基板１３０上に形成された蛍光体１３ａが回転可能な構成を例に挙げたが、蛍光体１３ａの励起エネルギー等によっては、回転しない構成とされてもよい。
【００２９】
コリメート光学系１４は、波長変換素子１３の光出射側に配置された光学系である。このコリメート光学系１４が、本開示の「第２の光学系」の一具体例に相当する。尚、光源装置１０が、例えば投射型表示装置（プロジェクタ）に用いられる場合等には、波長変換素子１３の光出射側にはコリメート光学系１４が配置されるが、光源装置１０の用途に応じて、他の光学系（コリメート光学系１４ではない光学系）が配置されてもよい。
【００３０】
コリメート光学系１４は、入射光を平行光化する光学系であり、例えば１または複数のレンズを含んで構成されている。本実施の形態では、このコリメート光学系１４が、波長に応じて異なる位置に集光する（波長に応じて異なる焦点位置を有する）光学部材を含んでいる。本実施の形態では、コリメート光学系１４が、そのような光学部材の一例として、高分散材料から構成されたレンズ（高分散レンズ１４ａ）を含んでいる。
【００３１】
高分散レンズ１４ａは、一般的な光学ガラスよりも高い光学分散を有している。ここで、一般的なレンズには、例えばＢＳＬ７（商品名：株式会社オハラ製）等の光学ガラスが用いられるが、高分散レンズ１４ａは、これよりもアッベ数が小さい（例えばアッベ数が６４以下の）ガラスが用いられる。一例としては、２０程度のアッベ数をもつＮＰＨ２（商品名：株式会社オハラ製）が挙げられる。この高分散レンズ１４ａが、本開示の「第１のレンズ」の一具体例に相当する。
【００３２】
高分散レンズ１４ａは、例えば、波長変換素子１３側に凸面１４ａ１を有している。この高分散レンズ１４ａの波長変換素子１３側の焦点距離は、短波長であるほど短く、長波長であるほど長くなる。ここでは、光Ｌ１が青色光であり、光Ｌ２が黄色光である（光Ｌ１の波長が光Ｌ２の波長よりも短い）ことから、光Ｌ１を位置Ｐ１に集光させつつ、光Ｌ２を位置Ｐ２に集光させることができる。これにより、コリメート光学系１４では、焦点位置の異なる光Ｌ１，Ｌ２を、高分散レンズ１４ａを利用してコリメーションすることができる。
【００３３】
以下に、高分散レンズ１４ａの一例を示す。上述のように集光光学系１２の光Ｌ１の焦点位置のシフト量（位置Ｐ１，Ｐ２の差）は例えば０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下に設定される。一方で、光Ｌ２は、波長変換素子１３の表面（位置Ｐ２を含む面）から蛍光発光する。一般的な光学ガラス（例えばＢＳＬ７（商品名：株式会社オハラ製））を用いて焦点距離２０ｍｍのレンズを設計した場合、青色光（４５０ｎｍ）と蛍光（代表値５５０ｎｍとする）との間の焦点距離の差は、０．２６ｍｍ程度である。このようなレンズでは、上記のシフト量に応じた異なる位置Ｐ１，Ｐ２に、青色光と蛍光とをそれぞれ集光させることはできない。一方で、アッベ数が２０程度の高分散のガラス（ＮＰＨ２（商品名：株式会社オハラ製））を用いて設計したレンズでは、青色光（４５０ｎｍ）と蛍光（代表値５５０ｎｍとする）との間の焦点距離の差は１．０ｍｍ程度となる。上記のシフト量に応じた異なる位置Ｐ１，Ｐ２、あるいはこれらの位置Ｐ１，Ｐ２に近い位置に、光Ｌ１と光Ｌ２とをそれぞれ集光させることが可能となる。例えば、集光光学系１２による光Ｌ１の焦点位置のシフト量（位置Ｐ１，Ｐ２の差）が１．０ｍｍに設定される場合、高分散レンズ１４ａにアッベ数２０程度のガラスを用いることで、光Ｌ１の焦点位置を位置Ｐ１と略同一の位置に、光Ｌ２の焦点位置を位置Ｐ２と略同一の位置に設定可能となる。
【００３４】
［作用、効果］
本実施の形態の光源装置１０では、図１に示したように、光源１１から例えば青色の光Ｌ１が出射すると、この光Ｌ１は、集光光学系１２に入射する。光Ｌ１は、集光光学系１２により、波長変換素子１３に向けて集光される。波長変換素子１３では、例えばモータ１３１により基板１３０が回転駆動され、これにより基板１３０に保持された蛍光体１３ａの一部が時分割的に（巡回的に）光軸上に配置される。この蛍光体１３ａに、光Ｌ１が入射すると、光Ｌ１の一部が吸収されて光Ｌ２を蛍光発光し、波長変換素子１３を出射する。一方、光Ｌ１のうち蛍光体１３ａに吸収されなかったものは、波長変換されずに透過され、光Ｌ２と同一の方向に沿って波長変換素子１３を出射する。このように、波長変換素子１３から、励起光である光Ｌ１と、蛍光である光Ｌ２とが出射される。
【００３５】
波長変換素子１３を出射した光Ｌ１，Ｌ２は、コリメート光学系１４へ入射し、コリメート光学系１４において平行光とされる。これらの光Ｌ１，Ｌ２の混色により、照明光としての白色光Ｌｗが出射される。
【００３６】
上記のような波長変換素子１３が用いられることで、光源や光学部材の一部が共通化され、部品点数の削減や省スペース化につながる。具体的には、青色の光Ｌ１を出射する光源１１が波長変換素子１３の励起光源を兼ねた構成とすることができる。即ち、白色光Ｌｗを生成するための青色の光Ｌ１を出射する光源と、励起光源とを共通化することができる。また、これにより、光路変換や光路分割のための光学部材も削減できる。
【００３７】
また、光源装置１０には、透過型の波長変換素子１３が用いられることが望ましい。反射型あるいは透過・反射型のものに比べ、小型化を実現し易く、あるいは光利用効率も高いためである。図３Ａに示したように、反射型の波長変換素子１１０では、入射した励起光（光Ｌ１）の一部と蛍光体１３ａから生じた光Ｌ２との両方を基板１３０において反射して入射側に戻す、いわゆる反射型ホイールが用いられる。図３Ｂに示したように、透過・反射型の波長変換素子１１１では、蛍光体１３ａから生じた光Ｌ２を反射（または透過）する一方で、励起光（光Ｌ１）の一部を透過（または反射）する、いわゆる透過・反射型ホイールが用いられる。
【００３８】
ところが、反射型の波長変換素子１１０（図３Ａ）では、波長変換素子１１０の光入射側に、ダイクロイックミラー１３５および位相差素子１３６が配置される。この構成では、光Ｌ１が位相差素子１３６を通過する際に偏光面の乱れが生じる。このため、ダイクロイックミラー１３５における光路分割の際に光損失（光Ｌ１の損失）が生じ易い。また、透過・反射型の波長変換素子１１１（図３Ｂ）では、波長変換素子１１１の光入射側に、ダイクロイックミラー１３７が配置される。また、光Ｌ１，Ｌ２の出射方向が互いに逆向きであることから、波長変換素子１１１を出射後の光学系（例えば照明光学系等）が、光Ｌ１，Ｌ２のそれぞれに対して別々に配置されることとなる。このため、装置の大型化およびコスト高を招く。
【００３９】
本実施の形態のように透過型の波長変換素子１３が用いられることで、上述のように光Ｌ１，Ｌ２が互いに同一の方向に出射されるために、上記の透過・反射型の場合と異なり、光学系をそれぞれ別々に設けなくともよい。また、反射型の場合と異なり、分光のための位相差素子１３６も不要となる。これらのことから、透過型の構成では、上記３つのタイプの中でも光利用効率が高く、かつ小型化を実現し易い。よって、光源装置１０では、透過型の波長変換素子１３が用いられることが望ましい。
【００４０】
一方で、光源装置１０では、集光光学系１２による光Ｌ１の焦点位置は、図２に示したように波長変換素子１３上の位置Ｐ２からシフトした位置Ｐ１に設定される。
【００４１】
ここで、図４に、比較例の光源装置（光源装置１００）の要部構成について示す。光源装置１００では、集光光学系１０１の光出射側に、波長変換素子１０２およびコリメート光学系１０３が配置されている。コリメート光学系１０３には、一般的な光学ガラス（例えばアッベ数６４程度のガラス）により構成されたレンズ１０３ａが用いられている。レンズ１０３ａの焦点位置は、例えば、蛍光（光Ｌ２）が発光する位置Ｐ２に設定される。この光源装置１００において、上述の理由から集光光学系１０１による光Ｌ１の焦点位置を位置Ｐ２から位置Ｐ１にシフトさせると、波長変換素子１０２の出射側に配置されたコリメート光学系１０３において、光Ｌ１，Ｌ２の各焦点位置を合わせることが難しい。コリメート光学系１０３では、これらの位置Ｐ１，Ｐ２の差に起因して、光Ｌ１に損失が生じる。また、この光Ｌ１の損失は、白色光Ｌｗにおける色むらの発生要因にもなる。
【００４２】
これに対し、本実施の形態では、図１および図５に示したように、コリメート光学系１４が、波長に応じて異なる位置に集光する光学部材、具体的には高分散レンズ１４ａを有する。これにより、コリメート光学系１４では、光Ｌ１，Ｌ２毎に焦点位置を合わせる（補正する）ことができ、上記のような位置Ｐ１，Ｐ２の差に起因する光損失、特に光Ｌ１の損失の発生が抑制される。また、これにより、白色光Ｌｗにおける色むらを低減することができる。
【００４３】
以上のように本実施の形態では、光Ｌ１の一部を光Ｌ２に変換して出射する波長変換素子１３を備えることにより、光源や光学部材の一部を共通化して、部品点数の削減や省スペース化を実現できる。また、波長変換素子１３の光出射側に配置されるコリメート光学系１４が、波長に応じて異なる位置に集光する光学部材（高分散レンズ１４ａ）を有することで、光損失の発生を抑制することができる。よって、小型化を実現しつつ光利用効率の低下を抑制することが可能となる。
【００４４】
次に、上記第１の実施の形態の変形例および他の実施の形態について説明する。以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００４５】
＜変形例１＞
図６は、変形例１に係る光源装置の要部構成を表したものである。この光源装置は、上記第１の実施の形態と同様、光軸Ｚ上に、集光光学系１２、波長変換素子１３およびコリメート光学系１４が光源１１（図６には図示せず）側から順に配置されたものである。また、光源１１から出射した色光（光Ｌ１）と、波長変換素子１３における蛍光（光Ｌ２）との混色により、照明光として例えば白色光Ｌｗを出射するものである。集光光学系１２では、光Ｌ１の焦点位置が波長変換素子１３上の位置Ｐ２からシフトした位置Ｐ１に設定されている。コリメート光学系１４は、波長毎に異なる位置に集光する光学部材を有している。
【００４６】
但し、本変形例では、コリメート光学系１４に配置される光学部材として、高分散レンズ１４ａと、低分散材料から構成された低分散レンズ１４ｂ（第２のレンズ）とを組み合わせたレンズが用いられている。図７にその焦点距離の一例を示す。このように、高分散レンズ１４ａは凸レンズであり、低分散レンズ１４ｂは凹レンズである。これらの高分散レンズ１４ａと低分散レンズ１４ｂとを組み合わせることにより、焦点距離（高分散レンズ１４ａと低分散レンズ１４ｂとの合成の焦点距離）を、上記第１の実施の形態と同様に、短波長に対して短く、長波長に対しては長く、設定することができる。即ち、入射した平行光（光Ｌｂ，Ｌｇ，Ｌｒ）を、波長毎に異なる位置Ｐｂ，Ｐｇ，Ｐｒに集光することができる。ここでは、光Ｌ１が青色光であり、光Ｌ２が黄色光である（光Ｌ１の波長が光Ｌ２の波長よりも短い）ことから、光Ｌ１を位置Ｐ１に集光させつつ、光Ｌ２を位置Ｐ２に集光させることができる。
【００４７】
このように、高分散レンズ１４ａおよび低分散レンズ１４ｂを組み合わせて用いることで、本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様、コリメート光学系１４において位置Ｐ１，Ｐ２に焦点位置を合わせる（または近づける）ことができる。また、その際の光損失を抑制することができる。
【００４８】
また、低分散レンズ１４ｂを組み合わせることで、以下のような効果を得ることができる。即ち、高分散レンズ１４ａを単独で用いた場合、材料（アッベ数）に限界があるため、合わせることの可能な焦点位置（位置Ｐ１，Ｐ２）には限界がある。この点において、低分散レンズ１４ｂを組み合わせることで、波長毎の焦点位置の差が大きくても対応可能となる。例えば、高分散レンズ１４ａ（凸レンズ）にＮＰＨ２（商品名：株式会社オハラ製）を使用し、低分散レンズ１４ｂ（凹レンズ）にＢＳＬ７（商品名：株式会社オハラ製）を使用して焦点距離２０ｍｍとして設計した場合には、光Ｌ１，Ｌ２の焦点位置の差は１．７ｍｍとなる。即ち、上記第１の実施の形態に比べ、１．７倍のシフト量（位置Ｐ１，Ｐ２の差）まで対応することが可能となる。換言すると、波長変換素子１３をより光源側へ配置することができる。その結果、励起スポットサイズ（発光スポットサイズに略等しい）を大きくできるので、より高出力の光Ｌ１を波長変換素子１３に照射することができる。明るい光源を実現することができる。
【００４９】
＜変形例２＞
図８は、変形例２に係る光源装置の要部構成を表したものである。この光源装置は、上記第１の実施の形態と同様、光軸Ｚ上に、集光光学系１２、波長変換素子１３およびコリメート光学系１４が光源１１（図８には図示せず）側から順に配置されたものである。また、光源１１から出射した色光（光Ｌ１）と、波長変換素子１３における蛍光（光Ｌ２）との混色により、照明光として例えば白色光Ｌｗを出射するものである。集光光学系１２では、光Ｌ１の焦点位置が波長変換素子１３上の位置Ｐ２からシフトした位置Ｐ１に設定されている。コリメート光学系１４は、波長毎に異なる位置に集光する光学部材を有している。
【００５０】
但し、本変形例では、上記第１の実施の形態と異なり、集光光学系１２の光Ｌ１の焦点位置が、波長変換素子１３の光入射側に設定されている。具体的には、集光光学系１２による光Ｌ１の焦点位置が、波長変換素子１３上の位置Ｐ２よりも光入射側にシフトした位置に設定されている。また、コリメート光学系１４に配置される光学部材として、回折レンズ１４ｃが用いられている。回折レンズ１４ｃは、波長変換素子１３の側に、例えば光軸Ｚを中心として同心円状に凹部（凸部）を含む面（凹凸面１４ｃ１）を有している。図９に回折レンズ１４ｃの焦点距離の一例を示す。このように、回折レンズ１４ｃは、入射した平行光（光Ｌｂ，Ｌｇ，Ｌｒ）を、波長毎に異なる位置Ｐｂ，Ｐｇ，Ｐｒに集光するものである。この回折レンズで１４ｃでは、焦点距離が、上記第１の実施の形態と異なり、短波長に対して長く、長波長に対しては短く、設定される。即ち、ここでは、光Ｌ１が青色光であり、光Ｌ２が黄色光である（光Ｌ１の波長が光Ｌ２の波長よりも短い）ことから、光Ｌ１を位置Ｐ１に集光させつつ、光Ｌ２を位置Ｐ２に集光させることができる。
【００５１】
このように、コリメート光学系１４に配置される光学部材として、回折レンズ１４ｃを用いることで、本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様、コリメート光学系１４において位置Ｐ１，Ｐ２に焦点位置を合わせる（または近づける）ことができる。また、その際の光損失を抑制することができる。
【００５２】
また、回折レンズ１４ｃでは、アッベ数１０以下に相当する光学特性を実現できることから、回折レンズ１４ｃを用いることで、上記第１の実施の形態よりも、より大きな焦点位置差（位置Ｐ１，Ｐ２の差）に対応可能となる。
【００５３】
＜第２の実施の形態＞
［構成］
図１０は、本開示の第２の実施の形態に係る光源装置（光源装置１０Ａ）の構成を表したものである。この光源装置１０Ａは、上記第１の実施の形態と同様、光源１１の側から順に、集光光学系１２、波長変換素子１５およびコリメート光学系１４が配置されたものである。また、光源１１から出射した色光（光Ｌ１）と、波長変換素子１５における蛍光（光Ｌ２）との混色により、照明光として例えば白色光Ｌｗを出射するものである。また、本実施の形態においても、集光光学系１２による光Ｌ１の焦点位置は波長変換素子１５上の位置からシフトした位置に設定される（図２に示した集光光学系１２と波長変換素子１３と同様）。
【００５４】
波長変換素子１５は、上記第１の実施の形態の波長変換素子１３と同様、入射した光Ｌ１の一部を吸収して光Ｌ１とは異なる波長域の光（光Ｌ２）を出射すると共に、光Ｌ１の未吸収分（波長変換されなかった部分）を出射する機能を有している。この波長変換素子１５は、例えば、透過型の蛍光体ホイールを有することが望ましい。より小型化を実現し易く、また光利用効率を高められるためである。本実施の形態の波長変換素子１５は、透過型の構成を有している。即ち、励起光である光Ｌ１が素子部Ａ１を透過しつつ出射されると共に、この光Ｌ１の出射方向と、蛍光であるＬ２の出射方向とが互いに同一となっている。
【００５５】
この波長変換素子１５は、光Ｌ１を吸収して光Ｌ２を出射する素子部Ａ１（第１の素子部）と、光Ｌ１を出射する素子部Ａ２（第２の素子部）とを有する。素子部Ａ２は、素子部Ａ１とは異なる屈折率を有している。
【００５６】
図１１は、波長変換素子１５の平面構成を模式的に表したものである。尚、この図１１のＩ−Ｉ線における断面構成が、図１０に示した波長変換素子１５の構成に対応している。波長変換素子１５は、例えば基板１５０と、この基板１５０の上または内部に保持された蛍光体１５ａと、基板１５０を軸Ｃを中心として回転駆動するモータ１３１とを有している。基板１５０は、例えば円盤状を成す回転体（ホイール）である。蛍光体１５ａは、光Ｌ１を励起光として光Ｌ２を蛍光発光する材料を含んで構成されている。このような蛍光体１５ａとしては、例えば粉末状、ガラス状または結晶状のものを用いることができる。
【００５７】
これらの素子部Ａ１，Ａ２はそれぞれ、基板１５０の面内における一の円周上の領域（環状の領域）のうちの選択的な領域に配置されている。素子部Ａ１，Ａ２の形成される領域の割合は、白色光Ｌｗのホワイトバランスに応じて決定されればよい。光源装置１０Ａでは、これらの素子部Ａ１，Ａ２が、基板１５０の回転によって時分割的に交互に光軸上に配置されるように構成されている。但し、これらの素子部Ａ１，Ａ２は、回転しない構成とされてもよい。素子部Ａ１，Ａ２を時分割的に切り替えて光軸上に配置することが可能な機構が設けられていればよい。
【００５８】
素子部Ａ１では、例えば基板１５０上に蛍光体１５ａが形成されており、入射した光Ｌ１が波長変換され、光Ｌ２を出射する。素子部Ａ２では、例えば基板１５０に開口１５ｂが設けられている（蛍光体１５ａは形成されていない）。この素子部Ａ２では、入射した光Ｌ１が（波長変換されずに）透過されて出射する。開口１５ｂの内部には、空気、または基板１５０と屈折率の異なる材料を含む。本実施の形態では、開口１５ｂの内部は空気層となっている。
【００５９】
本実施の形態では、波長変換素子１５が、光Ｌ２を出射する素子部Ａ１と、光Ｌ１を透過させて出射する素子部Ａ２とを有し、かつ素子部Ａ１，Ａ２の屈折率が互いに異なっている。これらの素子部Ａ１，Ａ２の屈折率に応じて、光Ｌ１，Ｌ２の焦点位置を合致させる（または近づける、以下同様）ことができる。即ち、本実施の形態では、集光光学系１２によって予めシフトして設定された光Ｌ１の焦点位置を、波長変換素子１５を通過する際に補正し、波長変換素子１５上の位置に合致させることができる。換言すると、素子部Ａ２は、光Ｌ１，Ｌ２の焦点位置ずれを補正するための補償材を有している。
【００６０】
補正可能な焦点位置の差（ずれ量）ｄｆ（上記第１の実施の形態の位置Ｐ１，Ｐ２の差に相当）は、素子部Ａ１の屈折率（基板１５０の屈折率）ｎ1と、素子部Ａ２の屈折率（開口１５ｂ内の屈折率）ｎ2と、基板１５０の厚みｔに基づいて、例えば以下の式（１）によって与えられる。
ｄｆ＝ｔ・（１／ｎ1−１／ｎ2）    ………（１）
【００６１】
即ち、集光光学系１２による光Ｌ１の焦点位置が、波長変換素子１５の光出射側に設定された場合には、素子部Ａ２の屈折率ｎ2は、素子部Ａ１の屈折率ｎ1よりも小さくなるように構成される。この場合、素子部Ａ２を透過する光Ｌ１の焦点位置を光軸上の光線の進行方向と逆の方向にシフトさせることができる。一方で、集光光学系１２による光Ｌ１の焦点位置が、波長変換素子１５の光入射側に設定された場合には、素子部Ａ２の屈折率ｎ2は、素子部Ａ１の屈折率ｎ1よりも大きくなるように構成される。この場合、素子部Ａ２を透過する光Ｌ１の焦点位置を光軸上の光線の進行方向と同じ方向にシフトさせることができる。このように、集光光学系１２の光Ｌ１の焦点位置のシフト量およびシフト方向に応じて、素子部Ａ１，Ａ２の屈折率を設定することにより、光Ｌ１の焦点位置を波長変換素子１５上の位置に近づけることができる。
【００６２】
以下に、一例を挙げる。基板１５０の材料としては、光学的および機械的特性からサファイア（屈折率は約１．７）が用いられることが多い。素子部Ａ２において、基板１５０よりも屈折率の小さな材料（屈折率が１．７未満の材料）が用いられることで、光Ｌ１の焦点位置を光軸上の光線の進行方向と逆の方向にシフトさせることができる。具体的には、基板１５０の厚みが１．０ｍｍで、素子部Ａ２の開口１５ｂの内部が空気層である場合には、光Ｌ１の焦点位置は、光線の進行方向と逆の方向に０．４（＝（１／１．０）−（１／１．７））ｍｍシフトする。あるいは、基板１５０の厚みが１．０ｍｍで、素子部Ａ２の開口１５ｂに、厚み１．０ｍｍで屈折率が約１．５の材料が充填された場合には、光Ｌ１の焦点位置は、光線の進行方向と逆の方向に０．０８（＝（１／１．５）−（１／１．７））ｍｍシフトする。同様に、素子部Ａ２において、基板１５０よりも屈折率の大きな材料（屈折率が１．７よりも大きな材料）が用いられることで、光Ｌ１の焦点位置を光軸上の光線の進行方向と同じ方向にシフトさせることができる。
【００６３】
コリメート光学系１４は、波長変換素子１５の光出射側に配置され、入射光を平行光化する光学系である。このコリメート光学系１４は、例えば１または複数のレンズ（ここではレンズ１４ｄを示す）を含んで構成されている。尚、光源装置１０Ａが、例えば投射型表示装置（プロジェクタ）に用いられる場合等には、波長変換素子１５の光出射側にはコリメート光学系１４が配置されるが、光源装置１０Ａの用途に応じて、他の光学系（コリメート光学系１４ではない光学系）が配置されてもよい。
【００６４】
［作用、効果］
本実施の形態の光源装置１０Ａでは、図１０に示したように、光源１１から例えば青色の光Ｌ１が出射すると、この光Ｌ１は、集光光学系１２に入射する。光Ｌ１は、集光光学系１２により、波長変換素子１５に向けて集光される。波長変換素子１５では、例えばモータ１３１により基板１５０が回転駆動される。これにより、波長変換素子１５の素子部Ａ１（基板１５０に保持された蛍光体１５ａ）と、素子部Ａ２（開口１５ｂ）とが時分割的に交互に光軸上に配置される。
【００６５】
このとき、図１２Ａに示したように、素子部Ａ１が光軸上に配置された場合には、波長変換素子１５に入射した光Ｌ１は、蛍光体１５ａによって吸収される。これにより、波長変換素子１５では、光Ｌ２を蛍光発光し、光Ｌ２が出射される。一方で、図１２Ｂに示したように、素子部Ａ２が光軸上に配置された場合には、波長変換素子１５に入射された光Ｌ１は、開口１５ｂを透過し、波長変換素子１５を出射する。このように、波長変換素子１５から、時分割的に交互に、励起光である光Ｌ１と、蛍光である光Ｌ２とが互いに同一の方向に沿って出射される。
【００６６】
波長変換素子１５を出射した光Ｌ１，Ｌ２は、コリメート光学系１４へ入射し、コリメート光学系１４において平行光とされる。これらの光Ｌ１，Ｌ２の混色により、照明光としての白色光Ｌｗが出射される。
【００６７】
上記のような波長変換素子１５が用いられることで、上記第１の実施の形態と同様の理由から、部品点数の削減や省スペース化を実現できる。また、光源装置１０Ａに、透過型の波長変換素子１５が用いられることで、反射型あるいは透過・反射型のものに比べ、小型化を実現し易く、あるいは光利用効率を高めることができる。
【００６８】
また、本実施の形態においても、集光光学系１２による光Ｌ１の焦点位置が、波長変換素子１５上の位置からシフトした位置に設定される。この場合、図１３に示したように、光Ｌ１の焦点位置（位置Ｐ１）と波長変換素子１５上の位置Ｐ２との差に起因して、光損失を生じ得る。一般に、波長変換素子１５の光出射側に配置される光学系（ここではコリメート光学系１４）の焦点位置は、波長変換素子１５上の位置Ｐ２に設定されることから、上記のような焦点位置差（位置Ｐ１，Ｐ２の差）に起因して、光Ｌ１の損失が生じる。
【００６９】
そこで、本実施の形態では、波長変換素子１５において、光Ｌ１を波長変換して光Ｌ２を出射する素子部Ａ１と、光Ｌ１を透過して出射する素子部Ａ２とが別々の領域に設けられ、かつ素子部Ａ２が素子部Ａ１とは異なる屈折率を有している。ここで、図１４Ａに素子部Ａ１から出射する光Ｌ２の焦点位置を、図１４Ｂに素子部Ａ２を出射する光Ｌ１の焦点位置を、それぞれ示す。このように、素子部Ａ２の屈折率が、素子部Ａ１と屈折率が異なることにより、光Ｌ１の焦点位置を、光Ｌ２の焦点位置（位置Ｐ２）に合致させることができる。よって、光損失（光Ｌ１の損失）を抑制することができる。
【００７０】
以上のように本実施の形態では、光Ｌ１の一部を光Ｌ２に変換して出射する波長変換素子１５を備えることにより、光源や光学部材の一部を共通化して、部品点数の削減や省スペース化を実現できる。また、波長変換素子１５が、光Ｌ２を出射する素子部Ａ１と光Ｌ１を出射する素子部Ａ２とを有し、かつ素子部Ａ２が素子部Ａ１とは異なる屈折率を有する。これにより、光Ｌ１，Ｌ２の各焦点位置の差を低減して光損失を抑制することができる。よって、小型化を実現しつつ光利用効率の低下を抑制することが可能となる。
【００７１】
次に、上記実施の形態等の光源装置が適用される電子機器の一例として、プロジェクタ（投射型表示装置）について説明する。以下では、上記第１の実施の形態の光源装置１０を用いて図示および説明を行っているが、上記変形例１，２および第２の実施の形態のいずれの光源装置にも適用することができる。また、上記実施の形態等の光源装置は、以下に説明する投射型表示装置の他にも、例えば自動車用のヘッドランプ（ヘッドライト）等の白色光を出射する、様々なタイプの光源装置に適用することができる。
【００７２】
＜適用例＞
図１５は、適用例に係る投射型表示装置（投射型表示装置１）の全体構成を表す機能ブロック図である。この投射型表示装置１は、例えばスクリーン３００（投射面）に画像を投射する表示装置である。投射型表示装置１は、例えば、図示しないＰＣ等のコンピュータや各種画像プレーヤ等の外部の画像供給装置に、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）を介して接続されており、このインターフェイスに入力される画像信号に基づいて、スクリーン３００への投影を行うものである。
【００７３】
投射型表示装置１は、例えば、光源駆動部３１と、光源装置１０と、照明光学系２０と、光変調装置３２と、投影光学系３３と、画像処理部３４と、フレームメモリ３５と、パネル駆動部３６と、投影光学系駆動部３７と、制御部３０とを備えている。
【００７４】
光源駆動部３１は、光源装置１０に配置された光源１１の発光タイミングを制御するためのパルス信号を出力するものである。この光源駆動部３１は、例えば図示しないＰＷＭ設定部、ＰＷＭ信号生成部およびリミッター等を備えており、制御部３０の制御に基づいて、光源装置１０の光源ドライバーを制御し、光源１１を例えばＰＷＭ制御することにより、光源１１の点灯および消灯、あるいは輝度の調整を行うものである。
【００７５】
光源装置１０は、上記第１の実施の形態において説明した構成要素の他に、特に図示はしないが、例えば光源１１を駆動する光源ドライバーと、光源１１を駆動する際の電流値を設定する電流値設定部とを備えている。光源ドライバーは、図示しない電源回路から供給される電源に基づき、光源駆動部３１から入力されるパルス信号に同期して、電流値設定部が設定した電流値をもつパルス電流を生成する。生成されたパルス電流は、光源１１に供給される。
【００７６】
照明光学系２０は、例えば光源装置１０からの出射光（白色光Ｌｗ）に基づいて、光変調装置３２の各パネルを照明する光学系であり、例えばビーム成形素子、照度均一化素子、偏光分離素子および色分離素子等を含んで構成されている。
【００７７】
光変調装置３２は、画像信号に基づき、照明光学系２０から出力された光（照明光）を変調して画像光を生成するものである。光変調装置３２は、例えば、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型または反射型のライトバルブを含んで構成されている。例えば、青色光（Ｂ）を変調する液晶パネル、赤色光（Ｒ）を変調する液晶パネル、および緑色光（Ｇ）を変調する液晶パネルが挙げられる。反射型液晶パネルとしては、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）などの液晶素子を用いることができる。但し、光変調装置３２には、液晶素子に限らず、他の光変調素子、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などが用いられてもよい。光変調装置３２により変調されたＲＧＢの各色光は、図示しないクロスダイクロイックプリズム等により合成されて、投射光学系３３に導かれる。
【００７８】
投影光学系３３は、光変調装置３２で変調された光をスクリーン３００上に投射して結像させるためのレンズ群等を含むものである。
【００７９】
画像処理部３４は、外部から入力された画像信号を取得して、画像サイズの判別、解像度の判別、および静止画像であるか動画像であるかの判別等を行うものである。動画像である場合には、フレームレート等の画像データの属性などについても判定する。また、取得した画像信号の解像度が、光変調装置３２の各液晶パネルの表示解像度と異なる場合には、解像度変換処理を行う。画像処理部３４は、これらの各処理後の画像を、フレーム毎にフレームメモリ３５に展開すると共に、フレームメモリ３５に展開したフレーム毎の画像を表示信号としてパネル駆動部３６に出力する。
【００８０】
パネル駆動部３６は、光変調装置３２の各液晶パネルを駆動するものである。このパネル駆動部３６の駆動により、各液晶パネルに配置された各画素における光の透過率が変化し、画像が形成される。
【００８１】
投影光学系駆動部３７は、投影光学系３３に配置されたレンズを駆動するモータを含んで構成されている。この投影光学系駆動部３７は、制御部３０の制御に従って、例えば投影光学系３３を駆動し、例えばズーム調整、フォーカス調整および絞り調整等を行うものである。
【００８２】
制御部３０は、光源駆動部３１、画像処理部３４、パネル駆動部３６および投影光学系駆動部３７を制御するものである。
【００８３】
この投射型表示装置１では、上述の光源装置１０を備えることで、装置全体を小型化しつつ明るい表示を実現することができる。
【００８４】
以上、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等において例示した光学系の構成要素（例えば、光源、集光光学系、波長変換素子、コリメート光学系等）は、あくまでも一例であり、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。尚、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。
【００８５】
また、本開示は以下のような構成を取り得るものである。
（１）
入射した第１の色光の一部を吸収して前記第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、前記第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、
前記第１の色光を集光しつつ前記波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が前記波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系と、
前記波長変換素子の光出射側に配置されると共に、波長に応じて異なる位置に集光する光学部材を有する第２の光学系と
を備えた光源装置。
（２）
前記第２の光学系は、前記光学部材として、高分散材料から構成された第１のレンズを有する
上記（１）に記載の光源装置。
（３）
前記第１のレンズは、前記波長変換素子の側に凸面を有する
上記（２）に記載の光源装置。
（４）
前記第２の光学系は、更に、低分散材料から構成された第２のレンズを有し、
前記第１のレンズは凸レンズであり、
前記第２のレンズは凹レンズである
上記（２）または（３）に記載の光源装置。
（５）
前記第１および第２の光学系は、光軸上に前記波長変換素子を間にして配置され、
前記第１の光学系による前記第１の色光の焦点位置は、前記波長変換素子の光出射側に設定されている
上記（２）ないし（４）のうちのいずれか１つに記載の光源装置。
（６）
前記第２の光学系は、前記光学部材として回折レンズを有する
上記（１）に記載の光源装置。
（７）
前記回折レンズは、前記波長変換素子の側に凹凸面を有する
上記（６）に記載の光源装置。
（８）
前記第１および第２の光学系は、光軸上に前記波長変換素子を間にして配置され、
前記第１の光学系による前記第１の色光の焦点位置は、前記波長変換素子の光入射側に設定されている
上記（６）または（７）に記載の光源装置。
（９）
前記波長変換素子は、前記第１および第２の色光を互いに同一の方向に沿って透過しつつ出射させるものである
上記（１）ないし（８）のうちのいずれか１つに記載の光源装置。
（１０）
前記第２の光学系は、コリメート光学系である
上記（１）ないし（９）のうちのいずれか１つに記載の光源装置。
（１１）
前記波長変換素子は、
基板の上または内部に保持された蛍光体と、
前記基板を回転駆動する駆動部と
を有する
上記（１）ないし（１０）のうちのいずれか１つに記載の光源装置。
（１２）
入射した第１の色光の一部を吸収して前記第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、前記第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、
前記第１の色光を集光しつつ前記波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が前記波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系と
を備え、
前記波長変換素子は、
前記第１の色光を吸収して前記第２の色光を出射する第１の素子部と、
前記第１の色光を出射すると共に、前記第１の素子部とは異なる屈折率を有する第２の素子部と
を有する
光源装置。
（１３）
前記波長変換素子は、前記第１および第２の素子部を有する基板を有し、
前記第１の素子部では、前記基板の上または内部に蛍光体が保持され、
前記第２の素子部では、前記基板に開口が設けられている
上記（１２）に記載の光源装置。
（１４）
前記第２の素子部では、前記開口の内部に、空気、または前記基板と屈折率の異なる材料を含む
上記（１３）に記載の光源装置。
（１５）
前記第１の光学系による前記第１の色光の焦点位置は、前記波長変換素子の光出射側に設定され、
前記第２の素子部の屈折率は、前記第１の素子部の屈折率よりも小さい
上記（１２）ないし（１４）のうちのいずれか１つに記載の光源装置。
（１６）
前記第１の光学系による前記第１の色光の焦点位置は、前記波長変換素子の光入射側に設定され、
前記第２の素子部の屈折率は、前記第１の素子部の屈折率よりも大きい
上記（１２）ないし（１４）のうちのいずれか１つに記載の光源装置。
（１７）
前記第１および第２の素子部が時分割的に互いに同一の光路上に配置される、ように構成された
上記（１２）ないし（１６）のうちのいずれか１つに記載の光源装置。
（１８）
前記波長変換素子は、
前記第１および第２の素子部を有する基板と、
前記基板を回転駆動する駆動部と
を有し、
前記第１および第２の素子部はそれぞれ、前記基板面内における一の円周上の選択的な領域に配置されている
上記（１７）に記載の光源装置。
（１９）
入射した第１の色光の一部を吸収して前記第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、前記第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、
前記第１の色光を集光しつつ前記波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が前記波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系と、
前記波長変換素子の光出射側に配置されると共に、波長に応じて異なる位置に集光する光学部材を有する第２の光学系と
を備えた光源装置を備えた電子機器。
（２０）
入射した第１の色光の一部を吸収して前記第１の色光とは異なる波長域の第２の色光を出射すると共に、前記第１の色光の未吸収分を出射する波長変換素子と、
前記第１の色光を集光しつつ前記波長変換素子へ向けて出射すると共に、その焦点位置が前記波長変換素子上の位置からシフトして設定された第１の光学系と
を備え、
前記波長変換素子は、
前記第１の色光を吸収して前記第２の色光を出射する第１の素子部と、
前記第１の色光を出射すると共に、前記第１の素子部とは異なる屈折率を有する第２の素子部と
を有する光源装置を備えた電子機器。
【００８６】
本出願は、日本国特許庁において２０１６年３月７日に出願された日本特許出願番号第２０１６−４３６０６号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
【００８７】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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