(57)【要約】【課題】十分な強度の蛍光を得ることができる光源装置を提供する。【解決手段】本発明の光源装置１は、第１の波長帯の励起光を射出するＬＥＤ光源７（励起光源）と、励起光により励起され、第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光を発生する蛍光体層５（蛍光発生部）と、励起光源と蛍光発生部との間の光路中に設けられ、第２の波長帯のうち短波長側の成分を透過させるとともに、第２の波長帯のうち長波長成分を反射させ、かつ、励起光源から射出された励起光を透過させる第１の波長分離部４と、第１の波長分離部４を透過した短波長成分を反射させる反射部８と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長帯の励起光を射出する励起光源と、
前記励起光により励起され、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光を発生する蛍光発生部と、
前記励起光源と前記蛍光発生部との間の光路中に設けられ、前記第２の波長帯のうち短波長側の成分を透過させるとともに、前記第２の波長帯のうち長波長側の成分を反射させ、かつ、前記励起光源から射出された前記励起光を透過させる第１の波長分離部と、
前記第１の波長分離部を透過した前記短波長側の成分を反射させる反射部と、
を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記蛍光発生部の前記第１の波長分離部とは反対側に設けられた第２の波長分離部をさらに備え、
前記第２の波長分離部における前記第２の波長帯のうち長波長側の成分の透過率は、前記第２の波長帯のうち短波長側の成分の透過率よりも高い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の波長分離部は、前記第２の波長帯のうち短波長側の成分を反射することを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の波長分離部は、前記第２の波長分離部によって反射された光の少なくとも一部を透過させ、
前記第２の波長分離部は、前記第１の波長分離部によって反射された光の少なくとも一部を透過させることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第２の波長帯のうち前記第１の波長分離部によって反射される波長帯は、前記第２の波長帯のうち前記第２の波長分離部によって反射される波長帯の一部を含むことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の波長分離部は、前記蛍光発生部によって反射された励起光の少なくとも一部を反射させることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
第１の波長帯の励起光を射出する励起光源と、
前記励起光により励起され、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光を発生する蛍光発生部と、
前記励起光源と前記蛍光発生部との間の光路中に設けられ、前記第２の波長帯のうち短波長側の成分を反射させるとともに、前記第２の波長帯のうち長波長側の成分を透過させ、前記励起光源から射出された前記励起光を透過させる波長分離部と、
を備えたことを特徴とする光源装置。
【請求項８】
前記波長分離部は、前記第２の波長帯のうち短波長側の成分を反射させるとともに、前記第２の波長帯のうち長波長側の成分を透過させる波長分離膜が設けられた第１の領域と、前記励起光源から射出された前記励起光を透過させる第２の領域と、を備えたことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記波長分離部は、前記励起光のうち前記蛍光発生部によって反射された成分の少なくとも一部を反射させることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
少なくとも一つの光源装置と、
前記少なくとも一つの光源装置からの光を変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、
を備え、
前記少なくとも一つの光源装置のうち第１の光源装置は、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクター。
【請求項１１】
前記第１の光源装置は赤色光を射出することを特徴とする請求項１０に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクターに用いられる光源装置の一つとして、レーザー等の固体光源から得られる励起光を蛍光体に照射し、励起光の波長とは異なる波長の蛍光を発生させる光源装置が知られている。例えば特許文献１には、励起光を透過させて蛍光を反射させる特性を有するダイクロイック膜を蛍光体の光入射側に備えた光源装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の光源装置をプロジェクターに用いる場合、例えば色域調整等の目的で、蛍光体で発生する蛍光のうち一部の波長成分をカットする場合がある。この場合、カットした光は再利用されないため、表示に寄与する蛍光の光量が少なくなるという問題があった。蛍光の光量を増やすためには、蛍光体に入射させる励起光を増加させる、蛍光体の変換効率を改善する等の別の対策が必要であった。
【０００５】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、十分な強度の蛍光を射出する光源装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、上記の光源装置を備えることで表示品質に優れたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の光源装置は、第１の波長帯の励起光を射出する励起光源と、前記励起光により励起され、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光を発生する蛍光発生部と、前記励起光源と前記蛍光発生部との間の光路中に設けられ、前記第２の波長帯のうち短波長側の成分を透過させるとともに、前記第２の波長帯のうち長波長側の成分を反射させ、かつ、前記励起光源から射出された前記励起光を透過させる第１の波長分離部と、前記第１の波長分離部を透過した前記短波長側の成分を反射させる反射部と、を備える。
【０００７】
本発明の第１の態様の光源装置において、蛍光発生部は、基本的に第１の波長帯の励起光により励起され、第１の波長帯よりも長波長側にある第２の波長帯の蛍光を発生する。これに対し、本発明者らは、第１の波長帯の励起光を用いた場合と比べると変換効率は劣るものの、蛍光発生部が発生した蛍光の波長帯である第２の波長帯のうち、短波長側の成分は励起光として機能し、蛍光の発生に再利用できることに着目した。
以下の説明では、蛍光発生部で発生する第２の波長帯の蛍光のうち短波長側の成分を単に「短波長成分」と称し、蛍光発生部で発生する第２の波長帯の蛍光のうち長波長側の成分を単に「長波長成分」と称する。
【０００８】
本発明の第１の態様の光源装置において、蛍光発生部で発生した蛍光のうち励起光源側に射出された蛍光は、第１の波長分離部に入射する。第１の波長分離部は励起光を透過させ、短波長成分を透過させ、長波長成分を反射させる特性を持っている。そのため、長波長成分は第１の波長分離部で反射され、励起光源とは反対側に進行し、照明に寄与する光となる。一方、短波長成分は第１の波長分離部を透過して励起光源側に進む。しかし、蛍光はランバートな配光分布を持っているため、第１の波長分離部を透過した短波長成分の全てが反射部に到達するとは限らない。場合によっては短波長成分の一部の成分のみが反射部に到達し、反射部で反射されて蛍光発生部に戻り、励起光として再利用される。
【０００９】
蛍光のうち短波長成分をカットする場合、従来はこのカットした短波長成分を全く再利用していなかったが、本発明の第１の態様の光源装置においては、カットした短波長成分の少なくとも一部を励起光として蛍光の発生に再利用することができる。第１の波長分離部を透過した短波長成分のうち一部の成分のみが反射部で反射されて、再び蛍光体層へ入射する場合、他の成分は確実に、照明に寄与しない光となる。したがって、蛍光のうち不要な短波長成分をカットしつつ、不要な短波長成分の少なくとも一部を励起光として再利用することができる。
これにより、蛍光発生部を励起させる光が増え、十分な強度の蛍光を得ることができる。
【００１０】
また、第１の波長分離部が例えばダイクロイック膜で構成されている場合、透過率の波長依存性はダイクロイック膜に対する光の入射角によって変化する。具体的には、透過率−波長特性曲線は、光の入射角が大きくなるに従って短波長側にシフトする。そのため、単に第１の波長帯の励起光を透過させ、第２の波長帯の蛍光を反射させるダイクロイック膜では、入射角が大きい励起光がダイクロイック膜を透過できないおそれがある。
【００１１】
これに対して、本発明の一つの態様の第１の波長分離部は、第２の波長帯のうち短波長側の成分を透過させるように透過率−波長特性におけるカットオフ波長が設定されているため、広い入射角範囲において励起光を充分に透過させることができる。すなわち、ダイクロイック膜に対して垂直に入射する励起光だけでなく、ダイクロイック膜に対して大きな入射角で入射する励起光もダイクロイック膜を透過して蛍光発生部に到達できる。したがって、この作用によっても蛍光発生部に到達できる励起光の光量が多くなり、十分な強度の蛍光を得ることができる。
【００１２】
本発明の第１の態様の光源装置は、前記第２の波長分離部における前記第２の波長帯のうち長波長側の成分の透過率が、前記第２の波長帯のうち短波長側の成分の透過率よりも高い第２の波長分離部を、前記蛍光発生部の前記第１の波長分離部とは反対側にさらに備えてもよい。
この構成によれば、第２の波長帯のうち短波長側の成分の少なくとも一部は第２の波長分離部を透過せず、長波長側の成分は選択的に第２の波長分離部を透過する。これにより、光源装置から射出される光の色域を確実に調整することができる。
【００１３】
本発明の第１の態様の光源装置において、前記第２の波長分離部は、前記第２の波長帯のうち短波長側の成分を反射する構成であってもよい。
この構成においては、第２の波長分離部で反射した短波長側の成分が蛍光発生部に戻る。この戻った光が励起光として蛍光の発生に寄与するため、蛍光の光量を増やすことができる。
【００１４】
本発明の第１の態様の光源装置において、前記第１の波長分離部は、前記第２の波長分離部によって反射した光の少なくとも一部を透過させ、前記第２の波長分離部は、前記第１の波長分離部によって反射した光の少なくとも一部を透過させる構成であってもよい。
この構成によれば、第２の波長分離部によって反射された光の少なくとも一部は、第１の波長分離部を透過し、さらに反射部で反射されて蛍光発生部に戻る。したがって、第２の波長分離部によって反射された光の少なくとも一部は、励起光として再利用することができる。また、第１の波長分離部によって反射した光の少なくとも一部は、第２の波長分離部を透過する。したがって、第１の波長分離部によって反射した光の少なくとも一部を照明光として利用することができる。
【００１５】
本発明の第１の態様の光源装置において、前記第２の波長帯のうち前記第１の波長分離部によって反射される波長帯は、前記第２の波長帯のうち前記第２の波長分離部によって反射される波長帯の一部を含む構成であってもよい。
これにより、第２の波長分離部で反射される波長帯の光の少なくとも一部は、第１の波長分離部を透過し、さらに反射部で反射されて蛍光発生部に戻る。したがって、第２の波長分離部で反射される波長帯の光の少なくとも一部を励起光として再利用することができる。その結果、蛍光の光量を増やすことができる。
【００１６】
本発明の第１の態様の光源装置において、前記第１の波長分離部は、励起光のうち前記蛍光発生部によって反射された成分の少なくとも一部を反射させる構成であってもよい。
この構成によれば、励起光のうち前記蛍光発生部によって反射された成分の少なくとも一部を励起光として再利用することができるため、蛍光の光量を増やすことができる。
【００１７】
本発明の第２の態様の光源装置は、第１の波長帯の励起光を射出する励起光源と、前記励起光により励起され、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光を発生する蛍光発生部と、前記励起光源と前記蛍光発生部との間の光路中に設けられ、前記第２の波長帯のうち短波長側の成分を反射させるとともに、前記第２の波長帯のうち長波長側の成分を透過させ、前記励起光源から射出された前記励起光を透過させる波長分離部と、を備える。
【００１８】
本発明の第２の態様の光源装置において、波長分離部は励起光源から射出された励起光を透過させ、第２の波長帯のうち長波長側の成分を透過させるため、第２の波長帯のうち長波長側の成分は、照明に寄与する光となる。一方、第２の波長帯のうち短波長側の成分は波長分離部で反射するため、蛍光発生部に戻すことができる。例えば蛍光のうち短波長側の成分をカットする場合、従来はこのカットした成分は利用していなかったが、本発明の第２の態様の光源装置においては、カットした短波長側の成分を励起光として蛍光の発光に利用することができる。これにより、十分な強度の蛍光を得ることができる。
【００１９】
また、波長分離部が例えばダイクロイック膜で構成されている場合、透過率の波長依存性はダイクロイック膜に対する光の入射角によって変化する。具体的には、透過率−波長特性曲線は光の入射角が大きくなるに従って短波長側にシフトする。これに対し、本発明の第２の態様の波長分離部は、第２の波長帯のうち短波長側の成分を反射させるため、広い入射角範囲において励起光を充分に透過させることができる。すなわち、ダイクロイック膜に対して垂直に入射する光だけでなく、ダイクロイック膜に対して大きな入射角で入射する光もダイクロイック膜を透過して蛍光発生部に到達する。したがって、蛍光発生部に到達する励起光の光量が多くなり、この作用によっても十分な強度の蛍光を得ることができる。
【００２０】
本発明の第２の態様の光源装置において、前記波長分離部は、前記第２の波長帯のうち短波長側の成分を反射させるとともに、前記第２の波長帯のうち長波長側の成分を透過させる波長分離膜が設けられた第１の領域と、前記励起光源から射出された前記励起光を透過させる第２の領域と、を備えた構成であってもよい。
この構成によれば、励起光源から射出された励起光は、波長分離部の第２の領域を透過して蛍光発生部に到達する。また、第２の波長帯のうち短波長側の成分は、波長分離部の第１の領域で反射して蛍光発生部に戻り、励起光として利用される。一方、第２の波長帯のうち長波長側の成分は波長分離部の第１の領域を透過し、照明光として寄与する。
【００２１】
本発明の第２の態様の光源装置において、前記波長分離部は、励起光のうち前記蛍光発生部によって反射された成分の少なくとも一部を反射させる構成であってもよい。
この構成によれば、励起光のうち前記蛍光発生部によって反射された成分の少なくとも一部を励起光として再利用する事ができるため、蛍光の光量を増やすことができる。
【００２２】
本発明の一つの態様のプロジェクターは、少なくとも一つの光源装置と、前記少なくとも一つの光源装置からの光を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、を備え、前記少なくとも一つの光源装置のうち第１の光源装置は、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の光源装置である。
本発明の一つの態様によれば、上記の光源装置を備えることで表示品質に優れたプロジェクターを提供することができる。
【００２３】
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記第１の光源装置は赤色光を射出することが望ましい。
一般に、カラー表示を生成する色光のうち、赤色光は、例えば緑色光、青色光等の他の色光に比べて波長域が広い。そのため、プロジェクターの色域を調整する場合、赤色光の波長域を制限することが効果的である。したがって、本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、赤色光の波長域を制限する際にカットする赤色光の短波長成分を励起光として再利用する構成が最も効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態におけるダイクロイック膜の透過率−波長特性の入射角依存性を示すグラフである。
【図３】カットオフ波長の定義を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第４実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第５実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第６実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
【図９】第６実施形態におけるダイクロイック膜の透過率−波長特性の入射角依存性を示すグラフである。
【図１０】本発明の第７実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
【図１１】本発明の第８実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図３を用いて説明する。
第１実施形態の光源装置は、蛍光体層の一方の面から励起光を入射させ、蛍光体層の他方の面から蛍光を射出させる、いわゆる透過型の光源装置の一例である。
図１は、第１実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２６】
図１に示すように、第１実施形態の光源装置１は、励起光源部２と、第１の集光光学系３と、第１の波長分離部４と、蛍光体層５と、を備えている。励起光源部２は、支持基板６と、発光ダイオード（ＬＥＤ）光源７と、反射部８と、を備えている。第１の集光光学系３は、第１のレンズ９と、第２のレンズ１０と、を備えている。第１の波長分離部４は、支持基板１１と、第１のダイクロイック膜１２と、を備えている。
本実施形態の蛍光体層５は、特許請求の範囲の蛍光発生部に対応する。本実施形態のＬＥＤ光源７は、特許請求の範囲の励起光源に対応する。
【００２７】
ＬＥＤ光源７は、第１の波長帯の励起光Ｌ０を射出する。励起光Ｌ０として、例えば４５０ｎｍ付近にピーク波長を有する第１の波長帯の青色光が用いられる。ＬＥＤ光源７は、光射出面７ａを支持基板６と反対側に向けて支持基板６上に実装されている。本実施形態では、励起光源として１個のＬＥＤ光源７を用いたが、複数のＬＥＤ光源７を用いてもよい。また、励起光源には必ずしもＬＥＤ光源７を用いる必要はなく、例えばレーザー等の他の固体光源を用いてもよい。
【００２８】
反射部８は、ＬＥＤ光源７と支持基板６との間に設けられている。反射部８は、例えば反射率の高い金属膜等で構成されている。反射部８は、後述する第１の波長分離部４を透過した蛍光を反射させる機能を有する。支持基板６の材料は特に限定されない。支持基板６が例えば反射率の高い金属板などで構成されている場合には支持基板６が反射部８を兼ねるため、反射部８を設ける必要はない。
【００２９】
第１の集光光学系３は、ＬＥＤ光源７から射出された光を蛍光体層５に集光させる機能を有する。本実施形態の第１の集光光学系３は、第１のレンズ９と第２のレンズ１０からなる２枚の凸レンズで構成されているが、各レンズの形態や数は特に限定されない。
【００３０】
第１の波長分離部４は、励起光源部２と蛍光体層５との間の光路中に設けられている。第１の波長分離部４は、支持基板１１と、支持基板１１の第１面１１ａに形成された第１のダイクロイック膜１２と、を備えている。蛍光体層５は、支持基板１１の第１面１１ａの第１のダイクロイック膜１２の上に積層されている。支持基板１１は、ガラス基板等の透明基板により構成されている。
【００３１】
蛍光体層５は、励起光により励起され、第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光を発生する。蛍光体層５の材料には、例えばＹＡＧ蛍光体が用いられる。本実施形態では、例えば４３０〜４８０ｎｍ（ピーク波長：４５０ｎｍ）の第１の波長帯の青色の励起光Ｌ０により励起され、例えば５２０〜７５０ｎｍ（ピーク波長：６２０ｎｍ）の第２の波長帯の赤色の蛍光Ｌ１を発生する蛍光体が用いられる。
【００３２】
蛍光体層５は、例えば蛍光体材料が混入された透明樹脂が第１のダイクロイック膜１２上に塗布されて構成されている。透明樹脂は、例えば熱硬化性樹脂であり、例えば蛍光体の粉末材料と混練された状態で塗布された後で熱硬化される。これにより、第１のダイクロイック膜１２の上に固着された蛍光体層５が得られる。
【００３３】
第１のダイクロイック膜１２は、蛍光体層５で発生する第２の波長帯の蛍光Ｌ１のうち短波長側の成分を透過させるとともに、第２の波長帯の蛍光Ｌ１のうち長波長側の成分を反射させ、かつ、ＬＥＤ光源７から射出された励起光Ｌ０を透過させる。第１のダイクロイック膜１２は、誘電体多層膜で構成される。第１のダイクロイック膜１２は、例えばＴｉＯ２からなる高屈折率層とＳｉＯ２からなる低屈折率層とを交互に４０〜５０層積層した構成を有する。
【００３４】
図２は、第１のダイクロイック膜１２の透過率−波長特性の入射角依存性を示すグラフである。図２の横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は透過率（％）である。さらに、図２には、ＬＥＤ光源７から射出される励起光Ｌ０のスペクトルＳ０と、蛍光体層５から射出される蛍光Ｌ１のスペクトルＳ１と、カット波長λcと、第１のダイクロイック膜１２のカットオフ波長λoと、が記載されている。
【００３５】
図２に示したカット波長λcについて説明する。
カット波長λcは、プロジェクターの広色域映像表示に必要な波長と不要な波長との境界の波長のことである。すなわち、第２の波長帯の蛍光Ｌ１のうち、カット波長λcよりも長波長側の成分は広色域映像表示に必要な波長帯であり、カット波長λcよりも短波長側の成分は広色域映像表示に不要な波長帯である。本実施形態の場合、蛍光体層５で発生する赤色光の第２の波長帯は５２０〜７５０ｎｍと広く、この中の短波長域は緑色光の波長域と重なるため、色域を広げるためには好ましくない成分である。そこで、カット波長λcを例えば５８０ｎｍに設定し、５８０ｎｍよりも短波長側の成分をカットする。
【００３６】
次に、第１のダイクロイック膜１２のカットオフ波長λoについて、図３を用いて説明する。
所定の角度で第１の波長分離部４に入射する光についての波長と透過率との関係が図３の曲線で示されるとする。カットオフ波長λoは、第１の波長分離部４の波長特性および入射角が決まっている場合において、波長の増大に対して透過率が減少し始める波長である。具体的には、波長の増大に対して透過率が所定の傾きで減少する部分Ａ１を当該傾きに沿って延伸させて、透過率が仮想的に１００％となるときの波長をカットオフ波長λoとして定義する。カットオフ波長λo以下の波長の光に対しては１００％近い透過率、例えば９５％程度の透過率が確保され、カットオフ波長λoより波長が大きくなるに従って、透過率が低下するとともに反射率が増大する。
【００３７】
図２において、第１のダイクロイック膜１２への光の入射角が０°である場合の透過率−波長特性を符号Ｃ１の曲線で示す。入射角が０°の場合、カットオフ波長λoは例えば５７０ｎｍである。カットオフ波長λoはカット波長λcよりも短波長側にある。
【００３８】
第１実施形態の光源装置１において、第１のダイクロイック膜１２はＬＥＤ光源７から射出された励起光Ｌ０を透過させ、蛍光Ｌ１の短波長成分を透過させ、長波長成分を反射させる特性を有する。そのため、第１のダイクロイック膜１２で反射した長波長成分はＬＥＤ光源７とは反対側に進行し、照明に寄与する光となる。一方、蛍光Ｌ１の短波長成分は第１のダイクロイック膜１２を透過し、励起光源側に進む。しかし、蛍光Ｌ１はランバートな配光分布を持っているため、第１のダイクロイック膜１２を透過した短波長成分の全てが反射部８に到達するわけではない。本実施形態では、ダイクロイック膜１２を透過した短波長成分の一部が第１の集光光学系３を経て反射部８に入射する。反射部８に入射した短波長成分は反射部８で反射し、第１の集光光学系３、第１の波長分離部４を経て蛍光体層５に戻る。反射部８に入射しない他の成分は確実に、照明に寄与しない光となる。
【００３９】
カット波長λcよりも短波長側の成分をカットする場合、従来はこのカットした短波長成分は再利用していなかったが、光源装置１においては、上述したように、カットした短波長成分の一部を励起光として蛍光の発生に再利用することができる。これにより、不要な短波長成分を効果的にカットしつつ、蛍光体層５を励起させる光を増やすことができるため、十分な強度の蛍光を得ることができる。
【００４０】
ところで、透過率の波長依存性は第１のダイクロイック膜１２に対する光の入射角によって変化する。具体的には、図２に示すように、透過率−波長特性曲線は、光の入射角が大きくなるに従って、曲線Ｃ１から曲線Ｃ２へと短波長側にシフトする。仮に全ての光が第１のダイクロイック膜１２に対して垂直に入射するとすれば、励起光Ｌ０を透過させるためには、第１のダイクロイック膜１２の透過率の波長依存性は、たとえば符号Ｃ２の透過率−波長特性曲線で示される特性を有していればよい。
【００４１】
ところが、ＬＥＤ光源７からの励起光は実際には所定の発散角で射出されるため、第１のダイクロイック膜１２に対して垂直以外の入射角で入射する光が存在する。そのため、第１のダイクロイック膜１２が入射角０°に対して透過率−波長特性曲線Ｃ２の特性を有している場合、入射角が０°よりも大きい光に対する透過率−波長特性曲線は符号Ｃ２の曲線よりも短波長側にシフトしているため、入射角が大きい励起光は第１のダイクロイック膜１２を透過できなくなる。その結果、蛍光体層５から得られる蛍光の光量が減少する、という問題が生じる。
【００４２】
この問題に対し、第１実施形態の光源装置１では、第１のダイクロイック膜１２は、垂直入射の光に対して蛍光Ｌ１の長波長成分を反射させるが、短波長成分を透過させる特性を有している。すなわち、第１のダイクロイック膜１２は、垂直入射の光に対して符号Ｃ１の透過率−波長特性曲線で示される特性を有しており、透過率−波長特性曲線Ｃ１は励起光のスペクトルＳ０に対して充分に長波長側に位置している。したがって、入射角が０°よりも大きい光について透過率−波長特性曲線が短波長側にシフトしても、透過率−波長特性曲線が励起光のスペクトルＳ０と重ならず、入射角が大きい励起光も第１のダイクロイック膜１２を透過できる。
【００４３】
このように、第１実施形態の光源装置１においては、（１）色域調整によって不要となる蛍光Ｌ１の短波長成分を励起光として利用すること、（２）入射角が小さい励起光Ｌ０だけでなく、入射角が大きい励起光Ｌ０も第１のダイクロイック膜１２を透過させて蛍光体層５の励起に利用すること、の２つの作用により実効的な励起光の量を増やすことができる。これにより、十分な強度の蛍光Ｌ１を得ることができる。
【００４４】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
第２実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態の光源装置と同様である。
図４において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
図４に示すように、第２実施形態の光源装置１５は、励起光源部２と第１の波長分離部４とが離れて配置され、ＬＥＤ光源７から射出された励起光Ｌ０が第１の波長分離部４に直接入射する構成を有している。すなわち、第２実施形態の光源装置１５は、第１実施形態の光源装置１から第１の集光光学系３を削除した構成を有している。その他の構成は、第１実施形態の光源装置１と同様である。
【００４６】
第２実施形態の光源装置１５においても、実効的な励起光の量を増やすことができ、十分な強度の蛍光を得ることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。また、第２実施形態の光源装置１５は第１の集光光学系３を備えていないため、装置の小型化が図れる。なお、励起光源部２と第１の波長分離部４とは接していてもよい。これにより、更なる装置の小型化が図れる。
【００４７】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
第３実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態の光源装置と同様であり、第２の波長分離部が付加された点が異なる。
図５において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４８】
図５に示すように、第３実施形態の光源装置１８は、蛍光体層５の第１の波長分離部４が配置された側とは反対側に第２の波長分離部１９を備えている。第２の波長分離部１９は、支持基板２０と、第２のダイクロイック膜２１と、を備えている。第２のダイクロイック膜２１は、誘電体多層膜から構成されている点は第１のダイクロイック膜１２と共通であるが、透過率−波長特性が第１のダイクロイック膜１２とは異なる。第２の波長分離部１９は、第２の波長帯の蛍光Ｌ１のうちの長波長成分Ｌ１１の透過率が短波長成分Ｌ１２の透過率よりも高く、短波長成分Ｌ１２を反射する。
【００４９】
蛍光体層５と第２の波長分離部１９との間に、第２の集光光学系２２が設けられている。第２の集光光学系２２は、蛍光体層５から射出された蛍光Ｌ１を第２の波長分離部１９に集光させる機能を有する。本実施形態の第２の集光光学系２２は、１枚の両凸レンズで構成されているが、各レンズの形態や数は特に限定されない。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００５０】
第３実施形態の光源装置１８においても、実効的な励起光の量を増やすことができ、十分な強度の蛍光を得ることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。特に第３実施形態の場合、第２の波長帯のうち長波長成分Ｌ１１の透過率が短波長成分Ｌ１２の透過率よりも高く、短波長成分Ｌ１２を反射する第２の波長分離部１９は、蛍光体層５の第１の波長分離部４が配置された側とは反対側に設けられている。そのため、第２の波長帯の蛍光Ｌ１のうちの短波長成分Ｌ１２が第２の波長分離部１９で反射され、長波長成分Ｌ１１が第２の波長分離部１９を透過する。例えば波長５２０〜７５０ｎｍの赤色光のうち、５８０ｎｍ未満の短波長成分Ｌ１２が第２の波長分離部１９で反射され、５８０ｎｍ以上の長波長成分Ｌ１１が第２の波長分離部１９を透過する。これにより、光源装置１８から射出される光の色域を確実に調整することができる。また、第２の波長分離部１９で反射した短波長成分Ｌ１２は蛍光体層５に戻る。この戻った短波長成分Ｌ１２は励起光として蛍光の発生に寄与するため、蛍光の発光量を増やすことができる。
【００５１】
また、第１の波長分離部４が第２の波長分離部１９によって反射した光の少なくとも一部を透過させてもよい。この構成によれば、第２の波長分離部１９によって反射された後、第１の波長分離部４を透過した光を反射部８で再度反射させて蛍光体層５に戻し、励起光として再利用することができる。さらに、第２の波長分離部１９が、第１の波長分離部４によって反射した光の少なくとも一部を透過させる構成であってもよい。この構成によれば、第１の波長分離部４により反射した後、第２の波長分離部１９を透過した光を照明光として利用することができる。
【００５２】
また、第２の波長帯のうち第１の波長分離部４によって反射される波長帯は、第２の波長帯のうち第２の波長分離部１９によって反射される波長帯の一部を含む構成であることが望ましい。上記の構成を言い換えると、カットオフ波長λoはカット波長λcよりも短い。また、第２の波長帯の下端はカットオフ波長λoよりも短い。これにより、第２の波長分離部１９で反射される波長帯の光のうち一部は第１の波長分離部４を透過するため、第１の波長分離部４を透過した光を反射部８で反射させて蛍光体層５に入射させ、励起光として再利用することができる。その結果、蛍光の光量を増やすことができる。
【００５３】
［第４実施形態］
以下、本発明の第４実施形態について、図６を用いて説明する。
第４実施形態の光源装置の基本構成は第３実施形態の光源装置と同様である。
図６において、第３実施形態で用いた図５と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５４】
図６に示すように、第４実施形態の光源装置２５は、励起光源部２と第１の波長分離部４とが離れて配置され、ＬＥＤ光源７から射出された励起光Ｌ０が第１の波長分離部４に直接入射する構成を有している。すなわち、第４実施形態の光源装置２５は、第３実施形態の光源装置１８から第１の集光光学系３を削除した構成を有している。その他の構成は、第３実施形態の光源装置と同様である。
【００５５】
第４実施形態の光源装置２５においても、実効的な励起光の量を増やすことができ、十分な強度の蛍光を得ることができる、という第３実施形態と同様の効果が得られる。また、第４実施形態の光源装置２５は第１の集光光学系３を備えていないため、装置の小型化が図れる。さらに、励起光源部２と第１の波長分離部４とは接していてもよい。これにより、更なる装置の小型化が図れる。
【００５６】
［第５実施形態］
以下、本発明の第５実施形態について、図７を用いて説明する。
第５実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態の光源装置と同様である。
図７において、第１実施形態で用いた図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５７】
図７に示すように、第５実施形態の光源装置２８は、励起光源部２と第１の波長分離部４との間にライトパイプ２９を備えている。ライトパイプ２９は、内部が反射面２９ｒとされた管体からなる導光部材である。ライトパイプ２９の光入射端２９ａはＬＥＤ光源７と接し、ライトパイプ２９の光射出端２９ｂは第１の波長分離部４と接している。ただし、ライトパイプ２９は励起光源部２および第１の波長分離部４に必ずしも接していなくてもよい。すなわち、第５実施形態の光源装置２８は、第１実施形態の第１の集光光学系３に代えてライトパイプ２９を備えた構成を有している。その他の構成は、第１実施形態の光源装置と同様である。
【００５８】
第５実施形態の光源装置２８においても、実効的な励起光の量を増やすことができ、十分な強度の蛍光を得ることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。特に第５実施形態の場合、蛍光体層５から第１のダイクロイック膜１２に向かう蛍光Ｌ１のうち、カット波長以下の短波長成分Ｌ１２は第１のダイクロイック膜１２を透過し、ライトパイプ２９により励起光源部２に伝播される。その光は、反射部８で反射し、ライトパイプ２９により励起光として蛍光体層５に再度伝播される。このように、第５実施形態の光源装置２８はライトパイプ２９を備えたことにより、励起光をより効率良く再利用することができる。
【００５９】
［第６実施形態］
以下、本発明の第６実施形態について、図８、図９を用いて説明する。
第６実施形態の光源装置は、蛍光体層の一方の面から励起光を入射させ、同じ面から蛍光を射出させる、いわゆる反射型の光源装置の一例である。
図８は、第１実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
【００６０】
図８に示すように、第６実施形態の光源装置３１は、励起光源部２と、ダイクロイックミラー３２と、集光光学系３３と、波長分離部３４と、蛍光発生部３７と、を備えている。励起光源部２は、支持基板６と、ＬＥＤ光源７と、反射部８と、を備えている。波長分離部３４は、支持基板３５と、ダイクロイック膜３６と、を備えている。蛍光発生部３７は、支持基板１１と、支持基板１１の第１面１１ａに設けられた蛍光体層５と、蛍光体層５と支持基板１１との間に設けられた反射部３８と、を備えている。
【００６１】
励起光源部２の構成は、第１実施形態と同様である。ダイクロイックミラー３２は、励起光源部２から射出される励起光Ｌ０の光路上に設けられている。ダイクロイックミラー３２は、ＬＥＤ光源７から射出される励起光Ｌ０（青色光）の波長域の光を反射し、後述する蛍光体層から射出される蛍光Ｌ１（黄色光）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３２は、ＬＥＤ光源７から射出される励起光Ｌ０の光路に対して傾いて設置され、ＬＥＤ光源７から射出される励起光Ｌ０の光路を折り曲げる。
【００６２】
集光光学系３３は、ＬＥＤ光源７から射出された光を蛍光発生部３７に集光させる機能を有する。本実施形態の集光光学系３３は、１枚の凸レンズで構成されているが、レンズの形態や数は特に限定されない。
【００６３】
蛍光体層５は、励起光Ｌ０により励起され、第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光を発生する。蛍光体層５の材料には、例えばＹＡＧ蛍光体が用いられる。本実施形態では、例えば４３０〜４８０ｎｍ（ピーク波長：４５０ｎｍ）の第１の波長帯の青色の励起光Ｌ０により励起され、例えば５２０〜７５０ｎｍ（ピーク波長：５９０ｎｍ）の第２の波長帯の黄色の蛍光Ｌ１を発生する蛍光体が用いられる。
【００６４】
波長分離部３４は、集光光学系３３と蛍光体層５との間の光路中に設けられている。波長分離部３４は、支持基板３５と、支持基板３５の第１面３５ａの一部に形成されたダイクロイック膜３６と、を備えている。支持基板３５は、ガラス基板等の透明基板により構成されている。ダイクロイック膜３６は、誘電体多層膜で構成されている。ダイクロイック膜３６は、支持基板３５の中央部に開口３６ｈを有しており、支持基板３５の周縁部に形成されている。以下、波長分離部３４のうち、支持基板３５の周縁部のダイクロイック膜３６が形成された領域を第１の領域３４ａと称し、支持基板３５の中央部のダイクロイック膜３６が形成されていない領域を第２の領域３４ｂと称する。
【００６５】
図９は、ダイクロイック膜３６の透過率−波長特性の入射角依存性を示すグラフである。図９の横軸は波長（ｎｍ）であり、縦軸は透過率（％）である。さらに、図９には、ＬＥＤ光源７から射出される励起光Ｌ０のスペクトルＳ０と、蛍光体層５から射出される蛍光Ｌ１のスペクトルＳ１と、カット波長λcと、第１のダイクロイック膜３６のカットオフ波長λoと、が記載されている。カット波長λcは例えば５８０ｎｍに設定されており、５８０ｎｍよりも短波長側の成分をカットする。
【００６６】
本実施形態の場合、入射角が０°のときのダイクロイック膜３６の透過率−波長特性は、第１実施形態とは逆に、蛍光Ｌ１の短波長成分を反射させ、長波長成分を透過させる特性を有している。図９において、カットオフ波長λoは例えば５７０ｎｍである。したがって、カットオフ波長λoである５７０ｎｍよりも長波長成分Ｌ１１はダイクロイック膜３６を略１００％透過し、５７０ｎｍよりも短波長成分Ｌ１２はダイクロイック膜３６で反射する。また、カットオフ波長λoはカット波長λcよりも短波長側にある。
【００６７】
波長分離部３４は、全体として、（１）蛍光体層５で発生する第２の波長帯の蛍光Ｌ１のうち短波長成分Ｌ１２を反射させる、（２）蛍光体層５で発生する第２の波長帯の蛍光Ｌ１のうち長波長成分Ｌ１１を透過させる、（３）ＬＥＤ光源７から射出された励起光Ｌ０を透過させる、（４）蛍光発生部３７によって反射された励起光Ｌ０の少なくとも一部を反射させる、の４つの機能を有する。ただし、波長分離部３４は、第１の領域３４ａと第２の領域３４ｂとで上記４つの機能を分担している。ダイクロイック膜３６の透過率−波長特性が反映される第１の領域３４ａは、上記の（１）、（２）、（４）の機能を有し、ダイクロイック膜３６の透過率−波長特性が反映されない第２の領域３４ｂは、上記の（３）の機能を有する。
【００６８】
したがって、第６実施形態の光源装置３１においては、ＬＥＤ光源７から射出される励起光Ｌ０は開口３６ｈを通過するように集光光学系３３によって集光され、波長分離部３４の第２の領域３４ｂを透過し、蛍光体層５に入射する。蛍光体層５に入射した励起光のうち、多くの光は黄色の蛍光Ｌ１に変換され、波長分離部３４に入射する。波長分離部３４に入射した蛍光Ｌ１のうち、第１の領域３４ａに入射した蛍光は、ダイクロイック膜３６の透過率−波長特性により短波長成分Ｌ１２が反射し、長波長成分Ｌ１１が透過する。一方、第２の領域３４ｂに入射した蛍光Ｌ１はダイクロイック膜３６の影響を受けないため、そのまま波長分離部３４を透過する。波長分離部３４を透過した蛍光Ｌ１は、ダイクロイックミラー３２を透過して照明光として利用される。
【００６９】
蛍光体層５に入射した励起光Ｌ０のうち、励起に利用されなかった一部の励起光は反射部３８で反射し、青色光のまま波長分離部３４に入射する。波長分離部３４に入射した一部の励起光Ｌ０のうち、第１の領域３４ａに入射した励起光Ｌ０は、ダイクロイック膜３６の透過率−波長特性により反射する。一方、第２の領域３４ｂに入射した励起光Ｌ０は、そのまま波長分離部３４を透過する。
【００７０】
第６実施形態の光源装置３１において、波長分離部３４は蛍光Ｌ１の長波長成分Ｌ１１を透過させる特性を有するため、長波長成分Ｌ１１は、ダイクロイックミラー３２を透過して照明に寄与する光となる。一方、短波長成分Ｌ１２の少なくとも一部はダイクロイック膜３６で反射して蛍光体層５に戻る。例えばカット波長λcよりも短波長側の成分をカットする場合、従来はこのカットした短波長成分は再利用していなかったが、第６実施形態の光源装置３１においては、カットした短波長成分Ｌ１２を励起光として蛍光Ｌ１の発生に再利用することができる。これにより、蛍光体層５を励起させる光が増え、十分な強度の蛍光を得ることができる。
【００７１】
また、第６実施形態の光源装置３１において、ダイクロイック膜３６は垂直入射の光に対して符号Ｃ１の透過率−波長特性曲線で示される特性を有しており、透過率−波長特性曲線Ｃ１は励起光Ｌ０のスペクトルＳ０に対して充分に長波長側に位置している。したがって、入射角が０°よりも大きい光について、符号Ｃ２で示すように透過率−波長特性曲線が短波長側にシフトしても、透過率−波長特性曲線Ｃ２が励起光Ｌ０のスペクトルＳ０と重ならず、入射角が大きい励起光Ｌ０もダイクロイック膜３６で反射する。第６実施形態の場合、ダイクロイック膜３６に入射する励起光Ｌ０は反射部３８で反射され、さらに蛍光体層５で拡散された光であるため、ダイクロイック膜３６への入射角が大きい励起光Ｌ０が多く存在する。そのため、入射角が大きい励起光Ｌ０もダイクロイック膜３６で反射させることによって、反射部３８で反射された励起光Ｌ０の再利用効率を高めることができる。
【００７２】
このように、第６実施形態の光源装置３１においては、（１）色域調整によって不要となる蛍光Ｌ１の短波長成分Ｌ１２を励起光として利用すること、（２）ダイクロイック膜３６への入射角が小さい励起光Ｌ０だけでなく、入射角が大きい励起光Ｌ０もダイクロイック膜３６で反射させて蛍光体層５の励起に再利用すること、の２つの作用により実効的な励起光の量を増やすことができる。これにより、十分な強度の蛍光を得ることができる。
【００７３】
［第７実施形態］
以下、本発明の第７実施形態について、図１０を用いて説明する。
第７実施形態の光源装置の基本構成は第６実施形態の光源装置と同様である。
図１０において、第６実施形態で用いた図８と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００７４】
第６実施形態の光源装置３１は、平板状の波長分離部３４を備えていた。これに対して、図１０に示すように、第７実施形態の光源装置４０は、半球状の波長分離部４１を備えている。波長分離部４１は、半球状の支持基板４２を備えており、支持基板４２の内面４２ａ側にダイクロイック膜４３が設けられている。蛍光体層５は、平面視において波長分離部４１と重なる位置に配置されている。本実施形態の場合、支持基板４２の周縁部のダイクロイック膜４３が形成された領域が第１の領域４１ａであり、支持基板４２の中央部のダイクロイック膜４３が形成されていない領域が第２の領域４１ｂである。
その他の構成は、第１実施形態の光源装置と同様である。
【００７５】
第７実施形態の光源装置４０においても、実効的な励起光の量を増やすことができ、十分な強度の蛍光を得ることができる、という第６実施形態と同様の効果が得られる。特に第７実施形態の場合、半球状のダイクロイック膜４３を備えているため、蛍光体層５から射出された蛍光Ｌ１のダイクロイック膜４３への入射角度が、平板状の波長分離部を用いた場合に比べて小さくなる。そのため、蛍光Ｌ１がダイクロイック膜４３を透過しやすくなり、照明光の量を増やすことができる。
【００７６】
［第８実施形態］
以下、本発明の第８実施形態について、図１１を用いて説明する。
第８実施形態では、上記実施形態の光源装置を含むプロジェクターの例を挙げる。
本実施形態のプロジェクターは、３色の色光毎に液晶ライトバルブを備えた、いわゆる３板式の液晶プロジェクターである。
【００７７】
図１１に示すように、本実施形態のプロジェクター４６は、赤色光用光源装置４７Ｒと、緑色光用光源装置４７Ｇと、青色光用光源装置４７Ｂと、照明光学系４８と、色分離光学系４９と、光変調装置５０と、色合成光学系５１と、投射光学系５２と、を備えている。赤色光用光源装置４７Ｒは、第１〜第７実施形態の光源装置を含む。図１１では、赤色光用光源装置４７Ｒは、第４実施形態の光源装置１５とコリメート光学系５３とを備えた例を示す。
【００７８】
緑色光用光源装置４７Ｇは、緑色光を射出するＬＥＤ光源５４Ｇと、コリメート光学系５３と、を備える。青色光用光源装置４７Ｂは、青色光を射出するＬＥＤ光源５４Ｂと、コリメート光学系５３と、を備える。コリメート光学系５３は、第１のレンズ５３Ａと第２のレンズ５３Ｂとを備える。以下の説明では、赤色光用光源装置４７Ｒ、緑色光用光源装置４７Ｇおよび青色光用光源装置４７Ｂから射出される光の中心軸をそれぞれ照明光軸ＡＸｒ、照明光軸ＡＸｇ、照明光軸ＡＸｂと称する。
【００７９】
ダイクロイックミラー５５は、赤色光用光源装置４７Ｒから射出された赤色光ＬＲの光路と青色光用光源装置４７Ｂから射出された青色光ＬＢの光路とが交差する位置に設けられている。ダイクロイックミラー５５は、赤色光ＬＲを反射して青色光ＬＢを透過する特性を有する。赤色光用光源装置４７Ｒから射出された赤色光ＬＲと青色光用光源装置４７Ｂから射出された青色光ＬＢとは、ダイクロイックミラー５５により合成される。
【００８０】
照明光学系４８は、赤色光ＬＲと青色光ＬＢとの合成光の光路上および緑色光ＬＧの光路上にそれぞれ設けられている。照明光学系４８は、第１のレンズアレイ５６Ａと第２のレンズアレイ５６Ｂとを有するマルチレンズアレイ５６と、偏光変換素子５７と、重畳レンズ５８と、を備える。
【００８１】
第１のレンズアレイ５６Ａは、複数の小レンズが照明光軸ＡＸｂと直交する面内に複数行、複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。第１のレンズアレイ５６Ａは、コリメート光学系５３からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有する。図示による説明は省略するが、小レンズの外形形状は、後述する液晶ライトバルブの画像形成領域の外形形状と略相似形である。
【００８２】
第２のレンズアレイ５６Ｂは、第１のレンズアレイ５６Ａと同様、複数の小レンズが照明光軸ＡＸｂに直交する面内に複数行、複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。第２のレンズアレイ５６Ｂは、重畳レンズ５８とともに、第１のレンズアレイ５６Ａの各小レンズの像を液晶ライトバルブの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。
【００８３】
偏光変換素子５７は、第１のレンズアレイ５６Ａにより分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光として射出する。偏光変換素子５７は、偏光分離層と反射層と位相差板とを有する。偏光分離層は、各光源装置からの照明光のうち、一方の偏光（例えばＰ偏光）を透過し、他方の偏光（例えばＳ偏光）を照明光軸に垂直な方向に向けて反射する。反射層は、偏光分離層で反射された他方の偏光成分を有する光を照明光軸に平行な方向に反射する。位相差板は、偏光分離層を透過した一方の偏光成分を有する光を他方の偏光成分を有する光に変換する。
【００８４】
重畳レンズ５８は、第１のレンズアレイ５６Ａ、第２のレンズアレイ５６Ｂおよび偏光変換素子５７を経た複数の部分光束を集光し、液晶ライトバルブの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ５８は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。
【００８５】
色分離光学系４９は、ダイクロイックミラー５９と、反射ミラー６０と、を備える。ダイクロイックミラー５９は、照明光学系４８から射出された赤色光ＬＲと青色光ＬＢとの合成光を、赤色光ＬＲと青色光ＬＢとに分離する機能を有する。ダイクロイックミラー５９は、赤色光ＬＲを反射し、青色光ＬＢを透過する。ダイクロイックミラー５９で分離された青色光ＬＢは、反射ミラー６０で反射されて青色光用液晶ライトバルブ６１Ｂへ導かれる。ダイクロイックミラー５９で分離された赤色光ＬＲは、反射ミラー６０で反射されて赤色光用液晶ライトバルブ６１Ｂへ導かれる。
【００８６】
照明光学系４８から射出された緑色光ＬＧは、反射ミラー６０で反射されて緑色光用液晶ライトバルブ６１Ｂへ導かれる。青色光用液晶ライトバルブ６１Ｂ、赤色光用液晶ライトバルブ６１Ｒおよび緑色光用液晶ライトバルブ６１Ｇの各々の光入射側には、フィールドレンズ６２が設けられている。
【００８７】
光変調装置５０は、赤色光用液晶ライトバルブ６１Ｒ、緑色光用液晶ライトバルブ６１Ｇおよび青色光用液晶ライトバルブ６１Ｂと、各液晶ライトバルブの光入射側および光射出側にそれぞれ配置された入射側偏光板および射出側偏光板（図示略）と、を備える。赤色光用液晶ライトバルブ６１Ｒ、緑色光用液晶ライトバルブ６１Ｇおよび青色光用液晶ライトバルブ６１Ｂは、各光源装置から入射した光を画像信号に基づいて変調する。
【００８８】
色合成光学系５１は、クロスダイクロイックプリズムで構成されている。クロスダイクロイックプリズムは、各色光用の液晶ライトバルブで変調された光を合成する。クロスダイクロイックプリズムは、変調された各色光を合成し、カラー画像を形成する光学素子である。クロスダイクロイックプリズムは、４つの直角三角柱状プリズムを貼り合わせたものであり、平面視で略正方形状をなしている。直角三角柱状プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面に、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は青色光を反射し、緑色光および赤色光を透過する。他方の界面に形成された誘電体多層膜は緑色光を反射し、赤色光および青色光を透過する。誘電体多層膜によって青色光および緑色光の光路が折り曲げられて赤色光の光路と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００８９】
投射光学系５２は、色合成光学系５１により合成された光が入射する複数の投射レンズを含む。
【００９０】
本実施形態によれば、上記の光源装置を備えることで表示品質に優れたプロジェクターを提供することができる。一般に、カラー表示を生成する色光のうち、赤色光は、例えば緑色光、青色光等の他の色光に比べて波長域が広い。そのため、プロジェクターの色域を調整する場合、赤色光の波長域を制限することが効果的である。本実施形態のプロジェクター４６では、赤色光用光源装置４７Ｒにおいて、赤色光の波長域を制限するためにカットする赤色光の短波長成分を励起光として再利用するため、顕著な効果が得られる。
【００９１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、３つの光変調素子を備えるプロジェクターを例示したが、本発明の光源装置は、１つの光変調素子でカラー映像（画像）を表示するプロジェクターに適用することも可能である。また、本発明の光源装置は、マイクロミラー型の光変調装置を用いたプロジェクターにも適用できる。その他、上記実施形態で開示した光源装置、プロジェクターの各種構成要件の数、配置等については適宜変更が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１，１５，１８，２５，２８，３１，４０…光源装置、４…第１の波長分離部、５…蛍光体層（蛍光発生部）、７…ＬＥＤ光源（励起光源）、８…反射部、１９…第２の波長分離部、３４…波長分離部、３６…ダイクロイック膜（波長分離膜）、３７…蛍光発生部、４６…プロジェクター、４７Ｒ…赤色光用光源装置、４７Ｇ…緑色光用光源装置、４７Ｂ…青色光用光源装置、５０…光変調装置、５２…投射光学系。
【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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