(57)【要約】  蛍光ロッドを大型化することなく、励起光源の数を増大することができる、高輝度の光源装置を提供する。光源装置は、蛍光物質を含有した蛍光ロッド（１０１）と、第１の端面と、面積が第１の端面より小さな第２の端面と、第１の端面から入射した光を反射して第２の端面に集光する側面部と、を備え、第２の端面が蛍光ロッドの射出面以外の面に光学的に接合された、少なくとも一つの導光素子（１０３）と、導光素子（１０３）の第１の端面と対向するように設けられた複数の励起光源（１２）と、蛍光ロッド（１０１）の射出面以外の面に設けられた、励起光を透過し、蛍光を反射する特性を有するダイクロイック膜（１０５）と、を有する。
2018173284.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光物質を含有した柱状の導光体からなり、前記導光体の両端面の一方が前記蛍光物質から放出された蛍光を射出する射出端面とされた蛍光ロッドと、
第１の端面と、面積が前記第１の端面より小さな第２の端面と、前記第１の端面から入射した光を反射して前記第２の端面に集光する側面部と、を備え、前記第２の端面が前記導光体の前記射出面以外の面に光学的に接合された、少なくとも一つの第１の導光素子と、
前記第１の導光素子の前記第１の端面と対向するように設けられた、前記蛍光物質を励起可能な励起光を前記第１の端面に向けて射出する複数の第１の励起光源と、
前記導光体の前記射出面以外の面に設けられた、前記励起光を透過し、前記蛍光を反射する特性を有する第１のダイクロイック膜と、を有する、光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記第１の導光素子の少なくとも一つは、前記第２の端面が前記導光体の前記射出端面とは反対側の端面に光学的に結合され、該端面と前記第２の端面との境界面に、前記第１のダイクロイック膜が形成されている、光源装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光源装置において、
前記第１の導光素子の少なくとも一つは、前記第２の端面が、前記導光体の側面に光学的に結合され、該側面と前記第２の端面との境界面に、前記第１のダイクロイック膜が形成されている、光源装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光源装置において、
第３の端面と、面積が前記第３の端面より小さな第４の端面と、前記第４の端面から入射した光を反射して前記第３の端面に向けて導光する側面部と、を備え、前記第４の端面が前記導光体の前記射出面に光学的に接合された第２の導光素子を、さらに有する、光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光源装置において、
前記第４の端面と前記導光体の前記射出面との境界面に、前記蛍光を透過し、前記励起光を反射する特性を有する第２のダイクロイック膜を有する、光源装置。
【請求項６】
請求項４に記載の光源装置において、
それぞれが前記蛍光物質を励起可能な励起光を同じ方向に向けて射出する複数の第２の励起光源と、
前記複数の第２の励起光源のそれぞれの光軸と前記第２の導光素子の前記第３の面から射出される蛍光の主光線により示される光軸とが直交する位置に設けられ、前記励起光を前記第２の導光素子の前記第３の面に向けて反射し、前記第２の導光素子の前記第３の面から射出された蛍光を透過するように構成されたダイクロイックミラーと、を有する、光源装置。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記第１の導光素子の前記第１の端面が前記第２の導光素子の前記第３の端面よりも大きく、前記第１の導光素子の前記第１の端面と前記第２の端面の間隔である導光長が、前記第２の導光素子の前記第３の端面と前記第４の端面の間隔である導光長よりも長い、光源装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記導光体の側面に対向するように設けられた、前記蛍光物質を励起可能な励起光を前記側面に向けて射出する少なくとも一つの第３の励起光源を、さらに有する、光源装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記蛍光物質が黄色蛍光又は緑色蛍光を放出する、光源装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置の射出光を変調して画像を形成する表示素子と、
前記表示素子にて形成された画像を投写する投写レンズと、を有する、プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光物質を含有した蛍光ロッドを備える光源装置およびそれを用いたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１には、蛍光物質を含有した四角柱状の発光変換ロッドを備え、複数の青色ＬＥＤが、発光変換ロッドの側面に対向するように配置されたＨＤＬ（High Lumen Density）モジュールが開示されている。発光変換ロッドの両端面の一方が蛍光を射出するための射出面であり、この射出面にＣＰＣ（Compound Parabolic Concentrator：複合放物面集光器）素子が設けられている。発光変換ロッドの他方の端面には、ミラーが設けられている。【０００３】
上記ＨＤＬモジュールでは、各青色ＬＥＤが発光変換ロッドの側面を照明する。各青色ＬＥＤからの青色光（励起光）は側面からロッド内部に入射する。ロッド内部では、青色光で蛍光物質が励起され、蛍光が蛍光物質から等方的に放出される。ロッド側面に入射した蛍光のうち、入射角が臨界角を超える蛍光はロッド側面で全反射され、入射角が臨界角以下の蛍光はロッド側面から外部に射出される。ここで、臨界角とは、その入射角を超えると全反射する最小の入射角のことを言う。
蛍光物質から放出された蛍光は、ロッド側面で反射を繰り返しながらロッド内を伝搬し、射出面に到達した蛍光がＣＰＣ素子を介して射出される。なお、射出面とは反対側の端面に向かった蛍光は、ミラーによって射出面の方向に反射される。【０００４】
特許文献１には、蛍光物質を含有した四角柱状の本体（以下、蛍光ロッドと呼ぶ）と、蛍光物質を励起可能な励起光を射出する複数の発光体と、を有する体積蛍光光源が開示されている。蛍光ロッドの一方の端面が、蛍光物質から放出された蛍光を射出するための射出面である。蛍光ロッドの射出面以外の各面に対向するように、複数の発光体（励起光源）が設けられている。蛍光ロッドの他方の端面には、励起光を透過し、蛍光を反射する特性を有する反射コーティングが設けられている。
上記ＨＤＬモジュールと同様、上記体積蛍光光源においても、各発光体で蛍光ロッドを照明することで、蛍光物質が励起され、蛍光物質から放出された蛍光がロッド内部を伝搬して射出面から射出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８-５３６２６６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「LED light engine concept with ultra-high scalable luminance」Author(s): Christoph Hoelen; Dick de Boer; Dominique Bruls; Joost van der Eyden; Rolf Koole; Yun Li; Mo Mirsadeghi; Vincent Vanbroekhoven; John-John Van den Bergh; Patrick Van de Voorde, Proc. SPIE 9768, Light-Emitting Diodes: Materials, Devices, and Applications for Solid State Lighting XX, 976810 (8 March 2016)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
高輝度のプロジェクタを実現するために、光源装置の高輝度化が望まれている。しかし、非特許文献１や特許文献１に記載されたような、蛍光ロッドを備えた光源装置においては、高輝度化を図る上で、以下のような問題がある。【０００８】
蛍光ロッドを照明する励起光源の数を増やすことで、蛍光体に照射される励起光の光量が増大し、その結果、蛍光ロッド内部で発生する蛍光の光量が増大する。これにより、光源装置の高輝度化を図ることができる。
しかし、蛍光ロッドの面に対向するように励起光源を並べて配置する場合、配置可能な励起光源の数は蛍光ロッドの面の大きさに依存することから、励起光源の数を増大して光源装置の高輝度化を図ることには物理的な限界があった。【０００９】
なお、蛍光ロッド自体を大きくすることで励起光源の数を増やすことができる。しかし、プロジェクタにおいては、光束の断面積と発散角（光が定める立体角）との積で定義されるエテンデューと呼ばれる制約がある。光源からの光を投写光として効率よく利用するためには、照射側のエテンデューを取込側のエテンデュー以下にする必要がある。ここで、照射側のエテンデューは、光源の面積とその光源より射出した光の発散角との乗算値で与えられ、取込側のエテンデューは、表示素子の面積と投写レンズのＦナンバーで決まる取り込み角（立体角）との乗算値で与えられる。このエテンデューの制約を考慮すると、蛍光ロッドの大型化は、照射側のエテンデューを増大させるため、好ましくない。【００１０】
本発明の目的は、上記問題を解決し、蛍光ロッドを大型化することなく、励起光源の数を増大して高輝度化を図ることができる光源装置及びそれを用いたプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
蛍光物質を含有した柱状の導光体からなり、前記導光体の両端面の一方が前記蛍光物質から放出された蛍光を射出する射出端面とされた蛍光ロッドと、
第１の端面と、面積が前記第１の端面より小さな第２の端面と、前記第１の端面から入射した光を反射して前記第２の端面に集光する側面部と、を備え、前記第２の端面が前記導光体の前記射出面以外の面に光学的に接合された、少なくとも一つの第１の導光素子と、
前記第１の導光素子の前記第１の端面と対向するように設けられた、前記蛍光物質を励起可能な励起光を前記第１の端面に向けて射出する複数の第１の励起光源と、
前記導光体の前記射出面以外の面に設けられた、前記励起光を透過し、前記蛍光を反射する特性を有する第１のダイクロイック膜と、を有する、光源装置が提供される。【００１２】
本発明の別の態様によれば、
上記の光学装置と、
前記光学装置の射出光を変調して画像を形成する表示素子と、
前記表示素子にて形成された画像を投写する投写レンズと、を有する、プロジェクタが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蛍光ロッドを大型化することなく、励起光源の数を増大して光源装置の高輝度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す光源装置の蛍光出力動作を説明するための模式図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第４の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
【図６】本発明の第５の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
【図７】本発明の変形例である光源装置の構成を示す模式図である。
【図８】本発明の第６の実施形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。
【図９】本発明の第７の実施形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
図１を参照すると、光源装置は、蛍光ロッド１０１、ＣＰＣ(Compound Parabolic Concentrator)素子１０２、１０３、複数のＬＥＤ１１、レンズ１０４、ダイクロイック膜１０５、１０６及び複数のレーザー光源１２を有する。
【００１６】
蛍光ロッド１０１は、柱状の導光体からなる波長変換部材である。導光体は、蛍光物質を含有した透明物質からなる。導光体の両端面のうち、一方の端面が蛍光物質から放出された蛍光を射出する射出端面であり、他方の端面は蛍光物質を励起するための励起光が入射される入射端面である。導光体の側面も、蛍光物質を励起するための励起光が入射される面として用いることができる。なお、プロジェクタに用いる場合は、角柱形状の導光体を用いることが望ましい。
透明物質は、例えば、無機結晶やガラス、高分子材料などである。蛍光物質は、例えば、希土類イオン、遷移金属イオン、有機染料分子、蛍光体などである。蛍光物質として、セリウムドープされたイットリウムアルミニウムガーネット（Ｃｅ:ＹＡＧ）などの希土類イオンがドープされた、またはクロムドープされたサファイヤまたはチタンドープされたサファイヤなどの遷移金属イオンがドープされた無機結晶なども用いることができる。
本実施形態では、Ｃｅ:ＹＡＧを含んだガラス材料を用いて蛍光ロッド１０１が形成されており、蛍光ロッド１０１は、緑色波長域及び赤色波長域の光を含む黄色の蛍光を射出する。
【００１７】
ＣＰＣ素子１０２、１０３は、放物面の曲面を有する側面を備えた中実の導光体からなる光学素子である。ＣＰＣ素子１０３を第１の導光素子と呼ぶことができ、ＣＰＣ素子１０２を第２の導光素子と呼ぶことができる。導光体の材質としては、光学ガラスや光学樹脂などを利用できる。導光体の光軸に垂直な断面の形状を矩形とすることができる。この場合、導光体の両端面を、所望のアスペクト比の矩形形状に形成しても良い。例えば、プロジェクタに用いる場合は、導光体の両端面を、表示パネルのアスペクト比に相似の形状に形成しても良い。
導光体の両端面のうち、一方の端面である第１の端面の面積は、他方の端面である第２の端面の面積よりも大きい。第１の端面（面積が大きい方）を入射面として用いた場合は、第１の端面から入射した光は側面で反射されることで集光され、この集光した光が第２の端面から射出される。一方、第２の端面（面積が小さい方）を入射面として用いた場合には、第２の端面から入射した光は側面で反射されることで発散し、発散光が第２の端面から射出される。この種のＣＰＣ素子は、太陽エネルギー（太陽電池）、ワイヤレス通信、バイオメディカルなどの分野で広く利用され、また、ＬＥＤなど光源から発散的に放射された光を集光する用途にも利用されている。
【００１８】
ＣＰＣ素子１０２では、第２の端面（面積が小さい方）が入射端面として用いられ、この第２の端面が、蛍光ロッド１０１の射出端面に光学的に結合されている。ここで、「光学的に結合」とは、一方の端面から射出した光のほとんどが他方の端面に入射するように、ＣＰＣ素子１０２及び蛍光ロッド１０１を結合することを意味する。ここでは、ＣＰＣ素子１０２の第２の端面の大きさ及び形状は、蛍光ロッド１０１の射出端面の大きさ及び形状と一致している。
ＣＰＣ素子１０３では、導光体の第１の端面（面積が大きい方）が入射端面として用いられる。ＣＰＣ素子１０３の第２の端面（面積が小さい方）は、蛍光ロッド１０１の入射端面に光学的に結合されている。ここでは、ＣＰＣ素子１０３の第２の端面の大きさ及び形状は、蛍光ロッド１０１の入射端面の大きさ及び形状と一致している。
ＣＰＣ素子１０２、１０３は、同じ構造の導光体から構成されても良く、材質や形状が異なる導光体で構成されても良い。本実施形態では、ＣＰＣ素子１０２、１０３には、同じ構造の導光体が使用されている。
【００１９】
ダイクロイック膜１０６は、ＣＰＣ素子１０２の第２の端面と蛍光ロッド１０１の射出端面との境界面に設けられている。ダイクロイック膜１０６は、蛍光物質を励起するための励起光を反射し、蛍光物質から放出された蛍光を透過する特性を有する。ここでは、蛍光物質は黄色の蛍光を放出するので、ダイクロイック膜１０６は、青色波長域の光を反射し、緑色波長域及び赤色波長域の光を透過する特性を有する。このような特性を有するダイクロイック膜１０６は、例えば誘電多層膜を用いて形成することができる。
ダイクロイック膜１０５は、ＣＰＣ素子１０３の第２の端面と蛍光ロッド１０１の入射端面との境界面に設けられている。ダイクロイック膜１０５は、蛍光物質を励起するための励起光を透過し、蛍光物質から放出された蛍光を反射する特性を有する。ここでは、蛍光物質は、緑色波長域及び赤色波長域の光を含む黄色蛍光を放出するので、ダイクロイック膜１０５は、青色波長域の光を透過し、緑色波長域及び赤色波長域の光を反射する特性を有する。このような特性を有するダイクロイック膜１０５は、例えば誘電多層膜を用いて形成することができる。
【００２０】
複数のＬＥＤ１１及び複数のレーザー光源１２はいずれも、蛍光物質を励起するための励起光源である。
複数のＬＥＤ１１は、蛍光ロッド１０１の４つの側面のうち、少なくとも一つの側面に対向するように設けられており、各ＬＥＤ１１は、青色光を蛍光ロッド１０１に向けて射出する。青色ＬＥＤは安価であり、高出力のものが入手可能である。ＬＥＤ１１に代えて、青色レーザー光源を用いても良い。
ＬＥＤ１１の数の増加に応じて、励起光の光量の増加が期待できる。ＬＥＤ１１の数は、光源装置の仕様に応じて適宜に設定可能であるが、その最大数は蛍光ロッド１０１の側面の大きさ（面積）による物理的な制約を受ける。なお、蛍光ロッドの４つの側面すべてにＬＥＤ１１を配置することもできる。この場合は、１つの側面にＬＥＤ１１を配置する場合に比べて、４倍程度の光量の励起光を得られる。
【００２１】
複数のレーザー光源１２は、ＣＰＣ素子１０３の第１の端面（面積が大きい方）に対向するように配置され、各レーザー光源１２は、励起光として青色レーザー光をＣＰＣ素子１０３に向けて射出する。レーザー光源１２の数の増加に応じて、励起光の光量の増加が期待できる。レーザー光源１２の数は、光源装置の仕様に応じて適宜に設定可能であるが、その最大数はＣＰＣ素子１０３の第１の端面の大きさ（面積）による物理的な制約を受ける。レーザー光源１２に代えて、青色光を出力するＬＥＤ等の固体光源を用いても良い。
レンズ１０４は、複数のレーザー光源１２とＣＰＣ素子１０３の第１の端面の間に配置されている。レンズ１０４は、各レーザー光源１２からの青色レーザー光を効率よくＣＰＣ素子１０３に第１の端面に入射させるために用いられる。レンズ１０４は、例えば、凸レンズからなる。レンズ１０４は、複数のレンズからなるレンズ群であってよい。各レーザー光源１２からの青色レーザー光を十分にＣＰＣ素子１０３に取り込むことができる場合は、レンズ１０４を取り除いてもよい。
【００２２】
次に、本実施形態の光源装置の蛍光出力動作を具体的に説明する。
図２は、本実施形態の光源装置の蛍光出力動作を説明するための模式図である。以下では、蛍光ロッド１０１に含有されている蛍光物質を蛍光体粒子と呼び、ＬＥＤ光源１１及びレーザー光源１２の射出光をともに励起光と呼ぶ。また、励起光は青色光であり、蛍光体粒子は、励起光を受けて、黄色蛍光を放出することとする。
各ＬＥＤ光源１１から射出された励起光は、蛍光ロッド１０１の側面に入射する。蛍光ロッド１０１では、側面から入射した励起光が蛍光体粒子に衝突する。蛍光体粒子は、励起光により励起され、黄色蛍光が蛍光体粒子から等方的に放出される。図２中、光線２６ａはＬＥＤ１１から射出された励起光の一光線を示し、光線２２、２４はそれぞれ蛍光体粒子から放出された黄色蛍光の一光線を示す。
【００２３】
一方、レーザー光源１２から射出された励起光は、レンズ１０４を介してＣＰＣ素子１０３の第１の端面に入射する。レーザー光源１２の射出光は、若干の拡がりを有する発散光であるため、レンズ１０４を用いることで、各レーザー光源１２からの励起光をＣＰＣ素子１０３の第１の端面に効率良く入射させることができる。
ＣＰＣ素子１０３では、第１の端面から入射した励起光は直接、又は、側面で反射されて、第２の端面に達する。第２の端面に達した励起光は、第２の端面を通過し、ダイクロイック膜１５を透過する。ダイクロイック膜１５を透過した励起光は、蛍光ロッド１０１の入射端面に入射する。蛍光ロッド１０１では、入射端面から入射した励起光が蛍光体粒子に衝突する。蛍光体粒子は、励起光により励起され、黄色蛍光が蛍光体粒子から等方的に放出される。図２中、光線２６ｂはレーザー光源１２から射出された励起光の一光線を示し、光線２３、２５はそれぞれ蛍光体粒子から放出された黄色蛍光の一光線を示す。
【００２４】
蛍光体粒子から放出された黄色蛍光は、蛍光ロッド１０１内を伝搬する。ロッド側面では、入射角が臨界角を超える黄色蛍光は全反射されるが、入射角が臨界角以下の黄色蛍光はロッド側面から外部に射出される。具体的には、光線２２及び光線２３のそれぞれのロッド側面への入射角は臨界角以下であるので、光線２２及び光線２３はともにロッド側面から外部に射出される。一方、光線２４及び光線２５のそれぞれのロッド側面への入射角は臨界角より大きいので、光線２４及び光線２５はともにロッド側面で全反射される。
ロッド側面で全反射を繰り返しながら蛍光ロッド１０１内部を伝搬する黄色蛍光のうち、ＣＰＣ素子１０２側（射出端面側）に向かう黄色蛍光は、蛍光ロッド１０１の射出面に達する。例えば、光線２４及び光線２５は、ロッド側面で全反射を繰り返し、蛍光ロッド１０１の射出端面に達する。
【００２５】
一方、ロッド側面で全反射を繰り返しながら蛍光ロッド１０１内部を伝搬する黄色蛍光のうち、ＣＰＣ素子１０３側（入射端面側）に向かう黄色蛍光は、ダイクロイック膜１０５にて、ＣＰＣ素子１０２側（射出端面側）の方向に反射される。ダイクロイック膜１０５からの反射光である黄色蛍光は、蛍光ロッド１０１内部をＣＰＣ素子１０２側（射出端面側）に向かって伝搬し、射出端面に達する。
蛍光ロッド１０１では、射出端面に達した黄色蛍光が、射出端面から射出される。蛍光ロッド１０１の射出端面から射出した黄色蛍光は、ダイクロイック膜１０６を透過し、ＣＰＣ素子１０２の第２の端面に入射する。
【００２６】
ＣＰＣ素子１０２では、第２の端面から入射した黄色蛍光は直接、又は、側面で反射されて、第１の端面に達する。第１の端面に達した黄色蛍光は、光線（発散光）２１として第１の端面から射出される。
また、蛍光ロッド１０１では、側面及び入射端面から入射した励起光の一部は蛍光ロッド１０１内を伝搬して射出端面に達する。射出端面に達した励起光は、ダイクロイック膜１０６にて、入射端面側に向けて反射される。ダイクロイック膜１０６からの反射光である励起光は、再び蛍光ロッド１０１内を伝搬し、この伝搬過程において、蛍光粒子を励起する。
【００２７】
本実施形態の光源装置によれば、励起光源であるＬＥＤ１１及びレーザー光源１２が蛍光ロッド１０１の側面側及び入射端面側に配置されており、これら励起光源からの励起光で蛍光ロッド１０１中の蛍光粒子を励起することができる。
【００２８】
蛍光ロッド１０１の入射端面側において、複数のレーザー光源１２が、ＣＰＣ素子１０３の第１の端面に対向するように配置されており、各レーザー光源１２からの励起光は、ＣＰＣ素子１０３を介して蛍光ロッド１０１の入射端面に入射する。この構成によれば、以下のような作用効果を奏する。
ＣＰＣ素子１０３の第１の端面の面積は、蛍光ロッド１０１の入射端面の面積よりも大きい。ＣＰＣ素子１０３なしで蛍光ロッド１０１の入射端面に対向するようにレーザー光源１２を配置した場合、レーザー光源１２の配置可能な数は、蛍光ロッド１０１の入射端面の大きさで決まる。これに対して、本実施形態では、蛍光ロッド１０１の入射端面の面積よりも大きなＣＰＣ素子１０３の第１の端面に対向するようにレーザー光源１２を配置するので、配置可能なレーザー光源１２の数を増大することができる。その結果、蛍光ロッド１０１から射出する蛍光量を増大することができ、光源装置の高輝度化を図ることができる。
【００２９】
なお、ダイクロイック膜１０５なしで、単に、ＣＰＣ素子１０３を蛍光ロッド１０１の入射端面に設けるだけでは、以下のような問題を生じる。
ＣＰＣ素子１０３と蛍光ロッド１０１の屈折率が同等であるため、ＣＰＣ素子１０３の第２の端面と蛍光ロッド１０１の入射端面との境界面では、蛍光ロッド１０１内を伝搬して到達した蛍光は、反射することなく、境界面を透過する。この境界面を透過した蛍光のほとんどは、ＣＰＣ素子１０３の第１の端面から射出されるため損失となる。
本実施形態では、ＣＰＣ素子１０３を設けることにより生じる上記の蛍光の損失の問題を解決するために、ＣＰＣ素子１０３の第２の端面と蛍光ロッド１０１の入射端面との境界面にダイクロイック膜１０５が設けられている。この構成によれば、蛍光ロッド１０１内を伝搬して境界面に達した蛍光は、ダイクロイック膜１０５にて反射され、その反射光である蛍光は、再び、蛍光ロッド１０１内を伝搬して射出端面に達する。このようにダイクロイック膜１０５を設けることで、蛍光の損失を抑制することができ、蛍光ロッド１０１の射出端面から射出される蛍光量を増大することができる。
【００３０】
上述のように、本実施形態の光源装置によれば、ＣＰＣ素子１０３の第２の端面と蛍光ロッド１０１の入射端面との境界面にダイクロイック膜１０５を設けることで、蛍光ロッド１０１の射出面から射出される蛍光量を増大することができる。よって、光源装置の高輝度化を図ることができる。
【００３１】
（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
本実施形態の光源装置は、ＣＰＣ素子を蛍光ロッド１０１の側面に設けて励起光源を配置した点で第１の実施形態と異なる。本実施形態の光源装置では、ＣＰＣ素子１０３、レーザー光源１２、レンズ１０４及びダイクロイック膜１０５に代えて、ＣＰＣ素子３０１、３０２、反射素子３０３及びダイクロイック膜３０４、３０５を備える。
【００３２】
ＣＰＣ素子３０１、３０２は、第１の実施形態で説明したＣＰＣ素子１０３と同じ導光体からなり、導光体の第２の端面（面積が小さい方）が蛍光ロッド１０１の側面１０１ａに光学的に結合されている。ここでは、ＣＰＣ素子３０１、３０２は、同じ大きさ、同じ形状である。複数のＬＥＤ１１が、ＣＰＣ素子３０１、３０２それぞれの第１の端面（面積が大きい方）に対向するように配置されている。なお、蛍光ロッド１０１の側面１０１ａに設けるＣＰＣ素子の数は１つであっても良く、また、３つ以上であっても良い。蛍光ロッド１０１とＣＰＣ素子の大きさに応じて、ロッド側面に設けるＣＰＣ素子の数を決定することができる。
【００３３】
ダイクロイック膜３０４、３０５は、第１の実施形態で説明したダイクロイック膜１０５と同じものであって、励起光を透過し、蛍光を反射する特性を有する。ダイクロイック膜３０４は、ＣＰＣ素子３０１の第１の端面と蛍光ロッド１０１の側面１０１ａとの境界面に設けられている。ダイクロイック膜３０５は、ＣＰＣ素子３０２の第１の端面と蛍光ロッド１０１の側面１０１ａとの境界面に設けられている。
反射素子３０３は、蛍光ロッド１０１の入射端面に対向するように配置されている。反射素子３０３は、可能な限り、蛍光ロッド１０１の入射端面に近接して配置することが望ましい。反射素子３０３として、透明基板の一方の面に、反射面を形成する金属を蒸着したものであっても良い。なお、反射素子３０３に代えて、蛍光ロッド１０１の入射端面に直接、反射面を形成しても良い。
【００３４】
次に、本実施形態の光源装置の蛍光射出動作を説明する。
複数のＬＤＥ１１が、蛍光ロッド１０１の側面１０１ａに対向するように配置され、各ＬＥＤ１１からの励起光が、直接、蛍光ロッド１０１の側面１０１ａに入射する。
また、複数のＬＤＥ１１が、ＣＰＣ素子３０１、３０２それぞれの第１の端面に対向して配置されている。ＣＰＣ素子３０１、３０２では、第１の端面から入射した励起光は直接、又は、側面で反射されて、第２の端面に達する。第２の端面に達した励起光は、第２の端面を通過し、ダイクロイック膜３０４、３０５を透過する。ダイクロイック膜３０４、３０５を透過した励起光は、蛍光ロッド１０１の側面１０１ａに入射する。図３中、光線３１はＬＥＤ１１から射出された励起光の一光線を示す。
【００３５】
蛍光ロッド１０１では、側面１０１ａから入射した励起光により蛍光体粒子が励起され、黄色蛍光が蛍光体粒子から等方的に放出される。蛍光体粒子から放出された黄色蛍光は、蛍光ロッド１０１内を伝搬する。
ロッド側面で全反射を繰り返しながら蛍光ロッド１０１内部を伝搬する黄色蛍光のうち、ＣＰＣ素子１０２側（射出端面側）に向かう黄色蛍光は、蛍光ロッド１０１の射出端面からＣＰＣ素子１０２を介して射出される。一方、ＣＰＣ素子１０３側（入射端面側）に向かう黄色蛍光は、反射素子３０３にて、ＣＰＣ素子１０２側（射出端面側）の方向に反射される。反射素子３０３からの反射光である黄色蛍光は、蛍光ロッド１０１内部を伝搬し、蛍光ロッド１０１の射出端面からＣＰＣ素子１０２を介して射出される。
【００３６】
また、蛍光ロッド１０１では、側面１０１ａから入射した励起光の一部は蛍光ロッド１０１内を伝搬して射出端面に達する。射出端面に達した励起光は、ダイクロイック膜１０６にて、入射端面側に向けて反射される。ダイクロイック膜１０６からの反射光である励起光は、再び蛍光ロッド１０１内を伝搬し、この伝搬過程において、蛍光粒子を励起する。
【００３７】
本実施形態の光源装置によれば、ＣＰＣ素子３０１、３０２を蛍光ロッド１０１の側面に設けたことで、蛍光ロッド１０１の側面１０１ａに配置可能なＬＥＤ１１の数を増大することができる。その結果、蛍光ロッド１０１から射出する蛍光量を増大することができ、光源装置の高輝度化を図ることができる。
【００３８】
なお、ダイクロイック膜３０４、３０５なしで、単に、ＣＰＣ素子３０１、３０２を蛍光ロッド１０１の側面１０１ａに設けるだけでは、以下のような問題を生じる。
ＣＰＣ素子１０３と蛍光ロッド１０１の屈折率が同等であるため、ＣＰＣ素子１０３の第２の端面と蛍光ロッド１０１の側面１０１ａとの境界面では、蛍光ロッド１０１内を伝搬して到達した蛍光は、反射することなく、境界面を透過する。この境界面を透過した蛍光のほとんどは、ＣＰＣ素子３０１、３０２の第１の端面から射出されるため損失となる。
本実施形態では、ＣＰＣ素子３０１、３０２を設けることにより生じる蛍光の損失の問題を解決するために、ＣＰＣ素子３０１、３０２の第２の端面と蛍光ロッド１０１の側面１０１ａとの境界面にダイクロイック膜３０４、３０５が設けている。この構成によれば、蛍光ロッド１０１内を伝搬して境界面に達した蛍光は、ダイクロイック膜３０４、３０５にて反射され、その反射光である蛍光は、再び、蛍光ロッド１０１内を伝搬して射出端面に達する。このようにダイクロイック膜３０４、３０５を設けることで、蛍光の損失を削減することができ、蛍光ロッド１０１の射出端面から射出される蛍光量を増大することができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
図４は、本発明の第３の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
本実施形態の光源装置は、ＣＰＣ素子を蛍光ロッド１０１の対向する２つの側面に設けて励起光源を配置した点で第２の実施形態と異なる。本実施形態の光源装置では、第２の実施形態の構成に加えて、ＣＰＣ素子４０１、４０２及びダイクロイック膜４０４、４０５を備える。
【００４０】
ＣＰＣ素子４０１、４０２は、第１の実施形態で説明したＣＰＣ素子１０３と同じ導光体からなり、導光体の第２の端面（面積が小さい方）が蛍光ロッド１０１の側面１０１ｂに光学的に結合されている。ここでは、ＣＰＣ素子４０１、４０２は、同じ大きさ、同じ形状である。複数のＬＥＤ１１が、ＣＰＣ素子４０１、４０２それぞれの第１の端面（面積が大きい方）に対向するように配置されている。なお、蛍光ロッド１０１の各側面に設けるＣＰＣ素子の数は１つであっても良く、また、３つ以上であっても良い。蛍光ロッド１０１とＣＰＣ素子の大きさに応じて、ロッド側面に設けるＣＰＣ素子の数を決定することができる。
ダイクロイック膜４０４、４０５は、第１の実施形態で説明したダイクロイック膜１０５と同じものであって、励起光を透過し、蛍光を反射する特性を有する。ダイクロイック膜４０４は、ＣＰＣ素子４０１の第１の端面と蛍光ロッド１０１の側面１０１ｂとの境界面に設けられている。ダイクロイック膜４０５は、ＣＰＣ素子４０２の第１の端面と蛍光ロッド１０１の側面１０１ｂとの境界面に設けられている。
【００４１】
本実施形態の光源装置によれば、第２の実施形態と比較して、ＣＰＣ素子４０１、４０２を蛍光ロッド１０１の側面１０１ｂに設けたことで、さらにＬＥＤ１１の配置数が増大し、その結果、光源装置のさらなる高輝度化が可能である。
【００４２】
（第４の実施形態）
図５は、本発明の第４の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
本実施形態の光源装置は、ＣＰＣ素子１０３、レーザー光源１２及びレンズ１０４に代えて、ＣＰＣ素子５０１及びレーザー光源５１を備える点で第１の実施形態と異なる。
【００４３】
レーザー光源５１は、第１の実施形態で説明したレーザー光源２１と同じものである。ＣＰＣ素子５０１は、第１の実施形態で説明したＣＰＣ素子１０３と同様の導光体からなるが、ＣＰＣ素子５０１の第１の端面の面積は、ＣＰＣ素子１０３の第１の端面の面積よりも大きい。第１の端面の面積を拡大したことで、レーザー光源５１の配置数が、第１の実施形態のレーザー光源２１の配置数よりも増大する。これにより、光源装置のさらなる高輝度化が可能である。
【００４４】
（第５の実施形態）
図６は、本発明の第５の実施形態による光源装置の構成を示す模式図である。
本実施形態の光源装置は、蛍光ロッド１０１の射出端面に設けられたＣＰＣ素子１０２を用いて励起光を蛍光ロッド１０１に入射させる点で第１の実施形態と異なる。
【００４５】
本実施形態の光源装置では、ＣＰＣ素子１０３、レーザー光源１２、レンズ１０４及びダイクロイック膜１０５、１０６に代えて、反射素子３０３、ダイクロイックミラー７０１及び励起光源部７１を有する。
反射素子３０３は、第２の実施形態で説明したものと同じである。ＣＰＣ素子２０２の第２の端面は、蛍光ロッド１０１の射出端面に光学的に結合されており、第１の実施形態とは異なり、ＣＰＣ素子２０２の第２の端面と蛍光ロッド１０１の射出端面の間には、ダイクロイック膜１０６は設けられていない。
【００４６】
ダイクロイックミラー７０１は、励起光を反射し、蛍光を透過する特性（ダイクロイック膜１０６と同様の特性）を有する。ダイクロイックミラー７０１は、ＣＰＣ素子２０２の第２の端面と対向する位置に、ＣＰＣ素子２０２の射出光軸と略４５°の角度で交差するように配置されている。
励起光源部７１は、複数のレーザー光源７１ａ及びレンズ７１ｂを有する。レーザー光源７１ａ及びレンズ７１ｂは、実施形態で説明したレーザー光源１２及びレンズ１０４と同様のものである。各レーザー光源７１ａから射出した励起光はレンズ７１ｂを介してダイクロイックミラー７０１に入射する。なお、レーザー光源７１ａに代えて、ＬＥＤを用いることもできる。
【００４７】
ダイクロイックミラー７０１では、励起光源部７１からの励起光をＣＰＣ素子１０２の第２の端面に向けて反射する。ダイクロイックミラー７０１からの反射光である励起光は、ＣＰＣ素子１０２を介して蛍光ロッド１０１に入射する。
蛍光ロッド１０１では、ロッド側面から入射した励起光及びＣＰＣ素子１０２から入射した励起光を用いて蛍光粒子が励起される。蛍光粒子から放出された蛍光は、蛍光ロッド１０１内を伝搬し、射出端面に達した蛍光がＣＰＣ素子１０２を介して射出される。ＣＰＣ素子１０２の第１の端面から射出した蛍光は、ダイクロイックミラー７０１を透過する。
【００４８】
なお、蛍光ロッド１０１内部を伝搬する蛍光のち、射出端面とは反対側の端面に向かう蛍光は、反射素子３０３にて射出端面側に向けて反射される。また、蛍光ロッド１０１内部を射出端面とは反対側の端面に向かう励起光も、反射素子３０３にて射出端面側に向けて反射される。反射素子３０３からの反射光である励起光は、再び、蛍光ロッド１０１内部を射出端面に向かって伝搬し、この伝搬過程で、蛍光粒子を励起する。
【００４９】
本実施形態の光源装置においては、蛍光ロッド１０１の射出端面より面積が大きなＣＰＣ素子１０２の第１の端面に対して励起光源であるレーザー光源７１ａを配置することで、レーザー光源７１ａの配置数を増大する。これにより、光源装置の高輝度化を図ることができる。
加えて、ＣＰＣ素子１０２は、励起光を蛍光ロッド１０１に入射させる素子として機能するとともに、蛍光ロッド１０１から蛍光を射出させる素子としても機能する。このように、１つのＣＰＣ素子で、励起用ＣＰＣ素子と蛍光用ＣＰＣ素子との２つの機能を提供することで、蛍光ロッドとＣＰＣ素子との組み合せ部分の小型化及び低コスト化が可能である。
【００５０】
（変形例）
図７は、本発明の変形例である光源装置の構成を示す模式図である。
図７を参照すると、本例の光源装置は、励起用のＣＰＣ素子１０３及びダイクロイック膜１０５に代えて、励起光源ユニット６０及び反射素子３０３を用いる点で、第１の実施形態と異なる。
反射素子３０３は、第２の実施形態で説明したものと同じである。
【００５１】
励起光源ユニット６０は、複数のレーザー光源６１、複数のフィールドレンズ６２、フライアイレンズ６３ａ、６３ｂ及びレンズ６４、６５を有する。レーザー光源６１は、第１の実施形態で説明したレーザー光源１２と同様のものである。
フィールドレンズ６２は、レーザー光源６１毎に設けられている。各レーザー光源６１からの励起光はそれぞれ対応するフィールドレンズ６２を介してフライアイレンズ６３ａ、６３ｂに入射する。フライアイレンズ６３ａ、６３ｂは、各レーザー光源６１からの励起光を光源ロッド１０１の端面上に重畳するように構成されている。
フライアイレンズ６３ａ、６３ｂからの励起光は、レンズ６４、６５及び反射素子３０３を介して光源ロッド１０１の入射端面に入射する。
【００５２】
本例の光源装置によれば、各レーザー光源６１からの励起光をフライアイレンズ６３ａ、６３ｂで蛍光ロッド１０１の入射端面に重畳集光することができる。これにより、蛍光ロッド１０１の入射端面から入射する励起光の光量が増大し、蛍光ロッド１０１の射出端面から射出される蛍光の光量を増大することができる。その結果、光源装置の高輝度化を図ることができる。
【００５３】
上述した第１乃至第５の実施形態及び変形例で説明した構成を適宜に組み合せることができる。例えば、第１又は第４の実施形態の構成に、第２又は第３の実施形態で説明した励起用ＣＰＣ素子を加えても良い。また、第５の実施形態の構成に、第１乃至第４の実施形態で説明した励起用ＣＰＣ素子のいずれか、又は、それらの２つ以上を組み合わせたものを加えても良い。さらに、第２、第３、第５の実施形態のいずれかの構成において、変形例で説明した励起光源ユニット６０を加えても良い。
【００５４】
また、蛍光ロッド１０１に入射する励起光の光量を増大するという観点からすれば、第１乃至第５の実施形態において、ＣＰＣ素子１０２を取り除いても良い。ただし、蛍光ロッド１０１から蛍光を効率よく取り出すためには、ＣＰＣ素子１０２を設けることが望ましい。
また、蛍光を反射し、励起光を透過する特性を有するダイクロイック膜が蛍光ロッド１０１の射出面以外の面に形成されても良い。
【００５５】
以上説明した本発明の光源装置をプロジェクタの光源として用いることで、高輝度のプロジェクタを提供することができる。
例えば、本発明の光源装置は、ＤＭＤや液晶パネルなどの表示素子（画像形成手段）を照明する照明光として蛍光を用いるプロジェクタ全般に適用することができる。本発明の光源装置と青色光源及び赤色光源とを組み合わせることがフルカラーの投写画像を得ることができる。青色光源及び赤色光源は、レーザー光源であっても良く、ＬＥＤ等の固体光源であっても良い。
【００５６】
青色光源及び赤色光源にレーザー光源を用い、これら光源と本発明の光源装置とを組み合わせることで、１００００ルーメン（lm）を超える高輝度のプロジェクタを提供することが可能である。ただし、この場合は、スペックルと呼ばれる斑点模様が生じるために、スペックルを低減するための対策が必要である。
また、青色光源及び赤色光源にＬＥＤ等の固体光源を用い、これら光源と本発明の光源装置とを組み合わせることで、色再現性に優れた高画質の投写画像を提供することができる。この場合は、スペックルは生じない。
【００５７】
以下、本発明の光源装置を用いたプロジェクタの実施形態について説明する。
（第６の実施形態）
図８は、本発明の第６の実施形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。
図８を参照すると、プロジェクタは、光源装置８１Ｇ、ＬＥＤ光源８２Ｂ、８３Ｒ、ダイクロイックミラー８０１、８０２、レンズ系８０３、８０４、８０７、８０８、反射ミラー８０５、８０９、ライトトンネル８０６、プリズム８１１、ＤＭＤ８１０及び投写レンズ８１２を有する。
【００５８】
光源装置８１Ｇは、第１乃至第５の実施形態のいずれかに記載の光源装置又は変形例の光源装置もしくはそれらの光源装置の組み合わせから構成される。ここでは、光源装置８１Ｇは、第１の実施形態で説明した光源装置からなり、緑色蛍光を射出するように構成されている。
ＬＥＤ光源８２Ｂは、青色ＬＥＤと、この青色ＬＥＤから射出した青色光を略平行光に変換するための複数のレンズとを有する。複数の青色ＬＥＤが設けられても良い。ＬＥＤ光源８３Ｒは、赤色ＬＥＤと、この赤色ＬＥＤから射出した赤色光を略平行光に変換するための複数のレンズとを有する。複数の赤色ＬＥＤが設けられても良い。
【００５９】
光源装置８１Ｇの光軸はＬＥＤ光源８２Ｂの光軸と直交し、これら光軸の交点に、ダイクロイックミラー８０１が配置されている。光源装置８１Ｇの光軸とダイクロイックミラー８０１のなす角度は４５度である。ＬＥＤ光源８２Ｂの光軸とダイクロイックミラー８０１のなす角度は４５度である。光源装置８１Ｇから射出された緑色蛍光は、ダイクロイックミラー８０１の一方の面に入射する。ＬＥＤ光源８２Ｂから射出された青色光は、ダイクロイックミラー８０１の他方の面に入射する。
ダイクロイックミラー８０１は、青色の波長域の光を反射し、緑色の波長域の光を透過する特性を有する。光源装置８１Ｇからの緑色蛍光はダイクロイックミラー８０１を透過し、ＬＥＤ光源８２Ｂからの青色光は、ダイクロイックミラー８０１で反射される。緑色蛍光と青色光が、ダイクロイックミラー８０１から同一の光路で射出される。
【００６０】
ダイクロイックミラー８０１の射出光の主光線により示される光軸はＬＥＤ光源８３Ｒの光軸と直交し、これら光軸の交点に、ダイクロイックミラー８０２が配置されている。ダイクロイックミラー８０１の光軸とダイクロイックミラー８０２のなす角度は４５度である。ＬＥＤ光源８３Ｒの光軸とダイクロイックミラー８０２のなす角度は４５度である。ダイクロイックミラー８０１の射出光（緑色蛍光及び青色光）は、ダイクロイックミラー８０２の一方の面に入射する。ＬＥＤ光源８３Ｒから射出された赤色光は、ダイクロイックミラー８０２の他方の面に入射する。
ダイクロイックミラー８０２は、赤色の波長域の光を反射し、緑色の波長域の光及び青色の波長域の光を透過する特性を有する。ダイクロイックミラー８０１の射出光（緑色蛍光及び青色光）はダイクロイックミラー８０２を透過し、ＬＥＤ光源８３Ｒからの赤色光は、ダイクロイックミラー８０２で反射される。赤色光、緑色蛍光及び青色光が、ダイクロイックミラー８０２から同一の光路で射出される。
【００６１】
ダイクロイックミラー８０２の射出光（赤色光、緑色蛍光及び青色光）は、レンズ系８０３、８０４及びミラー８０５を介してライトトンネル８０６の入射端面に入射する。レンズ系８０３、８０４は、ダイクロイックミラー８０２の射出光をライトトンネル８０６の入射端面に集光する。
ライトトンネル８０６では、入射光が内部で多重反射し、その結果、輝度が均一な光が射出される。ライトトンネル８０６から射出した光（赤色光、緑色蛍光及び青色光）は、レンズ系８０７、８０８及びミラー８０９を介してプリズム８１１に入射する。
【００６２】
プリズム８１１は、例えばＴＩＲ（Total Internal Reflection）プリズムからなる。プリズム８１１では、ミラー８０９からの光（赤色光、緑色蛍光及び青色光）が内部で反射され、その反射光がＤＭＤ８１０に向けて射出される。
ＤＭＤ８１０は、プリズム８１１からの光（赤色光、緑色蛍光及び青色光）を変調して画像を形成する。本実施形態では、赤色光、緑色蛍光及び青色光が順にＤＭＤ８１０に照射されるように、光源装置８１Ｇ、ＬＥＤ光源８２Ｂ及びＬＥＤ光源８３Ｒの点灯動作が制御される。ＤＭＤ８１０は、赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光を順に射出する。
ＤＭＤ８１０の射出光（赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光）はプリズム８１１を透過して投写レンズ８１２に入射する。投写レンズ８１２は、赤色画像光、緑色画像光及び青色画像光を順に拡大投写する。
【００６３】
本実施形態のプロジェクタによれば、以下のような作用効果を奏する。
緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを用いたプロジェクタでは、緑色ＬＥＤの輝度不足のために、高輝度の白色表示は困難であった。本実施形態のプロジェクタによれば、緑色光源である光源装置８１Ｇは、第１乃至第５の実施形態のいずれかに記載の光源装置又は変形例の光源装置もしくはそれらの光源装置の組み合わせから構成されるため、高輝度の緑色光源を提供できる。よって、高輝度の白色表示が可能である。
なお、ＬＥＤ光源８２Ｂ及びＬＥＤ光源８３Ｒに代えてレーザー光源を用いても良い。この場合は、さらに高輝度のプロジェクタを提供することができる。
【００６４】
（第７の実施形態）
図９は、本発明の第７の実施形態であるプロジェクタの構成を示す模式図である。
図９を参照すると、プロジェクタは、光源装置９１Ｇ、ＬＥＤ光源９２Ｂ、９３Ｒ、ダイクロイックミラー９０１、９０２、９０９、９１０、レンズ系９０３、９０４、フライアイレンズ９０５、９０６、偏光変換素子９０７、反射ミラー９０８、９１１、９１２、９１５、コンデンサレンズ９１６、９１７、９１８、液晶パネル９４Ｂ、９５Ｇ、９６Ｒ、クロスダイクロイックプリズム９１９及び投写レンズ９２０を有する。
【００６５】
光源装置９１Ｇ、ＬＥＤ光源９２Ｂ、９３Ｒ、ダイクロイックミラー９０１、９０２及びレンズ系９０３、９０４は、図８に示した光源装置８１Ｇ、ＬＥＤ光源８２Ｂ、８３Ｒ、ダイクロイックミラー８０１、８０２及びレンズ系８０３、８０４と同様のものである。
ダイクロイックミラー９０２の射出光（緑色蛍光、青色光及び赤色光）の進行方向に、レンズ系９０３、９０４、フライアイレンズ９０５、９０６、偏光変換素子９０７、反射ミラー９０８がこの順番で配置されている。ダイクロイックミラー９０２の射出光は、レンズ系９０３、９０４で略平行光に変換され、その後、フライアイレンズ９０５、９０６を介して偏光変換素子９０７に照射される。フライアイレンズ９０５、９０６を用いることで、偏光変換素子９０７の入射面における照度分布を均一にすることができる。
【００６６】
偏光変換素子９０７は、フライアイレンズ９０５、９０６からの光束の偏光方向を揃えるものであって、偏光ビームスプリッタや位相板などから構成される。偏光変換素子９０７の射出光は、反射ミラー９０８で反射される。
反射ミラー９０８からの反射光の進行方向に、ダイクロイックミラー９０９及び反射ミラー９１２がこの順番で配置されている。ダイクロイックミラー９０９は、青色波長域の光を透過し、緑色波長域の光及び赤色波長域の光を反射する特性を有する。ダイクロイックミラー９０９を透過した青色光は、反射ミラー９１２で反射される。
【００６７】
反射ミラー９１２からの反射光である青色光の進行方向に、コンデンサレンズ９１６及び液晶パネル９４Ｂがこの順番で配置されている。反射ミラー９１２からの青色光は、コンデンサレンズ９１６を介して液晶パネル９４Ｂに照射される。液晶パネル９４Ｂは、青色画像を形成する。なお、図示されていないが、液晶パネル９４Ｂの前後には、位相差板や偏光板が設けられている。
ダイクロイックミラー９０９からの反射光（緑色光及び赤色光）の進行方向に、ダイクロイックミラー９１０及び反射ミラー９１１がこの順番で配置されている。ダイクロイックミラー９１０は、赤色波長域の光を透過し、緑色波長域の光を反射する特性を有する。ダイクロイックミラー９１０を透過した赤色光は、反射ミラー９１１で反射される。
【００６８】
ダイクロイックミラー９１０からの反射光（緑色光）の進行方向に、コンデンサレンズ９１７及び液晶パネル９５Ｇがこの順番で配置されている。ダイクロイックミラー９１０からの緑色光は、コンデンサレンズ９１７を介して液晶パネル９５Ｇに照射される。液晶パネル９５Ｇは、緑色画像を形成する。なお、図示されていないが、液晶パネル９５Ｇの前後には、位相差板や偏光板が設けられている。
反射ミラー９１１からの反射光である赤色光の進行方向に、レンズ系９１３、９１４及び反射ミラー９１５がこの順番で配置されている。レンズ系９１３、９１４はリレーレンズである。反射ミラー９１１からの赤色光は、レンズ系９１３、９１４を通過した後、反射ミラー９１５で反射される。
【００６９】
反射ミラー９１５の反射光（赤色光）の進行方向に、コンデンサレンズ９１８及び液晶パネル９６Ｒがこの順番で配置されている。反射ミラー９１５からの赤色光は、コンデンサレンズ９１８を介して液晶パネル９６Ｒに照射される。液晶パネル９６Ｒは、赤色画像を形成する。なお、図示されていないが、液晶パネル９６Ｒの前後には、位相差板や偏光板が設けられている。
【００７０】
液晶パネル９４Ｂ、９５Ｇ、９６Ｒそれぞれの射出光は互いに直交し、これら射出光が直交する位置に、クロスダイクロイックプリズム９１９が配置されている。クロスダイクロイックプリズム９１９は、第１乃至第３の入射面と射出面とを有する。液晶パネル９４Ｂ、９５Ｇ、９６Ｒが第１乃至第３の入射面それぞれに対向するように配置されている。また、クロスダイクロイックプリズム９１９は、赤色波長域の光及び緑色波長域の光を透過し、青色波長域の光を反射する特性を有する第１のダイクロイック膜と、青色波長域の光及び緑色波長域の光を透過し、赤色波長域の光を反射する特性を有する第２のダイクロイック膜とを有する。第１及び第２のダイクロイック膜は互いに交差するように設けられている。第１の入射面から入射した青色画像光、第２の入射面から入射した緑色画像光、及び第３の入射面から入射した赤色画像光は、第１及び第２のダイクロイック膜を介して射出面から同一光路で射出される。射出面からの射出光（青色画像光、緑色画像光及び赤色画像光）は、投写レンズ９２０に入射する。
投写レンズ９２０は、クロスダイクロイックプリズム９１９からの射出光（青色画像光、緑色画像光及び赤色画像光）を拡大投写する。
【００７１】
本実施形態のプロジェクタにおいても、第６の実施形態で説明したプロジェクタと同様の理由で、高輝度の良好な白色表示が可能である。
なお、ＬＥＤ光源９２Ｂ及びＬＥＤ光源９３Ｇに代えてレーザー光源を用いても良い。この場合は、さらに高輝度のプロジェクタを提供することができる。
【００７２】
以上説明した第１乃至第７の実施形態で説明した構成は本発明の一例であり、その構成は発明の趣旨を逸脱しない範囲で当業者が理解し得る変更又は改善を適用することができる。
【００７３】
また、本発明は、以下の付記１〜１７のような形態をとり得るが、これら形態に限定されない。
［付記１］
蛍光物質を含有した柱状の導光体からなり、前記導光体の両端面の一方が前記蛍光物質から放出された蛍光を射出する射出端面とされた蛍光ロッドと、
第１の端面と、面積が前記第１の端面より小さな第２の端面と、前記第１の端面から入射した光を反射して前記第２の端面に集光する側面部と、を備え、前記第２の端面が前記導光体の前記射出面以外の面に光学的に接合された、少なくとも一つの第１の導光素子と、
前記第１の導光素子の前記第１の端面と対向するように設けられた、前記蛍光物質を励起可能な励起光を前記第１の端面に向けて射出する複数の第１の励起光源と、
前記導光体の前記射出面以外の面に設けられた、前記励起光を透過し、前記蛍光を反射する特性を有する第１のダイクロイック膜と、を有する、光源装置。
［付記２］
付記１に記載の光源装置において、
前記第１の導光素子の少なくとも一つは、前記第２の端面が前記導光体の前記射出端面とは反対側の端面に光学的に結合され、該端面と前記第２の端面との境界面に、前記第１のダイクロイック膜が形成されている、光源装置。
［付記３］
付記１または２に記載の光源装置において、
前記第１の導光素子の少なくとも一つは、前記第２の端面が、前記導光体の側面に光学的に結合され、該側面と前記第２の端面との境界面に、前記第１のダイクロイック膜が形成されている、光源装置。
［付記４］
付記１乃至３のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記第１の導光素子は、複合放物面集光器からなる、光源装置。
［付記５］
付記１乃至４のいずれか一つに記載の光源装置において、
第３の端面と、面積が前記第３の端面より小さな第４の端面と、前記第４の端面から入射した光を反射して前記第３の端面に向けて導光する側面部と、を備え、前記第４の端面が前記導光体の前記射出面に光学的に接合された第２の導光素子を、さらに有する、光源装置。
［付記６］
付記５に記載の光源装置において、
前記第４の端面と前記導光体の前記射出面との境界面に、前記蛍光を透過し、前記励起光を反射する特性を有する第２のダイクロイック膜を有する、光源装置。
［付記７］
付記５に記載の光源装置において、
それぞれが前記蛍光物質を励起可能な励起光を同じ方向に向けて射出する複数の第２の励起光源と、
前記複数の第２の励起光源のそれぞれの光軸と前記第２の導光素子の前記第３の面から射出される蛍光の主光線により示される光軸とが直交する位置に設けられ、前記励起光を前記第２の導光素子の前記第３の面に向けて反射し、前記第２の導光素子の前記第３の面から射出された蛍光を透過するように構成されたダイクロイックミラーと、を有する、光源装置。
［付記８］
付記５ないし７のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記第２の導光素子は、複合放物面集光器からなる、光源装置。
［付記９］
付記５乃至８のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記第１および第２の導光素子は、互いに同じ形状で同じ大きさである、光源装置。
［付記１０］
付記５乃至８のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記第１の導光素子の前記第１の端面が前記第２の導光素子の前記第３の端面よりも大きく、前記第１の導光素子の前記第１の端面と前記第２の端面の間隔である導光長が、前記第２の導光素子の前記第３の端面と前記第４の端面の間隔である導光長よりも長い、光源装置。
［付記１１］
付記５乃至１０のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記第２の励起光源は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）またはレーザー光源である、光源装置。
［付記１２］
付記１乃至１１のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記導光体の側面に対向するように設けられた、前記蛍光物質を励起可能な励起光を前記側面に向けて射出する少なくとも一つの第３の励起光源を、さらに有する、光源装置。
［付記１３］
付記１２に記載の光源装置において、
前記第３の励起光源は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）またはレーザー光源である、光源装置。
［付記１４］
付記１乃至１３のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記第１の励起光源は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）またはレーザー光源である、光源装置。
［付記１５］
付記１乃至１４のいずれか一つに記載の光源装置において、
前記蛍光物質が黄色蛍光又は緑色蛍光を放出する、光源装置。
［付記１６］
付記１乃至１５のいずれか一つに記載の光源装置と、
前記光源装置の射出光を変調して画像を形成する表示素子と、
前記表示素子にて形成された画像を投写する投写レンズと、を有する、プロジェクタ。
［付記１７］
付記１乃至１５のいずれか一つに記載の光源装置からなり、緑色光を射出する緑色光源と、
赤色光を射出する赤色光源と、
青色光を射出する青色光源と、
前記緑色光、赤色光および青色光をそれぞれ変調して緑色画像、赤色画像および青色画像を形成する画像形成手段と、
前記緑色画像、赤色画像および青色画像を互いに重なるように投写する投写手段と、を有する、プロジェクタ。
【符号の説明】
【００７４】
１１  ＬＥＤ光源
１２  レーザー光源
１０１  蛍光ロッド
１０２、１０３  ＣＰＣ素子
１０４  レンズ系
１０５、１０６  ダイクロイック膜
【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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【国際調査報告】
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