(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光と第２の光とを含む励起光を発光する励起光発光手段と、
少なくとも前記第１の光のピーク波長の光を透過する基板と、
前記基板上に設けられ、前記励起光によって励起されて前記励起光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体層と、を有し、
前記励起光発光手段は、前記蛍光体層の前記基板側から前記第１の光を前記蛍光体層に照射するとともに、前記蛍光体層の前記基板とは反対側から前記第２の光を前記蛍光体層に照射し、
前記蛍光体層の前記第１の光が照射される領域は、前記蛍光体層の前記第２の光が照射される領域の少なくとも一部と平面視で重なり、
前記蛍光体層上での前記第１の光の強度は前記蛍光体層上での前記第２の光の強度よりも大きいことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記基板と前記蛍光体層との間に、少なくとも前記第１の光のピーク波長の光を透過させ、前記蛍光のピーク波長の光を反射する第１波長選択膜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】
前記励起光発光手段は、前記第１の光を射出する第１光源と、前記第２の光を射出する第２光源と、を有す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】
前記励起光発光手段は、前記第１の光を射出する第１光源と、前記第２の光を射出する第２光源と、を有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５】
前記第１の光の波長は前記第２の光の波長と異なることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の光の波長は前記第２の光の波長と異なることを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
【請求項７】
前記基板と前記蛍光体層との間に、少なくとも前記第１の光のピーク波長の光を透過させ、前記蛍光のピーク波長の光および前記第２の光のピーク波長の光を反射する第１波長選択膜が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第１波長選択膜は前記第２の光のピーク波長の光を反射することを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項９】
前記蛍光体層の前記基板とは反対側の面に、前記第１の光のピーク波長の光を反射し、前記第２の光のピーク波長の光、および前記蛍光のピーク波長の光を透過させる第２波長選択膜が設けられていることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記蛍光体層に対向して、前記第１の光のピーク波長の光、および前記蛍光のピーク波長の光を透過し、前記第２の光のピーク波長の光を反射させる波長選択ミラーが設けられていることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記第１の光が可視光であり、
前記蛍光が、前記第１の光の補色の色光であることを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
【請求項１２】
前記励起光を前記蛍光体層に集光する集光手段を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１３】
前記励起光発光手段は、複数のレーザー光源が配列したレーザー光源アレイであることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の光源装置。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項の光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を投写する投写光学系と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロジェクターにおいては、光源として超高圧水銀ランプなどの放電ランプが用いられるのが一般的であった。ところが、この種の放電ランプは、寿命が比較的短い、瞬時点灯が難しい、ランプから放射される紫外線が液晶ライトバルブを劣化させる、等の課題がある。そこで、放電ランプに代わる方式の光源を用いたプロジェクターが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１で提案されているプロジェクターでは、蛍光体を含む蛍光体層に外部から励起光を入射させ、得られる発光光（蛍光）を射出させる光源が用いられている。特許文献１の光源では、蛍光体層の可視光放射方向端面の面積総和が、励起光発光端面の面積総和より小さく設定されており、励起光の光源を直接用いるよりも、さらに小さな面積から強い光を放つことができる光源として提案されている。また、蛍光体層の基板とは反対側から励起光が蛍光体層に照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２７３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された光源では、励起光は蛍光体層のうち主に基板とは反対側（励起光が照射される側）の領域に分散されている蛍光体によって吸収され、蛍光に変換される。強い発光を得ようとして蛍光体層上での励起光の強度を高くしても、励起光のエネルギーは蛍光体層のうち主に基板とは反対側の領域で消費される。つまり、蛍光体層のうち主に基板とは反対側の領域における光エネルギー密度が大きくなる。そのため、蛍光体層上での励起光の強度を高くしすぎると、次のような理由により発光量が低下してしまう。
【０００６】
まず、蛍光体は発光するときに一部のエネルギーが熱に変わり自己発熱を起こす。一方で、蛍光体の発光効率（励起光の入射光量に対する蛍光体の発光量の割合）は温度に依存しており、温度が高いほど変換効率が低下することが知られている。そのため、蛍光体層上での励起光の強度を高くしすぎると、自己発熱により温度が上昇し、発光効率が低下しやすくなる。
【０００７】
また、蛍光体層上での励起光の強度（光エネルギー密度）が大きいと、蛍光体分子の中で励起される電子の割合が増え、励起できる電子（基底状態の電子）が減少するため、励起光の強度に応じた発光ができなくなる、いわゆる光飽和現象が発生する。これによっても、発光効率が低下してしまう。
【０００８】
このように、上記特許文献１のような光源において強い発光を得ようとして蛍光体層上での励起光の強度を強くしたとしても、上記理由により発光効率が低下することから、所望の光量を得ることが難しかった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、発光効率の低下を抑制し、強い（光量の多い）蛍光を射出することが可能な光源装置を提供することを目的とする。また、このような光源装置を有し、高品質な画像表示が可能なプロジェクター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】
上記の課題を解決するため、本発明の光源装置は、第１の光と第２の光とを含む励起光を発光する励起光発光手段と、少なくとも前記第１の光のピーク波長の光を透過する基板と、前記基板上に設けられ、前記励起光によって励起されて前記励起光とは異なる波長の蛍光を発する蛍光体層と、を有し、前記励起光発光手段は、前記蛍光体層の前記基板側から前記第１の光を前記蛍光体層に照射するとともに、前記蛍光体層の前記基板とは反対側から前記第２の光を前記蛍光体層に照射し、前記蛍光体層の前記第１の光が照射される領域は、前記蛍光体層の前記第２の光が照射される領域の少なくとも一部と平面視で重なり、前記蛍光体層上での前記第１の光の強度は前記蛍光体層上での前記第２の光の強度よりも大きいことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、蛍光体層の基板側から第１の光が蛍光体層に照射され、さらに蛍光体層の基板とは反対側から第２の光が蛍光体層に照射される。すなわち、第１の光は蛍光体層のうち主に基板に比較的近い領域で吸収されて、蛍光に変換される。また、第２の光は蛍光体層のうち主に基板から比較的遠い領域で吸収されて、蛍光に変換される。なお、本明細書において、蛍光体層のうち基板に比較的近い領域を第１の領域と呼び、蛍光体層のうち基板から比較的遠い領域を第２の領域と呼ぶことにする。蛍光体層から発せられる蛍光は、第１の領域から発せられる蛍光と第２の領域から発せられる蛍光との和である。
【００１２】
そのため、従来の光源のように蛍光体層の一方の側からのみ励起光を蛍光体層に照射する場合と比較して、蛍光体層上での第１の光の強度と蛍光体層上での第２の光の強度各々を小さくしても、従来の光源によって得られる発光と同等の強さの発光を得ることができる。言い換えれば、第１の領域に与えられる光エネルギー密度と第２の領域に与えられる光エネルギー密度各々を小さくしても、従来の光源によって得られる発光と同等の強さの発光を得ることができる。したがって、本発明によれば、発熱や光飽和現象による発光効率の低下を抑制することができる。
【００１３】
また、蛍光体層上での第１の光の強度が蛍光体層上での第２の光の強度よりも大きいため、蛍光体層の第１の領域における発熱量は蛍光体層の第２の領域における発熱量よりも多い。蛍光体層で生じた熱は、基板を介して放熱させることができるため、基板から近い領域（第１の領域）で発熱量が多い状態の方が、基板から遠い領域（第２の領域）で発熱量が多い状態よりも、蛍光体層に熱が籠もりにくく、発熱による発光効率低下をさらに抑制することができる。
【００１４】
これらの効果が合わさることにより、従来に比べて発光効率の高い光源とすることができる。
【００１５】
本発明においては、前記基板と前記蛍光体層との間に、少なくとも前記第１の光のピーク波長の光を透過させ、前記蛍光のピーク波長の光を反射する第１波長選択膜が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、蛍光体層にて等方的に発せられる蛍光を、基板とは反対側に反射させることができるため、有効に蛍光を取り出すことができる。
【００１６】
本発明においては、前記励起光発光手段は、前記第１の光を射出する第１光源と、前記第２の光を射出する第２光源と、を有することが望ましい。
この構成によれば、蛍光体層上での第１の光の強度と蛍光体層上での第２の光の強度とを独立に制御することができるため、蛍光体層上での第１の光の強度を蛍光体層上での第２の光の強度よりも大きくすることが容易となる。
【００１７】
本発明においては、前記第１の光の波長は前記第２の光の波長と異なることが望ましい。
この構成によれば、第１の光と第２の光とを合わせて、広い波長帯域の励起光を射出することが可能となるため、蛍光体層の吸収波長帯と励起光の波長帯域とが広い範囲で重なり、蛍光体層にて有効に蛍光に変換される励起光の割合を増加させることができる。そのため、効率的に蛍光体層で蛍光を生じさせることができる。
【００１８】
本発明においては、前記基板と前記蛍光体層との間に、少なくとも前記第１の光のピーク波長の光を透過させ、前記蛍光のピーク波長の光および前記第２の光のピーク波長の光を反射する第１波長選択膜が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、第２の光のうち蛍光体層で吸収されなかった残部が、第１波長選択膜で反射して再度蛍光体層内を透過する。その際、残部が蛍光体層にて蛍光に変換されるため、効率的に励起光を蛍光に変換することが可能となる。
【００１９】
本発明においては、前記蛍光体層の前記基板とは反対側の面に、前記第１の光のピーク波長の光を反射し、前記第２の光のピーク波長の光、および前記蛍光のピーク波長の光を透過させる第２波長選択膜が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、第１の光のうち蛍光体層で吸収されなかった残部が、第２波長選択膜で反射して再度蛍光体層内を透過する。その際、残部が蛍光体層にて蛍光に変換されるため、効率的に励起光を蛍光に変換することが可能となる。
【００２０】
本発明においては、前記蛍光体層に対向して、前記第１の光のピーク波長の光、および前記蛍光のピーク波長の光を透過し、前記第２の光のピーク波長の光を反射させる波長選択ミラーが設けられていることが望ましい。
この構成によれば、第１の光も外部に取り出し、照明光として利用することが可能となる。
【００２１】
本発明においては、前記第１の光が可視光であり、前記蛍光が、前記第１の光の補色の色光であることが望ましい。
この構成によれば、第１の光と蛍光とを混色させて、白色光を射出可能な光源装置とすることができる。
【００２２】
本発明においては、前記励起光を前記蛍光体層に集光する集光手段を有することが望ましい。
この構成によれば、二次光源としての蛍光体層上の発光領域を小さくして、点光源に近づけることができるため、エテンデューが小さい光源装置とすることが可能となる。
【００２３】
本発明においては、前記光源は、複数のレーザー光源が配列したレーザー光源アレイであることが望ましい。
この構成によれば、励起光の強度を大きくすることで、大きな光量の蛍光を取り出すことが可能となる。
【００２４】
また、本発明のプロジェクターは、上述の光源装置と、前記光源装置から射出される光を変調する光変調素子と、前記光変調素子によって変調された光を投写する投写光学系と、を備えることを特徴とする。
この構成によれば、上述の光源装置を有するため、光飽和現象の発生が抑制されることにより光量が安定し、明るさムラが抑制されて高品質な画像表示が可能なプロジェクターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１実施形態の光源装置およびプロジェクターを示す模式図である。
【図２】光源装置に含まれる光源の正面図である。
【図３】光源装置に含まれる光源の側面図である。
【図４】光源装置および蛍光体層の発光特性を示すグラフである。
【図５】偏光変換素子の説明図である。
【図６】第１実施形態の光源装置に用いられる発光素子を示す説明図である。
【図７】励起光の光エネルギー密度に対する蛍光体の発光効率を示したグラフである。
【図８】比較例の構造を示す模式図である。
【図９】第１実施形態の光源装置に用いられる発光素子の構成を示す模式図である。
【図１０】第１実施形態の光源装置に用いられる発光素子の構成を示す模式図である。
【図１１】第２実施形態の光源装置に用いられる発光素子を示す説明図である。
【図１２】第３実施形態の光源装置に用いられる発光素子を示す説明図である。
【図１３】第４実施形態の光源装置に用いられる発光素子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
［第１実施形態］
以下、図１〜図９を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る光源装置およびプロジェクターについて説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００２７】
図１は、本実施形態の光源装置１００ＡおよびプロジェクターＰＪを示す模式図である。図に示すようにプロジェクターＰＪは、光源装置１００、ダイクロイックミラー２００、液晶ライトバルブ（光変調素子）３００Ｒ、液晶ライトバルブ３００Ｇ、液晶ライトバルブ３００Ｂ、色合成素子４００、投写光学系５００を含んでいる。
【００２８】
プロジェクターＰＪは、概略すると以下のように動作する。光源装置１００からは、赤色光Ｒおよび緑色光Ｇを含む光Ｌ１と、青色の光Ｌ２とが射出される。光源装置１００から射出された光Ｌ１は、ダイクロイックミラー２００により赤色光Ｒおよび緑色光Ｇに分離される。また、光Ｌ２は、光源装置１００から青色光Ｂとして射出される。これら赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは、それぞれ対応する液晶ライトバルブ３００Ｒ、液晶ライトバルブ３００Ｇ、液晶ライトバルブ３００Ｂに入射して変調される。液晶ライトバルブ３００Ｒ、液晶ライトバルブ３００Ｇ、液晶ライトバルブ３００Ｂにより変調された各色光は、色合成素子４００に入射して合成される。色合成素子４００により合成された光は、投写光学系５００により壁やスクリーン等の被投射面６００に拡大投写され、フルカラーの投写画像が表示される。以下、プロジェクターＰＪの各構成要素について説明する。
【００２９】
光源装置１００は、励起光発光手段として、第１光源１０と第２光源１１とを有している。また、第１光源１０の構成は第２光源１１の構成と同じである。第１光源１０からは、第１の光として励起光ＬＢ１が射出され、第２光源１１からは、第２の光として励起光ＬＢ２が射出される。
【００３０】
励起光ＬＢ１の光路上には、コリメーターレンズアレイ２１、集光レンズ２２、発光素子５０Ａ、がこの順に配置されている。また、励起光ＬＢ２の光路上には、コリメート光学系２０Ａ、ダイクロイックミラー３０、ピックアップ光学系（集光手段）４０、発光素子５０Ａ、がこの順に配置されている。
【００３１】
発光素子５０Ａには蛍光体層５２が設けられている。蛍光体層５２には、第１光源１０から射出される励起光ＬＢ１、および第２光源１１から射出される励起光ＬＢ２が照射されて蛍光を生じ、当該蛍光を液晶ライトバルブの照明光として射出させる構成となっている。
【００３２】
ここで、第１光源１０および第２光源１１は、蛍光体層５２上での励起光ＬＢ１の強度が蛍光体層５２上での励起光ＬＢ２の強度よりも大きくなるように制御されている。また、蛍光体層５２の励起光ＬＢ１が照射される領域（照射領域）は、蛍光体層５２上の励起光ＬＢ２が照射される領域（照射領域）と、平面視で少なくとも一部が重なるように設けられている。もちろん、励起光ＬＢ１の照射領域と励起光ＬＢ２の照射領域とが、ちょうど重なるように設けられていてもよい。
【００３３】
発光素子５０Ａから射出される蛍光は、光路上に配置されたピックアップ光学系（集光手段）４０、ダイクロイックミラー３０、集光光学系６０、偏光変換素子７０、ロッドインテグレーター８０、平行化レンズ９０、をこの順に透過し、光源装置１００Ａの外部に射出される。
【００３４】
図２は、第１光源１０および第２光源１１の正面図である。図に示すように、第１光源１０および第２光源１１は、基台１５上にレーザー光源１６が５個×５個の正方形状に２次元配列（合計２５個）で並べられているレーザー光源アレイである。
【００３５】
第１光源１０は、後述する発光素子５０Ａが備える蛍光物質を励起させる励起光として、波長４５０ｎｍ付近の青色（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ、図４（ａ）参照）の励起光ＬＢ１（レーザー光）を射出する。また、第２光源１１も、蛍光物質を励起させる励起光として、波長４５０ｎｍ付近の青色の励起光ＬＢ２（レーザー光）を射出する。図４（ａ）において、符号ＬＢ１，ＬＢ２で示すのは、第１光源１０および第２光源１１が射出する色光（青色光）成分である。
【００３６】
なお、第１光源１０，第２光源１１は、図２に示すようなレーザー光源アレイではなく、１つだけレーザー光源を用いることとしても良い。また、後述する蛍光物質を励起させることができる波長の光であれば、４４５ｎｍ以外のピーク波長を有する色光を射出する光源であっても構わない。
【００３７】
このような第１光源１０から射出された励起光ＬＢ１は、コリメーターレンズアレイ２１で平行化された後、集光レンズ２２を介することにより、発光素子５０Ａの蛍光体層５２に集光する。
【００３８】
一方、第２光源１１から射出された励起光ＬＢ２は、図３に示すように、コリメート光学系２０Ａに含まれるコリメーターレンズアレイ２３で平行化され、集光レンズ２４で集光された後に平行化レンズ２５を透過することにより、励起光ＬＢ２全体として光線束が細められる。
【００３９】
コリメート光学系２０Ａを透過した励起光ＬＢ２は、ダイクロイックミラー３０で反射される。ダイクロイックミラー３０は、ガラス表面に誘電体多層膜を積層したものである。ダイクロイックミラー３０は、励起光ＬＢ２（および励起光ＬＢ１）の波長帯域の色光を選択的に反射させ、それ以外の波長帯域の色光を透過させる波長選択性を有している。具体的には、ダイクロイックミラー３０は青色光を反射させ、青色光よりも長波長の光（例えば、４８０ｎｍよりも長波長の光）を透過させる。そして、励起光ＬＢ２はピックアップ光学系４０に入射する。
【００４０】
ピックアップ光学系４０は、凸レンズである第１レンズ４１と、第１レンズ４１を介した励起光が入射する片凸レンズである第２レンズ４２と、を備えている。ピックアップ光学系４０は、ダイクロイックミラー３０で反射される励起光ＬＢ２の光線軸上に配置され、励起光ＬＢ２を発光素子５０Ａに集光する。
【００４１】
ピックアップ光学系４０の集光角度は、例えば最大２５度である。また、発光素子５０Ａ上において、第２光源１１に含まれるレーザー光源１６の個々のスポットは、集光位置が完全には重畳しないように設定されており、例えば、各レーザー光源１６のスポットが全体で１ｍｍ角の略正方形状を描くように構成されている。これにより、二次光源としての蛍光体層上の発光部分を縮め、点光源に近づけることができるため、エテンデューが小さい光源装置とすることが可能となる。
【００４２】
発光素子５０Ａは、板状の基板５１と、ピックアップ光学系４０に面して基板５１上に形成された蛍光体層５２と、基板５１と蛍光体層５２との間に設けられた波長選択膜（第１波長選択膜）５６と、を有している。第１波長選択膜５６は、励起光ＬＢ１および励起光ＬＢ２を透過し、蛍光体層５２で発せられる蛍光を反射する性質を有している。
【００４３】
蛍光体層５２は、蛍光を発する蛍光体粒子を有しており、励起光ＬＢ１および励起光ＬＢ２（青色光）を吸収し黄色（発光強度のピーク：約５５０ｎｍ、図４（ｂ）参照）の蛍光に変換する機能を有する。図４（ｂ）において符号Ｒで示した成分は、蛍光体層５２が射出する黄色光のうち赤色光として利用可能な色光成分であり、符号Ｇで示した成分は、同様に緑色光として利用可能な色光成分である。図１では、赤色光を符号Ｒ、緑色光を符号Ｇで示し、赤色光Ｒと緑色光Ｇとを含む蛍光を符号ＲＧで示している。発光素子５０の構成については、後に詳述する。
【００４４】
発光素子５０Ａにて発せられる蛍光ＲＧは、ピックアップ光学系４０に入射する。ピックアップ光学系４０は、発光素子５０Ａにて等方的に発せられる蛍光ＲＧを集光し（ピックアップ）、平行化する機能も有している。
【００４５】
発光素子５０Ａから射出される蛍光ＲＧは、ピックアップ光学系４０で平行化された後、ダイクロイックミラー３０を透過して、集光光学系６０に入射する。集光光学系６０は、蛍光を集光し偏光変換素子７０に入射させる。
【００４６】
偏光変換素子７０は、入射する蛍光をｐ偏光とｓ偏光とに分離し、ｐ偏光およびｓ偏光のうちいずれか一方の偏光方向を他方の偏光の偏光方向に変換して出射する機能を有している。
【００４７】
図５は、偏光変換素子７０の説明図である。図に示す様に、偏光変換素子７０は、蛍光ＲＧのうち例えばｐ偏光成分を透過させ、ｓ偏光成分を反射させる偏光ビームスプリッター膜（以下、ＰＢＳ膜）７１と、反射膜７２と、ｓ偏光をｐ偏光に変換するλ／２位相差膜７３と、を有している。
【００４８】
偏光変換素子７０に入射した蛍光ＲＧは、まず、蛍光ＲＧの光軸に対して約４５度の傾きをなして設けられたＰＢＳ膜７１によってｓ偏光とｐ偏光とに分離される。ＰＢＳ膜７１は、ｐ偏光（図５中、符号Ｐ２で示す）を透過させると共に、ｓ偏光をＰＢＳ膜７１の表面に対して約４５度の方向に反射させる。
【００４９】
反射されたｓ偏光の向かう先には、当該ｓ偏光の光軸に対して約４５度の傾きをなして設けられた反射膜７２が設けられており、ｓ偏光は、ＰＢＳ膜７１で分離されたｐ偏光の進行方向と同方向に向きを変え、λ／２位相差膜７３を透過することにより、ｐ偏光（図５中、符号Ｐ１で示す）に揃えた略平行光として射出される。もちろん、ＰＢＳ膜７１の構成により、上述したｓ偏光とｐ偏光との関係がすべて入れ替わり、蛍光ＲＧをｓ偏光に揃えて射出する構成も可能である。
【００５０】
偏光変換素子７０で偏光方向が揃えられた蛍光ＲＧは、ロッドインテグレーター８０の一端側に入射する。ロッドインテグレーター８０は、光路方向に延在する角柱状の光学部材であり、内部を透過する光に多重反射を生じさせることにより、偏光変換素子７０から射出された光を混合し、輝度分布を均一化するものである。ロッドインテグレーター８０の光路方向に直交する断面形状は、液晶ライトバルブ３００Ｒ、液晶ライトバルブ３００Ｇ、液晶ライトバルブ３００Ｂの画像形成領域の外形形状と略相似形となっている。
【００５１】
ロッドインテグレーター８０の他端側から射出された蛍光ＲＧは、平行化レンズ９０により平行化され、光源装置１００Ａから射出される。
【００５２】
一方、光源装置１００は、青色光Ｂを射出するＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源である第３光源１２、青色光Ｂが入射する第１レンズ２７と第１レンズ２７を透過したレーザー光を平行化する第２レンズ２９とを有し第３光源１２から射出された青色光Ｂを平行化するコリメート光学系２０Ｂ、および光源装置１００Ａと同様の集光光学系６０、偏光変換素子７０、ロッドインテグレーター８０、平行化レンズ９０が、光路上にこの順に配置された構成になっている。すなわち、光源装置１００は、液晶ライトバルブの照明光として用いる青色光を射出する構成となっている。ただし、光源装置１００が青色光Ｂを射出する構成を備えていることは必須ではない。青色光Ｂを得るために、光源装置１００とは別の光源装置を備えてもよい。
【００５３】
光源装置１００Ａから射出された蛍光ＲＧは、ダイクロイックミラー２００に入射する。ダイクロイックミラー２００は、上述のダイクロイックミラー３０と同様に、ガラス表面に誘電体多層膜を積層したものである。ダイクロイックミラー２００は、緑色光Ｇを反射させ、赤色光Ｒを透過させる波長選択性を有している。
【００５４】
蛍光ＲＧに含まれる赤色光Ｒは、ダイクロイックミラー２００を透過し、ミラー２１０にて反射して、液晶ライトバルブ３００Ｒに入射する。また、蛍光ＲＧに含まれる緑色光Ｇは、ダイクロイックミラー２００で反射し、ミラー２２０にて反射して、液晶ライトバルブ３００Ｇに入射する。
【００５５】
さらに光源装置１００から射出された光Ｌ２（青色光Ｂ）は、ミラー２３０にて反射し、液晶ライトバルブ３００Ｂに入射する。
【００５６】
液晶ライトバルブ３００Ｒ、液晶ライトバルブ３００Ｇ、液晶ライトバルブ３００Ｂは、通常知られたものを用いることができ、例えば、液晶素子３１０と液晶素子３１０を挟持する偏光素子３２０、３３０とを有した、透過型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構成される。偏光素子３２０，３３０は、例えば透過軸が互いに直交する構成（クロスニコル配置）となっている。
【００５７】
液晶ライトバルブ３００Ｒ、液晶ライトバルブ３００Ｇ、液晶ライトバルブ３００Ｂは、画像情報を含んだ画像信号を供給するＰＣ等の信号源（図示略）と電気的に接続されている。液晶ライトバルブ３００Ｒ、液晶ライトバルブ３００Ｇ、液晶ライトバルブ３００Ｂは、供給された画像信号に基づいて、入射光を画素ごとに空間変調して画像を形成する。液晶ライトバルブ３００Ｒ、液晶ライトバルブ３００Ｇ、液晶ライトバルブ３００Ｂは、それぞれ赤色画像、緑色画像、青色画像を形成する。液晶ライトバルブ３００Ｒ、液晶ライトバルブ３００Ｇ、液晶ライトバルブ３００Ｂにより変調された光（形成された画像）は、色合成素子４００に入射する。
【００５８】
色合成素子４００は、ダイクロイックプリズム等により構成される。ダイクロイックプリズムは、４つの三角柱プリズムが互いに貼り合わされた構造になっている。三角柱プリズムにおいて貼り合わされる面は、ダイクロイックプリズムの内面になる。ダイクロイックプリズムの内面に、赤色光Ｒが反射し緑色光Ｇが透過するミラー面と、青色光Ｂが反射し緑色光Ｇが透過するミラー面とが互いに直交して形成されている。ダイクロイックプリズムに入射した緑色光Ｇは、ミラー面を通ってそのまま射出される。ダイクロイックプリズムに入射した赤色光Ｒ、青色光Ｂは、ミラー面で選択的に反射あるいは透過して、緑色光Ｇの射出方向と同じ方向に射出される。このようにして３つの色光（画像）が重ね合わされて合成され、合成された色光が投写光学系５００によって被投射面６００に拡大投写される。
本実施形態のプロジェクターＰＪでは、以上のようにして画像表示を行う。
【００５９】
次に、図６〜図１０を参照しながら、本実施形態の光源装置１００Ａが有する発光素子５０Ａについて、詳細に説明する。
【００６０】
図６は、発光素子５０Ａを示す説明図であり、図６（ａ）は概略断面図、図６（ｂ）は発光の様子を示す説明図である。
【００６１】
図６（ａ）に示す基板５１は、青色光である励起光ＬＢ１および青色光である励起光ＬＢ２を透過する性質を有している。形成材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア（単結晶コランダム）などの無機材料や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの透明樹脂、と言った光透過性を有する形成材料を用いることができる。中でも、後述する放熱性を考慮して、樹脂材料よりも相対的に伝熱性が高い無機材料を用いる方が好ましい。本実施形態の基板５１は、石英ガラスを用いて形成されているものとする。
【００６２】
蛍光体層５２は、複数の蛍光体粒子５３と、蛍光体粒子５３を包埋する基材５４とを有している。
【００６３】
蛍光体粒子５３は、図１に示す第１光源１０から射出される励起光ＬＢ１および第２光源１１から射出される励起光ＬＢ２を吸収し、蛍光ＲＧを発する粒子状の蛍光物質である。例えば、蛍光体粒子５３には、波長が約４４５ｎｍの青色光によって励起されて蛍光を発する物質が含まれており、励起光ＬＢ１および励起光ＬＢ２の一部を、赤色の波長帯域から緑色の波長帯域までを含む光に変換して射出する。このような蛍光体粒子５３として、平均粒径が１μｍから数十μｍ程度のものが高い発光効率を示すことが知られている。
【００６４】
蛍光体粒子５３としては、通常知られたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を用いることができる。例えば、平均粒径が１０μｍの（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅで示される組成のＹＡＧ系蛍光体（屈折率：約１．８）を用いることができる。
【００６５】
なお、蛍光体粒子５３の形成材料は、１種であっても良く、２種以上の形成材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光体粒子５３として用いることとしても良い。
【００６６】
ここで、蛍光体粒子５３の平均粒径は、レーザー回折散乱方式を測定原理とした粒度分布測定装置（例えば、ＳＡＬＤ２２００（島津製作所社製））を用いて測定することができる。本実施形態では、平均粒径としてメジアン粒径（Median Size：粒径分布の中央値）を採用した。
【００６７】
基材５４の形成材料としては、光透過性を有する樹脂材料を用いることができる。成型のし易さから硬化性樹脂を好適に用いることができ、中でも高い耐熱性を有するシリコーン樹脂（屈折率：１．４２）を好適に用いることができる。
【００６８】
波長選択膜５６は、基材５１の表面に、例えば２種の誘電体層を交互に複数層積層して形成した誘電体多層膜で構成される。このような波長選択膜５６は、励起光ＬＢ１および励起光ＬＢ２の波長帯域の色光を選択的に透過させ、それ以外の波長帯域の色光を反射させる波長選択性を有している。具体的には、波長選択膜５６は青色光を透過させ、青色光よりも長波長の光（例えば、４８０ｎｍよりも長波長の光）を反射させる。
【００６９】
図６（ｂ）に示すように、上述のような構成の発光素子５０Ａに励起光ＬＢ１，励起光ＬＢ２が入射すると、蛍光体層５２内に含まれる蛍光体粒子が蛍光ＲＧを発する。すなわち、発光素子５０Ａの第１面Ｓ１から波長選択膜５６を介して蛍光体層５２に入射する励起光ＬＢ１は、一部が蛍光体層５２に吸収されて蛍光ＲＧに変換され、残部ＬＢ１ｘが透過して外部に射出される。
【００７０】
また、発光素子５０Ａの第２面Ｓ２から蛍光体層５２に入射する励起光ＬＢ２は、一部が蛍光体層５２に吸収されて蛍光ＲＧに変換され、残部ＬＢ２ｘが波長選択膜５６および基板５１を介して外部に射出される。もちろん、残部ＬＢ１ｘ、残部ＬＢ２ｘが生じないように、蛍光体層５２上での励起光ＬＢ１の強度と蛍光体層５２上での励起光ＬＢ２の強度とを制御することは可能である。
【００７１】
蛍光体層５２に含まれる蛍光体粒子から等方的に射出される蛍光ＲＧのうち、第２面Ｓ２方向に射出される成分は、そのまま外部に射出され、波長選択膜５６方向に射出される成分は、波長選択膜５６で第２面Ｓ２方向に反射され、外部に射出される。このようにして、発光素子５０Ａでは蛍光ＲＧを射出する。
【００７２】
ここで、蛍光体層５２上での励起光の強度（励起光の光エネルギー密度）は、高いほど良いというものではない。図７は、励起光の光エネルギー密度に対する、蛍光体層５２の蛍光体（蛍光体粒子）の発光効率を示したグラフである。図では、横軸に励起光の光エネルギー密度を示し、縦軸に蛍光体の発光効率（蛍光体に照射する励起光の光量に対する、蛍光体が発する蛍光の光量の比）を示している。また、縦軸および横軸の値は、いずれも相対値となっている。
【００７３】
図７において、横軸である光エネルギー密度が「０」とは、励起光を照射していない状態である。すなわち、図７では、蛍光体は、励起光の光エネルギー密度が０に近づくにつれて、発光効率が限りなく１００％に近づくという関係にあることを示している。換言すれば、蛍光体層５２に用いられる蛍光体は、励起光の光エネルギー密度が増加すると発光効率が低下するという特性を持っている。これは、励起光が集中することにより、蛍光体の温度が上昇すること、および蛍光体に照射される励起光の光エネルギー密度が大きすぎるため光飽和現象を生じること、による。
【００７４】
本実施形態の光源装置１００Ａでは、第１光源１０から必要量の励起光ＬＢ１を照射し、第２光源１１から必要量の励起光ＬＢ２を照射することにより、蛍光体の温度上昇や光飽和現象による発光効率の低下を抑制している。
【００７５】
図８〜１０は、本実施形態の光源装置１００Ａの効果を説明する図である。図８〜１０において、励起光ＬＢｘ，ＬＢ１，ＬＢ２を示す矢印の数は、蛍光体層５２上における励起光の強度と対応させて図示しており、矢印の数が多いほど励起光の強度が大きいことを示している。また、図８〜１０では、簡略化のため、蛍光体層５２のうち基板５１に近い領域を第１の領域ＡＲ１と呼び、蛍光体層５２のうち基板５１から遠い領域を第２の領域ＡＲ２と呼ぶ。
【００７６】
（両面から照射することによる効果）
まず、図８，９を用いて、発光素子５０Ａの両側から励起光ＬＢ１，励起光ＬＢ２を照射することによる効果を説明する。
【００７７】
比較例として、図８に示すように、発光素子５０Ａに形成された蛍光体層５２に対し、一方の面（例えば、基板５１において蛍光体層５２が形成されていない側の面である第１面Ｓ１）から励起光ＬＢｘを照射することとした場合を考える。この場合、照射される励起光ＬＢｘは、基板５１および波長選択膜５６を透過して蛍光体層５２に照射される。
【００７８】
このとき蛍光体層５２では、波長選択膜５６に近い側（第１の領域ＡＲ１）に分散する蛍光体粒子５３が、第２の領域ＡＲ２に分散する蛍光体粒子５３よりも多くの励起光ＬＢｘを吸収し、多くの蛍光を発することとなる。これに伴い、第１の領域ＡＲ１に分散する蛍光体粒子５３は、第２の領域ＡＲ２に分散する蛍光体粒子５３よりも多く発熱する。すると、第１の領域ＡＲ１に分散する蛍光体粒子５３では、第２の領域ＡＲ２に分散する蛍光体粒子５３よりも発光効率が低下してしまう。
【００７９】
また、強い発光を得るために励起光ＬＢｘの強度を強くすると、第１の領域ＡＲ１における励起光ＬＢｘの光エネルギー密度が上昇するため、第１の領域ＡＲ１の蛍光体粒子５３では光飽和現象を生じやすい。
【００８０】
したがって、図８に示した比較例では、多くの励起光ＬＢｘを受光可能な第１の領域ＡＲ１に分散する蛍光体粒子５３ほど発光効率が低下していることとなり、発光素子５０Ａ全体として効率的に蛍光を発することができない。
【００８１】
対して、図９に示すように、本実施形態の光源装置１００Ａでは、蛍光体層５２の基板５１側から、すなわち発光素子５０Ａの第１面Ｓ１から励起光ＬＢ１を蛍光体層５２に照射するとともに、蛍光体層５２の基板５１とは反対側から、すなわち発光素子５０Ａの第２面Ｓ２から励起光ＬＢ２を蛍光体層５２に照射する。ここで、図８との関係において、蛍光体層５２上における励起光ＬＢ１の強度と蛍光体層５２上における励起光ＬＢ２の強度との合計が、図８に示す励起光ＬＢｘの蛍光体層５２上における強度と等しいこととする。また、図９では、蛍光体層５２上における励起光ＬＢ１の強度と蛍光体層５２上における励起光ＬＢ２の強度とは互いに同じであることとして図示している。
【００８２】
本実施形態の光源装置１００では、第１の領域ＡＲ１に照射される励起光ＬＢ１の強度と第２の領域ＡＲ２に照射される励起光ＬＢ２の強度の双方を、比較例における第１の領域ＡＲ１に照射される励起光ＬＢｘよりも小さくしても、図８に示した比較例で得られる蛍光の強度と同程度の強度の蛍光が得られる。
【００８３】
そのため、第１の領域ＡＲ１に供給される励起光の光エネルギー密度および第２の領域ＡＲ２に供給される励起光の光エネルギー密度の双方を、比較例において第１の領域ＡＲ１に供給される励起光の光エネルギー密度よりも低くすることができる。したがって、本実施形態にかかる発光素子５０Ａでは、比較例よりも光飽和現象を生じにくくなる。
【００８４】
また、第１の領域ＡＲ１に照射される励起光ＬＢ１の強度が弱くなると、第１の領域ＡＲ１で生じる蛍光の光量が低減するため、同時に発生する発熱量も低減する。そのため、第１の領域ＡＲ１に分散する蛍光体粒子５３では、図８に示した比較例よりも発熱量が少なくなり、熱による発光効率の低下が生じにくくなる。
【００８５】
加えて、本実施形態においては、図８に示した比較例では、有効に励起光が照射されていなかった第２の領域ＡＲ２の蛍光体粒子５３にも励起光ＬＢ２を照射し、蛍光を生じさせることができる。
【００８６】
したがって、図８に示す比較例のように、発光素子の一面側からのみ励起光を照射するよりも、本実施形態のように、発光素子５０Ａの両側から励起光を照射する方が、発熱や光飽和現象による発光効率の低下を生じにくくなる。
【００８７】
次に、図１０を用いて、蛍光体層５２における励起光ＬＢ１の強度が蛍光体層５２における励起光ＬＢ２の強度よりも大きくなるように制御されていることによる効果を説明する。
【００８８】
図１０に示すように、第１の領域ＡＲ１は、波長選択膜５６に接して設けられている一方、第２の領域ＡＲ２は、第２面Ｓ２において構造物には接しておらず、空気と接している。このような構成の場合、第１の領域ＡＲ１で発生した熱Ｈ１は、波長選択膜５６を介して基板５１に伝えられる。対して、第２の領域ＡＲ２で発生した熱Ｈ２は、空気中に放熱されるか、または第１の領域ＡＲ１を介して基板５１に伝えられる。構造物である波長選択膜５６や基板５１の熱伝導率は空気の熱伝導率よりも大きいため、第１の領域ＡＲ１と第２の領域ＡＲ２とを比べると、第１の領域ＡＲ１で発生する熱の方が放熱しやすいことが分かる。
【００８９】
ここで、本実施形態の光源装置１００Ａでは、第１面Ｓ１から蛍光体層５２に入射する励起光ＬＢ１の強度の方が、第２面Ｓ２から蛍光体層５２に入射する励起光ＬＢ２の強度よりも大きいこととしている。そのため、蛍光体層５２では、照射される励起光の強度に応じて、第１の領域ＡＲ１の方が第２の領域ＡＲ２よりも発熱量が大きくなる。しかし、上述のように第１の領域ＡＲ１の方が第２の領域ＡＲ２よりも放熱しやすい構造であるため、例えば、励起光ＬＢ２の方が励起光ＬＢ１よりも光量が大きい場合と比べると、蛍光体層５２に熱が籠もりにくく、発熱による発光効率の低下を生じにくくなる。
【００９０】
以上のような本実施形態のプロジェクターＰＪが有する光源装置１００Ａについて性能を概算すると、次のようになる。
【００９１】
液晶ライトバルブ３００Ｒが、対角０．６インチ（１２．２×９．１ｍｍ）の大きさで開口率６０％であることとし、投写光学系５００のＦナンバーがＦ２．０であることとすると、液晶ライトバルブ３００Ｒと投写光学系５００から計算されるエテンデューは１２．５（ｍｍ２srad)となる。対して光源側は、光源面積（ピックアップ光学系４０で集光された励起光ＬＢの面積）が１ｍｍ２、ピックアップ光学系４０の取り込み角が片側８０度とした場合、偏光変換素子７０で２倍になることを考慮するとエテンデューは１０．４（ｍｍ２srad）となり、液晶ライトバルブと投写光学系５００とから計算されるエテンデューより小さく設定することができる。そのため、光源装置１００Ａから下流での光利用効率を損なうことがない。
【００９２】
以上のような構成の光源装置１００Ａによれば、発光効率の低下の原因となる蛍光体の温度上昇や、蛍光体の光飽和現象の発生を抑制することにより、光量が安定し、従来に比べて発光効率の高い光源とすることができる。
【００９３】
また、以上のような構成のプロジェクターＰＪによれば、光飽和現象の発生が抑制されることにより光量が安定し、明るさムラが抑制されて高品質な画像表示が可能となる。
【００９４】
なお、本実施形態においては、発光素子５０Ａが波長選択膜５６を有することとしたが、波長選択膜５６を設けないこととしても、発光効率の低下の原因となる蛍光体の温度上昇や、蛍光体の光飽和現象の発生を抑制することは可能であり、発光効率の高い光源とすることができる。
【００９５】
また、本実施形態においては、第１光源１０，第２光源１１を用いることとしたが、例えば、第１光源１０のみ用い、第１光源１０から射出される励起光の光路上で、励起光を２つに分割して、発光素子５０Ａの第１面Ｓ１，第２面Ｓ２から入射させる構成とすることとしても構わない。
【００９６】
［第２実施形態］
図１１は、本発明の第２実施形態に係る光源装置に用いられる発光素子５０Ｂの概略断面図である。本実施形態の発光素子５０Ｂは、第１実施形態の光源装置が備える発光素子５０Ａと一部共通している。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９７】
図に示すように、発光素子５０Ｂは、基板５１と蛍光体層５２との間に、励起光ＬＢ１の波長帯域の色光を選択的に透過させ、それ以外の波長帯域の色光を反射させる波長選択性を有する波長選択膜５７を有している。具体的には、波長選択膜５７は、紫外光（例えば、４０５ｎｍの波長の光）を透過させ、紫外光よりも長波長の光（例えば、４２５ｎｍよりも長波長の光）を反射させる。このような構成の波長選択膜５７は、誘電体多層膜の形成時において、形成する各誘電体層の層厚や、誘電体層の形成材料の屈折率を適宜選択することにより形成することができる。
【００９８】
また、発光素子５０Ｂの蛍光体層５２は、紫外光領域に吸収帯域を有する蛍光体粒子を分散させて形成する。例えば、第１実施形態で示したＹＡＧ系蛍光体は、紫外光領域にも吸収帯域を有するため、好適に用いることができる。
【００９９】
このような発光素子５０Ｂを有する光源装置では、第１実施形態の光源装置１００Ａが有する第１光源１０の変わりに、励起光ＬＢ１を射出する光源として、紫外光（例えば、４０５ｎｍの波長の光）を射出するレーザー光源アレイを用いる。このような光源から、蛍光体層５２における励起光ＬＢ１の強度が蛍光体層５２における励起光ＬＢ２の強度よりも大きくなるように制御して励起光ＬＢ１を射出する。
【０１００】
このような構成の発光素子５０Ｂを有する光源装置では、第１実施形態の発光素子５０Ａと同様に、発光効率の低下の原因となる蛍光体の温度上昇や、蛍光体の光飽和現象の発生を抑制することができ、従来に比べて発光効率の高い光源とすることができる。
【０１０１】
加えて、紫外光である励起光ＬＢ１は、蛍光体層５２で吸収されない残部ＬＢ１ｘが生じたとしても、紫外線は人間の目では感知しないため、蛍光ＲＧと混色することがなく、蛍光ＲＧの色をより忠実に再現することができる光源装置となる。
【０１０２】
また、青色光である励起光ＬＢ２は、波長選択膜５７で反射される。そのため、蛍光体層５２で吸収されない残部ＬＢ２ｘは、反射して再度蛍光体層５２内を透過し、蛍光体層５２内の蛍光体粒子に照射され、効率的に蛍光ＲＧに変換される。
【０１０３】
これらの効果が合わさることにより、上述の発光素子５０Ｂを有する光源装置では、従来に比べて発光効率の高い光源とすることができる。
【０１０４】
［第３実施形態］
図１２は、本発明の第３実施形態に係る光源装置に用いられる発光素子５０Ｃの概略断面図である。本実施形態の発光素子５０Ｃは、第２実施形態の光源装置が備える発光素子５０Ｂと一部共通している。したがって、本実施形態において第２実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１０５】
図に示すように、発光素子５０Ｃは、蛍光体層５２の表面に、励起光ＬＢ１の波長帯域の色光を選択的に反射させ、それ以外の波長帯域の色光を透過させる波長選択性を有する第２波長選択膜５８を有している。具体的には、波長選択膜５８は、紫外光（例えば、４０５ｎｍの波長の光）を反射させ、紫外光よりも長波長の光（例えば、４２５ｎｍよりも長波長の光）を透過させる。
【０１０６】
このような構成の発光素子５０Ｃを有する光源装置では、第１実施形態の発光素子５０Ａと同様に、発光効率の低下の原因となる蛍光体の温度上昇や、蛍光体の光飽和現象の発生を抑制することができ、従来に比べて発光効率の高い光源とすることができる。
【０１０７】
加えて、紫外光である励起光ＬＢ１は、蛍光体層５２で吸収されない残部ＬＢ１ｘが生じたとしても、波長選択膜５８で反射される。そのため、蛍光体層５２で吸収されない残部ＬＢ１ｘは、反射して再度蛍光体層５２内を透過し、蛍光体層５２内の蛍光体粒子に照射され、効率的に蛍光ＲＧに変換される。
【０１０８】
また、青色光である励起光ＬＢ２は、波長選択膜５７で反射される。そのため、蛍光体層５２で吸収されない残部ＬＢ２ｘは、反射して再度蛍光体層５２内を透過し、蛍光体層５２内の蛍光体粒子に照射され、効率的に蛍光ＲＧに変換される。
【０１０９】
これらの効果が合わさることにより、上述の発光素子５０Ｂを有する光源装置では、照射される励起光ＬＢ１，ＬＢ２を効率的に蛍光ＲＧに変換することができ、従来に比べてより発光効率の高い光源とすることができる。
【０１１０】
［第４実施形態］
図１３は、本発明の第４実施形態に係る光源装置に用いられる発光素子５０Ｄ近傍の構成を示す概略断面図である。本実施形態の発光素子５０Ｄは、第１実施形態の光源装置が備える発光素子５０Ａと一部共通している。したがって、本実施形態において第１実施形態と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
【０１１１】
図に示すように、発光素子５０Ｄは、基板５１と蛍光体層５２との間に、励起光ＬＢ１の波長帯域の色光を選択的に透過させ、それ以外の波長帯域の色光を反射させる波長選択性を有する波長選択膜５９を有している。具体的には、波長選択膜５９は、青色光（例えば、４５０ｎｍの波長の光）を透過させ、紫外光（例えば、４０５ｎｍの波長の光）および青色光よりも長波長の光（例えば、４８０ｎｍよりも長波長の光）を反射させる。このような構成の波長選択膜５９は、誘電体多層膜の形成時において、形成する各誘電体層の層厚や、誘電体層の形成材料の屈折率を適宜選択することにより形成することができる。
【０１１２】
このような発光素子５０Ｄを有する光源装置では、第１実施形態の光源装置１００Ａが有する第２光源１１の変わりに、励起光ＬＢ２を射出する光源として、紫外光（例えば、４０５ｎｍの波長の光）を射出するレーザー光源アレイを用いる。このような光源から、蛍光体層５２における励起光ＬＢ１の強度が蛍光体層５２における励起光ＬＢ２の強度よりも大きくなるように制御して励起光ＬＢ２を射出する。
【０１１３】
さらに、第１実施形態のダイクロイックミラー３０に代えて、ダイクロイックミラー（波長選択ミラー）３１が設けられている。ダイクロイックミラー３１は、ガラス表面に誘電体多層膜を積層したものである。ダイクロイックミラー３１は、励起光ＬＢ２の波長帯域の色光を選択的に反射させ、それ以外の波長帯域の色光を透過させる波長選択性を有している。具体的には、ダイクロイックミラー３１は紫外光を反射させ、紫外光よりも長波長の光（例えば、４２５ｎｍよりも長波長の光）を透過させる紫外光反射ミラーを用いる。
【０１１４】
このような構成の発光素子５０Ｄを有する光源装置では、第１実施形態の発光素子５０Ａと同様に、発光効率の低下の原因となる蛍光体の温度上昇や、蛍光体の光飽和現象の発生を抑制することができ、従来に比べて発光効率の高い光源とすることができる。
【０１１５】
また、紫外光である励起光ＬＢ２は、波長選択膜５９で反射される。そのため、蛍光体層５２で吸収されない残部ＬＢ２ｘは、反射して再度蛍光体層５２内を透過し、蛍光体層５２内の蛍光体粒子に照射され、効率的に蛍光ＲＧに変換される。
【０１１６】
これらの効果が合わさることにより、上述の発光素子５０Ｄを有する光源装置では、従来に比べてより発光効率の高い光源とすることができる。
【０１１７】
加えて、青色光である励起光ＬＢ１は、蛍光体層５２で吸収されない残部ＬＢ１ｘが蛍光体層５２を透過して漏れ出るため、残部ＬＢ１ｘを照明光として利用することが可能となる。このとき、励起光ＬＢ１の光量を制御することにより、青色光である励起光ＬＢ１と、励起光ＬＢ１の補色の黄色光である蛍光ＲＧとを混色させ、白色光ＷＬとして射出させることができる。したがって、別途青色光源を準備することなく、フルカラー表示を行わせることが可能な光源装置とすることができる。
【０１１８】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０…第１光源（励起光発光手段）、１１…第２光源（励起光発光手段）、３１…波長選択ミラー、４０…ピックアップ光学系（集光手段）、５１…基板、５２…蛍光体層、５３…蛍光体粒子、５４…基材、５６，５７，５９…第１波長選択膜、５８…第２波長選択膜、１００Ａ…光源装置、３００Ｂ…液晶ライトバルブ（光変調素子）、３００Ｇ…液晶ライトバルブ（光変調素子）、３００Ｒ…液晶ライトバルブ（光変調素子）、５００…投写光学系、５０１…円板（回転基板）、５１３…凹部、５１４…傾斜面、ＬＢ１，ＬＢ２…励起光、ＰＪ…プロジェクター、ＲＧ…蛍光、
【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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