(57)【要約】  光利用効率を向上させるため、光源装置（４）は、第１の単色光源群（１０００ａ）、第２の単色光源群（１０００ｂ）、偏光選択・波長選択素子（１４）、第１の蛍光体層（１６ａ）及び第２の蛍光体層（１６ｂ）を有する。第１の単色光源群（１０００ａ）は、一定の偏光方向を持つ第１の偏光光を出射する。第２の単色光源群（１０００ｂ）は、一定の偏光方向を持つ第２の偏光光を出射する。第１の蛍光体層は、第１の波長帯域の光を放出する。第２の蛍光体層は、第２の波長帯域の光を放出する。偏光選択・波長選択素子（１４）は、第１の偏光光を透過させることによって第１の偏光光を第１の蛍光体層に入射させ、第２の偏光光を反射させることによって第２の偏光光を第２の蛍光体層に入射させ、第１の蛍光体層から放出された第１の波長帯域の光を反射させ、第２の蛍光体層から放出された第２の波長帯域の光を透過させる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定の偏光方向を持つ第１の偏光光を出射する第１の単色光源群と、
一定の偏光方向を持つ第２の偏光光を出射する第２の単色光源群と、
偏光選択・波長選択素子と、
励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、
励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層と
を有し、
前記偏光選択・波長選択素子は、
前記第１の偏光光を透過させることによって前記第１の偏光光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の偏光光を反射させることによって前記第２の偏光光を前記第２の蛍光体層に入射させ、
前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させる
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記第２の偏光光は、前記第１の偏光光の偏光方向と９０°異なる偏光方向を持つ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２の偏光光の中心波長は、前記第１の偏光光の中心波長と異なることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の偏光光及び前記第２の偏光光のうちの一方を透過させ、他方を反射させることによって、前記第１の偏光光の進行方向及び前記第２の偏光光の進行方向を前記偏光選択・波長選択素子に向ける偏光選択素子をさらに有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記偏光選択・波長選択素子についての波長に対する光透過率の変化を示す光透過特性と前記偏光選択素子についての波長に対する光透過率の変化を示す光透過特性とが等しいことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の単色光源群から出射される前記第１の偏光光の波長帯域と前記第２の単色光源群から出射される前記第２の偏光光の波長帯域との両方を含む帯域を光透過帯域とする波長選択素子をさらに有し、
前記波長選択素子は、前記第１の単色光源群及び前記第２の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの光路上に配置される
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記偏光選択・波長選択素子と前記第１の蛍光体層との間の前記第１の偏光光の光路上に配置された第１の集光素子と、
前記偏光選択・波長選択素子と前記第２の蛍光体層との間の前記第２の偏光光の光路上に配置された第２の集光素子と
をさらに有することを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
アレイ状に並ぶ複数のレンズセルを含む第１のレンズアレイとアレイ状に並ぶ複数のレンズセルを含む第２のレンズアレイとを含み、前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとを互いに対向して配置したレンズアレイ群をさらに有し、
前記第１のレンズアレイは、前記第１の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの間の前記第１の偏光光の光路と前記第２の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの間の前記第２の偏光光の光路との共通の光路上であって、且つ、前記第１のレンズアレイの入射面は前記第１の蛍光体層及び前記第２の蛍光体層と共役関係にある
ことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
第３の波長帯域の光を出射する第３の単色光源群と、
前記第３の波長帯域の光の光路を、前記偏光選択・波長選択素子で反射した前記第１の波長帯域の光の光路と前記偏光選択・波長選択素子を透過した前記第２の波長帯域の光の光路との共通の光路と、同じ光路にする光路変更素子と
をさらに有することを特徴とする請求項１から８までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記偏光選択・波長選択素子で反射した前記第１の波長帯域の光及び前記偏光選択・波長選択素子を透過した前記第２の波長帯域の光を光強度均一化素子に集光する集光レンズをさらに備え、
前記光路変更素子は、前記集光レンズと前記光強度均一化素子との間に配置される
ことを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第１の偏光光は、前記偏光選択・波長選択素子への入射時においてｐ偏光光であり、
前記第２の偏光光は、前記偏光選択・波長選択素子への入射時においてｓ偏光光である
ことを特徴とする請求項１から１０までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記第１の偏光光は、青色レーザ光であり、
前記第２の偏光光は、青色レーザ光である
ことを特徴とする請求項１から１１までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１３】
第１の光を出射する第１の単色光源群と、
前記第１の光と中心波長が異なる第２の光を出射する第２の単色光源群と、
波長選択素子と、
励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、
励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層と
を有し、
前記波長選択素子は、
前記第１の光を透過させることによって前記第１の光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の光を反射させることによって前記第２の光を前記第２の蛍光体層に入射させ、
前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、
反射された第１の波長帯域の光及び透過された第２の波長帯域の光を共通の光路とし、
前記第１の蛍光体層又は前記第２の蛍光体層のいずれか一方は、青色の光を発する蛍光体層であることを特徴とする光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置に関し、特に、投写型表示装置に適用される光源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、投写型表示装置の光源として、高圧水銀ランプ又はキセノンランプの代わりに、複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を含むＬＥＤ光源又は複数のレーザ発光素子を含むレーザ光源を用いることが提案されている。【０００３】
しかし、例えば、赤色のレーザ発光素子は、温度に対する依存性が高く、ペルチェ素子を用いて制御が必要になる等、冷却機構が複雑になるという問題がある。また、緑色のレーザ発光素子は、小型で高出力のものが入手できないという問題がある。これらのような問題から、蛍光体を用いた光源装置が提案されている。【０００４】
特許文献１は、励起光が蛍光体を励起して、励起された蛍光体が基底状態に戻るときに所定の波長帯域の光（出射光）を出射する光源装置を開示している。励起光源から放射される励起光は、蛍光ホイールに照射される。蛍光ホイールは、赤色の波長帯域光を発光する蛍光体層が配置されたセグメント領域、緑色の波長帯域光を発光する蛍光体層が配置されたセグメント領域及び青色の波長帯域光を発光する蛍光体層が配置されたセグメント領域を有する。励起光源としては、ＬＥＤ又はレーザ発光素子が用いられる。ホイールモータは、蛍光ホイールを回転させ、励起光は、各セグメント領域の各色の蛍光体を順次励起する。特許文献１は、各色の出射光（各色の波長帯域の光）を順次出射する光源装置を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−８５７４０号公報（段落００４２−００４８、図６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の光源装置は、蛍光ホイールの円周方向に分かれて配列されたセグメント領域に３色の蛍光体を配置している。すなわち、各色の出射光は時分割で出射されるために、各色の出射光（各色の波長帯域の光）を制御して発することには制約がある。つまり、各色の出射光（各色の波長帯域の光）の発光期間には制限があるため、各色の光の発光量の制御は制限された発光期間内で行われなければならない。その結果、入力画像に対応した各色の光の発光量の制御は制限される。【０００７】
そこで、本発明は、複数の蛍光体層から放出される複数の光を用いて発光期間の制限を緩和して、各色の光の発光量の制御性を向上した光源装置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】
【０００８】
本発明の一態様に係る光源装置は、一定の偏光方向を持つ第１の偏光光を出射する第１の単色光源群と、一定の偏光方向を持つ第２の偏光光を出射する第２の単色光源群と、偏光選択・波長選択素子と、励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層とを有し、前記偏光選択・波長選択素子は、前記第１の偏光光を透過させることによって前記第１の偏光光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の偏光光を反射させることによって前記第２の偏光光を前記第２の蛍光体層に入射させ、前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の蛍光体層から放出される複数の光を用いて発光期間の制限を緩和して、各色の光の発光量の制御性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光源装置及び投写型表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の第１の単色光源群及び第２の単色光源群を概略的に示す正面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、図１の偏光選択・波長選択素子の形状を概略的に示す側面図及び正面図である。
【図４】図１の偏光選択・波長選択素子の偏光分離特性及び波長分離特性を示す図である。
【図５】図１の光強度均一化素子を概略的に示す斜視図である。
【図６】実施の形態１に適用可能な他の偏光選択・波長選択素子の偏光分離特性及び波長分離特性を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る光源装置及び投写型表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図８】図７の偏光選択素子の偏光分離特性を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る光源装置及び投写型表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、図９のレンズアレイを示す概略的な正面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係る光源装置及び投写型表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図１２】偏光軸（偏光方向）の基準を説明する図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、図１１に示される２枚の波長選択素子の波長分離特性を示す図である。
【図１４】図１１に示される２枚の波長選択素子を１枚の波長選択素子で実現する場合の波長分離特性を示す図である。
【図１５】緑色用の蛍光体層及び赤色用の蛍光体層を励起させることによって放出された光の相対光強度曲線（各波長に対する相対光強度）の一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態４に係る光源装置及び投写型表示装置の構成の変形例を概略的に示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態４に係る光源装置及び投写型表示装置の構成の変形例を概略的に示す図である。
【図１８】色分離素子の偏光分離特性を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態５に係る光源装置及び投写型表示装置の構成を概略的に示す図である。
【図２０】色分離素子の波長選択特性を示す図である。
【図２１】色分離素子の波長選択特性を示す図である。
【図２２】色分離素子の波長選択特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
蛍光体を用いた光源装置は、特開２０１１−１３３１７号公報（以下、特許文献２とよぶ。）にも開示されている。特許文献２は、行列に配列した複数の青色レーザ光源と回転する蛍光ホイールとによって緑色波長帯域の光と青色波長帯域の光を順次出射し、独立した赤色ＬＥＤから赤色の光を出射する光源装置を提案している（例えば、特許文献２における段落００７２−００８８、図１、図８、図９参照）。
【００１２】
しかしながら、この光源装置は、赤色の光の光源として発光面の大きさ及び光の発散角が大きいＬＥＤを用いるので、光利用効率が低いという問題がある。
【００１３】
また、特許文献１及び特許文献２の光源装置は、蛍光ホイールを用いて各色の光を時分割で出射するので、各色の光を同時に出射することができず、光利用効率が低いという問題がある。また、各色の光が同じ光学系を進む場合には、色収差の影響によって、各色の光の集光効率に違いが生じるという問題がある。本発明によれば、光利用効率が高く、また、色収差の影響を軽減できる光源装置及び投写型表示装置を実現することができる。
【００１４】
実施の形態１．
《投写型表示装置１》
図１は、実施の形態１に係る光源装置４を含む投写型表示装置１の構成を概略的に示す図である。図１には、説明を容易にするためにＸＹＺ直交座標系が示されている。Ｘ軸方向は、図１における縦方向である。図１において、下から上に向かう方向が＋Ｘ軸方向であり、上から下に向かう方向が−Ｘ軸方向である。偏光選択・波長選択素子１４よりも＋Ｘ軸方向の側に、レンズ群１３、光反射素子１２、第１の平行化レンズ１１ａ、第２の平行化レンズ１１ｂ、第１の単色光源１０ａ及び第２の単色光源１０ｂが配置されている。Ｙ軸方向は、図１が描かれた紙面に対して垂直方向である。＋Ｙ軸方向は、紙面の裏側（奥側）から手前側に向かう方向であり、−Ｙ軸方向は、紙面の手前側から裏側（奥側）に向かう方向である。Ｚ軸方向は、図１における左右方向である。図１において、左から右に向かう方向が＋Ｚ軸方向であり、右から左に向かう方向が−Ｚ軸方向である。偏光選択・波長選択素子１４よりも＋Ｚ軸方向の側に、色分離素子１９、集光レンズ７１、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、画像表示素子７４、投写光学系７５及びスクリーン７６が配置されている。なお、以下の実施の形態において、「色分離素子」は、「波長選択素子」のことである。
【００１５】
図１に示されるように、実施の形態１に係る投写型表示装置１は、光源装置４、光強度均一化素子７２、画像表示素子としてのライトバルブ７４、及び投写光学系７５を有する。また、投写型表示装置１は、集光レンズ７１、リレーレンズ群７３、及びスクリーン７６を有することができる。光源装置４から出射された光束は、集光レンズ７１によって、光強度均一化素子７２の入射面７２ａに集光する。光強度均一化素子７２によって強度が均一化された光束は、光強度均一化素子７２の出射面７２ｂから出射し、リレーレンズ群７３を通過した後、ライトバルブ７４によって入力映像信号に応じて変調されて画像光となる。画像光は、投写光学系７５によってスクリーン７６に拡大投写される。なお、図１には、ライトバルブ７４が、透過型の画像表示素子（例えば、透過型液晶表示素子など）である場合を例示している。ここで、画像表示素子が透過型の液晶表示素子の場合には、液晶表示素子の入射側及び出射側には偏光板を配置する必要があるが、便宜上、図示していない。また、ライトバルブ７４は、反射型の画像表示素子（例えば、反射型液晶表示素子又はデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）など）であってもよい。また、投写型表示装置１は、スクリーン７６を透過型として、スクリーン越しに（スクリーン７６よりも＋Ｚ軸方向の側の位置から）画像を観察する背面投写式の構成としてもよい。又は、投写型表示装置１は、スクリーン７６を反射型として、スクリーン手前（スクリーン７６よりも−Ｚ軸方向の側の位置）から観察する前面投写式の構成としてもよい。また、集光レンズ７１、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、ライトバルブ７４、投写光学系７５、及びスクリーン７６の形状及び配置は、図示の例に限定されず、種々の変形が可能である。なお、「ライトバルブ」とは、画像表示素子を意味する。「画像表示素子」とは、光を画像光に変換する素子である。「画像光」とは、画像情報を有する光（すなわち、画像情報に応じて空間変調された光）のことである。以下、「ライトバルブ」を使った例を説明する。
【００１６】
《光源装置４》
図１に示されるように、実施の形態１に係る光源装置４は、第１の単色光源群１０００ａと、第２の単色光源群１０００ｂと、偏光選択及び波長選択素子（「偏光選択・波長選択素子」とも記す。）１４と、第１の蛍光体層１６ａと、第２の蛍光体層１６ｂとを有する。また、実施の形態１に係る光源装置４は、第１の平行化レンズ群１１００ａと、第２の平行化レンズ群１１００ｂと、光反射素子１２と、レンズ群１３と、第１の集光レンズ群１５ａと、第２の集光レンズ群１５ｂとを有することができる。また、図１に示されるように、実施の形態１に係る光源装置４は、第３の単色光源群１７ａ，１７ｂと、第３の平行化レンズ１８ａ，１８ｂと、色分離素子１９とを有することができる。
【００１７】
《第１の単色光源群１０００ａ及び第２の単色光源群１０００ｂ》
図２は、第１の単色光源群１０００ａ及び第２の単色光源群１０００ｂを概略的に示す正面図である。図２では、第１の単色光源１０ａ及び第２の単色光源１０ｂが、直交する２つの方向に、交互に配列されている。「直交する２つの方向」とは、図２上で上下方向と左右方向とである。第１の単色光源群１０００ａは、複数の第１の単色光源１０ａを含む。第１の単色光源１０ａは、一定の偏光方向を持つ第１の偏光光を出射する。第１の平行化レンズ群１１００ａは、複数の平行化レンズ１１ａを含む。第１の単色光源１０ａと平行化レンズ１１ａとは、１対１に対応している。第１の単色光源１０ａから出射された光は、平行化レンズ１１ａで平行化される。複数の第１の単色光源１０ａの配列として他の配列を採用してもよい。なお、「偏光光」とは、一定の偏光方向を持つ光のことで、「一定の偏光方向を持つ光」とは、例えば、偏光面が一つの平面に限られる直線偏光である。ここでは、偏光面が一つの平面に限られる直線偏光を偏光光として便宜上述べているが、直線偏光のみならず楕円偏光を出射する場合をも考慮している。なお、楕円偏光の場合でも、直線偏光と同様の効果が得られる。
【００１８】
第２の単色光源群１０００ｂは、複数の第２の単色光源１０ｂを含む。第２の単色光源１０ｂは、一定の偏光方向を持つ第２の偏光光を出射する。第２の偏光光の偏光方向は、第１の偏光光の偏光方向と９０度異なる。第２の平行化レンズ群１１００ｂは、複数の平行化レンズ１１ｂを含む。第２の単色光源１０ｂと平行化レンズ１１ｂとは、１対１に対応している。第２の単色光源１０ｂから出射された光は、平行化レンズ１１ｂで平行化される。複数の第２の単色光源１０ｂの配列として他の配列を採用してもよい。
【００１９】
複数の第１の単色光源１０ａの各々は、例えば、青色レーザ発光素子（青色レーザダイオード）である。複数の第２の単色光源１０ｂの各々は、例えば、青色レーザ発光素子（青色レーザダイオード）である。実施の形態１において、第１の単色光源１０ａから出射される光の波長帯域と、第２の単色光源１０ｂから出射される光の波長帯域とが、等しい場合を説明している。ただし、第１の単色光源１０ａから出射される光の波長帯域と、第２の単色光源１０ｂから出射される光の波長帯域とは、異なってもよい。
【００２０】
また、第１の単色光源１０ａから出射される光（例えば、青色レーザ光）は、一定の偏光方向を持つ第１の偏光光である。第２の単色光源１０ｂから出射される光（例えば、青色レーザ光）は、一定の偏光方向を持つ第２の偏光光である。第１の偏光光の偏光方向と第２の偏光光の偏光方向とは、９０度異なる。例えば、偏光選択・波長選択素子１４に入射する第１の偏光光はｐ偏光光であり、第２の偏光光はｓ偏光光である。
【００２１】
《第１の平行化レンズ群１１００ａ及び第２の平行化レンズ群１１００ｂ》
第１の平行化レンズ群１１００ａは、複数の第１の平行化レンズ１１ａを含む。第１の単色光源１０ａと第１の平行化レンズ１１ａとは、１対１に対応している。第１の単色光源１０ａから出射された光は、第１の平行化レンズ１１ａで平行化される。
【００２２】
第２の平行化レンズ群１１００ｂは、複数の第２の平行化レンズ１１ｂを含む。第２の単色光源１０ｂと第２の平行化レンズ１１ｂとは、１対１に対応している。第２の単色光源１０ｂから出射された光は、第２の平行化レンズ１１ｂで平行化される。
【００２３】
第１の平行化レンズ群１１００ａ及び第２の平行化レンズ群１１００ｂのそれぞれは、一体化されたアレイ状の１枚のレンズでもよい。第１の平行化レンズ群１１００ａ及び第２の平行化レンズ群１１００ｂのそれぞれをアレイ状の１枚のレンズとした場合には、第１の平行化レンズ１１ａ及び第２の平行化レンズ１１ｂの設置ばらつきによる光利用効率の低下を軽減できる。ここで、「設置ばらつき」とは、部品の加工公差又は部品の組立公差によって決まる部品の位置のばらつきを示す。「設置ばらつき」は、レンズの偏芯などに起因する。「偏芯」とは、レンズ又は光学素子の光軸が本来の光軸からずれることである。偏芯には、理想的な光軸に直角な平面内でレンズ又は光学素子の光軸がずれることによって発生する偏芯（ｄｅｃｅｎｔｅｒ）と、理想的な光軸に対しレンズ又は光学素子の光軸が傾く若しくは回転することによって発生する偏芯（ｔｉｌｔ）とがある。例えば、第１の平行化レンズ群１１００ａ及び第２の平行化レンズ群１１００ｂを樹脂を用いたアレイ状の１枚のレンズで形成した場合には、金型精度及び成形精度により、第１の平行化レンズ１１ａ及び第２の平行化レンズ１１ｂの設置ばらつきを抑えることができる。
【００２４】
《光反射素子１２》
光反射素子１２は、第１の単色光源１０ａから出射され第１の平行化レンズ１１ａを透過した第１の偏光光の光路を、９０度折り曲げる。また、光反射素子１２は、第２の単色光源１０ｂから出射され第２の平行化レンズ１１ｂを透過した第２の偏光光の光路を、９０度折り曲げる。光反射素子１２の光反射面は、例えば、青色の光を効率よく反射する銀コーティングによって形成されることが好ましい。なお、図１においては光反射素子１２を用いず、光路を折り曲げることなく第１の偏光光及び第２の偏光光をレンズ群１３に入射させてもよい。これにより、Ｘ軸方向の長さが短くなり、光源装置４の小型化を図ることができる。
【００２５】
《レンズ群１３》
レンズ群１３は、例えば、光反射素子１２からの光の光束径を小さくして、平行化するなどの機能を持つ。レンズ群１３は、例えば、第１レンズと第２レンズとを含む。ただし、レンズ群１３の構成は、図１に示す例に限定されない。レンズ群１３は、１枚のレンズで構成されることも可能である。また、レンズ群１３は、３枚以上のレンズで構成されることも可能である。また、光源装置４は、レンズ群１３を省略した構成とすることも可能である。以下の各実施の形態では、光束径を縮小する光学素子をレンズ群として示している。
【００２６】
《第１の集光レンズ群１５ａ及び第２の集光レンズ群１５ｂ》
第１の集光レンズ群１５ａは、例えば、レンズ群１３との組合せにより、第１の偏光光を集光する。第１の集光レンズ群１５ａは、第１集光レンズ１５ａ１と、第２集光レンズ１５ａ２とを含む。ただし、第１の集光レンズ群１５ａの構成は、図１に示す例に限定されない。第１の集光レンズ群１５ａは、１枚のレンズで構成されることも可能である。また、第１の集光レンズ群１５ａは、３枚以上のレンズで構成されることも可能である。第１の集光レンズ群１５ａは、１枚又は複数のレンズ構成等を考慮して、第１の集光素子１５ａとして表すことができる。
【００２７】
第２の集光レンズ群１５ｂは、例えば、レンズ群１３との組合せにより、第２の偏光光を集光する。第２の集光レンズ群１５ｂは、第３集光レンズ１５ｂ１と、第４集光レンズ１５ｂ２とを含む。ただし、第２の集光レンズ群１５ｂの構成は、図１に示す例に限定されない。第２の集光レンズ群１５ｂは、１枚のレンズで構成されることも可能である。また、第２の集光レンズ群１５ｂは、３枚以上のレンズで構成されることも可能である。第２の集光レンズ群１５ｂは、１枚又は複数のレンズ構成等を考慮して、第１の集光素子１５ａとして表すことができる。
【００２８】
《第１の蛍光体層１６ａ及び第２の蛍光体層１６ｂ》
第１の蛍光体層１６ａには、第１の偏光光が励起光として入射する。第１の蛍光体層１６ａは、第１の偏光光で励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する。第１の波長帯域の光は、例えば、赤色の波長帯域の光である。
【００２９】
第２の蛍光体層１６ｂには、第２の偏光光が励起光として入射する。第２の蛍光体層１６ｂは、第２の偏光光で励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する。第２の波長帯域の光は、例えば、緑色の波長帯域の光である。
【００３０】
《偏光選択・波長選択素子１４》
図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図１に示した偏光選択・波長選択素子１４の形状を概略的に示す側面図及び正面図である。図３（ａ）は、側面図である。図３（ｂ）は、正面図である。偏光選択・波長選択素子１４は、偏光選択機能と波長選択機能とを持つ。「偏光選択機能」とは、光の偏光方向により、光を反射又は透過する機能である。「波長選択機能」とは、光の波長により、光を反射又は透過する機能である。具体的に言えば、偏光選択・波長選択素子１４は、ｐ偏光光を透過し、ｓ偏光光を反射する特性（偏光選択機能）を有すると共に、誘電体多層膜で形成された色を分離する特性（波長選択機能）を有している。
【００３１】
偏光選択・波長選択素子１４は、偏光選択機能によって、第１の偏光光を透過させる。そして、第１の集光レンズ群１５ａは、第１の偏光光を集光して第１の蛍光体層１６ａに入射させる。また、偏光選択・波長選択素子１４は、偏光選択機能によって、第２の偏光光を反射させる。そして、第２の集光レンズ群１５ｂは、第２の偏光光を集光して第２の蛍光体層１６ｂに入射させる。
【００３２】
偏光選択・波長選択素子１４は、波長選択機能によって、第１の蛍光体層１６ａから放出された第１の波長帯域の光を反射する。偏光選択・波長選択素子１４は、波長選択機能によって、第２の蛍光体層１６ｂから放出された第２の波長帯域の光を透過する。
【００３３】
図４は、偏光選択・波長選択素子１４の波長に対する光透過特性を示す概略図である。図４において、横軸は光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸は光透過率［％］を示す。曲線２００ｐは、偏光選択・波長選択素子１４に入射するｐ偏光光の光透過特性を示す。曲線２００ｐは、一点鎖線で示されている。曲線２００ｓは、偏光選択・波長選択素子１４に入射するｓ偏光光の光透過特性を示す。曲線２００ｓは、破線で示されている。
【００３４】
曲線２００ｐ及び２００ｓで示すように、偏光選択・波長選択素子１４は、ｐ偏光光の光透過特性とｓ偏光光の光透過特性とに違いがある。図４では、例えば、曲線２００ｐは、４３０ｎｍ（より詳細に言えば、４３０ｎｍ付近）から光透過率が向上して、４４５ｎｍ（より詳細に言えば、４４５ｎｍ付近）で１００％の光透過率となっている。また、曲線２００ｐは、５９５ｎｍ（より詳細に言えば、５９５ｎｍ付近）から光透過率が低下して、６１０ｎｍ（より詳細に言えば、６１０ｎｍ付近）で０％の光透過率となっている。曲線２００ｓは、４４５ｎｍ（より詳細に言えば、４４５ｎｍ付近）から光透過率が向上して、４６０ｎｍ（より詳細に言えば、４６０ｎｍ付近）で１００％の光透過率となっている。また、曲線２００ｓは、５７５ｎｍ（より詳細に言えば、５７５ｎｍ付近）から光透過率が低下して、５９０ｎｍ（より詳細に言えば、５９０ｎｍ付近）で０％の光透過率となっている。ここで、「より詳細に言えば」とは、実際の部品を作製する際の特性のばらつきを考慮していることを示している。また、以下の記載においても同様である。
【００３５】
この光透過特性の違いから、図４に双方向矢印で示す波長帯域Ｗ１，Ｗ２の光は、ｐ偏光光であれば透過されるが、ｓ偏光光であれば反射される。すなわち、偏光選択・波長選択素子１４は、図４に双方向矢印で示す波長帯域Ｗ１，Ｗ２の光について、偏光選択素子として用いることができる。また、偏光選択・波長選択素子１４は、図４に双方向矢印で示す波長帯域Ｗ１，Ｗ２以外の光については、波長選択素子（色帯域フィルタ）として用いることができる。なお、図４では、波長帯域Ｗ１は、４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの間の帯域（より詳細に言えば、概ね４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの間の帯域）である。波長帯域Ｗ２は、５８５ｎｍから６００ｎｍまでの間の帯域（より詳細に言えば、概ね５８５ｎｍから６００ｎｍまでの間の帯域）である。ここで、一般的に長波長側の波長帯域Ｗ２は、短波長側の波長帯域Ｗ１より広くなる。また、波長帯域Ｗ１に関しては、４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの間で、例えば、ｐ偏光光の光透過率が９０％以上として、ｓ偏光光の反射率が９０％以上とする。さらに、４４０ｎｍ未満の特性は問わない。例えば、４２５ｎｍにおいてｐ偏光光の光透過率が３０％でもよく、ｓ偏光光の反射率が６０％でもよい。偏光選択機能を使用する波長帯域が重要である。ここでは、４４０ｎｍから４５０ｎｍの範囲内の偏光光に対する光透過率及び反射率の特性が重要となる。なお、波長帯域Ｗ２に関しては、本実施の形態では偏光選択機能ではなく、波長選択機能を使用するため、波長帯域Ｗ２は重要ではなく、赤色の波長の偏光光が反射すればよい。つまり、波長帯域Ｗ２が５８５ｎｍから６００ｎｍの場合には、６００ｎｍより長波長側の反射率は偏光方向に関わらず高いことが好ましい。
【００３６】
図４において、励起用の青色レーザ光は、曲線２００で示している。曲線２００は、レーザ光を示すので、比較的波長帯域が狭い。図４では、励起用の青色レーザ光の波長帯域は、例えば、４４４ｎｍから４４６ｎｍまでの帯域である。図４は、第１の蛍光体層１６ａが赤色の波長帯域の光を出射し、第２の蛍光体層１６ｂが緑色の波長帯域の光を出射する場合の、偏光選択・波長選択素子１４の特性を示している。図４では、第１の単色光源１０ａからの第１の偏光光の中心波長を４４５［ｎｍ］として、第２の単色光源１０ｂからの第２の偏光光の中心波長も４４５［ｎｍ］とした場合を例示している。しかし、例えば、これらの中心波長を、４６５［ｎｍ］とする光源を、第１の単色光源１０ａ及び第２の単色光源１０ｂとしてもよい。この場合、偏光選択・波長選択素子１４の曲線２００ｓが４７０ｎｍ以下で反射し、かつ曲線２００ｐが４６０ｎｍ以下で反射するようにすればよい。つまり、４６０ｎｍから４７０ｎｍの波長帯域でｐ偏光光が９０％以上透過し、ｓ偏光光が９０％以上反射すればよい。
【００３７】
偏光選択・波長選択素子１４を透過した光は、第１の集光レンズ群１５ａによって第１の蛍光体層１６ａに集光する。偏光選択・波長選択素子１４で反射した光は、第２の集光レンズ群１５ｂによって第２の蛍光体層１６ｂに集光する。ここで、第１の集光レンズ群１５ａと第２の集光レンズ群１５ｂとは異なる設計であることが好ましい。例えば、レンズ１５ａ１，１５ｂ１を球面レンズとして、レンズ１５ａ２，１５ｂ２を非球面レンズとした場合には、蛍光体層１６ａ，１６ｂに一番目に近いレンズ１５ａ１，１５ｂ１のレンズの厚み、曲率及び位置等を蛍光体層１６ａ，１６ｂから励起される光の色に対応させて設計する。レンズ１５ａ１は、第１の蛍光体層１６ａに一番目に近いレンズである。レンズ１５ｂ１は、第２の蛍光体層１６ｂに一番目に近いレンズである。レンズ１５ａ２は、第１の蛍光体層１６ａに二番目に近いレンズである。レンズ１５ｂ２は、第２の蛍光体層１６ｂに二番目に近いレンズである。これにより、色収差が軽減されるため、光強度均一化素子７２へ集光される光の効率を向上させることができる。また、二番目に近いレンズ１５ａ２，１５ｂ２は、非球面レンズであるため、コストの観点から共用化することが望ましい。この場合には、二番目に近いレンズ１５ａ２，１５ｂ２は、分散が小さい硝材を選択することが好ましい。「分散が小さい」とは、アッベ数が大きいことである。また、「分散が小さい」とは、波長による屈折率依存性が小さいことである。
【００３８】
第１の蛍光体層１６ａは、励起光により赤色の波長帯域の光が励起される。また、第２の蛍光体層１６ｂは、励起光により緑色の波長帯域の光が励起される。ここでは、青色レーザ光によって励起された場合を示す。つまり、励起光は、青色レーザ光である。
【００３９】
《第３の単色光源１７ａ，１７ｂ及び平行化レンズ１８ａ，１８ｂ》
第３の単色光源１７ａ，１７ｂは、例えば、青色レーザ光源である。平行化レンズ１８ａ，１８ｂは、第３の単色光源１７ａ，１７ｂから出射された光を平行な光束の光として出射する。
【００４０】
《色分離素子１９》
色分離素子１９は、例えば、誘電体多層膜で形成されている。色分離素子１９は、赤色及び緑色を透過して、青色を反射する特性を有している。第３の単色光源１７ａ，１７ｂからの光は、色分離素子１９によって反射される。そして、第３の単色光源１７ａ，１７ｂからの光は、集光レンズ７１により、光強度均一化素子７２に集光される。また、偏光選択・波長選択素子１４から色分離素子１９に入射した光は、色分離素子１９を透過する。そして、偏光選択・波長選択素子１４から色分離素子１９に入射した光は、集光レンズ７１により、光強度均一化素子７２に集光される。
【００４１】
《光強度均一化素子７２》
第１の蛍光体層１６ａ、第２の蛍光体層１６ｂ及び第３の単色光源１７ａ，１７ｂから出射した光束は、集光レンズ７１により光強度均一化素子７２に集光される。図５は、光強度均一化素子７２の斜視図である。図５に示されるように、光強度均一化素子７２は、入射面７２ａから入射した光束を、光束の断面内における光強度を均一化する。「光束の断面内」とは、光強度均一化素子７２の光軸Ｃ１に直交する平面内のことである。「光強度を均一化する」とは、照度むらを低減することである。そして、光強度均一化素子７２は、光強度が均一化された光束を出射面７２ｂから出射する。つまり、光強度均一化素子７２は、入射した光束の光強度を光軸Ｃ１に直交する平面内で均一化して出射する機能を持つ。
【００４２】
光強度均一化素子７２は、一般的に、ガラス又は樹脂等の透明材料で作られる。光強度均一化素子７２として、側壁の内側が全反射面となるように構成された多角形柱状のロッドがある。すなわち、光軸Ｃ１に直交する平面の断面形状が多角形の柱状部材である。また、光強度均一化素子７２としては、光反射面を内側にして筒状に組み合わされ、断面形状が多角形のパイプ（管状部材）がある。光強度均一化素子７２が多角形の柱状のロッドである場合には、光強度均一化素子７２は、透明材料と空気との界面における全反射作用を利用して、入射した光を複数回反射させた後に出射面７２ｂから出射させる。光強度均一化素子７２が多角形のパイプである場合には、光強度均一化素子７２は、内側を向く表面鏡の反射作用を利用して、入射した光を複数回反射させた後に出射面７２ｂから出射させる。光強度均一化素子７２は、光束の進行方向に適当な長さを確保すれば、光を内部で複数回反射させることができる。内部で複数回反射した光は、光強度均一化素子７２の出射面７２ｂで重畳される。このため、光強度均一化素子７２の出射面７２ｂにおいては、均一な光強度分布が得られる。
【００４３】
《リレーレンズ群７３》
光強度均一化素子７２で強度が均一化された光束は、リレーレンズ群７３により、ライトバルブ７４に導かれる。ここで、図１のリレーレンズ群７３は３枚構成であるがこれに限られない。リレーレンズ群７３は４枚構成でもよく、非球面形状のレンズを用いてもよい。また、リレーレンズ群７３は、レンズのみならず、平面ミラー及び曲面ミラーを用いてライトバルブ７４に光束を導くように構成されてもよい。
【００４４】
《ライトバルブ７４》
ライトバルブ７４は、例えば、液晶ライトバルブ又はＤＭＤなどである。ライトバルブ７４は、ＷＯ２００５−０２６８３５号公報（以下、特許文献３とよぶ。）の段落０００５及び図１３に開示されているように、液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置は、複数のレンズセルをマトリクス状に配列した第１レンズアレイ及び第２レンズアレイを用いて光強度の均一化を図ると同時に、第２レンズアレイの後段に偏光変換素子を用いて偏光方向を揃えることにより、光利用効率を向上させる。しかし、図１のような偏光方向を揃える機能を有していない光強度均一化素子７２を用いた投写型表示装置１においては、特に赤色の光束と緑色の光束との偏光方向が揃っていないため、光利用効率を高めるという観点で判断すれば、ＤＭＤを用いることが好ましい。実施の形態１では、１枚のＤＭＤを示しているが、３枚のＤＭＤを用いてもよい。その際には、実施の形態１によると、赤の光、緑の光及び青の光を常時点灯させることが可能となるため、ＤＭＤの時分割駆動の影響による明るさの低下が抑制される。
【００４５】
《効果》
以上に説明したように、実施の形態１に係る光源装置４及び投写型表示装置１は、偏光選択・波長選択素子１４を用いて、励起用の光源である青色レーザ発光素子からのレーザ光を分離する。そして、青色レーザ発光素子を常時点灯させる場合には、常時、赤色の光及び緑色の光を出射することが可能となる。また、偏光の異なる青色レーザ発光素子を選択して点灯させる場合には、色ごとに入力画像に応じた光量の光を出射することができる。そのため、光源装置４及び投写型表示装置１は、光利用効率が向上するという効果を得ることができる。
【００４６】
また、第１の蛍光体層１６ａ及び第２の蛍光体層１６ｂに関して、各々の集光レンズ群を独立させることができるため、赤色及び緑色に応じた集光レンズ群の設計を行うことが可能となる。このため、光源装置４及び投写型表示装置１は、光強度均一化素子７２への集光効率が向上するという効果を得ることができる。
【００４７】
《変形例》
図６は、偏光選択・波長選択素子１４の波長に対する光透過特性の他の例を示す概略図である。図６において、横軸は光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸は光透過率［％］を示す。曲線２０１ｐは、偏光選択・波長選択素子１４に入射するｐ偏光光の光透過特性を示す。曲線２０１ｓは、偏光選択・波長選択素子１４に入射するｓ偏光光の光透過特性を示す。
【００４８】
曲線２０１ｐ及び２０１ｓで示すように、偏光選択・波長選択素子１４は、ｐ偏光光の光透過特性とｓ偏光光の光透過特性とに違いがある。図６では、曲線２０１ｓは、４３０ｎｍ（より詳細に言えば、４３０ｎｍ付近）から光透過率が低下して、４４５ｎｍ（より詳細に言えば、４４５ｎｍ付近）で０％の光透過率となっている。また、曲線２０１ｓは、５９５ｎｍ（より詳細に言えば、５９５ｎｍ付近）から光透過率が向上して、６１０ｎｍ（より詳細に言えば、６１０ｎｍ付近）で１００％の光透過率となっている。曲線２０１ｐは、４４５ｎｍ（より詳細に言えば、４４５ｎｍ付近）から光透過率が低下して、４６０ｎｍ（より詳細に言えば、４６０ｎｍ付近）で０％の光透過率となっている。また、曲線２０１ｐは、５７５ｎｍ（より詳細に言えば、５７５ｎｍ付近）から光透過率が向上して、５９０ｎｍ（より詳細に言えば、５９０ｎｍ付近）で１００％の光透過率となっている。
【００４９】
この光透過特性の違いから、図６に双方向矢印で示す波長帯域Ｗ３，Ｗ４の光は、ｐ偏光光であれば偏光選択・波長選択素子１４を透過するが、ｓ偏光光であれば偏光選択・波長選択素子１４で反射される。すなわち、偏光選択・波長選択素子１４は、図６に双方向矢印で示す波長帯域Ｗ３，Ｗ４の光について、偏光選択素子として用いることができる。また、偏光選択・波長選択素子１４は、図６に双方向矢印で示す波長帯域Ｗ３，Ｗ４以外の光については、波長選択素子（色帯域フィルタ）として用いることができる。
【００５０】
なお、図６では、波長帯域Ｗ３は、４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの間の帯域（より詳細に言えば、概ね４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの間の帯域）、波長帯域Ｗ４は、５８５ｎｍから６００ｎｍまでの間の帯域（より詳細に言えば、概ね５８５ｎｍから６００ｎｍまでの間の帯域）である。ここで、一般的に長波長側の波長帯域Ｗ４は、短波長側の波長帯域Ｗ３より広くなる。また、波長帯域Ｗ３に関しては、４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの間で、例えば、ｐ偏光光の光透過率が９０％以上、ｓ偏光光の反射率が９０％以上とする。さらに、４４０ｎｍ未満の特性は問わない。例えば、４２５ｎｍにおいてｐ偏光光の光透過率が６０％、ｓ偏光光の反射率が３０％でもよい。偏光選択機能を使用する波長帯域、ここでは４４０ｎｍから４５０ｎｍの範囲内の偏光光に対する光透過率及び反射率の特性が重要となる。
【００５１】
なお、波長帯域Ｗ４に関しては、本実施の形態では偏光選択機能ではなく、波長選択機能を使用するため、波長帯域Ｗ４は重要ではなく、赤色の波長の偏光光が透過すればよい。つまり、波長帯域Ｗ４が５８５ｎｍから６００ｎｍの場合、６００ｎｍより長波長側の光透過率は偏光方向に関わらず高いことが好ましい。
【００５２】
図６において、励起用の青色レーザ光は、曲線２００で示している。曲線２００は、レーザ光を示すので、比較的波長帯域が狭い。図６では、励起用の青色レーザ光の波長帯域は、例えば、４４４ｎｍから４４６ｎｍまでである。図６は、第１の蛍光体層１６ａが緑色の波長帯域の光を出射し、第２の蛍光体層１６ｂが赤色の波長帯域の光を出射する場合の、偏光選択・波長選択素子１４の特性を示している。図６では、第１の単色光源１０ａからの第１の偏光光の中心波長を４４５［ｎｍ］として、第２の単色光源１０ｂからの第２の偏光光の中心波長も４４５［ｎｍ］とした場合を例示している。しかし、例えば、これらの中心波長を、４６５［ｎｍ］とする光源を、第１の単色光源１０ａ及び第２の単色光源１０ｂとしてもよい。この場合、偏光選択・波長選択素子１４の曲線２０１ｐが４７０ｎｍ以下で透過、かつ曲線２０１ｓが４６０ｎｍ以下は透過するようにすればよい。つまり、４６０ｎｍから４７０ｎｍの波長帯域でｐ偏光光が９０％以上透過し、ｓ偏光光が９０％以上反射すればよい。
【００５３】
実施の形態１では、第１の蛍光体層１６ａ及び第２の蛍光体層１６ｂは、平板に塗布されている場合を示している。しかし、蛍光体層１６ａ，１６ｂは、モータなどの駆動力で回転する回転板に塗布されてもよい。この場合には、第１の回転板に第１の蛍光体層１６ａを塗布し、第２の回転板に第２の蛍光体層１６ｂを塗布した構成とする。固定式の平板の上に第１の蛍光体層１６ａを塗布し、固定式の平板の上に第２の蛍光体層１６ｂを塗布した場合には、第１の蛍光体層１６ａ及び第２の蛍光体層１６ｂの背面にヒートシンク等の冷却構造を設けることが一般的である。しかし、第１の回転板及び第２の回転板を用いた場合には、冷却構造を省略することができる。なぜなら、回転板を用いた場合には、光が照射される部分が常時変わるので、蛍光体の温度上昇が抑えられるからである。ただし、固定式の平板に第１の蛍光体層１６ａを備え、他の固定式の平板に第２の蛍光体層１６ｂを備えた場合には、回転板を用いないため、モータによる振動音及びモータの寿命等の影響を受けない利点がある。
【００５４】
実施の形態１では、第３の単色光源１７ａ，１７ｂは、青色レーザ発光素子を示しているが、青色ＬＥＤでもよい。ただし、その場合には、レーザ発光素子と比較して、ＬＥＤは光の発散角度が大きいため、第３の平行化レンズ１８ａ及び第３の平行化レンズ１８ｂを非球面レンズとする、あるいはレンズ枚数を増やす必要がある。又は、集光レンズ群１５ａ，１５ｂで使用している非球面レンズを共用することにより、光束を平行化する必要がある。
【００５５】
光源装置４は、第１の単色光源群１０００ａ、第２の単色光源群１０００ｂ、偏光選択・波長選択素子１４、第１の蛍光体層１６ａ及び第２の蛍光体層１６ｂを有する。第１の単色光源群１０００ａは、一定の偏光方向を持つ第１の偏光光を出射する。第２の単色光源群１０００ｂは、一定の偏光方向を持つ第２の偏光光を出射する。第１の蛍光体層１６ａは、励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する。第２の蛍光体層１６ｂは、励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する。偏光選択・波長選択素子１４は、第１の偏光光を透過させることによって第１の偏光光を第１の蛍光体層１６ａに入射させ、第２の偏光光を反射させることによって第２の偏光光を第２の蛍光体層１６ｂに入射させる。偏光選択・波長選択素子１４は、第１の蛍光体層１６ａから放出された第１の波長帯域の光を反射させ、第２の蛍光体層１６ｂから放出された第２の波長帯域の光を透過させる。
【００５６】
第２の偏光光は、第１の偏光光の偏光方向と９０°異なる偏光方向を持つ。
【００５７】
光源装置４は、偏光選択・波長選択素子１４と第１の蛍光体層１６ａとの間の第１の偏光光の光路上に配置された第１の集光素子１５ａと、偏光選択・波長選択素子１４と第２の蛍光体層１６ｂとの間の第２の偏光光の光路上に配置された第２の集光素子１５ｂとを有する。なお、上述のように、集光レンズ群１５ａ，１５ｂは、１枚又は複数のレンズ構成等を考慮して、集光素子１５ａ，１５ｂとして表すことができる。
【００５８】
光源装置４は、第３の単色光源群１７００及び光路変更素子１９を有する。第３の単色光源群１７００は、第３の波長帯域の光を出射する。光路変更素子１９は、第３の波長帯域の光の光路を、偏光選択・波長選択素子１４で反射した第１の波長帯域の光の光路と偏光選択・波長選択素子１４を透過した第２の波長帯域の光の光路との共通の光路と、同じ光路にする。
【００５９】
第１の偏光光は、偏光選択・波長選択素子１４への入射時においてｐ偏光光であり、第２の偏光光は、偏光選択・波長選択素子１４への入射時においてｓ偏光光である。
【００６０】
第１の偏光光は、青色レーザ光であり、第２の偏光光は、青色レーザ光である。
【００６１】
第１の集光素子１５ａと第２の集光素子１５ｂとは、異なる光学特性を持っている。
【００６２】
光源装置４は、第１の単色光源群１０００ａから偏光選択・波長選択素子１４までの間の第１の偏光光の光路と第２の単色光源群１０００ｂから偏光選択・波長選択素子１４までの間の第２の偏光光の光路との共通の光路上に配置され、第１の偏光光の光束径及び第２の偏光光の光束径を縮小する光学素子１３をさらに有する。なお、実施の形態では、光束径を縮小する光学素子をレンズ群として示している。
【００６３】
第１の波長帯域の光及び前記第２の波長帯域の光の一方は赤色光であり、他方は緑色光である。第１の波長帯域の光は、第１の蛍光体層１６ａの発する光である。また、第２の波長帯域の光は、第２の蛍光体層１６ｂの発する光である。
【００６４】
投写型表示装置１は、光源装置４、光強度均一化素子７２、ライトバルブ７４及び投写光学系７５を備える。光強度均一化素子７２は、光源装置４からの光の強度を均一化する。ライトバルブ７４は、光強度均一化素子７２で生成された均一化された光を画像光に変更する投写光学系７５は、ライトバルブ７４で生成された画像光を拡大投写する。
【００６５】
投写型表示装置１は、投写光学系７５によって画像光が投写されるスクリーン７６をさらに有することができる。この投写型表示装置１は、例えば、リアプロジェクションテレビと呼ばれる。リアプロジェクションテレビは、画面に見立てたスクリーンの背面から内蔵プロジェクターで投影する形で表示する大型テレビである。
【００６６】
実施の形態２．
図７は、実施の形態２に係る光源装置５を含む投写型表示装置２の構成を概略的に示す図である。図７には、説明を容易にするためにＸＹＺ直交座標系が示されている。Ｘ軸方向は、図７における縦方向である。図７において、下から上に向かう方向が＋Ｘ軸方向であり、上から下に向かう方向が−Ｘ軸方向である。偏光選択・波長選択素子２４よりも＋Ｘ軸方向の側に、レンズ群２３、偏光選択素子２２、第１の平行化レンズ２１ａ、第２の平行化レンズ２１ｂ、第１の単色光源２０ａ及び第２の単色光源２０ｂが配置されている。Ｙ軸方向は、図７が描かれた紙面に対して垂直方向である。＋Ｙ軸方向は、紙面の裏側（奥側）から手前側に向かう方向であり、−Ｙ軸方向は、紙面の手前側から裏側（奥側）に向かう方向である。Ｚ軸方向は、図７における左右方向である。図７において、左から右に向かう方向が＋Ｚ軸方向であり、右から左に向かう方向が−Ｚ軸方向である。偏光選択・波長選択素子２４よりも＋Ｚ軸方向の側に、色分離素子２９、集光レンズ７１、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、画像表示素子７４、投写光学系７５及びスクリーン７６が配置されている。
【００６７】
実施の形態２に係る光源装置５は、光反射素子１２に代えて偏光選択素子２２を用いている点で、実施の形態１に係る光源装置４と異なる。図７において、図１（実施の形態１）で示した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付しその説明を省略する。実施の形態１の構成要素と同一の構成要素は、集光レンズ７１、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、画像表示素子７４、投写光学系７５及びスクリーン７６である。また、次に示す構成要素は、実施の形態１における対応する構成要素に付された符号と異なる符号で示されているが、構成（形状、構造、材質などを含む）及び機能は実施の形態１における対応する構成要素の構成及び機能と同じである。そのため、説明を省略した部分に関しては、実施の形態１で説明した内容と同じである。実施の形態２において、実施の形態１の構成要素と構成及び機能が同じであるが、実施の形態１で用いた符号と異なる符号で示されている構成要素は、第１の単色光源２０ａ、第２の単色光源２０ｂ、第１の平行化レンズ２１ａ、第２の平行化レンズ２１ｂ、第１の単色光源群２０００ａ、第２の単色光源群２０００ｂ、レンズ群２３、偏光選択・波長選択素子２４、第１の集光レンズ群２５ａ、第２の集光レンズ群２５ｂ、第１の蛍光体層２６ａ、第２の蛍光体層２６ｂ、第３の単色光源２７ａ，２７ｂ、第３の平行化レンズ２８ａ，２８ｂ及び色分離素子２９である。
【００６８】
図７に示されるように、実施の形態２に係る投写型表示装置２は、光源装置５、光強度均一化素子７２と、画像表示素子としてのライトバルブ７４、及び投写光学系７５を有する。また、投写型表示装置２は、集光レンズ７１、リレーレンズ群７３、及びスクリーン７６を有することができる。図７に示されるように、実施の形態２に係る光源装置５は、第１の単色光源群２０００ａと、第２の単色光源群２０００ｂと、偏光選択・波長選択素子２４と、第１の蛍光体層２６ａと、第２の蛍光体層２６ｂと、偏光選択素子２２とを有する。また、実施の形態２に係る光源装置５は、第１の平行化レンズ群２１００ａと、第２の平行化レンズ群２１００ｂと、レンズ群２３と、第１の集光レンズ群２５ａと、第２の集光レンズ群２５ｂとを有することができる。また、図７に示されるように、実施の形態２に係る光源装置５は、第３の単色光源群２７ａ，２７ｂと、第３の平行化レンズ２８ａ，２８ｂと、色分離素子２９とを有することができる。
【００６９】
実施の形態２に係る光源装置５は、第１の偏光光を出射する第１の単色光源群２０００ａ及び第１の平行化レンズ群２１００ａと、第２の偏光光を出射する第２の単色光源群２０００ｂ及び第２の平行化レンズ群２１００ｂとを離れた位置に配置している。ここでは、第１の単色光源群２０００ａから出射した第１の偏光光は、４５度の入射角で偏光選択素子２２の一方の面（図７における右上を向く面）に入射する。第２の単色光源群２０００ｂから出射した第２の偏光光は、４５度の入射角で偏光選択素子２２の他方の面（図７における左下を向く面）に入射する。偏光選択素子２２を用いて、第１の偏光光と第２の偏光光とを偏光選択・波長選択素子２４に向かう光束としている。つまり、図７では、偏光選択素子２２は、第１の偏光光を透過している。また、偏光選択素子２２は、第２の偏光光を反射している。偏光選択素子２２は、第１の偏光光及び第２の偏光光を合成して、１つの光束としている。偏光選択素子２２で合成された光束は、偏光選択素子２２からレンズ群２３に向けて出射されている。
【００７０】
この点以外について、実施の形態２に係る光源装置５は、実施の形態１に係る光源装置４と同じである。実施の形態２によれば、第１の単色光源２０ａの配置及び第２の単色光源２０ｂの配置の選択の自由度が広くなり、光源装置５の設計が容易になる。また、光源の配列密度を高めることができるので、より高い照射光量を実現できる。つまり、偏光選択素子２２は、第１の偏光光及び第２の偏光光を合成するため、実施の形態１に比べて、同じ光量で細い光束を作ることができる。このため、実施の形態２においては、光束の単位面積当たりの光量は向上する。また、図７において、レンズ群２３以降の部品（例えば、偏光選択・波長選択素子２４、色分離素子２９、及び集光レンズ７１）の大きさを小さくすることができる。
【００７１】
図８は、偏光選択素子２２の光透過特性を示す概略図である。図８において、横軸は光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸は光透過率［％］を示す。曲線４００ｐは、偏光選択素子２２に入射するｐ偏光光の光透過特性を示す。曲線４００ｐは、一点鎖線で示されている。曲線４００ｓは、偏光選択素子２２に入射するｓ偏光光の光透過特性を示す。曲線４００ｓは、破線で示されている。
【００７２】
曲線４００ｐ及び４００ｓで示すように、偏光選択素子２２は、ｐ偏光光の光透過特性とｓ偏光光の光透過特性とに違いがある。第１の単色光源２０ａ及び第２の単色光源２０ｂが青色レーザ発光素子の場合には、偏光選択素子２２の特性は、図８に示すようになっている。曲線４００ｐは、４４５ｎｍ（より詳細に言えば、４４５ｎｍ付近）から光透過率が低下して、４６０ｎｍ（より詳細に言えば、４６０ｎｍ付近）で０％の光透過率となっている。曲線４００ｓは、４３０ｎｍ（より詳細に言えば、４３０ｎｍ付近）から光透過率が低下して、４４５ｎｍ（より詳細に言えば、４４５ｎｍ付近）で０％の光透過率となっている。
【００７３】
この光透過特性の違いから、図８に双方向矢印で示す波長帯域Ｗ５の光は、ｐ偏光光であれば透過されるが、ｓ偏光光であれば反射される。すなわち、偏光選択素子２２は、図８に双方向矢印で示す波長帯域Ｗ５の光について、偏光選択素子として用いることができる。また、偏光選択素子２２は、図８に双方向矢印で示す波長帯域Ｗ５以外の光については、波長選択素子（色帯域フィルタ）として用いることができる。なお、図８では、波長帯域Ｗ５は、４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの間である。また、波長帯域Ｗ５に関しては、４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの間で、例えば、ｐ偏光光の光透過率が９０％以上として、ｓ偏光光の反射率が９０％以上とする。さらに、４４０ｎｍ未満の特性は問わない。例えば、４２５ｎｍにおいてｐ偏光光の光透過率が６０％でもよく、ｓ偏光光の反射率が３０％でもよい。偏光選択機能を使用する波長帯域が重要で、ここでは４４０ｎｍから４５０ｎｍの範囲内の偏光光に対する光透過率及び反射率の特性が重要となる。
【００７４】
第１の単色光源２０ａ及び第２の単色光源２０ｂの中心波長を４４５［ｎｍ］とした際に、偏光選択素子２２は、４６０［ｎｍ］より波長が長い光を反射する特性を有している。ここで、第１の単色光源２０ａ及び第２の単色光源２０ｂの中心波長を４４５［ｎｍ］としている。しかし、中心波長を４６５［ｎｍ］としてもよい。この場合には、偏光選択素子２２の曲線４００ｐが４７０ｎｍ以下で透過し、かつ曲線４００ｓが４６０ｎｍまで透過するようにすればよい。また、４６５［ｎｍ］の光が、第１の蛍光体層２６ａを励起して、第１の蛍光体層２６ａが赤色の光を出射すればよい。４６５［ｎｍ］の光が、第２の蛍光体層２６ｂを励起して第２の蛍光体層２６ｂが緑色の光を出射すればよい。ここで、偏光選択・波長選択素子２４の特性によって、第１の蛍光体層２６ａ及び第２の蛍光体層２６ｂで励起される色は決定される。
【００７５】
偏光選択素子２２は、色分離フィルタの特性を有する誘電体多層膜で形成されている。実施の形態２では、偏光選択素子２２は、平板形状の素子である。第１の単色光源２０ａがｐ偏光光を出射し、第２の単色光源２０ｂがｓ偏光光を出射する場合を示している。
【００７６】
偏光選択・波長選択素子２４の特性は、実施の形態１の偏光選択・波長選択素子１４の特性と同様である。偏光選択・波長選択素子２４は、図４又は図６と同様の波長に対する光透過特性を有する。図４は、第１の蛍光体層２６ａが赤色の波長帯域の光を出射する場合の特性を示している。また、第２の蛍光体層２６ｂが緑色の波長帯域の光を出射する場合の特性を示している。また、図６は、第１の蛍光体層２６ａが緑色の波長帯域の光を出射する場合の特性を示している。また、第２の蛍光体層２６ｂが赤色の波長帯域の光を出射する場合の特性を示している。
【００７７】
第１の単色光源２０ａが第１の偏光光を出射し、第２の単色光源２０ｂが第２の偏光光を出射する場合には、一般的に、第１の単色光源２０ａから出射される第１の偏光光及び第２の単色光源２０ｂから出射される第２の偏光光の偏光成分は、偏光度が１００％ではない。このため、第１の偏光光は、偏光成分の若干異なる偏光光を有している。また、第２の偏光光は、偏光成分の若干異なる偏光光を有している。実施の形態２によると、偏光選択・波長選択素子２４は、第１の単色光源２０ａから入射するｓ偏光成分の光を排除することが可能となる。偏光選択・波長選択素子２４は、第２の単色光源２０ｂから入射するｐ偏光成分の光を排除することが可能となる。同様に、偏光選択素子２２は、第１の単色光源２０ａから入射するｓ偏光成分の光を排除することが可能となる。偏光選択素子２２は、第２の単色光源２０ｂから入射するｐ偏光成分の光を排除することが可能となる。
【００７８】
これらにより、例えば、第１の単色光源２０ａだけを点灯した際に、第１の単色光源２０ａから出射される光の内、ｓ偏光成分の光は、偏光選択素子２２で反射される。このため、第１の単色光源２０ａから出射される光の内、第２の蛍光体層２６ｂに向かうｓ偏光成分の光がなくなる。このため、第２の蛍光体層２６ｂ（緑色の蛍光体）は光を放射せず、赤色と緑色との混色を防ぐことが可能となる。
【００７９】
また、実施の形態２においては、実施の形態１と比較して、第１の単色光源２０ａと第２の単色光源２０ｂとの間隔を大きくすることが可能となる。光源装置においては、光源は発熱体となる。第１の単色光源２０ａと第２の単色光源２０ｂとの間隔を大きくすることで、発熱体の密度をさげ、熱の分散を容易にできる。このため、第１の単色光源２０ａ及び第２の単色光源２０ｂの光出力の効率が向上する。また、光源の冷却構造を簡素化することが可能となる。そして、光源装置をより小型化することができる。
【００８０】
また、偏光選択素子２２の光透過特性と偏光選択・波長選択素子２４の光透過特性を同等（図４又は図６の特性）とした場合においても、第１の偏光光の偏光成分の偏光度及び第２の偏光光の偏光成分の偏光度は１００％ではないために生じる混色を、光源装置５は防ぐことが可能である。第１の偏光光は、第１の単色光源２０ａから出射される光である。第２の偏光光は、第２の単色光源２０ｂから出射される光である。従って、偏光選択素子２２の光透過特性と偏光選択・波長選択素子２４の光透過特性とを同等とすることにより、混色を防ぐことが可能となる。また、偏光選択素子２２及び偏光選択・波長選択素子２４は、同一のロットでの加工が可能となる。このため、偏光選択素子２２及び偏光選択・波長選択素子２４の作製が簡素化されるため、低コスト化が図れる。また、偏光選択素子２２及び偏光選択・波長選択素子２４が同一のロットとなるため、各々の光透過特性のばらつきが抑えられて、混色を防ぐことの品質が向上する。ここで、実施の形態２は、第１の単色光源２０ａの中心波長及び第２の単色光源２０ｂの中心波長が、４４５ｎｍに対して±５ｎｍ以上ばらつくことにより生じる混色を防ぐ効果もある。
【００８１】
偏光選択素子２２は、第１の偏光光及び第２の偏光光のうちの一方を透過させ、他方を反射させることによって、第１の偏光光の進行方向及び第２の偏光光の進行方向を偏光選択・波長選択素子２４に向ける。
【００８２】
偏光選択・波長選択素子２４についての波長に対する光透過率の変化を示す光透過特性と偏光選択素子２２についての波長に対する光透過率の変化を示す光透過特性とは等しい。なお、偏光選択の特性を有していれば、偏光選択素子２２は、偏光選択・波長選択素子２４と同一の特性でなくとも混色を防ぐ効果は得られる。
【００８３】
実施の形態３．
図９は、実施の形態３に係る光源装置６を含む投写型表示装置３の構成を概略的に示す図である。図９には、説明を容易にするためにＸＹＺ直交座標系が示されている。Ｘ軸方向は、図９における縦方向である。図９において、下から上に向かう方向が＋Ｘ軸方向であり、上から下に向かう方向が−Ｘ軸方向である。偏光選択・波長選択素子３４よりも＋Ｘ軸方向の側に、レンズ群３３、光反射素子３２、第１の平行化レンズ３１ａ、第２の平行化レンズ３１ｂ、第１の単色光源３０ａ及び第２の単色光源３０ｂが配置されている。Ｙ軸方向は、図９が描かれた紙面に対して垂直方向である。＋Ｙ軸方向は、紙面の裏側（奥側）から手前側に向かう方向であり、−Ｙ軸方向は、紙面の手前側から裏側（奥側）に向かう方向である。Ｚ軸方向は、図９における左右方向である。図９において、左から右に向かう方向が＋Ｚ軸方向であり、右から左に向かう方向が−Ｚ軸方向である。偏光選択・波長選択素子３４よりも＋Ｚ軸方向の側に、色分離素子３９、集光レンズ７１、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、画像表示素子７４、投写光学系７５及びスクリーン７６が配置されている。
【００８４】
実施の形態３に係る光源装置６は、レンズアレイ群８０及びレンズ８１を更に有する点で、実施の形態１に係る光源装置４と異なる。図９において、図１（実施の形態１）で示した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付しその説明を省略する。実施の形態１と同一の構成要素は、集光レンズ７１、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、画像表示素子７４、投写光学系７５及びスクリーン７６である。また、次に示す構成要素は、実施の形態１における対応する構成要素に付された符号と異なる符号で示されているが、構成（形状、構造、材質などを含む）及び機能は実施の形態１における対応する構成要素の構成及び機能と同じである。そのため、説明を省略した部分に関しては、実施の形態１で説明した内容と同じである。実施の形態３において、実施の形態１の構成要素と構成及び機能が同じであるが、実施の形態１で用いた符号と異なる符号で示されている構成要素は、第１の単色光源３０ａ、第２の単色光源３０ｂ、第１の平行化レンズ３１ａ、第２の平行化レンズ３１ｂ、第１の単色光源群３０００ａ、第２の単色光源群３０００ｂ、レンズ群３３、偏光選択・波長選択素子３４、第１の集光レンズ群３５ａ、第２の集光レンズ群３５ｂ、第１の蛍光体層３６ａ、第２の蛍光体層３６ｂ、第３の単色光源３７ａ，３７ｂ、第３の平行化レンズ３８ａ，３８ｂ及び色分離素子３９である。
【００８５】
図９に示されるように、実施の形態３に係る投写型表示装置３は、光源装置６、光強度均一化素子７２と、画像表示素子としてのライトバルブ７４、及び投写光学系７５を有する。また、投写型表示装置３は、集光レンズ７１、リレーレンズ群７３、及びスクリーン７６を有することができる。図９に示されるように、実施の形態３に係る光源装置６は、第１の単色光源群３０００ａと、第２の単色光源群３０００ｂと、偏光選択・波長選択素子３４と、第１の蛍光体層３６ａと、第２の蛍光体層３６ｂと、レンズアレイ群８０とを有する。また、実施の形態３に係る光源装置６は、第１の平行化レンズ群３１００ａと、第２の平行化レンズ群３１００ｂと、光反射素子３２と、レンズ群３３と、第１の集光レンズ群３５ａと、第２の集光レンズ群３５ｂと、レンズ８１とを有することができる。また、図９に示されるように、実施の形態３に係る光源装置６は、第３の単色光源３７ａ，３７ｂと、第３の平行化レンズ３８ａ，３８ｂと、色分離素子３９とを有することができる。
【００８６】
実施の形態３に係る光源装置６は、レンズアレイ群８０及びレンズ８１を備えた点以外について、実施の形態１に係る光源装置４と同じである。第１の単色光源３０ａ及び第２の単色光源３０ｂから出射された光束は、光反射素子３２で反射され、レンズ群３３により光束の径が小さくされる。第１の単色光源３０ａから出射された光束は、レンズアレイ群８０、レンズ８１及び第１の集光レンズ群３５ａにより、第１の蛍光体層３６ａ上に特定の形状で集光される。同様に、第２の単色光源３０ｂから出射された光束は、レンズアレイ群８０、レンズ８１及び第２の集光レンズ群３５ｂにより、第２の蛍光体層３６ｂ上に特定の形状で集光される。
【００８７】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１のレンズアレイ８０ａ及び第２のレンズアレイ８０ｂを示す概略的な正面図である。図１０（ａ）は、第１のレンズアレイ８０ａを示している。図１０（ｂ）は、第２のレンズアレイ８０ｂを示している。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示されるように、レンズアレイ群８０は、第１のレンズアレイ８０ａと、第２のレンズアレイ８０ｂとを有する。第１のレンズアレイ８０ａは、レンズセル８０ａ１をアレイ状に縦方向と横方向とに複数有する。同様に、第２のレンズアレイ８０ｂは、レンズセル８０ｂ１をアレイ状に縦方向と横方向とに複数有する。ここで、「縦方向と横方向と」とは、平面上の互いに直交する軸の方向を示す。
【００８８】
レンズセル８０ａ１，８０ｂ１の形状は、特に限定されない。しかし、レンズセル８０ａ１，８０ｂ１の形状は、光強度均一化素子７２の入射面７２ａの形状と相似形であることが好ましい。第１のレンズアレイ８０ａのレンズセル８０ａ１の形状は、第１の蛍光体層３６ａ上及び第２の蛍光体層３６ｂ上に集光される。すなわち、第１のレンズアレイ８０ａの入射面と第１の蛍光体層３６ａとが光学的に共役な関係となる。また、第１のレンズアレイ８０ａの入射面と第２の蛍光体層３６ｂとが光学的に共役な関係となる。「光学的に共役な関係」とは、１つの点から発した光が他の１つの点に結像する関係のことである。
【００８９】
ここで、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）では、レンズセル８０ａ１，８０ｂ１が正方形となっている。しかし、光強度均一化素子７２の出射面７２ｂとライトバルブ７４が光学的に共役な関係にあるため、レンズセル８０ａ１，８０ｂ１の形状は、ライトバルブ７４の形状に概ね相似形であることが好ましい。例えば、ＸＧＡ（ｅＸｔｅｎｄｅｄ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ａｒｒａｙ：１０２４×７６８ピクセル）の解像度のライトバルブ７４であれば、レンズセル８０ａ１，８０ｂ１の形状は、横の寸法Ｈと縦の寸法Ｖとの比率が４：３となることが好ましい（Ｈ：Ｖ＝４：３）。また、光強度均一化素子７２の入射面７２ａの形状は、横の寸法７２ａＨと縦の寸法７２ａＶとの比率が４：３（横：縦）となることが好ましい（７２ａＨ：７２ａＶ＝４：３）。
【００９０】
第１の蛍光体層３６ａと光強度均一化素子７２の入射面７２ａとが光学的に共役な関係にあり、第２の蛍光体層３６ｂと光強度均一化素子７２の入射面７２ａとが光学的に共役な関係にあることから、第１のレンズアレイ８０ａの入射面の形状が光強度均一化素子７２の入射面７２ａの形状と相似形であることが好ましい。
【００９１】
レンズアレイ群８０は、第１の蛍光体層３６ａ及び第２の蛍光体層３６ｂに集光する光束の密度を低下させる効果がある。光密度の高い光束が入射した場合には、第１の蛍光体層３６ａ及び第２の蛍光体層３６ｂは、局所的に温度が高くなる影響により励起する光の効率（外部量子効率）が低下する。このため、できるだけ均一に光を集光させることにより、温度分布を均一化し、外部量子効率を向上させることが好ましい。ただし、実施の形態１から３のように偏光光を励起光として用いている場合には、例えば、レンズ８１の後段に光拡散板を配置して第１の蛍光体層３６ａ及び第２の蛍光体層３６ｂ上の集光密度を低下させる手段を選択することは好ましくない。なぜなら、光拡散板により、光の偏光方向が乱れるからである。「後段」とは、光の通るある位置から光の進行方向側（すなわち、光の進行方向の下流側）を示す。また、「前段」とは、光の通るある位置から光の進行方向と逆側（すなわち、光の進行方向の上流側）を示す。例えば、図９では、集光レンズ７１の後段に、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、ライトバルブ７４、投写光学系７５及びスクリーン７６が配置されている。また、投写光学系７５の前段に、ライトバルブ７４、リレーレンズ群７３、光強度均一化素子７２及び集光レンズ７１が配置されている。レンズアレイ群８０を用いることにより、光密度の高い光束が蛍光面に入射するという上記の問題が解決される。さらに、第１のレンズアレイ８０ａの入射面の形状を選択することにより、光強度均一化素子７２に集光する光の集光効率も向上する。
【００９２】
レンズアレイ群８０の後段には、レンズ８１を配置することが好ましい。レンズ８１は、レンズアレイ群８０を通過した光の発散を抑えることで、第１の集光レンズ群３５ａ又は第２の集光レンズ群３５ｂに到達する光の減少を抑える。これにより、効率よく第１の蛍光体層３６ａ及び第２の蛍光体層３６ｂ上に光を集光させることができる。
【００９３】
レンズアレイ群８０の前段の光束はできるだけ平行化していることが好ましい。これらにより、レンズアレイ群８０から出射した光束を効率よく第１の蛍光体層３６ａ及び第２の蛍光体層３６ｂに導くことが可能となる。
【００９４】
また、第１のレンズアレイ８０ａのレンズセル８０ａ１及び第２のレンズアレイ８０ｂのレンズセル８０ｂ１を互いに偏芯させてもよい。レンズセル８０ａ１，８０ｂ１を偏芯させることにより、第１の蛍光体層３６ａ及び第２の蛍光体層３６ｂへの集光効率及び光強度の均一性が高くなる。
【００９５】
実施の形態３では、レンズ８１を配置したが、レンズ８１を省略しても所望の形状で第１の蛍光体層３６ａ及び第２の蛍光体層３６ｂ上に光束を集光させることは可能である。
【００９６】
実施の形態３では、第１の単色光源３０ａから出射した第１の偏光光が第１の蛍光体層３６ａに到達する。また、第２の単色光源３０ｂから出射した第２の偏光光が第２の蛍光体層３６ｂに到達する。また、第３の単色光源３７ａ，３７ｂから出射した光は、第１の蛍光体層３６ａ及び第２の蛍光体層３６ｂで励起された光と合成されて、光強度均一化素子７２に到達する。従って、赤色の光の光量、緑色の光の光量及び青色の光の光量を、各光源で制御することができる。このため、実施の形態３に係る光源装置及び光源が必要以上に光を発しないように制御できることから、光源の長寿命化を実現できる。また、表示する画像の様々な色バランスに対応することが可能となる。つまり、赤色の強い画像を表示する際には、赤色の光の光強度を強くして、緑色の光及び青色の光の光出力を下げるように各光源３０ａ，３０ｂ，３７ａ，３７ｂを制御することができる。
【００９７】
なお、実施の形態３に係る発明は、背面投写型プロジェクションテレビ、壁又はスクリーンなどに映像を投写するフロントプロジェクタ及び投写型表示装置のみならず、車載ディスプレイ等の用途の光源として利用可能である。なお、実施の形態１、２、４、５に係る発明も、背面投写型プロジェクションテレビ、壁又はスクリーンなどに映像を投写するフロントプロジェクタ及び投写型表示装置のみならず、車載ディスプレイ等の用途の光源として利用可能である。
【００９８】
第１の単色光源群３０００ａから出射される第１の偏光光の波長帯域と第２の単色光源群３０００ｂから出射される第２の偏光光の波長帯域との両方を含む帯域を光透過帯域とする波長選択素子をさらに有してもよい。この波長選択素子は、第１の単色光源群３０００ａ及び第２の単色光源群３０００ｂから偏光選択・波長選択素子３４までの光路上に配置される。
【００９９】
光源装置６は、アレイ状に並ぶ複数のレンズセル８０ａ１を含む第１のレンズアレイ８０ａとアレイ状に並ぶ複数のレンズセル８０ｂ１を含む第２のレンズアレイ８０ｂとを含み、第１のレンズアレイ８０ａと第２のレンズアレイ８０ｂとを互いに対向して配置したレンズアレイ群８０を有する。第１のレンズアレイ８０ａは、第１の単色光源群３０００ａから偏光選択・波長選択素子３４までの間の第１の偏光光の光路と第２の単色光源群３０００ｂから偏光選択・波長選択素子３４までの間の第２の偏光光の光路との共通の光路上であって、且つ、第１のレンズアレイ８０ａの入射面は第１の蛍光体層３６ａ及び第２の蛍光体層３６ｂと共役関係にある。
【０１００】
実施の形態４．
図１１は、実施の形態４に係る光源装置７を含む投写型表示装置８の構成を概略的に示す図である。図１１には、説明を容易にするためにＸＹＺ直交座標系が示されている。Ｘ軸方向は、図１１における縦方向である。図１１において、下から上に向かう方向が＋Ｘ軸方向であり、上から下に向かう方向が−Ｘ軸方向である。偏光選択・波長選択素子１４よりも＋Ｘ軸方向の側に、波長選択素子４４，５４、レンズ群１３、第１の平行化レンズ１１ａ、第２の平行化レンズ１１ｂ、第１の単色光源１０ａ及び第２の単色光源１０ｂが配置されている。Ｙ軸方向は、図１１が描かれた紙面に対して垂直方向である。＋Ｙ軸方向は、紙面の裏側（奥側）から手前側に向かう方向であり、−Ｙ軸方向は、紙面の手前側から裏側（奥側）に向かう方向である。Ｚ軸方向は、図１１における左右方向である。図１１において、左から右に向かう方向が＋Ｚ軸方向であり、右から左に向かう方向が−Ｚ軸方向である。偏光選択・波長選択素子１４よりも＋Ｚ軸方向の側に、色分離素子１９、集光レンズ７１、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、画像表示素子７４、投写光学系７５及びスクリーン７６が配置されている。
【０１０１】
実施の形態４に係る光源装置７は、実施の形態１に係る光源装置４と、波長選択素子４４，５４を有する点で異なる。また、実施の形態４に係る光源装置７は、光反射素子１２を有しない点で、実施の形態１に係る光源装置４と異なる。図１１において、図１（実施の形態１）で示した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付しその説明を省略する。図１１において、図１（実施の形態１）で示した構成要素と同一の構成要素は、第１の単色光源１０ａ、第２の単色光源１０ｂ、第１の平行化レンズ１１ａ、第２の平行化レンズ１１ｂ、第１の単色光源群１０００ａ、第２の単色光源群１０００ｂ、レンズ群１３、偏光選択・波長選択素子１４、第１の集光レンズ群１５ａ、第２の集光レンズ群１５ｂ、第１の蛍光体層１６ａ、第２の蛍光体層１６ｂ、第３の単色光源１７ａ，１７ｂ、第３の平行化レンズ１８ａ，１８ｂ、色分離素子１９、集光レンズ７１、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、画像表示素子７４、投写光学系７５及びスクリーン７６である。
【０１０２】
第１の単色光源群１０００ａの中心波長及び第２の単色光源群１０００ｂの中心波長が設計値（４４０ｎｍから４５０ｎｍの範囲内）からずれた場合には、第１の単色光源群１０００ａから出射される第１の偏光光の内の一部が偏光選択・波長選択素子１４で反射して第２の蛍光体層１６ｂに到達する。同様に、第２の単色光源群１０００ｂから出射される第２の偏光光の内の一部が偏光選択・波長選択素子１４を透過して第１の蛍光体層１６ａに到達する。このため、混色が発生する。実施の形態４では、第１の単色光源群１０００ａの中心波長及び第２の単色光源群１０００ｂの中心波長の設計値を４４５ｎｍとして説明する。４４５ｎｍ付近（４４０ｎｍから４５０ｎｍの範囲内）の光のみを透過する波長選択素子４４，５４を、光源１０ａ，１０ｂから偏光選択・波長選択素子１４までの間に配置することで、上記の混色を抑制できる。実施の形態２では、光の偏光方向のずれによる混色について説明したが、実施の形態４は、光の波長のずれによる混色について説明する。実施の形態４は、光の波長のずれによる混色を防ぐことができる。また、実施の形態４は、光反射素子１２をなくすことで、実施の形態１と比較して、第１の単色光源１０ａ及び第２の単色光源１０ｂからレンズ群１３までの寸法を短くしている。これにより、光源装置４のＸ軸方向の寸法が短くなり、光源装置４の小型化を図ることができる。
【０１０３】
図１１において、波長選択素子４４，５４は、レンズ群１３と偏光選択・波長選択素子１４との間に配置されている。レンズ群１３の側（＋Ｘ軸方向側）に波長選択素子４４が配置され、偏光選択・波長選択素子１４側（−Ｘ軸方向側）に波長選択素子５４が配置されている。また、光拡散素子６４は、レンズ群１３と波長選択素子４４との間に配置されている。
【０１０４】
実施の形態４において、偏光選択・波長選択素子１４の光透過特性が図４に示される特性である場合について説明する。第２の単色光源群１０００ｂの中心波長が４５０ｎｍ以上となると、第２の偏光光の一部のｓ偏光光が偏光選択・波長選択素子１４を透過して第１の蛍光体層１６ａに到達する。また、第１の単色光源群１０００ａの中心波長が４４０ｎｍ以下となると、第１の偏光光の一部のｐ偏光光が偏光選択・波長選択素子１４で反射して第２の蛍光体層１６ｂに到達する。つまり、単色光源群１０００ａ及び第２の単色光源群１０００ｂの中心波長が４４５ｎｍ付近（４４０ｎｍから４５０ｎｍの範囲内）から短波側又は長波側にずれると、混色が発生する。従って、４４５ｎｍ付近の光のみを透過する波長選択素子４４，５４を光源１０ａ，１０ｂから偏光選択・波長選択素子１４までの間に配置することが好ましい。
【０１０５】
波長選択素子４４，５４の説明を行う。偏光選択・波長選択素子１４においては、ｐ偏光光の光透過特性とｓ偏光光の光透過特性とが異なる。このため、偏光選択・波長選択素子１４に入射角４５度で光線が入射した場合、ｐ偏光光の光透過特性とｓ偏光光の光透過特性とが異なる特徴を示している。しかし、偏光選択・波長選択素子１４に入射角０度で光線が入射した場合、ｐ偏光光とｓ偏光光は同様の光透過特性を示す。つまり、偏光選択・波長選択素子１４に光線が入射角０度で入射した場合には、偏光選択・波長選択素子１４に偏光選択機能がなくなるという特徴がある。図１２に、ｐ偏光光とｓ偏光光を説明する図を示す。
【０１０６】
図１２は、偏光軸（偏光方向）の基準面を説明する図である。基準面１２１は、反射素子１２０に入射する光線１２００の光軸（図１２において右を向く矢印で示されている）と、反射素子１２０で反射した光線１２００の光軸（図１２において上を向く矢印で示されている）とを含む平面である。基準面１２１に対して平行な偏光軸を有する光線が、ｐ偏光光となる。基準面１２１に対して垂直な偏光軸を有する光線が、ｓ偏光光となる。従って、光線１２００が反射素子１２０の反射面の垂線１２０Ｎに対して平行に入射した場合（すなわち、入射角が０度の場合）には、基準面は、定義されない。なぜなら、反射素子１２０に入射する光線の光軸と反射素子１２０で反射した光線の光軸とが重なり、反射素子１２０に入射する光線の光軸と反射素子１２０で反射した光線の光軸とを含む平面（基準面）を確定できないからである。従って、上述したように、偏光軸の基準面が確定されない波長選択素子４４，５４は、ｐ偏光光又はｓ偏光光に関わらず、同様の光透過特性を示すこととなる。言い換えると、光線の入射角度が４５度より小さくなるに連れて、ｐ偏光光とｓ偏光光との分離幅（例えば、図４における波長帯域Ｗ１の幅及び波長帯域Ｗ２の幅）は狭くなる。また、光線の入射角度が４５度より大きくなるに連れてｐ偏光光とｓ偏光光との分離幅（例えば、図４における波長帯域Ｗ１の幅及び波長帯域Ｗ２の幅）は広くなる。また、誘電体多層膜は、入射光線の入射角に応じて光透過特性が変化するため注意が必要である。例えば、入射光線の入射角が小さくなると、図４に示される光透過特性を示す光透過率曲線２００ｐ及び２００ｓが長波長側（図４における右側）にシフトする。
【０１０７】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、波長選択素子４４，５４の波長分離特性（光透過特性）を示す概略図である。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）において、縦軸は、光透過率［％］を示し、横軸は、波長［ｎｍ］を示す。図１３（ａ）は、波長選択素子４４の光透過特性を示す。図１３（ｂ）は、波長選択素子５４の光透過特性を示す。波長選択素子４４は、４５０ｎｍ以上の波長を有する光を反射する。つまり、波長選択素子４４は、４５０ｎｍより長波長側の光を反射する。なお、混色をできる限り低減するために、波長選択素子４４の光透過特性を示す透過率曲線１３０ａを、４５０ｎｍより短波長側にシフトさせてもよい。波長選択素子５４は、４４０ｎｍ以下の波長を有する光を反射する。つまり、波長選択素子５４は、４４０ｎｍより短波長側の光を反射する。なお、混色をできる限り低減するために、波長選択素子５４の光透過特性を示す透過率曲線１３０ｂを、４４０ｎｍより長波長側にシフトさせてもよい。
【０１０８】
波長選択素子４４と波長選択素子５４とを通過する光は、中心波長が４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの領域の光となる。このため、この領域外の光は、反射されて偏光選択・波長選択素子１４に到達しない。図１４は、波長選択素子４４，５４を１枚の素子で実現する場合における波長分離特性を示す概略図である。図１４において、縦軸は、光透過率［％］を示し、横軸は、波長［ｎｍ］を示す。図１４に示す特性は、４４０ｎｍ以下の波長を有する光及び４５０ｎｍ以上の波長を有する光を反射する。つまり、図１４に示す光透過特性は、波長が４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの領域の光を通過する特性である。
【０１０９】
波長選択素子４４，５４は、図１４に示す特性であればよい。つまり、波長選択素子４４，５４は、波長が４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの領域の光を通過する特性を有する。このため、波長選択素子は、入射面を波長選択素子４４の光透過特性を有して、出射面を波長選択素子５４の特性を有することで、１枚で構成することが可能となる。波長選択素子が１枚で構成されることで、光源装置７の小型化を図ることができる。
【０１１０】
なお、波長選択素子４４と波長選択素子５４を透過した後の光の波長は、４４０ｎｍから４５０ｎｍまでの範囲内にあればよい。このため、４４０ｎｍ及び４５０ｎｍから大きく外れた波長についての、波長選択素子４４，５４の波長特性は、問題とならない。例えば、図１３（ａ）に示すように、波長選択素子４４は、４５０ｎｍより長波長側の光を反射する特性（光透過率が０％）で、４５０ｎｍより短波長側の光を透過する特性（光透過率が１００％）である。しかし、波長選択素子４４は、４４０ｎｍ及び４５０ｎｍから大きく外れた４００ｎｍで光を反射する特性（光透過率０％）を有していてもよい。
【０１１１】
波長選択素子４４，５４で反射した光が直接第１の単色光源群１０００ａ及び第２の単色光源群１０００ｂに戻ると、第１の単色光源群１０００ａ及び第２の単色光源群１０００ｂを構成する光源の寿命を短くする原因となる。これを防ぐために、第１の単色光源群１０００ａと波長選択素子４４，５４との間に光拡散素子６４を設けてもよい。また、第２の単色光源群１０００ｂと波長選択素子４４，５４との間に光拡散素子６４を設けてもよい。
【０１１２】
光拡散素子６４は、光の角度を変化させる機能を有する。このため、第１の単色光源群１０００ａ及び第２の単色光源群１０００ｂに直接戻る光の強度を低減することが可能となる。なお、光拡散素子６４は、第１の単色光源群１０００ａ及び第２の単色光源群１０００ｂから波長選択素子４４，５４までの間であればどの位置に配置してもよい。例えば、光拡散素子６４の配置する位置は、レンズ群１３の間でもよい。なお、光拡散素子６４の光の拡散度が低い場合には、光拡散素子６４の光の偏光度への影響は小さい。
【０１１３】
実施の形態４においては、単色光源群１０００ａ，１０００ｂの偏光度のばらつきによる混色は考慮されない。しかし、混色をより低減させるためには、実施の形態２の構成とすることが好ましい。ただし、製造コストの低減及び光源装置の小型化という観点で判断すれば、実施の形態４が好ましいと考えられる。
【０１１４】
第１の蛍光体層１６ａから出射される赤色の光の一部は、偏光選択・波長選択素子１４を透過する。また、第２の蛍光体層１６ｂから出射される緑色の光の一部は、偏光選択・波長選択素子１４を反射する。これにより、第１の蛍光体層１６ａ及び第２の蛍光体層１６ｂから出射される光の一部の光が、単色光源群１０００ａ，１０００ｂに戻る。
【０１１５】
図１５は、緑色用の蛍光体層で励起された励起光の各波長に対する相対光強度（曲線２００Ｇ）の一例を示す概略図である。また、図１５は、赤色用の蛍光体層で励起された励起光の各波長に対する相対光強度（曲線２００Ｒ）の一例を示す図である。図１５の右側の縦軸は、相対光強度［％］を示す。図１５の左側の縦軸は、光透過率［％］を示す。図１５の横軸は、波長［ｎｍ］を示す。曲線２００ｐは、偏光選択・波長選択素子１４に入射するｐ偏光光の光透過特性を示す。曲線２００ｐは、一点鎖線で示されている。曲線２００ｓは、偏光選択・波長選択素子１４に入射するｓ偏光光の光透過特性を示す。曲線２００ｓは、細かい破線で示されている。
【０１１６】
曲線２００Ｇは、緑色の励起光である。曲線２００Ｇは、粗い破線で示されている。曲線２００Ｇの中心波長は、５５０ｎｍである。緑色の励起光は、偏光方向が揃っていない。このため、５７５ｎｍより長波長側の一部のｓ偏光光成分の光は、偏光選択・波長選択素子１４で反射されて、単色光源群１０００ａ，１０００ｂへ戻る。また、曲線２００Ｒは、赤色の励起光である。曲線２００Ｒは、二点鎖線で示されている。曲線２００Ｒの中心波長は、６２０ｎｍである。赤色の励起光も同様に、偏光方向が揃っていない。このため、６１０ｎｍより短波長側の一部のｐ偏光光成分の光は、偏光選択・波長選択素子１４で透過されて、単色光源群１０００ａ，１０００ｂへ戻る。
【０１１７】
なお、偏光に関わらず、偏光選択・波長選択素子１４の波長特性及び励起光の各波長に対する相対光強度の曲線に基づいて、一部の励起光が単色光源群１０００ａ，１０００ｂに戻り、単色光源群１０００ａ，１０００ｂの短寿命化を招く可能性がある。波長選択素子４４，５４は、４５０ｎｍより長波長側の光を反射する。従って、第１の蛍光体層１６ａ及び第２の蛍光体層１６ｂからの戻り光を抑制する効果を更に有している。
【０１１８】
第１の単色光源群１０００ａから出射される第１の偏光光の波長帯域と第２の単色光源群１０００ｂから出射される第２の偏光光の波長帯域との両方を含む帯域を光透過帯域とする波長選択素子４４，５４をさらに有する。波長選択素子４４，５４は、第１の単色光源群１０００ａ及び第２の単色光源群１０００ｂから偏光選択・波長選択素子１４までの光路上に配置される。
【０１１９】
《変形例１》
次に、第１の単色光源群１０００ａから発せられた光の中心波長と第２の単色光源群１０００ｂから発せられた光の中心波長とが異なる場合について説明する。
【０１２０】
偏光選択・波長選択素子１４が図４に示す光透過特性を有する場合には、第１の単色光源群１０００ａから発せられた光は、中心波長が４６５ｎｍである。また、第２の単色光源群１０００ｂから発せられた光は、中心波長が４４５ｎｍのｓ偏光光である。第１の単色光源群１０００ａから発せられた光は、偏光選択・波長選択素子１４を透過して第１の蛍光体層１６ａに到達し、第１の蛍光体層１６ａを励起することによって、赤色の光を生成する。この場合には、第１の単色光源群１０００ａから発せられた光の偏光方向は問わない。また、第２の単色光源群１０００ｂは、中心波長が４４５ｎｍのｓ偏光光である。第２の単色光源群１０００ｂから発せられた光は、偏光選択・波長選択素子１４を反射して第２の蛍光体層１６ｂに到達し、第２の蛍光体層１６ｂを励起することによって、緑色の光を生成する。
【０１２１】
偏光選択・波長選択素子１４が図６に示す光透過特性を有する場合には、第１の単色光源群１０００ａから発せられた光は、中心波長が４４５ｎｍのｐ偏光光である。第２の単色光源群１０００ｂから発せられた光は、中心波長４６５ｎｍである。第１の単色光源群１０００ａから発せられた光は、偏光選択・波長選択素子１４を透過して第１の蛍光体層１６ａに到達し、緑色の励起光を発する。また、第２の単色光源群１０００ｂから発せられた光は、偏光選択・波長選択素子１４を反射して第２の蛍光体層１６ｂに到達し、赤色の励起光を発する。この場合には、第２の単色光源群１０００ｂから発せられた光の偏光方向は問わない。
【０１２２】
なお、一般的に、偏光選択・波長選択素子１４の光透過特性に関して、短波長側のｐ偏光光の光透過率５０％の位置（半値）と短波長側のｓ偏光光の光透過率５０％の位置との差は、１０ｎｍから２０ｎｍまでの程度の範囲となる。従って、第１の単色光源群１０００ａの中心波長と第２の単色光源群１０００ｂの中心波長との差が２０ｎｍ以下となる場合には、短波長側の単色光源は、偏光特性を用いて蛍光体層に到達させることで光の高効率化を図ることが可能となる。
【０１２３】
これにより、中心波長４６５ｎｍの単色光源群は、偏光のばらつき及び波長のばらつきを考慮することなく、混色の発生を抑制することが可能となる。つまり、中心波長４６５ｎｍの単色光源群の偏光方向が偏光選択・波長選択素子１４の偏光軸に対して、垂直あるいは平行である必要はない。詳細には、偏光軸に対して、垂直あるいは平行である成分が大部分である必要はない。例えば、偏光方向が回転（円偏光）していてもよい。
【０１２４】
実施の形態４の変形例１は、第１の単色光源群１０００ａから発せられた光の中心波長が４４５ｎｍのｐ偏光光であり、第２の単色光源群１０００ｂから発せられた光の中心波長が４６５ｎｍである光源装置７の構成を示している。このような構成を、実施の形態１、２又は３に適用することが可能である。その際には、偏光選択・波長選択素子１４が図６に示す光透過特性であればよい。これにより、第２の単色光源群１０００ｂの偏光方向を考慮することなく、混色の発生を抑制することが可能となる。
【０１２５】
また、実施の形態４の変形例１は、第１の単色光源群１０００ａから発せられた光の中心波長が４６５ｎｍであり、第２の単色光源群１０００ｂから発せられた光の中心波長が４４５ｎｍのｓ偏光光である光源装置７の構成を示している。このような構成を、実施の形態１、２又は３に適用可能である。その際には、偏光選択・波長選択素子１４が図４に示す光透過特性であればよい。
【０１２６】
また、第１の単色光源群１０００ａと第２の単色光源群１０００ｂの中心波長が２０ｎｍより差が大きい場合には、偏光選択・波長選択素子１４の波長選択素子としての機能のみを用いて、高い光の利用効率を維持しながら混色の発生を抑制することが可能となる。
【０１２７】
第２の偏光光の中心波長は、第１の偏光光の中心波長と異なる。第１の偏光光は、第１の単色光源１０ａが出射する光である。第２の偏光光は、第２の単色光源１０ｂが出射する光である。
【０１２８】
波長選択素子４４，５４は、第１の単色光源群１０００ａから出射される第１の偏光光の波長帯域と第２の単色光源群１０００ｂから出射される第２の偏光光の波長帯域との両方を含む帯域を光透過帯域とする。従って、第１の単色光源群１０００ａから発せられた光の中心波長が４４５ｎｍであり、第２の単色光源群１０００ｂから発せられた光が中心波長４６５ｎｍである場合には、波長選択素子４４及び波長選択素子５４を透過した後の光の波長は、４４０ｎｍから４７０ｎｍまでの範囲内にあればよい。これにより、波長選択素子４４，５４は、４７０ｎｍより長波長側の光を反射する。従って、第１の蛍光体層１６ａ及び第２の蛍光体層１６ｂからの戻り光を抑制する効果を更に有している。
【０１２９】
《変形例２》
図１６は、本実施の形態４の変形例２の投写型表示装置９ａの構成を概略的に示す図である。変形例２に係る投写型表示装置９ａは、図１１に示す投写型表示装置８の第３の単色光源１７ａ，１７ｂ、第３の平行化レンズ１８ａ，１８ｂ及び色分離素子１９の代わりに、第３の単色光源４７ａ，４７ｂ、第３の平行化レンズ４８ａ，４８ｂ及び色分離素子（光路変更素子）４９を有する点で、図１１に示す投写型表示装置８と異なる。第３の単色光源群４７００は、第３の単色光源４７ａ，４７ｂを有する。また、変形例２に係る投写型表示装置９ａは、色分離素子４９を集光レンズ７１と光強度均一化素子７２との間に配置している点において、色分離素子１９を偏光選択・波長選択素子１４と集光レンズ７１との間に配置している図１１に示す投写型表示装置８と異なる。
【０１３０】
また、第３の単色光源４７ａ，４７ｂは、−Ｘ軸方向に光束を射出するように配置されている。第３の単色光源４７ａ，４７ｂの−Ｘ軸方向には、第３の平行化レンズ４８ａ，４８ｂが配置されている。第３の平行化レンズ４８ａ，４８ｂは、第３の単色光源４７ａ，４７ｂの発する光を平行化する。第３の単色光源４７ａ，４７ｂの−Ｘ軸方向には、集光レンズ３００が配置されている。集光レンズ３００は、第３の単色光源４７ａ，４７ｂが発する光を光強度均一化素子７２の入射面７２ａに集光させる。なお、集光レンズ３００を用いなくとも、平行化レンズ４８ａ，４８ｂの光軸を第３の単色光源４７ａ，４７ｂの光軸に対して偏芯させることで、光強度均一化素子７２に光束が到達するようにしても良い。集光レンズ３００の−Ｘ軸方向には、色分離素子４９が配置されている。
【０１３１】
第３の単色光源群４７００は、第３の波長帯域の光を出射する。色分離素子（光路変更素子）４９は、第３の波長帯域の光の光路を、偏光選択・波長選択素子１４で反射した第１の波長帯域の光の光路と偏光選択・波長選択素子１４を透過した第２の波長帯域の光の光路との共通の光路と、同じ光路にする。
【０１３２】
実施の形態４の変形例２に係る光源装置７ａは、偏光選択・波長選択素子１４で反射した第１の波長帯域の光及び偏光選択・波長選択素子１４を透過した第２の波長帯域の光を光強度均一化素子７２に集光する集光レンズ７１を備えている。光路変更素子４９は、色分離素子１９の代わりに、集光レンズ７１と光強度均一化素子７２との間に配置されている。
【０１３３】
第１の蛍光体層１６ａから射出される光束及び第２の蛍光体層１６ｂから射出される光束は、集光レンズ７１を用いて光強度均一化素子７２に集光される。一方、第３の単色光源４７ａ，４７ｂから射出される光束は、色分離素子４９を介して光強度均一化素子７２に集光する。このため、第３の単色光源４７ａ，４７ｂから射出される光は、偏光選択・波長選択素子１４から光強度均一化素子７２に入射する光とは別の独立した光路を取る。これにより、偏光選択・波長選択素子１４と集光レンズ７１の間隔を小さくすることが可能となる。このため、Ｚ軸方向の長さが短くなり、装置の小型化を図ることができる。なお、色分離素子４９は、第３の単色光源４７ａ，４７ｂの波長帯域の光束を反射し、偏光選択・波長選択素子１４から光強度均一化素子７２に入射する光を透過する特性を有する。
【０１３４】
変形例２で示した第３の単色光源４７ａ，４７ｂ、第３の平行化レンズ４８ａ，４８ｂ及び色分離素子４９の構成は、上述の他の実施の形態にも採用することができる。図１に示される実施の形態１の投写型表示装置１では、変形例２で説明された上記第３の単色光源４７ａ，４７ｂ、第３の平行化レンズ４８ａ，４８ｂ及び色分離素子４９の構成を、第３の単色光源１７ａ，１７ｂ、第３の平行化レンズ１８ａ，１８ｂ及び色分離素子１９の代わりに採用することができる。また、図７に示される実施の形態２の投写型表示装置２では、変形例２で説明された上記構成を、第３の単色光源２７ａ，２７ｂ、第３の平行化レンズ２８ａ，２８ｂ及び色分離素子２９の代わりに採用することができる。さらに、図９に示される実施の形態３の投写型表示装置３では、変形例２で説明された上記構成を、第３の単色光源３７ａ，３７ｂ、第３の平行化レンズ３８ａ，３８ｂ及び色分離素子３９の代わりに採用することができる。
【０１３５】
光源装置７ａは、第３の単色光源群４７００及び光路変更素子４９を有する。第３の単色光源群４７００は、第３の波長帯域の光を出射する。光路変更素子４９は、第３の波長帯域の光の光路を、偏光選択・波長選択素子１４で反射した第１の波長帯域の光の光路と偏光選択・波長選択素子１４を透過した第２の波長帯域の光の光路との共通の光路と、同じ光路にする。
【０１３６】
光源装置７ａは、偏光選択・波長選択素子１４で反射した第１の波長帯域の光及び偏光選択・波長選択素子１４を透過した第２の波長帯域の光を光強度均一化素子７２に集光する集光レンズ７１を備える。光路変更素子４９は、集光レンズ７１と光強度均一化素子７２との間に配置される。
【０１３７】
《変形例３》
図１７は、本実施の形態４の変形例３の投写型表示装置９ｂの構成を概略的に示す図である。本実施の形態４の変形例３の投写型表示装置９ｂは、青色レーザ光源１７ａ，１７ｂに代えて第３の蛍光体層５６ｃを採用している。変形例３に係る投写型表示装置９ｂは、図１１に示す投写型表示装置８の第３の単色光源１７ａ，１７ｂ、第３の平行化レンズ１８ａ，１８ｂ及び色分離素子１９の代わりに、第３の単色光源５７、第３の平行化レンズ５８、レンズ群５３、色分離素子（光路変更素子）５９、第３の集光レンズ群５５ｃ及び第３の蛍光体層５６ｃを有する点で、図１１に示す投写型表示装置８と異なる。
【０１３８】
第３の単色光源群５７００は、複数の第３の単色光源５７を含む。第３の単色光源５７は、−Ｘ軸方向に光束を射出するように配置されている。第３の単色光源５７は、例えば、中心波長が４０５ｎｍである。第３の単色光源５７の−Ｘ軸方向には、各単色光源５７に対応した平行化レンズ５８が配置されている。つまり、１つの単色光源５７に対して、１つの平行化レンズ５８が配置されている。第３の平行化レンズ群５８００は、複数の平行化レンズ５８を含む。平行化レンズ５８は、単色光源５７から出射された光束を平行な光に変換する。
【０１３９】
平行化レンズ５８の−Ｘ軸方向には、レンズ群５３が配置されている。また、レンズ群５３は、レンズ群１３と同様に、例えば、単色光源５７から発せられた光の光束径を小さくして、平行化する機能を持つ。レンズ群５３は、例えば、第１レンズと第２レンズとを含む。ただし、レンズ群５３の構成は、図１７に示す例に限定されない。レンズ群５３は、１枚のレンズで構成されることも可能である。また、レンズ群５３は、３枚以上のレンズで構成されることも可能である。また、光源装置７ｂは、レンズ群１３、５３を省略した構成とすることも可能である。
【０１４０】
レンズ群５３の−Ｘ軸方向には、色分離素子５９が配置されている。レンズ群５３で光束径を小さくして平行化された光は、色分離素子５９を透過して−Ｘ軸方向に進行する。図１８に示すように、色分離素子５９の特性は実施の形態４に示す色分離素子１９，４９と異なる特性となる。図１８において、横軸は光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸は光透過率［％］を示す。図１８において、破線で示された曲線１７０ｓは、ｓ偏光光の光透過特性を示している。また、一点鎖線で示された曲線１７０ｐは、ｐ偏光光の光透過特性を示している。色分離素子５９は、４００ｎｍから４１０ｎｍまでの波長帯域の光を９０％以上透過する。例えば、色分離素子５９のｓ偏光光の光透過特性は、４１０ｎｍ（より詳細に言えば、４１０ｎｍ付近）から低下しだして、４２５ｎｍ（より詳細に言えば、４２５ｎｍ付近）で０％となる。また、ｓ偏光光の光透過特性は、４９０ｎｍ（より詳細に言えば、４９０ｎｍ付近）から向上しだして、５０５ｎｍ（より詳細に言えば、５０５ｎｍ付近）で１００％となる。また、色分離素子５９のｐ偏光光の光透過特性は、４２０ｎｍ（より詳細に言えば、４２０ｎｍ付近）から低下しだして、４３５ｎｍ（より詳細に言えば、４３５ｎｍ付近）で０％となる。また、ｐ偏光光の光透過特性は、４７５ｎｍ（より詳細に言えば、４７５ｎｍ付近）から向上しだして、４９０ｎｍ（より詳細に言えば、４９０ｎｍ付近）で１００％となる。
【０１４１】
これにより、色分離素子５９は、４３５ｎｍから４７５ｎｍまでの帯域で青色の波長帯域の光のみ反射することが可能となる。つまり、中心波長４０５ｎｍの励起光、緑色の波長帯域の光及び赤色の波長帯域の光は、色分離素子５９を透過する。また、青色の波長帯域の光は、色分離素子５９で反射される。これらにより、赤色、緑色及び青色の３色の光を蛍光体の光で、白色の光の形成を実現することが可能となる。ここで、４３５ｎｍから４７５ｎｍまでの波長帯域を反射する例を示したが、色分離素子５９は、例えば、４５０ｎｍから４８０ｎｍまでの波長帯域の光を反射する特性を備えても良い。
【０１４２】
色分離素子５９の−Ｘ軸方向には、第３の集光レンズ群５５ｃが配置されている。第３の集光レンズ群５５ｃは、例えば、レンズ群５３との組合せにより、レンズ群５３で光束径を小さくして平行化された光を集光する。第３の集光レンズ群５５ｃは、第１集光レンズ５５ｃ１と、第２集光レンズ５５ｃ２とを含む。第１集光レンズ５５ｃ１は、第３の蛍光体層５６ｃに最も近いレンズである。第２集光レンズ５５ｃ２は、第３の蛍光体層５６ｃに２番目に近いレンズである。ただし、第３の集光レンズ群５５ｃの構成は、図１７に示す例に限定されない。第３の集光レンズ群５５ｃは、１枚のレンズで構成されることも可能である。また、第３の集光レンズ群５５ｃは、３枚以上のレンズで構成されることも可能である。
【０１４３】
第３の集光レンズ群５５ｃの−Ｘ軸方向には、第３の蛍光体層５６ｃが配置されている。第３の蛍光体層５６ｃには、第３の集光レンズ群５５ｃで集光された光が励起光として入射する。第３の蛍光体層５６ｃは、第３の集光レンズ群５５ｃで集光された光で励起されることによって第３の波長帯域の光を放出する。第３の波長帯域の光は、例えば、青色の波長帯域の光である。第３の蛍光体層５６ｃが出射する光は、中心波長が４６０ｎｍの青色の波長帯域の光でもよい。また、より詳細に言えば、中心波長は、４６０ｎｍ付近の光でもよい。
【０１４４】
第３の波長帯域の光は、＋Ｘ軸方向に進行する。第３の波長帯域の光は、色分離素子５９で反射されて、＋Ｚ軸方向に進行する。色分離素子５９で反射された第３の波長帯域の光は、偏光選択・波長選択素子１４で反射した第１の波長帯域の光の光路と偏光選択・波長選択素子１４を透過した第２の波長帯域の光の光路との共通の光路と、同じ光路を進行する。その後、第３の波長帯域の光は、集光レンズ７１により、光強度均一化素子７２に集光される。
【０１４５】
これにより、画像表示素子７４に到達する全ての光束は、蛍光体層で励起された光となる。このため、レーザの可干渉性によるスペックルを考慮しなくてよいという更なる効果が得られる。
【０１４６】
実施の形態５．
図１９は、実施の形態５に係る光源装置７ｃを含む投写型表示装置９０の構成を概略的に示す図である。図１９には、説明を容易にするためにＸＹＺ直交座標系が示されている。Ｘ軸方向は、図１９における縦方向である。図１９において、下から上に向かう方向が＋Ｘ軸方向であり、上から下に向かう方向が−Ｘ軸方向である。色分離素子６５よりも＋Ｘ軸方向の側に、レンズ群２３、色分離素子６２、第１の平行化レンズ２１ａ、第２の平行化レンズ２１ｂ、第１の単色光源２０ａ及び第２の単色光源２０ｂが配置されている。Ｙ軸方向は、図１９が描かれた紙面に対して垂直方向である。＋Ｙ軸方向は、紙面の裏側（奥側）から手前側に向かう方向であり、−Ｙ軸方向は、紙面の手前側から裏側（奥側）に向かう方向である。Ｚ軸方向は、図１９における左右方向である。図１９において、左から右に向かう方向が＋Ｚ軸方向であり、右から左に向かう方向が−Ｚ軸方向である。色分離素子６５よりも＋Ｚ軸方向の側に、色分離素子６９、集光レンズ７１、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、画像表示素子７４、投写光学系７５及びスクリーン７６が配置されている。
【０１４７】
実施の形態５に係る光源装置７ｃは、色分離素子２９、第３の平行化レンズ２８ａ，２８ｂ及び第３の単色光源２７ａ，２７ｂに代えて色分離素子６９、第３の集光レンズ群２５ｃ及び第３の蛍光体層２６ｃを用いている点、偏光選択素子２２を色分離素子６２に代えている点、及び偏光選択・波長選択素子２４を色分離素子６５に代えている点で、実施の形態２に係る光源装置５と異なる。また、光源装置７ｃは、第３の平行化レンズ２１ｃ及び第３の単色光源２０ｃを追加している点で、光源装置５と異なる。
【０１４８】
図１９において、図７（実施の形態２）で示した構成要素と同一の構成要素には、同一の符号を付しその説明を省略する。実施の形態２の構成要素と同一の構成要素は、第１の単色光源群２０００ａ、第２の単色光源群２０００ｂ、第１の平行化レンズ群２１００ａ、第２の平行化レンズ群２１００ｂ、レンズ群２３、第１の集光レンズ群２５ａ、第２の集光レンズ群２５ｂ、第１の蛍光体層２６ａ、第２の蛍光体層２６ｂ、集光レンズ７１、光強度均一化素子７２、リレーレンズ群７３、画像表示素子７４、投写光学系７５及びスクリーン７６である。ただし、実施の形態２では、第２の単色光源２０ｂ、第２の単色光源群２０００ｂ、第２の平行化レンズ２１ｂ、第２の平行化レンズ群２１００ｂ、第２の集光レンズ群２５ｂ、第２の蛍光体層２６ｂ及びレンズ群２３は、図４の偏光選択・波長選択素子２４の場合、緑色の光に対応する特性を持っていたが、実施の形態５では、青色の光に対応する特性で説明する。後述するが、色分離素子６５の特性は、図４の偏光選択・波長選択素子２４の特性とは異なる。
【０１４９】
図１９に示されるように、実施の形態５に係る投写型表示装置９０は、光源装置７ｃ、光強度均一化素子７２と、画像表示素子としてのライトバルブ７４、及び投写光学系７５を有する。また、投写型表示装置９０は、集光レンズ７１、リレーレンズ群７３、及びスクリーン７６を有することができる。図１９に示されるように、実施の形態５に係る光源装置７ｃは、第１の単色光源群２０００ａと、第２の単色光源群２０００ｂと、色分離素子６５と、第１の蛍光体層２６ａと、第２の蛍光体層２６ｂとを有する。また、光源装置７ｃは、第３の単色光源群２０００ｃと、色分離素子６９と、第３の蛍光体層２６ｃと、色分離素子６２とを有することができる。また、実施の形態５に係る光源装置７ｃは、第１の平行化レンズ群２１００ａと、第２の平行化レンズ群２１００ｂと、第３の平行化レンズ群２１００ｃと、レンズ群２３，６３と、第１の集光レンズ群２５ａと、第２の集光レンズ群２５ｂと、第３の集光レンズ群２５ｃとを有することができる。
【０１５０】
第３の蛍光体層２６ｃは、第３の単色光源２７ａ，２７ｂの位置に配置されている。第３の集光レンズ群２５ｃは、第３の平行化レンズ２８ａ，２８ｂの位置に配置されている。
【０１５１】
第１の単色光源２０ａの発する光、第２の単色光源２０ｂの発する光及び第３の単色光源２０ｃの発する光は、偏光方向及び偏光光であることを問わない。つまり、第１の単色光源２０ａの出射する光、第２の単色光源２０ｂの出射する光及び第３の単色光源２０ｃの出射する光は、ｓ偏光、ｐ偏光又は楕円偏光でもよい。第１の光源２０ａは、中心波長が４６０ｎｍの赤色用励起光源である。第２の光源２０ｂは、中心波長が４０５ｎｍの青色用励起光源である。一方、第３の光源２０ｃは、中心波長が４４５ｎｍの緑色用励起光源である。なお、第１の光源２０ａの中心波長は４４５ｎｍでも構わないが、本実施の形態では４６０ｎｍの場合に関して述べる。
【０１５２】
色分離素子６２は、中心波長４６０ｎｍの第１の光源２０ａの発する光を透過する機能を有する。また、色分離素子６２は、中心波長４０５ｎｍの第２の光源２０ｂの発する光を反射する機能を有する。例えば、色分離素子６２は、図４の５００ｎｍ以下に示す特性と同様の特性を有している。つまり、色分離素子６２は、偏光方向に関わらず、中心波長４０５ｎｍの光を反射し、中心波長４６０ｎｍの光を透過する特性を有する。ここで、図４と同様の特性でも構わないが、短波長側の特性が重要であるため、５００ｎｍ以下に関して言及した。
【０１５３】
第１の光源２０ａの発する光は、−Ｘ軸方向に出射される。第１の光源２０ａの発する光は、第１の平行化レンズ２１ａで平行光となる。その後、第１の光源２０ａの発する光は、色分離素子６２を透過して、レンズ群２３により光束径が縮小された平行光となる。第１の光源２０ａの発する光は、その後、色分離素子６５を透過する。色分離素子６５を透過した第１の光源２０ａの発した光束は、第１の集光レンズ群２５ａにより赤色用の第１の蛍光体層２６ａに集光する。
【０１５４】
第２の光源２０ｂの発する光は、＋Ｚ軸方向に出射される。第２の光源２０ｂの発する光は、第２の平行化レンズ２１ｂで平行光となる。その後、色分離素子６２で反射されて、−Ｘ軸方向に進行して、レンズ群２３により光束径が縮小された平行光となる。第２の光源２０ｂの発する光は、その後、色分離素子６５で−Ｚ軸方向に反射される。色分離素子６５で反射された第２の光源２０ｂの発した光束は、第２の集光レンズ群２５ｂにより青色用の第２の蛍光体層２６ｂに集光する。
【０１５５】
色分離素子６５は、青色の波長帯域の光を透過し、赤色の光を反射する特性を有する。色分離素子６５は、例えば、図４と同様の光透過特性を示す。ここで、「青色の波長帯域の光」とは４５０ｎｍから４８０ｎｍまでの光のことを示している。「赤色の波長帯域の光」とは、５８５ｎｍから６３０ｎｍまでの光のことを示している。また、「緑色の波長帯域の光」とは、５００ｎｍから５８０ｎｍまでの光のことを示している。
【０１５６】
赤色用の第１の蛍光体層２６ａから射出された光は、＋Ｘ軸方向に進み、色分離素子６５により＋Ｚ軸方向に反射されて、色分離素子６９に向かう。青色用の第２の蛍光体層２６ｂから射出された光は、＋Ｚ軸方向に進み、色分離素子６５を透過して、色分離素子６９に向かう。赤色用の第１の蛍光体層２６ａから射出されて色分離素子６５で反射された光及び青色用の第２の蛍光体層２６ｂから射出されて色分離素子６５を透過した光は、共通の光路を進行する。
【０１５７】
色分離素子６９は、青色の波長帯域の光及び赤色の波長帯域の光を透過する。また、色分離素子６９は、緑色の波長帯域の光を反射する。図２０は、色分離素子６９の波長選択特性を示す図である。図２０において、横軸は光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸は光透過率［％］を示す。図２０において、破線で示された曲線２１０ｓは、ｓ偏光光の光透過特性を示している。また、一点鎖線で示された曲線２１０ｐは、ｐ偏光光の光透過特性を示している。例えば、図２０に示すように、ｓ偏光光は、４６５ｎｍ（より詳細に言えば、４６５ｎｍ付近）から低下して４８０ｎｍ（より詳細に言えば、４８０ｎｍ付近）で透過率が０％の特性を有する。また、ｓ偏光光の光透過特性は、５８５ｎｍ（より詳細に言えば、５８５ｎｍ付近）から向上しだして、６００ｎｍ（より詳細に言えば、６００ｎｍ付近）で１００％となる。ｐ偏光光は、４７５ｎｍ（より詳細に言えば、４７５ｎｍ付近）から低下して４９０ｎｍ（より詳細に言えば、４９０ｎｍ付近）で透過率が０％の特性を有する。また、ｐ偏光光の光透過特性は、５７０ｎｍ（より詳細に言えば、５７０ｎｍ付近）から向上しだして、５８５ｎｍ（より詳細に言えば、５８５ｎｍ付近）で１００％となる。色分離素子６９を透過した赤色の波長帯域の光及び青色の波長帯域の光は、集光レンズ７１に向かう。
【０１５８】
緑色の波長帯域の光束は、第３の蛍光体層２６ｃから発せられる。第３の蛍光体層２６ｃは、色分離素子６９の−Ｘ軸方向側に配置されている。第３の蛍光体層２６ｃの励起光源は、第３の単色光源２０ｃである。第３の単色光源２０ｃは、色分離素子６９の＋Ｘ軸方向側に配置されている。第３の単色光源２０ｃは、中心波長が４４５ｎｍである。第３の単色光源２０ｃは、−Ｘ軸方向に光を出射する。出射された光は、平行化レンズ２１ｃにより光束が平行化される。平行化された光束は、レンズ群６３により光束径が縮小された平行光となる。
【０１５９】
レンズ群６３は、例えば、第１レンズと第２レンズとを含む。ただし、レンズ群６３の構成は、図１９に示す例に限定されない。レンズ群６３は、１枚のレンズで構成されることも可能である。また、レンズ群６３は、３枚以上のレンズで構成されることも可能である。また、光源装置７ｃは、レンズ群６３を省略した構成とすることも可能である。
【０１６０】
光束径が縮小された平行光は、色分離素子６９に向かう。光束径が縮小された平行光は、色分離素子６９を透過する。その後、光束径が縮小された平行光は、第３の集光レンズ群２５ｃにより緑色用の蛍光体層２６ｃに集光される。集光された光は、第３の蛍光体層２６ｃを励起する。第３の蛍光体層２６ｃは、＋Ｘ軸方向に緑色の光を出射する。緑色の波長帯域の光は、集光レンズ群２５ｃにより平行化された後、色分離素子６９で反射されて＋Ｚ軸方向に進行する。色分離素子６９で反射された緑色の波長帯域の光は、色分離素子６５で反射した赤色の波長帯域の光の光路と色分離素子６５を透過した青色の波長帯域の光の光路との共通の光路と、同じ光路を進行する。その後、緑色の光は、集光レンズ７１に向かう。
【０１６１】
集光レンズ７１より後段（＋Ｚ軸側）は図７と同様の構成のため、説明を省略する。なお、第１の単色光源群２０ａ及び第２の単色光源群２０ｂを、実施の形態１と同様の光源配置としても構わない。その際には、色分離素子６２の代わりに、光反射素子（光反射鏡）１２が配置される。
【０１６２】
以上のように、光源の偏光方向に関係なく、赤色の波長帯域の光、緑色の波長帯域の光及び青色の波長帯域の光を蛍光体層により発生させることが可能となる。このため、レーザの可干渉性により発生する斑点状の輝度ムラの影響がなくなる。さらに、時分割で駆動する必要がないため、時間的な制約がなく、各色を点灯させることが可能である。なお、実施の形態１同様、青色用の蛍光体層２６ｂと赤色用の蛍光体層２６ａとの位置を逆にしても構わない。その際には、色分離素子６５は、赤色用の励起光源２０ｂの発する光を反射し、青色用の励起光源２０ａの発する光を透過し、青色用の第１の蛍光体層２６ａの発する光を反射し、赤色用の第２の蛍光体層２６ｂの発する光を透過する波長特性を有する。つまり、色分離素子６５は、図１８の特性と同様の特性にすればよい。
【０１６３】
本実施の形態５では、第１の光源２０ａを赤色用の励起光源として、第３の光源２０ｃを緑色用の励起光源とした。しかし、第１の光源２０ａの中心波長を４４５ｎｍとして、第１の光源２０ａを緑色用の励起光源としてもよい。その際には、色分離素子６２は、中心波長４０５ｎｍの光を反射し、中心波長４４５ｎｍの光を透過する特性を有する。また、色分離素子６５は、中心波長４０５ｎｍの光を反射し、中心波長４４５ｎｍの光を透過すると共に、青色の波長帯域の光を透過し、緑色の波長帯域の光を反射すればよい。例えば、色分離素子６２，６５は図２１に示す特性でよい。
【０１６４】
図２１は、色分離素子の波長選択特性を示す図である。図２１において、横軸は光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸は光透過率［％］を示す。図２１において、破線で示された曲線２２０ｓは、ｓ偏光光の光透過特性を示している。また、一点鎖線で示された曲線２２０ｐは、ｐ偏光光の光透過特性を示している。ｓ偏光光は、４２５ｎｍ（より詳細に言えば、４２５ｎｍ付近）から向上し、４４０ｎｍ（より詳細に言えば、４４０ｎｍ付近）で透過率が１００％の特性を有する。また、ｓ偏光光の光透過特性は４７０ｎｍ（より詳細に言えば、４７０ｎｍ付近）から低下しだして、４８５ｎｍ（より詳細に言えば、４８５ｎｍ付近）で透過率が０％となる。ｐ偏光光は、４１５ｎｍ（より詳細に言えば、４１５ｎｍ付近）から向上して４３０ｎｍ（より詳細に言えば、４３０ｎｍ付近）で透過率が１００％の特性を有する。また、ｐ偏光光の光透過特性は、４８５ｎｍ（より詳細に言えば、４８５ｎｍ付近）から低下しだして、５００ｎｍ（より詳細に言えば、５００ｎｍ付近）で透過率が０％となる。つまり、中心波長４０５ｎｍの光を反射し、中心波長４４５ｎｍの光を透過すると共に、青色の波長帯域（４５０ｎｍから４８０ｎｍ）の光を透過し、緑色の波長帯域（５００ｎｍから５８０ｎｍ）の光を反射する。
【０１６５】
また、第１の蛍光体層２６ａが緑色の光を発し、第３の蛍光体層２６ｃが赤色の光を発する。したがって、第３の光源２０ｃが赤色用の励起光源となるため、色分離素子６９の特性を考慮する必要がある。この際には、第３の光源２０ｃの中心波長は４４５ｎｍ又は４６０ｎｍである。色分離素子６９の特性は、赤色の波長帯域の光を反射し、青色及び緑色の波長帯域の光を透過する必要がある。従って、色分離素子６９の特性は、図２２に示す特性でよい。
【０１６６】
図２２は、色分離素子の波長選択特性を示す図である。図２２において、横軸は光の波長［ｎｍ］を示し、縦軸は光透過率［％］を示す。図２２において、破線で示された曲線２３０ｓは、ｓ偏光光の光透過特性を示している。また、一点鎖線で示された曲線２３０ｐは、ｐ偏光光の光透過特性を示している。ｓ偏光光の光透過特性は５７０ｎｍ（より詳細に言えば、５７０ｎｍ付近）から低下しだして、５８５ｎｍ（より詳細に言えば、５８５ｎｍ付近）で透過率が０％となる。また、ｐ偏光光の光透過特性は５８５ｎｍ（より詳細に言えば、５８５ｎｍ付近）から低下しだして、６００ｎｍ（より詳細に言えば、６００ｎｍ付近）で透過率が０％となる。これにより、色分離素子６９は、赤色の波長帯域のみ反射することが可能となる。
【０１６７】
このように、青色用の励起光源２０ｂの中心波長４０５ｎｍは、緑色用の励起光源２０ａの中心波長４４５ｎｍと比較して、４０ｎｍの差異がある。このため、ｓ偏光光の光透過特性及びｐ偏光光の光透過特性の差異を考慮しなくても、色分離素子６５により、青色用の励起光源２０ｂの光と緑色用の励起光源２０ａの光とを分離することが可能となる。ここで、偏光の影響を小さくするためには、励起光源の中心波長の差異が少なくても３０ｎｍ以上あることが好ましい。
【０１６８】
光源装置７ｃは、第１の単色光源群２０００ａ、第２の単色光源群２０００ｂ、波長選択素子６５、第１の蛍光体層２６ａ及び第２の蛍光体層２６ｂを備える。第１の単色光源群２０００ａは、第１の光を出射する。第２の単色光源群２０００ｂは、第１の光と中心波長が異なる第２の光を出射する。第１の蛍光体層２６ａは、励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する。第２の蛍光体層２６ｂは、励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する。波長選択素子６５は、第１の光を透過させることによって第１の光を第１の蛍光体層２６ａに入射させる。また、波長選択素子６５は、第２の光を反射させることによって第２の光を第２の蛍光体層２６ｂに入射させる。また、波長選択素子６５は、第１の蛍光体層２６ａから放出された第１の波長帯域の光を反射させる。また、波長選択素子６５は、第２の蛍光体層２６ｂから放出された第２の波長帯域の光を透過させる。波長選択素子６５は、反射された第１の波長帯域の光及び透過された第２の波長帯域の光を共通の光路とする。第１の蛍光体層２６ａ又は第２の蛍光体層のいずれか一方は、青色の光を発する蛍光体層である。なお、「波長選択素子」は、「色分離素子」のことである。
【０１６９】
実施の形態１、２、３及び４では、第１の単色光源１０ａ，２０ａ，３０ａ及び第２の単色光源１０ｂ，２０ｂ，３０ｂが直線偏光の場合に関して述べた。しかし、偏光軸に対して、垂直あるいは平行な成分が大部分を占める楕円偏光に関しても同様に効果がある。ここで、「大部分」とは、例えば、８０％以上である。
【０１７０】
なお、以上のように本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限るものではない。
【符号の説明】
【０１７１】
１，２，３，８，９，９０  投写型表示装置、  ４，５，６，７，７ａ，７ｂ，７ｃ  光源装置、  １０ａ，２０ａ，３０ａ  第１の単色光源、  １０００ａ，２０００ａ，３０００ａ  第１の単色光源群、  １０ｂ，２０ｂ，３０ｂ  第２の単色光源、  １０００ｂ，２０００ｂ，３０００ｂ  第２の単色光源群、  １１ａ，２１ａ，３１ａ  第１の平行化レンズ、  １１００ａ，２１００ａ，３１００ａ  第１の平行化レンズ群、  １１ｂ，２１ｂ，３１ｂ  第２の平行化レンズ、  １１００ｂ，２１００ｂ，３１００ｂ  第２の平行化レンズ群、  ２１００ｃ，５８００  第３の平行化レンズ群、  １２，３２  光反射素子、  ２２  偏光選択素子、  １３，２３，３３，５３，６３  レンズ群、  １４，２４，３４  偏光選択・波長選択素子、  １５ａ，２５ａ，３５ａ  第１の集光レンズ群、  １５ｂ，２５ｂ，３５ｂ  第２の集光レンズ群、  ２５ｃ，５５ｃ  第３の集光レンズ群、  １６ａ，２６ａ，３６ａ  第１の蛍光体層、  １６ｂ，２６ｂ，３６ｂ  第２の蛍光体層、  ２６ｃ，５６ｃ  第３の蛍光体層、  １７ａ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂ，３７ａ，３７ｂ，４７ａ，４７ｂ，２０ｃ，５７  第３の単色光源、  １７００，２０００ｃ，２７００，３７００，４７００，５７００  第３の単色光源群、  １８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂ，３８ａ，３８ｂ，４８ａ，４８ｂ，２１ｃ，５８  第３の平行化レンズ、  １９，２９，３９，４９，５９，６２，６５，６９  色分離素子（光路変更素子）、  ４４，５４  波長選択素子、  ６４  光拡散素子、  ７１  集光レンズ、  ７２  光強度均一化素子、  ７２ａ  入射面、  ７２ｂ  出射面、  ７２ａＶ  入射面の縦の寸法、  ７２ａＨ  入射面の横の寸法、  ７３  リレーレンズ群、  ７４  ライトバルブ（画像表示素子）、  ７５  投写光学系、  ７６  スクリーン、  ８０  レンズアレイ群、  ８０ａ  第１のレンズアレイ、  ８０ｂ  第２のレンズアレイ、  ８１  レンズ、  ８０ａ１，８０ｂ１  レンズセル、  １３０ａ，１３０ｂ，１４０，１７０ａ，１７０ｐ，１７０ｓ，２００，２００ｐ，２００ｓ，２０１ｐ，２０１ｓ，２１０ｐ，２１０ｓ，２２０ｐ，２２０ａ，２２０ｓ，２３０ｐ，２３０ｓ，４００ａ，４００ｐ，４００ｓ，２００Ｒ，２００Ｇ  曲線、  １２００  光線、  １２０  反射素子、  ３００  集光レンズ、  Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４，Ｗ５  波長帯域、  Ｖ  縦の寸法、  Ｈ  横の寸法。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月3日(2014.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の単色光を出射する第１の単色光源群と、
前記第１の単色光の中心波長より中心波長が短い第２の単色光を出射する第２の単色光源群と、
前記第１の単色光及び前記第２の単色光を選択する第１の選択素子と、
励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、
励起されることによって前記第１の波長帯域の光の中心波長より中心波長が短い第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層と
を備え、
前記第１の選択素子は、
前記第１の単色光を透過させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させるとともに、前記第２の単色光を反射させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、
または、前記第１の単色光を反射させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を透過させるとともに、前記第２の単色光を透過させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を反射させる
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記第１の選択素子は偏光選択素子であり、
前記第２の単色光は偏光光である
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１の選択素子は波長選択素子であり、
前記第２の蛍光体層は青色の光を発する蛍光体層である
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の単色光及び前記第２の単色光のうちの一方を透過させ、他方を反射させることによって、前記第１の単色光の進行方向及び前記第２の単色光の進行方向を前記第１の選択素子に向ける第２の選択素子をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１の選択素子についての波長に対する光透過率の変化を示す光透過特性と前記第２の選択素子についての波長に対する光透過率の変化を示す光透過特性とが等しいことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の単色光源群から出射される前記第１の単色光の波長帯域と前記第２の単色光源群から出射される前記第２の単色光の波長帯域との両方を含む帯域を光透過帯域とする波長選択素子をさらに備え、
前記波長選択素子は、前記第１の単色光源群及び前記第２の単色光源群から前記第１の選択素子までの光路上に配置される
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
アレイ状に並ぶ複数の第１のレンズセルを含む第１のレンズアレイと、
アレイ状に並ぶ複数の第２のレンズセルを含み前記第１のレンズアレイから出射された光が入射する第２のレンズアレイとを有するレンズアレイ群をさらに備え、
前記第１のレンズアレイは、前記第１の単色光源群から前記第１の選択素子までの間の前記第１の単色光の光路と前記第２の単色光源群から前記第１の選択素子までの間の前記第２の単色光の光路との共通の光路上に配置され、
前記第１のレンズアレイの入射面は、前記第１の蛍光体層及び前記第２の蛍光体層と共役関係にある
ことを特徴とする請求項１から６までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
第３の波長帯域の光を出射する第３の単色光源群と、
前記第３の波長帯域の光の光路を、前記第１の選択素子で反射した前記第１の波長帯域の光の光路及び前記第１の選択素子を透過した前記第２の波長帯域の光の光路の共通の光路と同じ光路にし、または、前記第３の波長帯域の光の光路を、前記第１の選択素子で透過した前記第１の波長帯域の光の光路及び前記第１の選択素子を反射した前記第２の波長帯域の光の光路の共通の光路と同じ光路にする光路変更素子と
をさらに備えることを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
一定の偏光方向を持つ第１の偏光光を出射する第１の単色光源群と、
一定の偏光方向を持つ第２の偏光光を出射する第２の単色光源群と、
前記第１の偏光光及び前記第２の偏光光を選択する偏光選択・波長選択素子と、
励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、
励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層と
を備え、
前記偏光選択・波長選択素子は、前記第１の偏光光を透過させることによって前記第１の偏光光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の偏光光を反射させることによって前記第２の偏光光を前記第２の蛍光体層に入射させ、前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過し、
アレイ状に並ぶ複数の第１のレンズセルを含む第１のレンズアレイと、アレイ状に並ぶ複数の第２のレンズセルを含み前記第１のレンズアレイから出射された光が入射する第２のレンズアレイと、を有するレンズアレイ群をさらに備え、
前記第１のレンズアレイは、前記第１の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの間の前記第１の偏光光の光路と前記第２の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの間の前記第２の偏光光の光路との共通の光路上に配置され、
前記第１のレンズアレイの入射面は、前記第１の蛍光体層及び前記第２の蛍光体層と共役関係にある
ことを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
第１の光を出射する第１の単色光源群と、
前記第１の光の中心波長と中心波長が異なる第２の光を出射する第２の単色光源群と、
波長選択素子と、
励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、
励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層と
を有し、
前記波長選択素子は、
前記第１の光を透過させることによって前記第１の光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の光を反射させることによって前記第２の光を前記第２の蛍光体層に入射させ、
前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、
反射された前記第１の波長帯域の光及び透過された前記第２の波長帯域の光を共通の光路とし、
前記第１の蛍光体層又は前記第２の蛍光体層のいずれか一方は、青色の光を発する蛍光体層であることを特徴とする光源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一態様に係る光源装置は、第１の単色光を出射する第１の単色光源群と、前記第１の単色光の中心波長より中心波長が短い第２の単色光を出射する第２の単色光源群と、前記第１の単色光及び前記第２の単色光を選択する第１の選択素子と、励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、励起されることによって前記第１の波長帯域の光の中心波長より中心波長が短い第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層とを備え、前記第１の選択素子は、前記第１の単色光を透過させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させるとともに、前記第２の単色光を反射させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、または、前記第１の単色光を反射させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を透過させるとともに、前記第２の単色光を透過させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を反射させることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る光源装置は、一定の偏光方向を持つ第１の偏光光を出射する第１の単色光源群と、一定の偏光方向を持つ第２の偏光光を出射する第２の単色光源群と、前記第１の偏光光及び前記第２の偏光光を選択する偏光選択・波長選択素子と、励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層とを備え、前記偏光選択・波長選択素子は、前記第１の偏光光を透過させることによって前記第１の偏光光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の偏光光を反射させることによって前記第２の偏光光を前記第２の蛍光体層に入射させ、前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過し、アレイ状に並ぶ複数の第１のレンズセルを含む第１のレンズアレイと、アレイ状に並ぶ複数の第２のレンズセルを含み前記第１のレンズアレイから出射された光が入射する第２のレンズアレイと、を有するレンズアレイ群をさらに備え、前記第１のレンズアレイは、前記第１の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの間の前記第１の偏光光の光路と前記第２の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの間の前記第２の偏光光の光路との共通の光路上に配置され、前記第１のレンズアレイの入射面は、前記第１の蛍光体層及び前記第２の蛍光体層と共役関係にあることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る光源装置は、第１の光を出射する第１の単色光源群と、前記第１の光の中心波長と中心波長が異なる第２の光を出射する第２の単色光源群と、波長選択素子と、励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層とを有し、前記波長選択素子は、前記第１の光を透過させることによって前記第１の光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の光を反射させることによって前記第２の光を前記第２の蛍光体層に入射させ、前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、反射された前記第１の波長帯域の光及び透過された前記第２の波長帯域の光を共通の光路とし、前記第１の蛍光体層又は前記第２の蛍光体層のいずれか一方は、青色の光を発する蛍光体層であることを特徴とする。
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月9日(2015.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の単色光を出射する第１の単色光源群と、
前記第１の単色光の中心波長より中心波長が短い第２の単色光を出射する第２の単色光源群と、
前記第１の単色光及び前記第２の単色光を選択する第１の選択素子と、
励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、
励起されることによって前記第１の波長帯域の光の中心波長より中心波長が短い第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層と
を備え、
前記第１の選択素子は、
前記第１の単色光を透過させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させるとともに、前記第２の単色光を反射させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、
または、前記第１の単色光を反射させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を透過させるとともに、前記第２の単色光を透過させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を反射させる
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
第１の単色光を出射する第１の単色光源群と、
前記第１の単色光の中心波長と中心波長が異なる第２の単色光を出射する第２の単色光源群と、
第１の選択素子と、
励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、
励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層と
を備え、
前記第１の選択素子は、
前記第１の単色光を透過させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させるとともに、前記第２の単色光を反射させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、
または、前記第１の単色光を反射させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を透過させるとともに、前記第２の単色光を透過させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を反射し、
アレイ状に並ぶ複数の第１のレンズセルを含む第１のレンズアレイと、
アレイ状に並ぶ複数の第２のレンズセルを含み前記第１のレンズアレイから出射された光が入射する第２のレンズアレイとを有するレンズアレイ群をさらに備え、
前記第１のレンズアレイは、前記第１の単色光源群から前記第１の選択素子までの間の前記第１の単色光の光路と前記第２の単色光源群から前記第１の選択素子までの間の前記第２の単色光の光路との共通の光路上に配置され、
前記第１のレンズアレイの入射面は、前記第１の蛍光体層及び前記第２の蛍光体層と共役関係にある
ことを特徴とする光源装置。
【請求項３】
第１の単色光を出射する第１の単色光源群と、
前記第１の単色光の中心波長と中心波長が異なる第２の単色光を出射する第２の単色光源群と、
第１の選択素子と、
励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、
励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層と
を有し、
前記第１の選択素子は、
前記第１の単色光を透過させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の単色光を反射させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させ、
前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、
反射された前記第１の波長帯域の光及び透過された前記第２の波長帯域の光を共通の光路とし、
前記第１の蛍光体層又は前記第２の蛍光体層のいずれか一方は、青色の光を発する蛍光体層であることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
前記第１の選択素子は偏光選択素子であり、
前記第２の単色光は偏光光である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１の選択素子は波長選択素子であり、
前記第２の蛍光体層は青色の光を発する蛍光体層である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の単色光及び前記第２の単色光のうちの一方を透過させ、他方を反射させることによって、前記第１の単色光の進行方向及び前記第２の単色光の進行方向を前記第１の選択素子に向ける第２の選択素子をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１の選択素子についての波長に対する光透過率の変化を示す光透過特性と前記第２の選択素子についての波長に対する光透過率の変化を示す光透過特性とが等しい
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１の単色光源群から出射される前記第１の単色光の波長帯域と前記第２の単色光源群から出射される前記第２の単色光の波長帯域との両方を含む帯域を光透過帯域とする波長選択素子をさらに備え、
前記波長選択素子は、前記第１の単色光源群及び前記第２の単色光源群から前記第１の選択素子までの光路上に配置される
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
第３の波長帯域の光を出射する第３の単色光源群と、
前記第３の波長帯域の光の光路を、前記第１の選択素子で反射した前記第１の波長帯域の光の光路及び前記第１の選択素子を透過した前記第２の波長帯域の光の光路の共通の光路と同じ光路にし、または、前記第３の波長帯域の光の光路を、前記第１の選択素子で透過した前記第１の波長帯域の光の光路及び前記第１の選択素子を反射した前記第２の波長帯域の光の光路の共通の光路と同じ光路にする光路変更素子とをさらに備えること
を特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
一定の偏光方向を持つ第１の偏光光を出射する第１の単色光源群と、
一定の偏光方向を持つ第２の偏光光を出射する第２の単色光源群と、
前記第１の偏光光及び前記第２の偏光光を選択する偏光選択・波長選択素子と、
励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、
励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層と
を備え、
前記偏光選択・波長選択素子は、前記第１の偏光光を透過させることによって前記第１の偏光光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の偏光光を反射させることによって前記第２の偏光光を前記第２の蛍光体層に入射させ、前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過し、
アレイ状に並ぶ複数の第１のレンズセルを含む第１のレンズアレイと、アレイ状に並ぶ複数の第２のレンズセルを含み前記第１のレンズアレイから出射された光が入射する第２のレンズアレイと、を有するレンズアレイ群をさらに備え、
前記第１のレンズアレイは、前記第１の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの間の前記第１の偏光光の光路と前記第２の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの間の前記第２の偏光光の光路との共通の光路上に配置され、
前記第１のレンズアレイの入射面は、前記第１の蛍光体層及び前記第２の蛍光体層と共役関係にある
ことを特徴とする光源装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一態様に係る光源装置は、第１の単色光を出射する第１の単色光源群と、前記第１の単色光の中心波長より中心波長が短い第２の単色光を出射する第２の単色光源群と、前記第１の単色光及び前記第２の単色光を選択する第１の選択素子と、励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、励起されることによって前記第１の波長帯域の光の中心波長より中心波長が短い第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層とを備え、前記第１の選択素子は、前記第１の単色光を透過させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させるとともに、前記第２の単色光を反射させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、または、前記第１の単色光を反射させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を透過させるとともに、前記第２の単色光を透過させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を反射させることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る光源装置は、第１の単色光を出射する第１の単色光源群と、前記第１の単色光の中心波長と中心波長が異なる第２の単色光を出射する第２の単色光源群と、第１の選択素子と、励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層とを備え、前記第１の選択素子は、前記第１の単色光を透過させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させるとともに、前記第２の単色光を反射させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、または、前記第１の単色光を反射させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させて前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を透過させるとともに、前記第２の単色光を透過させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させて前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を反射し、アレイ状に並ぶ複数の第１のレンズセルを含む第１のレンズアレイと、アレイ状に並ぶ複数の第２のレンズセルを含み前記第１のレンズアレイから出射された光が入射する第２のレンズアレイとを有するレンズアレイ群をさらに備え、前記第１のレンズアレイは、前記第１の単色光源群から前記第１の選択素子までの間の前記第１の単色光の光路と前記第２の単色光源群から前記第１の選択素子までの間の前記第２の単色光の光路との共通の光路上に配置され、前記第１のレンズアレイの入射面は、前記第１の蛍光体層及び前記第２の蛍光体層と共役関係にあることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る光源装置は、一定の偏光方向を持つ第１の偏光光を出射する第１の単色光源群と、一定の偏光方向を持つ第２の偏光光を出射する第２の単色光源群と、前記第１の偏光光及び前記第２の偏光光を選択する偏光選択・波長選択素子と、励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層とを備え、前記偏光選択・波長選択素子は、前記第１の偏光光を透過させることによって前記第１の偏光光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の偏光光を反射させることによって前記第２の偏光光を前記第２の蛍光体層に入射させ、前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過し、アレイ状に並ぶ複数の第１のレンズセルを含む第１のレンズアレイと、アレイ状に並ぶ複数の第２のレンズセルを含み前記第１のレンズアレイから出射された光が入射する第２のレンズアレイと、を有するレンズアレイ群をさらに備え、前記第１のレンズアレイは、前記第１の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの間の前記第１の偏光光の光路と前記第２の単色光源群から前記偏光選択・波長選択素子までの間の前記第２の偏光光の光路との共通の光路上に配置され、前記第１のレンズアレイの入射面は、前記第１の蛍光体層及び前記第２の蛍光体層と共役関係にあることを特徴とする。
また、本発明の一態様に係る光源装置は、第１の単色光を出射する第１の単色光源群と、前記第１の単色光の中心波長と中心波長が異なる第２の単色光を出射する第２の単色光源群と、第１の選択素子と、励起されることによって第１の波長帯域の光を放出する第１の蛍光体層と、励起されることによって第２の波長帯域の光を放出する第２の蛍光体層とを有し、前記第１の選択素子は、前記第１の単色光を透過させることによって前記第１の単色光を前記第１の蛍光体層に入射させ、前記第２の単色光を反射させることによって前記第２の単色光を前記第２の蛍光体層に入射させ、前記第１の蛍光体層から放出された前記第１の波長帯域の光を反射させ、前記第２の蛍光体層から放出された前記第２の波長帯域の光を透過させ、反射された前記第１の波長帯域の光及び透過された前記第２の波長帯域の光を共通の光路とし、前記第１の蛍光体層又は前記第２の蛍光体層のいずれか一方は、青色の光を発する蛍光体層であることを特徴とする。
【国際調査報告】
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