(57)【要約】【課題】  光源光の波長変換と、光源光の配光分布の均一化とを一体的に実現できる光源装置を得る。【解決手段】  光源と、導光部と、光分割部と、光合成部と、を備える光源装置であって、光源は、励起光を出射する固体光源であり、導光部は、複数の導光体を有してなり、導光体は、励起光が入射する入射口と、内部を進行する光の配光分布を均一化して出射する照明均一化手段と、励起光を、励起光の波長と異なる波長の第１変換光へと変換する第１波長変換手段と、を有し、光分割部は、励起光を、励起光の波長と異なる波長の第２変換光へと変換する第２波長変換手段と、励起光と、第１変換光と、第２変換光と、をそれぞれの光路に分割する分割手段と、を有し、光合成部は、導光部に接合されていて、異なる光路を進行してきた前記複数の光を合成して出射する、光源装置による。【選択図】図１
2015125214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、導光部と、光分割部と、光合成部と、を備える光源装置であって、
前記光源は、励起光を出射する固体光源であり、
前記導光部は、
複数の導光体を有してなり、
前記導光体は、
前記励起光が入射する入射口と、
内部を進行する光の配光分布を均一化して出射する照明均一化手段と、
前記励起光を、前記励起光の波長と異なる波長の第１変換光へと変換する第１波長変換手段と、
を有し、
前記光分割部は、
前記励起光を、前記励起光の波長と異なる波長の第２変換光へと変換する第２波長変換手段と、
前記励起光と、前記第１変換光と、前記第２変換光と、をそれぞれの光路に分割する分割手段と、
を有し、
前記光合成部は、前記導光部に接合されていて、異なる前記光路を進行してきた前記複数の光を合成して出射する、
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記光源は、第１の光源と第２の光源とを有してなり、
前記第２の光源から出射される励起光の波長は、前記第１変換光の波長と前記第２変換光の波長とは異なる、
前記導光部は、
前記第１の光源から出射された光が入射する第１入射部と、
前記第２の光源から出射された光が入射する第２入射部と、
を有する、
請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記光源は、第１の光源と第２の光源とを有してなり、
前記第２の光源から出射される励起光の波長は、前記第１変換光の波長と前記第２変換光の波長と異なる、
前記導光部は、
前記第１光源から出射された光が入射する第１入射部を備え、前記光合成部に接合する第１導光体と、
前記第２光源から出射された光が入射する第２入射部を備え、前記光合成部に接合する第２導光体と、
を有する、
請求項１記載の光源装置。
【請求項４】
前記導光体は、
中空の管体を接合してなる環状であって、
前記管体の中空を構成する壁面は反射面で構成されていて、
前記励起光と、前記第１変換光と、前記第２変換光と、がそれぞれ前記反射面で反射を繰り返しながら進行し、それぞれの配光分布が均一化される、
請求項１乃至３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項５】
前記導光体は、
中空の管体を接合してなる環状であって、
前記管体の中空部には、集光手段が配置されている、
請求項１乃至３のいずれかに記載の光源装置。
【請求項６】
前記導光体は、前記管体の接合部分に前記導光路を折り返す折り返しミラーが設けられている、
請求項５記載の光源装置。
【請求項７】
前記分割手段は、透過部と反射部とを有する回転ホイールであって、
前記反射部の反射面に、前記第２波長変換手段が設けられている、
請求項１乃至６のいずれかに記載の光源装置。
【請求項８】
光を出射する光源装置と、前記光源装置からの光を透過させるリレーレンズと、前記リレーレンズを透過した光を反射する折返ミラーと、前記折返ミラーからの光を変調する光変調素子とを有する照明光学系であって、
前記光源装置は、請求項１乃至７のいずれかに記載の光源装置である、
ことを特徴とする照明光学系。
【請求項９】
照明光学系と、前記照明光学系からの光を被投射面に投射する投射光学系とを有してなる画像表示装置であって、
前記照明光学系は、請求項８記載の照明光学系である、
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、照明光学系及び画像表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像表示装置（プロジェクタ）は、超高圧水銀ランプやハロゲンランプ等を光源に用いていた。近年のプロジェクタは、光源にハイブリット光源を用いることがある。
【０００３】
ハイブリット光源は、ＬＥＤ（Light
Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）などの固体発光素子と、固体発光素子から出射される光（励起光）の波長を変換して種々の色の光を作り出す蛍光体と、を組み合わせるものである。例えば、ハイブリッド光源から青色光を出射させるならば、この青色光（励起光）を蛍光体に当てたときに、緑・赤・黄色光に変換する蛍光体を組み合わせればよい。ハイブリッド光源は、電源投入から点灯までの時間が短く寿命が長く、色再現範囲が広いことを特徴とする。
【０００４】
また、プロジェクタは、光源装置から出射された光に基づいて画像を形成し、この形成された画像をスクリーンへと投射して表示するものである。プロジェクタにより投射される画像の画質を向上させるには、上記のような光源を備える光源装置から出射される光の照度ムラを抑えることが重要である。
【０００５】
従来の光源を備える光源装置、ハイブリット光源を備える光源装置、これらいずれにおいても、出射された光には、分布（配光分布）がある。プロジェクタにおける照度ムラを抑えるには、プロジェクタに搭載する光源装置からの光の配光分布を均一にする必要がある。そこで、従来から知られているプロジェクタでは、光源装置の種類に関わらず、光源装置からの光による照度分布を均一化させるために、照明均一化素子を備えている。なお、照度ムラが生ずると、例えば、スクリーン上の画像中央が明るく画像の四隅が暗く見える状態になる。
【０００６】
プロジェクタが備える照明均一化素子には、種々の種類がある。例えば、ライトトンネルも、照明均一化素子の一つである。ライトトンネルは、中空の四角柱状の部材であって、中空内部の壁面がミラー面になっている光学素子である。光源装置からの光は、ライトトンネルの端部の開口からライトトンネルの中空部に入射した後に、ライトトンネルの内壁であるミラー面で多重反射を繰り返しながら進行し、他方の端部から出射される。このライトトンネル内部での多重反射によって、光の照度分布は均一化されるので、ライトトンネルから出射される光は、照度が均一化された光源になる。このように照度分布が均一化された光源からの光に基づいて形成される投射画像の照度ムラは低減される。
【０００７】
ハイブリット光源を用いたプロジェクタの例として、所定波長帯域光を出射する光源と、蛍光体層が設けられた回転する発光ホイールとを有する光源装置を備えるものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１のプロジェクタも、光源装置の他に照明均一化素子を用いている。
【０００８】
特許文献１に記載のプロジェクタは、光源装置にハイブリット光源を用いたものである。特許文献１に記載のプロジェクタも、照明均一化素子を用いなければ、投射される画像の照度ムラを低減することはできない。そこで、ハイブリット光源と、光の照度分布を均一化する光学素子とを、別々のもので実現し、これらを備える必要があった。つまり、従来のプロジェクタでは、ハイブリッド光源と照明均一化素子とを一体化させて、プロジェクタの構造の簡素化や小型化を図ることはできなかった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、光源光の波長変換と、光源光の配光分布の均一化とを一体的に実現できる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】
【００１０】
本発明は、光源と、導光部と、光分割部と、光合成部と、を備える光源装置であって、前記光源は、励起光を出射する固体光源であり、前記導光部は、複数の導光体を有してなり、前記導光体は、前記励起光が入射する入射口と、内部を進行する光の配光分布を均一化して出射する照明均一化手段と、前記励起光を、前記励起光の波長と異なる波長の第１変換光へと変換する第１波長変換手段と、を有し、前記光分割部は、前記励起光を、前記励起光の波長と異なる波長の第２変換光へと変換する第２波長変換手段と、前記励起光と、前記第１変換光と、前記第２変換光と、をそれぞれの光路に分割する分割手段と、を有し、前記光合成部は、前記導光部に接合されていて、異なる前記光路を進行してきた前記複数の光を合成して出射する、ことを主な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光源光の波長変換と、光源光の配光分布の均一化とを一体的に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る光源装置の実施形態を示す構成図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】上記光源装置が備える回転ホイールの例であって、（ａ）平面図、（ｂ）回転状態を示す側面図、（ｃ）別の回転状態を示す側面図、である。
【図５】本発明に係る光源装置の別の実施形態を示す構成図である。
【図６】上記の実施形態に係る光源装置が備える回転ホイールの例であって、（ａ）平面図、（ｂ）回転状態を示す側面図、（ｃ）別の回転状態を示す側面図、である。
【図７】本発明に係る光源装置のさらに別の実施形態を示す構成図である。
【図８】本発明に係る光源装置のさらに別の実施形態を示す構成図である。
【図９】本発明に係る光源装置のさらに別の実施形態を示す構成図である。
【図１０】本発明に係る光源装置のさらに別の実施形態を示す構成図である。
【図１１】本発明に係る光源装置のさらに別の実施形態を示す構成図である。
【図１２】本発明に係る照明光学系の実施形態を示す光学配置図である。
【図１３】本発明に係る画像表示装置の実施形態を示す光学配置図である。
【図１４】本発明に係る光源装置が備える光源を固体光源アレイにより構成した例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る光源装置、本発明に係る照明光学系、及び、本発明に係る画像表示装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１４】
●光学装置（１）の構成
図１は、第１の実施形態に係る光源装置１００を示す構成図である。図１に示すように、光源装置１００は、光源１０と、導光部２０と、光分割部３０と、光合成部４０と、を有してなる。
【００１５】
光源１０は、固体発光素子からなる。光源１０から出射される光は、励起光１である。励起光１は、青色光や紫外光などの短波長の光である。
【００１６】
なお、光源１０は、固体光源アレイであってもよい。図１４は、光源１０を固体光源アレイにより構成した光源１０の例を示す構成図である。図１４（ａ）は、光源１０である光源アレイ１５の正面図である。図１４（ｂ）は、光源１０である光源アレイ１５の側面図である。
【００１７】
図１４（ａ）に示すように、光源アレイ１５は、複数の固体光源１５２がホルダー１５１に収められて一体になっている。
【００１８】
また、図１４（ｂ）に示すように、光源アレイ１５は、光源素子１５２１の出射面の前面にコリメートレンズ１５２２を配置してなる。光源素子１５２１とコリメートレンズ１５２２は、１：１の関係で対向している。
【００１９】
光源アレイ１５は、複数の固体光源１５２が、励起光１の出射方向を揃えた状態で平面的に並べられている。固体光源１５２のそれぞれから出射された励起光１は、平行になる。
【００２０】
導光部２０は、複数の導光体（第１導光体２０１、第２導光体２０２、第３導光体２０３）と、入射口である第１入射部２０４と、第１波長変換手段２０５と、光路折り返し部２０７と、有してなる。
【００２１】
導光部２０を構成する第１導光体２０１と、第２導光体２０２と、第３導光体２０３は、第１入射部２０４から入射した光（励起光１）や、各導光体内を進行する光の配光分布を均一化する照明均一化手段でもある。ここで、導光部２０を構成する各導光体の構造について図を用いて説明する。
【００２２】
図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。ここでは、第３導光体２０３の断面を示しているが、第１導光体２０１と第２導光体２０２の断面も同様である。図２に示すように、導光部２０を構成する各導光体の短手方向の断面形状は、矩形である。各導光体の内部は中空であって、内壁面はミラー面になっている。すなわち、各導光体は中空の管体である。
【００２３】
図３は、図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。ここでは、第３導光体２０３の縦断面を示しているが、第１導光体２０１と第２導光体２０２の縦断面も同様である。図３に示すように、導光部２０を構成する各導光体は、長手方向の断面形状が矩形であって、中空部分を形成する内壁面がミラー面によって構成されている。各導光体に入射する光は、照明角θを有するから、各導光体に入射した光は、中空内面を反射しながら進行する。
【００２４】
このように、導光部２０の内壁面を多重反射しながら進行することで、導光部２０内を進行する光の配光分布は、均一化される。すなわち、導光部２０によって励起光１や、後述する第１変換光２及び第２変換光３の配光分布は均一化される。これら光の配光分布が均一化されることで、画像形成素子を照明する照明光の照度ムラは低減される。
【００２５】
図１に戻る。第１入射部２０４は、第１のダイクロイックミラーであって、光源１０からの励起光１は透過し、後述する第２変換光３は反射する。第１入射部２０４は、励起光１と第２変換光３の進行方向に対して、所定の角度に傾いている。第１入射部２０４の所定の角度とは、例えば、４５度である。したがって、第１入射部２０４で反射される光は、光路が９０度折り返される。第１入射部２０４は、後述する第１導光体２０１と第３導光体２０３との間に位置する。
【００２６】
また、導光部２０は、各導光体の接合部分に光路折り返し部２０７を備えている。光路折り返し部２０７は、進行してきた光の進行方向を変更する反射面であって、光の進行方向に対して所定の角度に傾いている。光路折り返し部２０７の所定の角度とは、例えば、４５度である。したがって、光路折り返し部２０７において反射される光は、光路が９０度折り返される。
【００２７】
第１導光体２０１と第２導光体２０２との間には、光路折り返し部２０７を有している。また、第２導光体２０２は、後述する光合成部４０と第１導光体２０１との間に、光路折り返し部２０７を有している。
【００２８】
また、第３導光体２０３は、後述する光合成部４０と第１導光体２０１との間に、光路折り返し部２０７を有している。
【００２９】
以上の通り、導光部２０は、第１導光体２０１と、第２導光体２０２と、第３導光体２０３と、第１入射部２０４と、光路折り返し部２０７と、を有していて、その外形は、環状である。
【００３０】
第１導光体２０１は、第１入射部２０４から入射した励起光１が入射方向に進行する導光体である。また、第１導光体２０１は、後述する光分割部３０によって励起光１から変換された第２変換光３が、進行する導光体である。
【００３１】
第２導光体２０２は、第１波長変換手段２０５が配置されている光路折り返し部２０７によって、励起光１から第１の波長へと変換された第１変換光２が進行する導光体である。第２導光体２０２の途中には、少なくとも１つの光路折り返し部２０７が配置されている。第２導光体２０２を進行する第１変換光２は、この光路折り返し部２０７を介して、後述する光合成部４０へと折り返される。このように、第２導光体２０２は、第１導光体２０１と光合成部４０とを接続している。
【００３２】
第３導光体２０３は、第２変換光３が進行する導光体である。第３導光体２０３の途中には、少なくとも１つの光路折り返し部２０７が配置されている。第３導光体２０３を進行する第２変換光３は、この光路折り返し部２０７を介して、後述する光合成部４０へと折り返される。このように、第３導光体２０３は、第１導光体２０１と光合成部４０とを接続している。
【００３３】
図１において、第１導光体２０１と第２導光体２０２の間に配置されている光路折り返し部２０７には、第１波長変換手段２０５が配置されている。第１波長変換手段２０５は、励起光１を波長が異なる第１変換光２へと変換する第１蛍光体２０５１（図１では不図示）により構成される。
【００３４】
第１蛍光体２０５１は、例えば励起光１が青色光であれば、これを赤色光に変換する蛍光体である。すなわち、第１波長変換手段２０５によって、青色光である励起光１は、赤色光である第１変換光２へと変換される。
【００３５】
光分割部３０は、第１導光体２０１の光路途中に配置されている。光分割部３０は、回転ホイール３０１と、モーター３０２と、を有してなる。回転ホイール３０１は、モーター３０２に接続されていて、モーター３０２の回転により、第１導光体２０１を横切るように回転する。
【００３６】
図４は、回転ホイール３０１の例であって、（ａ）平面図、（ｂ）回転状態を示す側面図、（ｃ）別の回転状態を示す側面図、である。
【００３７】
図４（ａ）に示すように、回転ホイール３０１は、円形の面を扇状の領域に分割してなる。この領域の一つには、第２蛍光体２０６１が配置されている。この第２蛍光体２０６１の配置部分が、第２波長変換手段２０６を構成する。
【００３８】
回転ホイール３０１におけるその他の領域は、透過部３０１３になっている。なお、図４において回転ホイール３０１の分割されている領域は、２つであるが、これに限ることは無い。また、分割された各領域の面積比は、光源装置１００を備える画像表示装置の色再現範囲などに基づいて決定すればよい。
【００３９】
また、回転ホイール３０１の形状は、第２波長変換手段２０６を構成する部分のみからなる扇形状であってもよい。すなわち、回転ホイール３０１の形状は、モーター３０２の回転によって、励起光１をそのまま進行させるか、第２変換光３へと波長を変換して反射させるか、いずれかを行う状態を形成できるものであればよい。
【００４０】
図４（ｂ）に示すように、回転ホイール３０１は、ガラス基板からなる透過部３０１３と、透過部３０１３の上に配置される反射部であるミラー層３０１４と、ミラー層３０１４の上に配置される第２蛍光体２０６１と、を有してなる。
【００４１】
ミラー層３０１４の上に配置された第２蛍光体２０６１に励起光１が当たると、前方（励起光１の進行方向）に散乱する光と、後方（励起光１の進行逆方向）に散乱する光が生じる。前方に散乱した光は、第２蛍光体２０６１の下に配置されているミラー層３０１４によって後方に反射される。また、第２蛍光体２０６１によって後方に散乱した光は、そのまま、後方へと進行する。このようにして、第２蛍光体２０６１に当たった励起光１は、回転ホイール３０１に形成されている第２波長変換手段２０６によって、異なる波長である第２変換光３へと変換されて放射される。
【００４２】
励起光１は、青色光であるから、第２蛍光体２０６１が緑色の蛍光体であれば、緑色光に変換される。また、第１蛍光体２０５１が、赤色の蛍光体であれば、赤色に変換される。励起光１が紫外光であっても同様である。
【００４３】
回転ホイール３０１は、モーター３０２によって回転している。すなわち、第２波長変換手段２０６は、回転ホイール３０１の回転に伴って、その位置が変化する。一方、光分割部３０に入射する励起光１の位置は一定である。したがって、図４（ｃ）に示すように励起光１が第２蛍光体２０６１に当たらずに、透過部３０１３を通過することもある。この場合、励起光１は光分割部３０を通過して、第１導光体２０１を進行して、第１波長変換手段２０５が配置されている光路折り返し部２０７へ向う。
【００４４】
以上のように、励起光１は、光分割部３０によって、励起光１と、励起光１の進行方向とは逆方向に進行する第２変換光３に分割される。
【００４５】
なお、図４（ｂ）と図４（ｃ）に示したミラー層３０１４の厚みと、第２蛍光体２０６１の厚みは、ガラス基板である透過部３０１３の厚みに対して厚くし、誇張して表現している。
【００４６】
光合成部４０は、クロスダイクロイックプリズム、または、クロスダイクロイックミラーである。光合成部４０は、第２導光体２０２を介して入射される第１変換光２と、第３導光体２０３を介して入射される第２変換光３とを合成して出射する。
【００４７】
●光学装置（１）の動作
光源１０から出射された励起光１（青色光）は、第１入射部２０４を通過して、第１導光体２０１へと入射する。第１導光体２０１は、照明均一化手段であるから、励起光１は、第１導光体２０１の内部を多重反射しながら進行する。その後、励起光１は、光分割部３０によって光路が分割される。すなわち、励起光１は、進行してきた方向へそのまま進行するものと、第２変換光３に変換されて反対の方向へ進行するものに、分割される。
【００４８】
光分割部３０を通過した励起光１は、第１導光体２０１内を進行して、第１波長変換手段２０５が配置されている光路折り返し部２０７へと向う。第１波長変換手段２０５へ到達した励起光１は、波長が異なる第１変換光２に変換される。
【００４９】
第１波長変換手段２０５が配置されている光路折り返し部２０７は、励起光１が進行してきた方向に対して４５度の傾きを有するから、第１変換光２は、励起光１に対して光路を９０度折り返した方向に向けて反射される。反射された第１変換光２は、第２導光体２０２に入射して進行する。その後、第１変換光２は、第２導光体２０２の光路途中に配置されている光路折り返し部２０７によって光路が折り返されて、光合成部４０へと入射する。
【００５０】
また、光分割部３０に配置された第２波長変換手段２０６に当たった励起光１は、第２変換光３に変換されて、励起光１の進行方向に対する反対方向へと反射される。第１入射部２０４に到達した第２変換光３は、第１入射部２０４を通過せずに反射される。
【００５１】
第１入射部２０４は、第２変換光３が進行してきた方向に対して４５度の傾きを有するから、第２変換光３は、光路を９０度折り返した方向に向けて反射される。反射された第２変換光３は、第３導光体２０３に入射して進行する。その後、第２変換光３は、第３導光体２０３の光路途中に配置されている光路折り返し部２０７によって光路が折り返されて、光合成部４０へと入射する。
【００５２】
すでに説明した通り、導光部２０を構成する第１導光体２０１と、第２導光体２０２と、第３導光体２０３は、照明均一化手段であるから、光合成部４０に入射する各光は、配光分布が均一化された状態になっている。
【００５３】
光合成部４０は、入射された第１変換光２と第２変換光３とを合成して出射する。
【００５４】
以上の通り、光源装置１００は、光源１０と、導光部２０と、光分割部３０と、光合成部４０と、が一体化されている。導光部２０は、複数の導光体と折り返しミラーによって環状になっていて、導光体の途中に波長変換手段を設けることで、波長変換手段と照明均一化手段を一体に形成している。
【００５５】
このような構成からなる導光部２０を備える光源装置１００は、光源１０から出射された励起光１が、異なる光路を通過しながら、配光分布が均一化され、かつ、異なる波長の光（第１変換光２と第２変換光３）へと変換される。この異なる波長の光が、異なる光路を通り、それぞれが光合成部４０によって合成されて、同一方向へと出射される。
【００５６】
すなわち、光源装置１００は、固体発光素子と蛍光体から構成されるハイブリット光源と、照度均一化手段と、を一体に実現する。
【００５７】
●光学装置（２）の構成
次に、本発明に係る光源装置の別の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態に係る光源装置１００の構成を示す構成図である。第２の実施形態に係る光源装置１００は、第１の実施形態に係る光源装置１００と同様の構成を多く有している。したがって、以下において、第２の実施形態が備える構成のうち、第１の実施形態と同様の構成には、第１の実施形態と同じ符号を付して詳細な説明を省略し、第１の実施形態とは異なる構成について詳細に説明する。
【００５８】
図５に示すように、第２の実施形態に係る光源装置１００が第１の実施形態と異なる点は、導光部２０の構成と、第１波長変換手段２０５の位置である。
【００５９】
第２の実施形態に係る導光部２０は、第１の実施形態に係る導光部２０の構成（第１導光体２０１、第２導光体２０２、第３導光体２０３）に加えて、第４導光体２０９と、透過折り返し部２０８と、を有してなる。
【００６０】
第４導光体２０９は、第１導光体２０１の途中から励起光１を導光し、光分割部３０へと入射させるための導光路である。
【００６１】
第４導光体２０９の基本的な構造は、第１導光体２０１などと同様であって、第４導光体２０９の内部を進行する光の配光分布は、均一化される。
【００６２】
透過折り返し部２０８は、励起光１を反射し、第１変換光２を透過する第２のダイクロイックミラーである。透過折り返し部２０８は、第１導光体２０１の途中に配置されている。この透過折り返し部２０８によって、励起光１は第４導光体２０９へと入射する。
【００６３】
光分割部３０を通過した励起光１は、透過折り返し部２０８によって反射されて、進行方向が９０度折り返される。また、透過折り返し部２０８を通過した第１変換光２は、光路折り返し部２０７によって、進行方向に対して９０度折り返されて、第２導光体２０２へと進む。
【００６４】
次に、第１波長変換手段２０５と第２波長変換手段２０６が配置される光分割部３０について説明する。図５に示すように、光分割部３０は、第１導光体２０１の光路途中に配置されている。
【００６５】
図６は、本実施形態に係る光分割部３０が備える回転ホイール３０１の具体的な構造の例であって、（ａ）平面図、（ｂ）回転状態を示す側面図、（ｃ）別の回転状態を示す側面図、である。
【００６６】
図６（ａ）に示すように、回転ホイール３０１は、円形の面を扇状の領域に分割してなる。この回転ホイール３０１は、３つの領域に分割されている。
【００６７】
領域の一つは、第１蛍光体２０５１が配置されている。他の領域には、第２蛍光体２０６１が配置されている。第１蛍光体２０５１が配置されている部分が、第１波長変換手段２０５を構成する。第２蛍光体２０６１が配置されている部分が、第２波長変換手段２０６を構成する。
【００６８】
また、その他の領域は、透過部３０１３になっている。なお、回転ホイール３０１における分割された各領域の面積比は、光源装置１００を備える画像表示装置の色再現範囲などに基づいて決定すればよい。
【００６９】
なお、回転ホイール３０１の形状は、第１波長変換手段２０５を構成する部分と、第２波長変換手段２０６を構成する部分のみからなる扇形状であってもよい。すなわち、回転ホイール３０１の形状は、モーター３０２の回転によって、励起光１をそのまま進行させるか、第１変換光２へと波長を変換して透過させるか、第２変換光３へと波長を変換して反射させるか、いずれかを行う状態を形成できるものであればよい。
【００７０】
図６（ｂ）に示すように、回転ホイール３０１は、ガラス基板からなる透過部３０１３と、透過部３０１３の上に配置される反射部であるミラー層３０１４と、第１蛍光体２０５１と、第２蛍光体２０６１と、を有してなる。
【００７１】
第２蛍光体２０６１は、励起光１が向かって来る側の面であって、ミラー層３０１４が配置されている面に配置されている。第１蛍光体２０５１は、励起光１が向かって来る側の面とは反対側の面に配置されている。
【００７２】
励起光１が、第２蛍光体２０６１に当たると、前方（励起光１の進行方向）に散乱する光と、後方（励起光１の進行逆方向）に散乱する光が生じる。前方に散乱した光は、第２蛍光体２０６１の下に配置されているミラー層３０１４によって後方に反射される。また、第２蛍光体２０６１によって後方に散乱した光は、そのまま、後方へと進行する。このように、第２蛍光体２０６１に当たった励起光１は、回転ホイール３０１に形成されている第２波長変換手段２０６により、異なる波長である第２変換光３に変換されて放射される。
【００７３】
回転ホイール３０１は、モーター３０２によって回転しているので、第２波長変換手段２０６と第１波長変換手段２０５の位置は変化する。一方、光分割部３０に入射する励起光１の位置は一定である。
【００７４】
図６（ｃ）に示すように、励起光１は、第１蛍光体２０５１が配置されている位置の透過部３０１３に当たることがある。そうすると、透過部３０１３を通過した励起光１は、第１蛍光体２０５１に当たって、異なる波長の第１変換光２に変換される。この場合、第１変換光２は光分割部３０を通過して、第１導光体２０１を進行して、透過折り返し部２０８へと進行する。
【００７５】
励起光１は、青色光であるから、第２蛍光体２０６１が緑色の蛍光体であれば、緑色光に変換される。また、第１蛍光体２０５１が、赤色の蛍光体であれば、赤色に変換される。この場合、励起光１が紫外光であっても同様である。
【００７６】
以上のように、励起光１は、光分割部３０によって、励起光１と、励起光１と同じ進行方向に進む第１変換光２と、励起光１の進行方向とは逆方向に進行する第２変換光３に分割される。
【００７７】
なお、図６（ｂ）と図６（ｃ）に示したミラー層３０１４の厚みと、第１蛍光体２０５１及び第２蛍光体２０６１の厚みは、ガラス基板である透過部３０１３の厚みに対して厚くし、誇張して表現している。
【００７８】
光合成部４０は、クロスダイクロイックプリズムと、クロスダイクロイックミラーとを組み合わせてなる。光合成部４０は、第２導光体２０２を介して入射される第１変換光２と、第３導光体２０３を介して入射される第２変換光３と、第４導光体２０９を介して入射される励起光１と、を合成して出射する。
【００７９】
●光学装置（２）の動作
図５に戻る。光源１０から出射された励起光１（青色光）は、第１入射部２０４を通過して、第１導光体２０１へと入射する。第１導光体２０１は、照明均一化手段であるから、励起光１は、第１導光体２０１の内部を多重反射しながら進行する。その後、励起光１は、光分割部３０によって光路が分割される。すなわち、第１入射部２０４から入射した光は、光分割部３０によって、進行してきた方向にそのまま進行するものと、それまでの進行方向とは反対の方向に進行するものに分割される。
【００８０】
光分割部３０を通過して進行する光は、励起光１か、第１変換光２である。進行方向とは反対方向に進行する光は、第２変換光３である。
【００８１】
光分割部３０を通過した励起光１は、透過折り返し部２０８により反射されて、第４導光体２０９へと入射して進行する。第４導光体２０９には、複数の光路折り返し部２０７が配置されている。この複数の光路折り返し部２０７を介して、励起光１は光合成部４０へと入射する。
【００８２】
光分割部３０によって励起光１から異なる波長へと変換された第１変換光２は、透過折り返し部２０８を通過する。透過折り返し部２０８を通過した後の第１変換光２は、透過折り返し部２０８の後段に配置されている光路折り返し部２０７によって反射されて、第２導光体２０２へと入射して進行する。その後、光路折り返し部２０７を介して、第１変換光２は、光合成部４０へと入射する。
【００８３】
光分割部３０で反射されて波長が変換された第２変換光３は、第１入射部２０４で反射されて第３導光体２０３へと入射して進行する。その後、光路折り返し部２０７を介して、第２変換光３は、光合成部４０に入射する。
【００８４】
すでに説明した通り、導光部２０を構成する第１導光体２０１、第２導光体２０２、第３導光体２０３、第４導光体２０９は、照明均一化手段であるから、光合成部４０に入射する各光は、配光分布が均一化された状態になっている。
【００８５】
例えば、励起光１は青色光であって、第１変換光２は赤色光、第２変換光３は緑色光である。すなわち、光合成部４０からは、配光分布が均一化された三原色の光が出射される。
【００８６】
以上の通り、光源装置１００は、光源１０と、導光部２０と、光分割部３０と、光合成部４０と、が一体化されている。導光部２０は、複数の導光体と折り返しミラーによって環状になっていて、導光体の途中に波長変換手段を設けることで、波長変換手段と照明均一化手段を一体に形成している。
【００８７】
このような構成からなる導光部２０を備える光源装置１００は、光源１０から出射された励起光１が、異なる光路を通過しながら、配光分布が均一化され、かつ、異なる波長の光（第１変換光２と第２変換光３）へと変換される。この異なる波長の光が、異なる光路を通り、それぞれが光合成部４０によって合成されて、同一方向へと出射される。
【００８８】
すなわち、光源装置１００は、固体発光素子と蛍光体から構成されるハイブリット光源と、照度均一化手段と、を一体に実現する。
【００８９】
●光学装置（３）の構成
次に、本発明に係る光源装置のさらに別の実施形態について説明する。図７は、第３の実施形態に係る光源装置１００の構成を示す構成図である。第３の実施形態に係る光源装置１００は、第１の実施形態に係る光源装置１００と同様の構成を多く有している。したがって、以下において、第３の実施形態が備える構成のうち、第１の実施形態と同様の構成には、第１の実施形態と同じ符号を付して詳細な説明を省略し、第１の実施形態とは異なる構成について詳細に説明する。
【００９０】
図７に示すように、第３の実施形態に係る光源装置１００が第１の実施形態と異なる点は、導光部２０の構成と、光合成部４０の構成である。
【００９１】
第３の実施形態に係る導光部２０は、第１の実施形態に係る導光部２０の構成（第１導光体２０１、第２導光体２０２、第３導光体２０３）に加えて、第５導光体２１１を有してなる。
【００９２】
第５導光体２１１は、第１導光体２０１の外側に配置されていて、励起光１を光分割部３０へと導光するための導光路である。
【００９３】
第５導光体２１１の基本的な構造は、第１導光体２０１などと同様であって、第５導光体２１１の内部を進行する光の配光分布は、均一化される。
【００９４】
第５導光体２１１の光源１０側の端部は、第５導光体２１１への入射口である第２入射部２１０である。第２入射部２１０は、ハーフミラーであって、光源１０から出射された励起光１の一部は、反射されて第５導光体２１１へと入射し、励起光１の他の一部は、第１入射部２０４と向かう。
【００９５】
また、本実施形態に係る光合成部４０は、第１光合成部４０１と、第２光合成部４０２と、を有している。
【００９６】
第１光合成部４０１は、第１の実施形態に係る光合成部４０と同様のものであって、ダイクロイックプリズムにより構成されている。
【００９７】
第２光合成部４０２は、第５導光体２１１の端部であって、第２入射部２１０が配置されている端部とは反対側の端部に配置されている。第２光合成部４０２は、励起光１を反射し、第１変換光２及び第２変換光３を透過させる第３のダイクロイックミラーである。
【００９８】
●光源装置（３）の動作
光源１０から出射された励起光１は、第２入射部２１０を介して第５導光体２１１へと入射するものと、第２入射部２１０を透過して、第１入射部２０４を介し第１導光体２０１へと入射するものに別れる。
【００９９】
第１入射部２０４へと入射した励起光１は、光分割部３０をそのまま通過するものと、第２変換光３へと変換されて反射されるものとに分割される。光分割部３０を通過した励起光１は、第１波長変換手段２０５が配置されている光路折り返し部２０７により第１変換光２へと変換されて、第２導光体２０２を介して第１光合成部４０１へと入射される。
【０１００】
光分割部３０において反射されて変換された第２変換光３は、第３導光体２０３を介して第１光合成部４０１へと入射される。
【０１０１】
第１光合成部４０１には、第２導光体２０２を介して第１変換光２が入射され、また、第３導光体２０３を介して第２変換光３が入射される。第１光合成部４０１は、これら第１変換光２と第２変換光３を合成して、第２光合成部４０２に向けて出射する。
【０１０２】
第１光合成部４０１から出射された第１変換光２と第２変換光３の合成光は、第２光合成部４０２を通過する。また、第２入射部２１０から第５導光体２１１へと入射した励起光１は、第２光合成部４０２によって反射される。したがって、第２光合成部４０２からは、励起光１、第１変換光２、第２変換光３が合成されて出射される。
【０１０３】
例えば、励起光１は青色光であって、第１変換光２は赤色光、第２変換光３は緑色光である。すなわち、光合成部４０からは、配光分布が均一化された三原色の光が出射される。
【０１０４】
以上の通り、光源装置１００は、光源１０と、導光部２０と、光分割部３０と、光合成部４０と、が一体化されている。導光部２０は、複数の導光体と折り返しミラーによって環状になっていて、導光体の途中に波長変換手段を設けることで、波長変換手段と照明均一化手段を一体に形成している。
【０１０５】
このような構成からなる導光部２０を備える光源装置１００は、光源１０から出射された励起光１が、異なる光路を通過しながら、配光分布が均一化され、かつ、異なる波長の光（第１変換光２と第２変換光３）へと変換される。この異なる波長の光が、異なる光路を通り、それぞれが光合成部４０によって合成されて、同一方向へと出射される。
【０１０６】
すなわち、光源装置１００は、固体発光素子と蛍光体から構成されるハイブリット光源と、照度均一化手段と、を一体に実現する。
【０１０７】
●光学装置（４）の構成
次に、本発明に係る光源装置のさらに別の実施形態について説明する。図８は、第４の実施形態に係る光源装置１００の構成を示す構成図である。第４の実施形態に係る光源装置１００は、第１の実施形態及び第３の実施形態に係る光源装置１００と同様の構成を多く有している。したがって、以下の説明では、第４の実施形態が備える構成のうち、第１の実施形態及び第３の実施形態と同様の構成には、第１の実施形態及び第３の実施形態と同じ符号を付して詳細な説明を省略する。第４の実施形態の説明は、第１の実施形態及び第３の実施形態とは異なる構成について詳細に説明する。
【０１０８】
図８に示すように、第４の実施形態に係る光源装置１００が第１の実施形態及び第３の実施形態と異なる点は、光源１０と、導光部２０の構成である。
【０１０９】
第４の実施形態に係る光源１０は、第１光源１１と第２光源１２とを有してなる。第１光源１１は、第１の実施形態及び第３の実施形態に係る光源１０と同様の位置に配置されている。したがって、第１光源１１から出射された励起光１は、第１入射部２０４を通過して第１導光体２０１へと入射する。
【０１１０】
第２光源１２は、第１光源１１とは異なる方向に励起光１を出射するように配置されている。第２光源１２から出射された励起光１は、後述する第６導光体２１２へと入射される。第２光源１２から出射される光は励起光１である。すなわち、第２光源１２は、第１変換光２及び第２変換光３とは波長が異なる光を出射する。
【０１１１】
第４の実施形態に係る導光部２０は、第３の実施形態に導光部２０の構成に加えて、第６導光体２１２を有してなる。第６導光体２１２は、第２光源１２から出射された励起光１を、第２光合成部４０２へと導光する導光路である。
【０１１２】
第６導光体２１２の基本的な構造は、第１導光体２０１などと同様であって、第６導光体２１２の内部を進行する光は、配光分布が均一化される。
【０１１３】
図８に示すように、第６導光体２１２の第２光源１２側の端部は、第６導光体２１２への入射口である第３入射部２１３が形成されている。第３入射部２１３は、第６導光体２１２の端面であって、中空の内部空間へ励起光１が入射されるようになっている。
【０１１４】
また、本実施形態に係る光合成部４０は、第１光合成部４０１と、第２光合成部４０２と、を有している。
【０１１５】
第２光合成部４０２は、第６導光体２１２の端部であって、第３入射部２１３が配置されている端部とは反対側の端部に配置されている。第２光合成部４０２は、励起光１は反射し、第１変換光２及び第２変換光３は透過する第３のダイクロイックミラーである。
【０１１６】
●光源装置（４）の動作
第１光源１１から出射された励起光１は、第１入射部２０４を介して第１導光体２０１へと入射する。
【０１１７】
第１導光体２０１へと入射した励起光１は、光分割部３０をそのまま通過するものと、第２変換光３へと変換されて反射されるものとに分割される。光分割部３０を通過した励起光１は、第１波長変換手段２０５が配置されている光路折り返し部２０７により第１変換光２へと変換されて、第２導光体２０２を介して第１光合成部４０１へと入射する。
【０１１８】
光分割部３０において反射されて変換された第２変換光３は、第３導光体２０３を介して第１光合成部４０１へと入射する。
【０１１９】
第１光合成部４０１には、第２導光体２０２を介して第１変換光２が入射され、また、第３導光体２０３を介して第２変換光３が入射される。第１光合成部４０１は、これら第１変換光２と第２変換光３を合成して、第２光合成部４０２に向けて出射する。
【０１２０】
第１光合成部４０１から出射された第１変換光２と第２変換光３の合成光は、第２光合成部４０２を通過する。また、第３入射部２１３から第６導光体２１２へと入射した励起光１は、第２光合成部４０２によって反射される。したがって、第２光合成部４０２からは、励起光１、第１変換光２、第２変換光３が合成されて出射される。
【０１２１】
例えば、励起光１は青色光であって、第１変換光２は赤色光、第２変換光３は緑色光である。すなわち、光合成部４０からは、配光分布が均一化された三原色の光が出射される。
【０１２２】
以上の通り、光源装置１００は、光源１０と、導光部２０と、光分割部３０と、光合成部４０と、が一体化されている。導光部２０は、複数の導光体と折り返しミラーによって環状になっていて、導光体の途中に波長変換手段を設けることで、波長変換手段と照明均一化手段を一体に形成している。
【０１２３】
また、第１光源１１と第２光源１２とを備え、第２光源１２から出射される励起光１は、波長変換をせずに、光合成部４０へと入射する。
【０１２４】
このような構成からなる光源１０と導光部２０を備える光源装置１００は、光源１０から出射された励起光１が、異なる光路を通過しながら、配光分布が均一化され、かつ、異なる波長の光（第１変換光２と第２変換光３）へと変換される。励起光１と、これと異なる波長の光は、それぞれ異なる光路を通って光合成部４０において合成されて、同一方向へと出射される。
【０１２５】
すなわち、光源装置１００は、固体発光素子と蛍光体から構成されるハイブリット光源と、照度均一化手段と、を一体に実現し、かつ、色再現性が良い。
【０１２６】
●光学装置（５）の構成
次に、本発明に係る光源装置のさらに別の実施形態について説明する。図９は、第５の実施形態に係る光源装置１００の構成を示す構成図である。第５の実施形態に係る光源装置１００は、第４の実施形態に係る光源装置１００と同様の構成を多く有している。したがって、以下において、第５の実施形態が備える構成のうち、第４の実施形態と同様の構成には、第４の実施形態と同じ符号を付して詳細な説明を省略し、第４の実施形態とは異なる構成について詳細に説明する。
【０１２７】
図９に示すように、第５の実施形態に係る光源装置１００が第４の実施形態と異なる点は、光源１０と、導光部２０の構成と、光合成部４０の構成である。
【０１２８】
第５の実施形態に係る導光部２０は、第４の実施形態に係る導光部２０とは異なり、光合成部４０へ直接接続する第７導光体２１４を有してなる。第７導光体２１４は、一端に第２光源１２が配置されている。この第２光源１２から出射された励起光１を、光合成部４０へと導光する導光路である。
【０１２９】
第７導光体２１４の基本的な構造は、第１導光体２０１などと同様であって、第６導光体２１２の内部を進行する光は、配光分布が均一化される。
【０１３０】
●光源装置（５）の動作
第１光源１１から出射され、第１入射部２０４を介して第１導光体２０１へと入射した励起光１は、光分割部３０をそのまま通過するものと、第２変換光３へと変換されて反射されるものとに分割される。
【０１３１】
光分割部３０を通過した励起光１は、第１波長変換手段２０５が配置されている光路折り返し部２０７により第１変換光２へと変換されて、第２導光体２０２を介して光合成部４０へと入射する。光分割部３０において反射されて変換された第２変換光３は、第３導光体２０３を介して光合成部４０へと入射する。また、第２光源１２から出射された励起光１は、第７導光体２１４を介して、光合成部４０へと入射する。
【０１３２】
光合成部４０へと入射した励起光１と、第１変換光２及び第２変換光３は、光合成部４０によって、同じ方向に出射される。
【０１３３】
例えば、励起光１は青色光であって、第１変換光２は赤色光、第２変換光３は緑色光である。すなわち、光合成部４０からは、配光分布が均一化された三原色の光が出射される。
【０１３４】
以上の通り、光源装置１００は、光源１０と、導光部２０と、光分割部３０と、光合成部４０と、が一体化されている。導光部２０は、複数の導光体と折り返しミラーによって環状になっていて、導光体の途中に波長変換手段を設けることで、波長変換手段と照明均一化手段を一体に形成している。
【０１３５】
また、第１光源１１と第２光源１２とを備え、第２光源１２から出射される励起光１は、波長変換をせずに、光合成部４０へと入射する。
【０１３６】
また、第２光源１２を環状の導光部２０の中央付近に設置することで、光源装置１００を小型にすることができる。
【０１３７】
このような構成からなる光源１０と導光部２０を備える光源装置１００は、光源１０から出射された励起光１が、異なる光路を通過しながら、配光分布が均一化され、かつ、異なる波長の光（第１変換光２と第２変換光３）へと変換される。励起光１と、これと異なる波長の光は、それぞれ異なる光路を通って光合成部４０において合成されて、同一方向へと出射される。
【０１３８】
すなわち、光源装置１００は、固体発光素子と蛍光体から構成されるハイブリット光源と、照度均一化手段と、を小型かつ一体に実現し、色再現性が良い。
【０１３９】
●光学装置（６）の構成
次に、本発明に係る光源装置のさらに別の実施形態について説明する。図１０は、第６の実施形態に係る光源装置１００の構成を示す構成図である。第６の実施形態に係る光源装置１００は、第２の実施形態に係る光源装置１００と同様の構成を多く有している。したがって、以下において、第６の実施形態が備える構成のうち、第２の実施形態と同様の構成には、第２の実施形態と同じ符号を付して詳細な説明を省略し、第２の実施形態とは異なる構成について詳細に説明する。
【０１４０】
図１０に示すように、第６の実施形態に係る光源装置１００が第２の実施形態と異なる点は、光源１０と、導光部２０の構成である。
【０１４１】
第６の実施形態に係る光源１０は、第１光源１１と第２光源１２とを有してなる。第１光源１１は、第２の実施形態に係る光源１０と同様の位置に配置されている。したがって、第１光源１１から出射された励起光１は、第１入射部２０４を通過して第１導光体２０１へと入射する。
【０１４２】
第２光源１２は、第７導光体２１４の一端に配置されている。第７導光体２１４は、第２光源１２から出射された励起光１を、光合成部４０へと導光する導光路である。
【０１４３】
第７導光体２１４の基本的な構造は、第１導光体２０１などと同様であって、第６導光体２１２の内部を進行する光は、配光分布が均一化される。
【０１４４】
図１０に示すように、光分割部３０を構成する回転ホイール３０１に、第１波長変換手段２０５と、第２波長変換手段２０６が配置されている。
【０１４５】
回転ホイール３０１は、円板面を複数の領域に分割して、その一つの領域に第１蛍光体２０５１を配置して第１波長変換手段２０５とし、他の一つの領域には、第２蛍光体２０６１を配置して第２波長変換手段２０６としている。
【０１４６】
●光学装置（６）の動作
第１光源１１から出射され、第１入射部２０４を介して第１導光体２０１へと入射した励起光１は、第１変換光２へと変換されて光分割部３０を通過するものと、第２変換光３へと変換されて反射されるものとに分割される。
【０１４７】
光分割部３０を通過した第１変換光２、第２導光体２０２を介して光合成部４０へと入射する。光分割部３０において反射されて変換された第２変換光３は、第３導光体２０３を介して光合成部４０へと入射する。また、第２光源１２から出射された励起光１は、第７導光体２１４を介して、光合成部４０へと入射する。
【０１４８】
光合成部４０へと入射した励起光１と、第１変換光２及び第２変換光３は、光合成部４０によって、同じ方向に出射される。
【０１４９】
例えば、励起光１は青色光であって、第１変換光２は赤色光、第２変換光３は緑色光である。すなわち、光合成部４０からは、配光分布が均一化された三原色の光が出射される。
【０１５０】
以上の通り、光源装置１００は、光源１０と、導光部２０と、光分割部３０と、光合成部４０と、が一体化されている。導光部２０は、複数の導光体と折り返しミラーによって環状になっていて、導光体の途中に波長変換手段を設けることで、波長変換手段と照明均一化手段を一体に形成している。
【０１５１】
また、第１光源１１と第２光源１２とを備え、第２光源１２から出射される励起光１は、波長変換をせずに、光合成部４０へと入射する。
【０１５２】
また、第２光源１２を環状の導光部２０の中央付近に設置することで、光源装置１００を小型にすることができる。
【０１５３】
このような構成からなる光源１０と導光部２０を備える光源装置１００は、光源１０から出射された励起光１が、異なる光路を通過しながら、配光分布が均一化され、かつ、異なる波長の光（第１変換光２と第２変換光３）へと変換される。励起光１と、これと異なる波長の光は、それぞれ異なる光路を通って光合成部４０において合成されて、同一方向へと出射される。
【０１５４】
すなわち、光源装置１００は、固体発光素子と蛍光体から構成されるハイブリット光源と、照度均一化手段と、を小型かつ一体に実現し、色再現性が良い。
【０１５５】
●光学装置（７）の構成
次に、本発明に係る光源装置のさらに別の実施形態について説明する。図１１は、第７の実施形態に係る光源装置１００の構成を示す構成図である。第７の実施形態に係る光源装置１００は、第５の実施形態に係る光源装置１００と同様の構成を多く有している。したがって、以下において、第７の実施形態が備える構成のうち、第５の実施形態と同様の構成には、第５の実施形態と同じ符号を付して詳細な説明を省略し、第５の実施形態とは異なる構成について詳細に説明する。
【０１５６】
図１１に示すように、第７の実施形態に係る光源装置１００が第５の実施形態と異なる点は、導光部２０の構成である。
【０１５７】
第７の実施形態に係る導光部２０は、第５の実施形態に係る導光部２０とは異なり、各導光体が形成する光路の途中に、集光手段としてのリレーレンズを配置している。
【０１５８】
第１導光体２０１には、第１入射部２０４と光分割部３０との間に第１集光手段２３１と、光分割部３０と第１波長変換手段２０５が配置されている光路折り返し部２０７との間に第２集光手段２３２が配置されている。
【０１５９】
第２導光体２０２には、第１波長変換手段２０５が配置されている光路折り返し部２０７と光合成部４０との間に、第５集光手段２３５が配置されている。
【０１６０】
第３導光体２０３には、第１入射部２０４と光路折り返し部２０７との間に第３集光手段２３３と、光路折り返し部２０７と光合成部４０の接合部との間に第４集光手段２３４が配置されている。
【０１６１】
第７導光体２１４は、光合成部４０との接合部に第６集光手段２３６が配置されている。
【０１６２】
導光部２０内を進行する各光は、照明角θを有している。したがって、励起光１が第１波長変換手段２０５や第２波長変換手段２０６に当たるときは、それぞれに対して集光していることが望ましい。また、光合成部４０へ入射するときには、平行光であることが望ましい。
【０１６３】
そこで、導光部２０が形成する光路の途中に、第１集光手段２３１乃至第６集光手段２３６からなる集光手段を配置する。この集光手段によって、各波長変換手段に対して励起光１は集光し、また、光分割部３０に入射する励起光１、第１変換光２、第２変換光３は、それぞれ平行光になる。
【０１６４】
光合成部４０へと入射した励起光１、第１変換光２及び第２変換光３は、光合成部４０によって、同じ方向に出射される。
【０１６５】
例えば、励起光１は青色光であって、第１変換光２は赤色光、第２変換光３は緑色光である。すなわち、光合成部４０からは、配光分布が均一化された三原色の光が出射される。
【０１６６】
以上の通り、光源装置１００は、光源１０と、導光部２０と、光分割部３０と、光合成部４０と、が一体化されていて、光源１０から出射された励起光１が、異なる光路を通り、第１変換光２と第２変換光３へと変換される。この異なる光路を通る異なる波長の光は、所定の波長変換手段において集光し、また、それぞれが平行光として光合成部４０に入射する。
【０１６７】
光合成部４０に入射した光は、同一方向へと出射される。励起光１と、第１変換光２と、第２変換光３が通る光路（導光部２０）は、照明均一化手段であるから、光合成部４０から出射される光は、配光分布が均一化されて照度ムラが解消されている光になっている。
【０１６８】
また、光源装置１００は、導光部２０に集光手段を備えているから、固体発光素子と蛍光体から構成されるハイブリット光源と、照度均一化手段と、を一体に実現し、かつ、光利用効率が高い。
また、第２光源１２を環状の導光部２０の中央付近に設置することで、光源装置１００を小型にすることができる。
【０１６９】
このような構成からなる光源１０と導光部２０を備える光源装置１００は、光源１０から出射された励起光１が、異なる光路を通過しながら、配光分布が均一化され、かつ、異なる波長の光（第１変換光２と第２変換光３）へと変換される。励起光１と、これと異なる波長の光は、それぞれ異なる光路を通って光合成部４０において合成されて、同一方向へと出射される。
【０１７０】
すなわち、光源装置１００は、固体発光素子と蛍光体から構成されるハイブリット光源と、照度均一化手段と、を小型かつ一体に実現し、色再現性が良く、高効率である。
【０１７１】
●照明光学系
次に、本発明に係る照明光学系の実施形態について説明する。
【０１７２】
図１２は、本発明に係る照明光学系の実施形態を示す光学配置図である。図１２に示すように、本実施形態に係る照明光学系７０１は、光を出射する光源装置１００と、照明装置７０と、を有してなる。ここで、照明装置７０は、第１リレーレンズ７１と、第２リレーレンズ７２と、第１折返ミラー７３と、第２折返ミラー７４と、光変調素子７５と、を有してなる。
【０１７３】
光源装置１００は、すでに説明した本発明に係る光源装置である。
【０１７４】
第１リレーレンズ７１と第２リレーレンズ７２は、光源装置１００から出射された光を第１折返ミラー７３に向けて透過させる。ここで、第１リレーレンズ７１と第２リレーレンズ７２は、球面、あるいは非球面レンズである。
【０１７５】
第１折返ミラー７３は、第１リレーレンズ７１と第２リレーレンズ７２を透過した光を第２折返ミラー７４に向けて反射する。ここで、第１折返ミラー７３は、平面ミラー、球面ミラー、あるいはシリンドリカルミラーである。
【０１７６】
第２折返ミラー７４は、第１折返ミラー７３からの光を光変調素子７５に向けて反射する。第２折返ミラー７４は、球面ミラー、非球面ミラー、楕円ミラーなどである。
【０１７７】
光変調素子７５は、被照射面に向けて光の照射方向などを変化させる素子であり、具体的には例えばＤＭＤ（Digital  MicroMirror  Device）である。
【０１７８】
なお、以上説明した照明装置７０の構成要素は、ハウジング７６に収容されている。ハウジング７６は、マグネシウム合金などの金属、あるいはプラスチック樹脂により形成されている。
【０１７９】
次に、照明光学系７０１の動作例について説明する。
【０１８０】
光源装置１００から出射された青色光と緑色光と赤色光とを含む光は、第１リレーレンズ７１と第２リレーレンズ７２とを透過して第１折返ミラー７３に入射する。
【０１８１】
第１折返ミラー７３に入射した光は、第１折返ミラー７３により反射されて第２折返ミラー７４に入射する。
【０１８２】
第２折返ミラー７４に入射した光は、第２折返ミラー７４により反射されて光変調素子７５に入射する。
【０１８３】
光変調素子７５に入射した光は、光変調素子７５により光の照射方向などが変化して、被照射面に向けて出射する。
【０１８４】
以上の通り、照明光学系７０１は、本発明に係る光源装置を用いることにより、ハイブリット光源と照明均一化素子とを一体に実現しつつ、小型にすることができる。
【０１８５】
●画像表示装置
次に、本発明に係る画像表示装置の実施形態について説明する。
【０１８６】
図１３は、本発明に係る画像表示装置の実施形態を示す概略構成図である。図１３に示すように、本実施形態に係る画像表示装置８０は、光源装置１００と、照明装置７０と、照明装置７０からの光を被投射面に投射する投射光学系８１と、を有してなる。
【０１８７】
ここで、光源装置１００と照明装置７０とは、すでに説明をした本発明に係る照明光学系７０１である。
【０１８８】
次に、画像表示装置８０の動作例について説明する。
【０１８９】
光源装置１００から照明装置７０を経て出射された光は、投射光学系８１に入射して投射光学系８１のレンズを透過して被投射面に出射する。
【０１９０】
以上の通り、画像表示装置８０は、本発明に係る照明光学系７０１を用いることにより、ハイブリット光源と照明均一化素子とを一体に実現する光源装置１００を備えて、小型にすることができる。
【符号の説明】
【０１９１】
１０    光源
２０    導光部
３０    光分割部
４０    光合成部
１００  光源装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９２】
【特許文献１】特開２０１１−０５９５４０号公報
【図１】
2015125214.tif 000003
【図２】
2015125214.tif 000004
【図３】
2015125214.tif 000005
【図４】
2015125214.tif 000006
【図５】
2015125214.tif 000007
【図６】
2015125214.tif 000008
【図７】
2015125214.tif 000009
【図８】
2015125214.tif 000010
【図９】
2015125214.tif 000011
【図１０】
2015125214.tif 000012
【図１１】
2015125214.tif 000013
【図１２】
2015125214.tif 000014
【図１３】
2015125214.tif 000015
【図１４】
2015125214.tif 000016