(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、波長変換素子から光源へ戻る非変換光の量を減少させ、より明るい画像を投射することが可能な光源装置を提供することである。【解決手段】  光源装置が、ｐ偏光光Ｂ１ｐをｐ偏光光Ｂ１ｐと波長が異なる蛍光光ＲＧ５に変換し、ＲＧ５と、ｐ偏光光Ｂ１ｐと波長が同じ非変換光と、を射出する蛍光体５を備える。さらに、光源装置が、ｐ偏光光Ｂ１ｐのうち、ｐ偏光光を蛍光体５に導くとともに、非変換光のうち、ｓ偏光光が光源１へ向かうことを抑制する特性を持つ偏光板２を備える。さらに、光源装置が、ｐ偏光光Ｂ１ｐを蛍光体５に導くとともに、蛍光光ＲＧ５を光源１と異なる方向に導く特性を持つミラー３を備える。【選択図】  図２
2015145977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を前記光源からの光と波長が異なる変換光に変換し、前記変換光と、前記光源からの光と波長が同じ非変換光と、を射出する波長変換素子と、
前記光源からの光のうち、第１の偏光方向の光を前記波長変換素子に導くとともに、前記非変換光のうち、前記第１の偏光方向の光と偏光方向が異なる第２の偏光方向の光が前記光源へ向かうことを抑制する特性を持つ第１の光学素子と、
前記光源からの光を前記波長変換素子に導くとともに、前記変換光を前記光源と異なる方向に導く特性を持つ第２の光学素子と、を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記第１の光学素子から前記波長変換素子に向かう光路の途中に前記第２の光学素子が設けられてい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】
前記光源からの光を前記波長変換素子に導く特性を持つ第１領域と、前記非変換光が前記光源へ向かうことを抑制する特性を持つ第２領域と、を有する第３の光学素子をさらに備え、
前記光源から前記第１の光学素子に向かう光路の途中に前記第３の光学素子が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の光学素子は前記第１の偏光方向の光を透過し、前記第２の偏光方向の光を反射する反射型偏光板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１の光学素子は前記第１の偏光方向の光を透過し、前記第２の偏光方向の光を吸収する吸収型偏光板であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記光源からの光が前記光源から前記第２の光学素子へ向かう方向に前記波長変換素子が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記光源からの光が前記第２の光学素子によって反射された方向に前記波長変換素子が設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記光源からの光を平行光化するコリメータレンズユニットと、
前記コリメータレンズユニットからの光を、前記光源からの光よりも細い平行光に変換するように構成されている第１のレンズユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項９】
前記光源からの光を前記波長変換素子に導くとともに、前記変換光及び前記非変換光を前記第２の光学素子に導くために、正のパワーを持つように構成された第２のレンズユニットをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第２の光学素子は前記光源からの光と波長が同じ光を前記波長変換素子に導くとともに、前記光源からの光と波長が異なる光を前記光源と異なる方向に導くように構成されたダイクロイックミラーであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第１の偏光方向の光がｐ偏光光であり、前記第２の偏光方向の光がｓ偏光光であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１２】
光変調素子と、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光源装置からの光を前記光変調素子に導く照明光学系と、を備えることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置およびこれを用いた画像表示装置に関する発明である。特にＬＤ（レーザーダイオード）光源などを用いた光源装置と、この光源装置を用いたプロジェクターなどの投射型表示装置に関する発明である。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＬＤ光源からの青色光を緑色光及び赤色光に変換する蛍光体を用いて、カラー画像を表示可能なプロジェクターが開発されている。
【０００３】
このようなプロジェクターとして、特許文献１及び２がある。
【０００４】
特許文献１では、蛍光光として発せられる緑色光及び赤色光に加えて、ＬＤ光源からの青色光を用いて、カラー画像を表示する技術が開示されている。ＬＤ光源からの青色光が透過可能な拡散層と、蛍光体として作用する蛍光層と、をもつ蛍光ホイールを回転させる。ＬＤ光源からの青色光が拡散層に照射された場合は、青色光が蛍光層を透過し、反射ミラーにより照明光学系に導かれる。一方、ＬＤ光源からの青色光が蛍光層に照射された場合は、緑色光及び赤色光が光源方向に発せられ、ダイクロイックミラーにより照明光学系に導かれる。
【０００５】
特許文献２では、蛍光光として発せられる緑色光及び赤色光に加えて、ＬＤ光源とは別に設けられた青色ＬＥＤが発する青色光を用いる。これにより、カラー画像を表示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１７０３６２号公報
【特許文献２】特開２０１２−８５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように、蛍光体はＬＤ光源からの青色光の波長を緑色光及び赤色光の波長に変換するが、全ての青色光が波長を変換されるわけではない。実際には、蛍光体で波長が変換されずに蛍光体からＬＤ光源へ戻る非変換光もある。
【０００８】
前述の特許文献１及び２に開示されている構成において、非変換光は、ＬＤ光源に戻り、ＬＤ光源の温度を上昇させ、ＬＤ光源の発光効率を低下させるおそれがあった。このため、ＬＤ光源に戻る非変換光は、投射する画像の明るさを損ねるといった機能低下の一因となるおそれがあった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、波長変換素子から光源へ戻る非変換光の量を減少させ、より明るい画像を投射することが可能な光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の光源装置は、
光源からの光を前記光源からの光と波長が異なる変換光に変換し、前記変換光と、前記光源からの光と波長が同じ非変換光と、を射出する波長変換素子と、
前記光源からの光のうち、第１の偏光方向の光を前記波長変換素子に導くとともに、前記非変換光のうち、前記第１の偏光方向の光と偏光方向が異なる第２の偏光方向の光が前記光源へ向かうことを抑制する特性を持つ第１の光学素子と、
前記光源からの光を前記波長変換素子に導くとともに、前記変換光を前記光源と異なる方向に導く特性を持つ第２の光学素子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、波長変換素子から光源へ戻る非変換光の量を減少させ、より明るい画像を投射することが可能な光源装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施例で示す光源装置を搭載可能な投射型表示装置の構成説明図
【図２】本発明の第１実施例で示す光源装置の構成説明図
【図３】本発明の第１実施例で用いる光源光および蛍光光のスペクトル特性図
【図４】本発明の第１実施例で用いる光路変換素子の分光反射特性図
【図５】本発明の第２実施例で示す光源装置の構成説明図
【図６】本発明の第２実施例で用いる穴空きミラーの形態を説明した図
【図７】本発明の第３実施例で示す光源装置の構成説明図
【図８】本発明の第３実施例で用いる穴空きミラーの形態を説明した図
【図９】本発明の第４実施例で示す光源装置の構成説明図
【図１０】本発明の第４実施例で用いるミラー３の分光反射特性図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の形状それらの相対配置などは、この発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、構成部品の形状などは、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨で規定されたものではない。
【００１４】
〔投射型表示装置構成の説明〕
まず、図１を用いて、本発明の実施例で示す光源装置を搭載可能な投射型表示装置１００の構成について説明する。
【００１５】
表示装置（投射型表示装置）１００は、光源装置２１と、偏光板２０と、ダイクロイックミラー２２と、位相差板（波長選択性位相差板）２３と、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッター）１０（１０ａ、１０ｃ）と、を備える。
【００１６】
さらに、表示装置１００は、１／４λ板２４（赤色用１／４λ板２４ｒ、緑色用１／４λ板２４ｇ、青色用１／４λ板２４ｂ）を備える。
【００１７】
さらに、表示装置１００は、光変調素子である液晶パネル（反射型液晶パネル）２５（赤色用液晶パネル２５ｒ、緑色用液晶パネル２５ｇ、青色用液晶パネル２５ｂ）と、を備える。
【００１８】
さらに、表示装置１００は、ダイクロイックプリズム２６と、投射レンズ３０と、を備える。すなわち、表示装置１００は、いわゆる反射型液晶プロジェクターである。
【００１９】
光源装置２１は、後述の本発明の実施例のいずれか１つに示す光源装置である。
【００２０】
偏光板２０は、光源装置２１からの白色光１１（赤色光１１ｒ、緑色光１１ｇ、青色光１１ｂ）のうち、ｓ偏光光１２（赤色ｓ偏光光１２ｒ、緑色ｓ偏光光１２ｇ、青色ｓ偏光光１２ｂ）のみを透過するような構成になっている。
【００２１】
ダイクロイックミラー２２は、緑色の波長帯域の光を透過し、赤色及び青色の波長帯域の光を透過するような反射率特性を持つ構成になっている。
【００２２】
位相差板２３は、青色の波長帯域の偏光光については、偏光方向を変換せずに透過させる。一方、赤色の波長帯域の偏光光については、偏光方向を９０度変換するように構成されている。
【００２３】
ＰＢＳ１０は、ｓ偏光光を反射し、ｐ偏光光を透過するような構成である。
【００２４】
１／４λ板２４は、１／λ板２４に入射した光の位相を１／４λ分ずらすような構成である。
【００２５】
液晶パネル２５は、液晶パネル２５に入射した光を画像信号に応じて偏光方向を変換する。さらに、液晶パネル２５は、液晶パネル２５によって偏光方向を変換された光である画像光１３（赤画像光１３ｒ、緑画像光１３ｇ，青画像光１３ｂ）を発する。
【００２６】
ダイクロイックプリズム２６は、緑色の波長帯域の光を反射し、赤色及び青色の波長帯域の光を透過するような反射率特性を持つ構成になっている。
【００２７】
投射レンズ３０は、ダイクロイックプリズム２６で合成された光をスクリーンなどに導くように構成されている。
【００２８】
光源装置２１からの白色光１１が、投射レンズ３０に至るまでを説明する。
【００２９】
光源装置２１からの白色光１１のうち、ｓ偏光光のみが偏光板２０を透過し、ダイクロイックミラー２２に導かれる。ｓ偏光光１２のうち、緑色ｓ偏光光１２ｇは反射され、ＰＢＳ１０ａに導かれ、赤色ｓ偏光光１２ｒ及び青色ｓ偏光光１２ｂはダイクロイックミラー２２を透過し、ＰＢＳ１０ｃに導かれる。
【００３０】
ＰＢＳ１０ａに導かれた緑色ｓ偏光光１２ｇは、ＰＢＳ１０ａによって反射され、緑色用１／４λ板２４ｇに導かれる。緑色ｓ偏光光１２ｇは、緑色用液晶パネル２５ｇによって偏光方向を変換され、反射される。緑色用液晶パネル２５ｇからの光のうち、ｐ偏光光は、緑色画像光１３ｇとして、ダイクロイックプリズム２６に導かれる。
【００３１】
ＰＢＳ１０ｃに導かれた赤色ｓ偏光光１２ｒ及び青色ｓ偏光光１２ｂも、前述の緑色ｓ偏光光１２ｇと同様に、赤色画像光１３ｒ及び青色画像光１３ｂとしてダイクロイックプリズム２６に導かれる。
【００３２】
ダイクロイックプリズム２６に導かれた画像光１３を合成し、投射レンズ３０に、合成された画像光１３を導くことで、カラー画像をスクリーンなどに投射表示することが可能となる。
【００３３】
以下、光源装置２１に適用可能な構成について説明する。
【００３４】
本発明の実施例で示す光源装置は、光源１と、偏光板（第１の光学素子）２と、ミラー（第２の光学素子）３と、蛍光体（波長変換素子）５と、を備える。さらに、本発明の実施例で示す光源装置は、コリメータレンズ（コリメータレンズユニット）７と、集光レンズユニット（第２のレンズユニット）４と、を備える。
【００３５】
光源１はＬＤ光源であり、図３（ａ）に示すように、波長が４４８ｎｍの青色光を発する。すなわち、本発明の実施例において、光源からの光は青色光である。
【００３６】
蛍光体５は、光源１からの光を光源１からの光と波長が異なる蛍光光（変換光）に変換し、蛍光光と、光源１からの光と波長が同じ非変換光と、を射出する。蛍光光は、図３（ｂ）に示すように、主に緑色光と赤色光である。
【００３７】
偏光板２は、光源１からの光のうち、ｐ偏光光（第１の偏光方向の光）を蛍光体５に導くとともに、非変換光のうち、ｐ偏光光と互いに偏光方向が異なるｓ偏光光（第２の偏光方向の光）が光源１へ向かうことを抑制する特性を持つ。
【００３８】
ミラー３は、光源１からの光を蛍光体５に導くとともに、蛍光光を光源１と異なる方向に導く特性を持つ。
【００３９】
集光レンズユニット４は、光源１からの光を蛍光体５に導くとともに、蛍光光及び非変換光をミラー３に導くために、正のパワーを持つように構成されている。
【００４０】
コリメータレンズ７は、光源１からの光を平行光化するように構成されている。
【００４１】
〔第１実施例〕
図２は、本発明の第１実施例で示す光源装置の構成を説明する図である。
【００４２】
各構成要素は、光源１からみて、光源１、コリメータレンズ７、偏光板２、ミラー３、集光レンズユニット４、そして蛍光体５の順番に一直線上に並んでいる。すなわち、光源１からミラー３へ向かう方向に蛍光体５が設けられている。偏光板２は、光源１とミラー３の間に、集光レンズユニット４は、ミラー３と蛍光体５の間に設けられている。
【００４３】
ここで、図２においてミラー３の面法線と光軸のなす平面を主平面と称したときこの主平面内で振動する直線偏光をｐ偏光と定義した。さらに主平面に垂直に振動する直線偏光をｓ偏光と定義した。各偏光光は、それぞれ●●●、｜｜｜で図示してある。また、非偏光光は●●●及び｜｜｜の双方をまとめて隣接するように図示してある。非偏光光とは、直線偏光光、円偏光光、楕円偏光光などが混ざった状態の光である。
【００４４】
本実施例における光源１はＬＤであり、図３（ａ）に示すように、波長が４４８ｎｍの青色光で、かつ主成分がｐ偏光成分であるｐ偏光光Ｂ１ｐを発する。
【００４５】
まず、ｐ偏光光Ｂ１ｐが蛍光体５に至るまでを図２（ａ）を用いて説明する。光源１から蛍光体５に向かうｐ偏光光Ｂ１ｐはコリメータレンズ７によって略平行光化され、偏光板２に入射する。偏光板２は、本実施例においては、ｐ偏光光を透過してｓ偏光光を反射する、いわゆる反射型偏光板である。本実施例において、反射型偏光板は、入射光の波長よりも狭い間隔で金属ワイヤーが並べられた構造（サブ波長格子構造）をもつワイヤーグリッド型偏光板である。ワイヤーグリッド型偏光板は、金属ワイヤーの長手方向に平行に振動する直線偏光光を反射し、金属ワイヤーの長手方向と直交する方向に振動する直線偏光光を透過する性質を持つ。このワイヤーグリッド型偏光板によって、偏光板２は、前述のように、ｐ偏光光を透過してｓ偏光光を反射する。
【００４６】
偏光板２を透過したｐ偏光光Ｂ１ｐは、次にミラー３に至る。ミラー３は、図４に示すように、青色光を透過し、青色光よりも波長が長い可視光を反射するような反射率特性をもつダイクロイックミラーである。したがって、偏光板２を透過したｐ偏光光Ｂ１ｐはミラー３も透過し、集光レンズユニット４に至る。集光レンズユニット４に入射したｐ偏光光Ｂ１ｐは、正のパワーを持つ集光レンズユニット４によって蛍光体５の面上に集光し、ｐ偏光光Ｂ１ｐが蛍光体５に至る。
【００４７】
次に、蛍光体５がｐ偏光光Ｂ１ｐの一部をｐ偏光光Ｂ１ｐと波長が異なる蛍光光に変換し、その蛍光光と、ｐ偏光光Ｂ１ｐと波長が同じ非変換光と、を射出するまでを説明する。蛍光体５は、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系を主材料としており、ｐ偏光光Ｂ１ｐを励起光として、図３（ｂ）に示されるようなスペクトルの光を、偏光方向が乱された非偏光状態の蛍光光として発する。すなわち、本実施例において、蛍光光は緑色光および赤色光である。また、蛍光体に入射したｐ偏光光Ｂ１ｐのすべてが蛍光光に変換されるわけではなく、波長が同じまま変換されない非変換光も存在している。すなわち、本実施例において、非変換光は青色光である。さらに、蛍光体５は、非変換光の偏光方向をも乱し、非偏光光として射出する性質がある。なお、蛍光体５はミラーや金属などに固定されているため、透過する光はなく、全ての光が反射される。
【００４８】
次に、蛍光体５が発する蛍光光ＲＧ５がミラー３に至り、照明光学系に導かれるまでを図２（ｂ）を用いて説明する。蛍光光ＲＧ５及び非変換光は、蛍光体５から集光レンズユニット４に向かう際に、射出方向を定めずに、ランダムな方向に射出される。ランダムな方向に射出される蛍光光及び非変換光を平行光化し、蛍光体５からミラー３へ導くために、蛍光体５とミラー３の間に、集光レンズユニット４が配置されている。蛍光光ＲＧ５は、前述のように、緑色光及び赤色光であり、ミラー３は青色光よりも波長が長い可視光を反射する。したがって、ミラー３に入射した蛍光光ＲＧ５は、ミラー３によって反射され、光源と異なる方向に設けられた照明光学系（不図示）に導かれる。
【００４９】
次に、非変換光がミラー３に至り、光源１あるいは蛍光体５に戻るまでを図２（ｃ）を用いて説明する。前述のように非変換光は青色光であり、ミラー３は青色光を透過するため、蛍光体５から発せられた非変換光はミラー３を透過し、偏光板５に至る。前述のように、蛍光光及び非変換光は、非偏光状態で蛍光体５から発せられるため、非変換光は、ｐ偏光光Ｂ５ｐ及びｓ偏光光Ｂ５ｓを含む。偏光板２は、ｐ偏光光を透過し、ｓ偏光光を反射するため、非変換光のうち、ｐ偏光光Ｂ５ｐは偏光板２を透過し、光源１に戻る。一方、非変換光のうち、ｓ偏光光Ｂ５ｓは偏光板２によって反射され、蛍光体５に戻り、再び励起光として用いられる。
【００５０】
このように、本実施例に示す構成によって、蛍光体５から光源１へ戻る非変換光の量を減少させ、より明るい画像を投射することが可能な光源装置を提供することができる。具体的には、非変換光のうち、ｓ偏光光Ｂ１ｓが光源１へ戻ることを抑制することで、蛍光体５から光源１へ戻る非変換光の量を減少させることが可能である。さらに、本実施例に示す構成によって、光源１へ戻ることを抑制されたｓ偏光光Ｂ１ｓを励起光として再利用することで、光利用効率を高めることが可能となる。
【００５１】
〔第２実施例〕
図５は、本発明の第２実施例で示す光源装置の構成を説明する図である。
【００５２】
本実施例と前述の第１実施例との第１の違いは、光源が複数の発光点を持つ光源群１１であること、コリメータレンズユニットは、光源群１１が含む光源１と同数のコリメータレンズ７を持つコリメータレンズ群７７であることである。第２の違いは、穴開きミラー６をさらに備えることである。
【００５３】
穴開きミラー６は、図６に示すように、光源１からの光であるｐ偏光光Ｂ１ｐを蛍光体５に導く特性を持つ領域６１（第１領域）を有する。さらに、穴開きミラー６は、非変換光のうち偏光板２を透過するｐ偏光光Ｂ５ｐが光源１へ向かうことを抑制する特性を持つ領域６２（第２領域）を有する。
【００５４】
さらに、光源１から偏光板２へ向かう光路の途中に穴開きミラー６が設けられている。すなわち、光源１と偏光板２の間に、穴開きミラー６が設けられている。
【００５５】
まず、ｐ偏光光Ｂ１ｐが蛍光体５に至るまでを図５（ａ）を用いて説明する。
【００５６】
本実施例においては、前述の第１実施例と異なり、ｐ偏光光Ｂ１ｐはまず偏光板２に入射するのではなく、穴開きミラー６の領域６１に入射し、ミラー３に導かれる。本実施例において、領域６１は開口部になっている。ｐ偏光光Ｂ１ｐがミラー３を透過し、蛍光体５に至るまでは前述の第１実施例と同様である。
【００５７】
蛍光体５がｐ偏光光Ｂ１ｐの一部をｐ偏光光Ｂ１ｐと波長が異なる蛍光光に変換し、その蛍光光と、ｐ偏光光Ｂ１ｐと波長が同じ非変換光と、を射出する点は、前述の第１実施例と同様である。
【００５８】
また、蛍光体５が発する蛍光光がミラー３に至り、照明光学系に導かれる点も、前述の第１実施例と同様である。
【００５９】
次に、非変換光がミラー３に至り、光源１あるいは蛍光体５に戻るまでを図５（ｂ）を用いて説明する。非変換光が集光レンズユニット４によってミラー３に導かれ、ミラー３を透過し、偏光板２に至る点は、前述の第１実施例と同様である。また、非変換光のうち、ｓ偏光光Ｂ５ｓは偏光板２によって反射され、蛍光体５に戻り、再び励起光として用いられる点も、前述の第１実施例と同様である。前述の第１実施例において、偏光板２を透過したｐ偏光光Ｂ５ｐは光源へ戻る。ここで、本実施例において、穴開きミラー６の領域６２には、波長によらず可視光を反射するミラーが設けられている。したがって、本実施例において、ｐ偏光光Ｂ５ｐのうち、穴開きミラー６の領域６２に入射するｐ偏光光は、領域６２に設けられたミラーによって反射される。反射されたｐ偏光光は、前述のｓ偏光光Ｂ５ｓと同様に、蛍光体５に戻り、励起光として再利用される。一方、ｐ偏光光Ｂ５ｐのうち、領域６１に入射するｐ偏光光は、領域６１が開口部であるために、領域６１を透過し、光源１へ戻る。
【００６０】
このように、本実施例で示す構成は、前述の第１実施例と比較して、穴開きミラー６をさらに備える構成である。このような構成であっても、蛍光体５から光源１へ戻る非変換光の量を減少させ、より明るい画像を投射することが可能な光源装置を提供することができる。さらに、このような構成によって、偏光板２によって反射されるｓ偏光光Ｂ５ｓに加えて、領域６２によって反射されるｐ偏光光Ｂ６２ｐも励起光として再利用することが可能である。したがって、前述の第１実施例と比較して、より高い光利用効率を実現することが可能である。
【００６１】
〔第３実施例〕
図７は、本発明の第３実施例で示す光源装置の構成を説明する図である。
【００６２】
本実施例と前述の第２実施例との違いは、圧縮レンズユニット（第１のレンズユニット）８をさらに備えること、穴開きミラー６の構成が異なることである。
【００６３】
圧縮レンズユニット８は、光源群１１に近い側から圧縮レンズ８ａ及び圧縮レンズ８ｂの合計２枚のレンズからなる。圧縮レンズ８ａは、正のパワーを持つレンズであり、光源群１１からの光を圧縮レンズ８ｂに導く。圧縮レンズ８ｂは、圧縮レンズ８ａからの光を略平行光に変換し、偏光板２に導く。すなわち、圧縮レンズユニット８は、平行光として入射した光源群１１からの光を、入射時よりも細い平行光に圧縮して偏光板２に導くアフォーカル光学系である。
【００６４】
本実施例における穴開きミラー６は、前述の第２実施例と異なり、領域６１が１つのみで、穴開きミラー６の中心に位置している。なお、領域６１に開口部が設けられている点及び領域６２には波長によらず可視光を反射するミラーが設けられている点は、前述の第２実施例と同様である。
【００６５】
本実施例においても、前述の第２実施例と同様のメカニズムで、蛍光体５から光源群１１へ戻る非変換光の量を減少させ、より明るい画像を投射することが可能な光源装置を提供することができる。また、偏光板２によって反射されるｓ偏光光Ｂ５ｓに加えて、領域６２によって反射されるｐ偏光光も励起光として再利用することが可能である点も、前述の第２実施例と同様である。
【００６６】
一方、前述の第２実施例と異なり、本実施例においては、領域６１は光源群１１が含む光源１の個数と同じ数だけ設ける必要はないために、穴開きミラー６の加工が容易になる。
【００６７】
〔第４実施例〕
図９は、本発明の第４実施例で示す光源装置の構成を説明する図である。
【００６８】
本実施例で示す光源装置は、本発明の第１実施例で示す光源装置と同様に、光源１、コリメータレンズ７、偏光板２、ミラー３、集光レンズユニット４、そして蛍光体５を備えている。
【００６９】
本実施例と前述の第１実施例との違いは、光源１と蛍光体５の位置関係である。前述の第１実施例においては、光源１、ミラー３、蛍光体５が一直線に並んでいる構成を例示した。それに対して、本実施例においては、光源１、ミラー３、蛍光体５が一直線に並んでいない構成を例示している。すなわち、光源１からの光がミラー３によって反射された方向に蛍光体５が設けられている。
【００７０】
まず、光源１からの光であるｐ偏光光Ｂ１ｐが蛍光体５に至るまでを図９（ａ）を用いて説明する。ｐ偏光光Ｂ１ｐが偏光板２を透過し、ミラー３に入射する点は、前述の第１実施例と同様である。しかし、本実施例においては、ミラー３は、図１０に示すように、青色光を反射し、青色光よりも波長が長い可視光を透過するような反射率特性を持つダイクロイックミラーである。したがって、青色光であるｐ偏光光Ｂ１ｐは、ミラー３によって反射されて蛍光体５に導かれ、ｐ偏光光Ｂ１ｐが蛍光体５に至る。
【００７１】
蛍光体５がｐ偏光光Ｂ１ｐの一部をｐ偏光光Ｂ１ｐと波長が異なる蛍光光に変換し、その蛍光光と、ｐ偏光光Ｂ１ｐと波長が同じ非変換光と、を射出する点は、前述の第１実施例と同様である。
【００７２】
次に、蛍光体５が発する蛍光光がミラー３に至り、照明光学系に導かれるまでを図９（ｂ）を用いて説明する。蛍光光が集光レンズユニット４からミラー３に向かうまでは、前述の第１実施例と同様である。前述のように、ミラー３は、青色光を反射し、青色光よりも波長が長い可視光を透過するような反射率特性を持つダイクロイックミラーである。このため、ミラー３に入射する蛍光光ＲＧ５は、ミラー３を透過し、照明光学系（不図示）に導かれる。
【００７３】
次に、非変換光がミラー３に至り、光源１あるいは蛍光体５に戻るまでを図９（ｃ）を用いて説明する。非変換光が集光レンズユニット４によってミラー３に至る点は、前述の第１実施例と同様である。前述のように、ミラー３は、青色光を反射し、青色光よりも波長が長い可視光を透過するような反射率特性を持つダイクロイックミラーである。このため、ミラー３に入射した非変換光はミラー３によって反射され、偏光板２に導かれる。偏光板２によって、非変換光のうち、ｐ偏光光Ｂ５ｐが光源１に戻り、ｓ偏光光Ｂ５ｓが反射され、再び励起光として用いられる点は、前述の第１実施例と同様である。
【００７４】
このように、本実施例では光源１からの光がミラー３によって反射された方向に蛍光体５が設けられている構成を示している。このような構成であっても、蛍光体５から光源１へ戻る非変換光の量を減少させ、より明るい画像を投射することが可能な光源装置を提供することができる。また、本実施例で示す構成は、前述の第１実施例以外にも、第２実施例及び第３実施例にも適用可能である。
【００７５】
〔他の実施形態〕
前述した実施例では、本発明の実施例で示す光源装置を搭載可能な画像表示装置の構成として、反射型液晶プロジェクターの構成を例示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。画像表示装置であれば、例えば、透過型液晶パネルを用いたプロジェクターなどであっても良い。
【００７６】
また、前述した実施例では、本発明の実施例で示す光源装置を搭載可能な投射型表示装置の構成として、光源装置からの光が、まず、偏光板に入射する構成を例示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。投射型表示装置であれば、例えば、偏光板の代わりに、フライアイレンズなどを用いたインテグレータと、非偏光光を直線偏光光に変換する偏光変換素子などを配置しても良い。
【００７７】
また、前述した実施例では、本発明の実施例で示す光源装置を搭載可能な投射型表示装置の構成として、投射レンズを備える構成を例示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。投射型表示装置であれば、例えば、着脱可能な投射レンズを用いる構成などでも良い。
【００７８】
また、前述した実施例では、ＬＤ光源以外に青色光を発する光源がない光源装置の構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。光源へ戻る非変換光の量を減少させる構成であれば、例えば、ＬＤ光源以外に、青色ＬＥＤ光源を追加した構成などでも良い。
【００７９】
また、前述した実施例では、光源からの光が、波長が４４８ｎｍの青色光で、かつ主成分がｐ偏光成分である構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。光源へ戻る非変換光の量を減少させる構成であれば、光源からの光は、例えば、主成分がｓ偏光光である構成などであっても良い。
【００８０】
また、前述した実施例では、光源、コリメータレンズユニット、圧縮レンズユニット、ミラー、集光レンズユニット、そして蛍光体を備える構成を例示した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。光源へ戻る非変換光の量を減少させることが可能な構成であれば、例えば、集光レンズユニットを用いない構成などであっても良い。
【００８１】
また、前述した実施例では、反射型偏光板を用いた構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。光源へ戻る非変換光の量を減少させることが可能な構成であれば、例えば、ｐ偏光光を透過し、ｓ偏光光を吸収する吸収型偏光板などであっても良い。
【００８２】
また、前述した実施例では、正のパワーを持つ集光レンズユニットとして、３枚のレンズを備える構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。レンズユニット全体として正のパワーを持つような構成であれば、例えば、１枚、２枚あるいは３枚より多い枚数のレンズからなる構成などであっても良い。なお、３枚のレンズを備える集光レンズユニットは、３枚のレンズが一体的に光源装置に取り付けられるものであっても、１枚１枚取り付けられるものであっても良い。
【００８３】
また、前述した実施例の一部では、複数の領域を持つ穴開きミラーの構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。複数の領域の位置は、例えば、光源の位置などに合わせて適宜変更しても良い。
【００８４】
また、前述した実施例では、光源から蛍光体に向かう光路の途中に偏光板が設けられている構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。光源へ戻る非変換光の量を減少さえることが可能な構成であれば、例えば、ミラーから蛍光体へ向かう光路の途中に偏光板が設けられている構成などであっても良い。このような構成において、偏光板は、青色光についてはｐ偏光光を透過し、ｓ偏光光を反射し、青色光よりも波長が長い可視光については偏光方向によらず透過するように構成しても良い。
【００８５】
また、前述した実施例では、本発明の実施例で示す光源装置を搭載可能な投射型表示装置の構成を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の実施例で示し光源装置を、例えば、液晶ディスプレイ、電子ビューファインダー用のバックライトなどとして搭載しても良い。
【符号の説明】
【００８６】
２  偏光板（第１の光学素子）
３  ミラー（第２の光学素子）
５  蛍光体（波長変換素子）
【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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