(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が所定の第１方向に沿って一次元的に配列されるとともに第１の光を射出し、該第１方向と垂直な光軸を有する複数の第１固体光源、を有する第１固体光源アレイが、該第１方向と垂直かつ該第１固体光源の該光軸の方向と垂直な方向に沿って複数配列された第１固体光源群と、
各々が所定の第２方向に沿って一次元的に配列されるとともに第２の光を射出し、前記第１固体光源の前記光軸の方向と垂直かつ該第２方向と垂直な光軸を有する複数の第２固体光源、を有する第２固体光源アレイが、該第２方向と垂直かつ該第２固体光源の該光軸の方向と垂直な方向に沿って複数配列された第２固体光源群と、
前記第１固体光源群からの前記複数の第１の光をそれぞれ略平行化する第１コリメーターレンズ群と、
前記第２固体光源群からの前記複数の第２の光をそれぞれ略平行化する第２コリメーターレンズ群と、
前記第１コリメーターレンズ群を経由した前記第１の光を、前記第２固体光源から射出された前記第２の光の進行方向と合うように反射する第１反射部と、
前記複数の第１固体光源アレイのうち一の第１固体光源アレイから射出された一の前記第１の光および他の前記第１の光における光軸の間隔と、前記複数の第２固体光源アレイのうち一の第２固体光源アレイから射出された一の前記第２の光および他の前記第２の光における光軸の間隔と、を狭くするように、前記第１反射部からの前記複数の第１の光及び前記第２コリメーターレンズ群からの前記複数の第２の光を反射する第２反射部と、を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光源装置において、
前記第１反射部からの前記複数の第１の光は、前記複数の第２固体光源アレイの間又は直近を通過して前記第２反射部に入射することを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光源装置において、
前記第１反射部は、それぞれが前記複数の第１固体光源アレイのいずれかに対応するストライプ状の複数の第１反射面を有し、
前記第２反射部は、それぞれが前記複数の第１固体光源アレイのいずれか又は前記複数の第２固体光源アレイのいずれかに対応するストライプ状の複数の第２反射面を有することを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光源装置において、
前記第１固体光源及び前記第２固体光源は、半導体レーザーからなることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光源装置において、
前記半導体レーザーは、長方形形状の発光領域を有し、かつ、前記発光領域の短辺方向に沿った拡がり角が前記発光領域の長辺方向に沿った拡がり角より大きくなるように構成され、
前記第１固体光源の前記発光領域及び前記第２固体光源の前記発光領域は、それぞれ長辺と短辺との向きが互いに逆になる関係を有することを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光源装置において、
前記第１固体光源は、当該第１固体光源の前記発光領域における短辺が、前記第１方向に沿う方向となるように配置され、
前記第２固体光源は、当該第２固体光源の前記発光領域における長辺が、前記第２方向に沿う方向となるように配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の光源装置において、
前記光源装置は、
前記第２反射部からの光を所定の集光位置に集光する集光光学系と、
前記第１固体光源及び前記第２固体光源からの光の一部又は全部から蛍光を生成する蛍光層と、をさらに備えることを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光源装置において、
前記蛍光層は、前記所定の集光位置の近傍であって、前記集光光学系からの光がデフォーカス状態で入射する位置に配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項９】
請求項７に記載の光源装置において、
前記集光光学系の後段に配置され、前記集光光学系からの光を略平行化する後段コリメーター光学系と、
前記後段コリメーター光学系からの光の面内光強度分布を均一化するホモジナイザーと、
前記ホモジナイザーからの光を集光する後段集光光学系と、をさらに備え、
前記蛍光層は、前記後段集光光学系の後段に配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の光源装置を備える照明装置と、
前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの変調光を投写画像として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。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の固体光源を有する固体光源群と、複数の固体光源からの光をそれぞれ略平行化する複数のコリメーターレンズを有するコリメーターレンズ群とを備える光源装置であって、固体光源群として、光軸方向と垂直な所定の平面上に二次元的（マトリクス状）に配列された複数の固体光源を有する固体光源アレイからなる固体光源群を備える光源装置が知られている。また、このような光源装置を備えるプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
従来の光源装置によれば、複数の固体光源を備えるため、高輝度の光を射出することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７８９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の光源装置においては、複数の固体光源からの光を扱うために後段の光学要素（例えば、集光光学系、インテグレーター光学系等）が大型化し、光源装置の小型化及び軽量化を図ることが困難となるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、高輝度の光を射出することが可能で、かつ、従来の光源装置の場合よりも光源装置の小型化及び軽量化を図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備え、小型化及び軽量化を図ること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】
【０００６】
［１］本発明の光源装置は、
各々が所定の第１方向に沿って一次元的に配列されるとともに第１の光を射出し、該第１方向と垂直な光軸を有する複数の第１固体光源、を有する第１固体光源アレイが、該第１方向と垂直かつ該第１固体光源の該光軸の方向と垂直な方向に沿って複数配列された第１固体光源群と、各々が所定の第２方向に沿って一次元的に配列されるとともに第２の光を射出し、前記第１固体光源の前記光軸の方向と垂直かつ該第２方向と垂直な光軸を有する複数の第２固体光源、を有する第２固体光源アレイが、該第２方向と垂直かつ該第２固体光源の該光軸の方向と垂直な方向に沿って複数配列された第２固体光源群と、前記第１固体光源群からの前記複数の第１の光をそれぞれ略平行化する第１コリメーターレンズ群と、前記第２固体光源群からの前記複数の第２の光をそれぞれ略平行化する第２コリメーターレンズ群と、前記第１コリメーターレンズ群を経由した前記第１の光を、前記第２固体光源から射出された前記第２の光の進行方向と合うように反射する第１反射部と、前記複数の第１固体光源アレイのうち一の第１固体光源アレイから射出された一の前記第１の光および他の前記第１の光における光軸の間隔と、前記複数の第２固体光源アレイのうち一の第２固体光源アレイから射出された一の前記第２の光および他の前記第２の光における光軸の間隔と、を狭くするように、前記第１反射部からの前記複数の第１の光及び前記第２コリメーターレンズ群からの前記複数の第２の光を反射する第２反射部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このため、本発明の光源装置によれば、複数の固体光源を備えるため、従来の光源装置と同様に、高輝度の光を射出することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の光源装置によれば、上記のような構成を有するため、固体光源群として光軸方向と垂直な所定の平面上に二次元的（マトリクス状）に配列された複数の固体光源を有する固体光源アレイからなる固体光源群を備える場合と比較して、後段の光学要素に入射する光における光軸の間隔を狭くすることが可能となり、その結果、後段の光学要素の大型化を抑制し、従来の光源装置よりも光源装置の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。
【０００９】
したがって、本発明の光源装置は、高輝度の光を射出することが可能で、かつ、従来の光源装置の場合よりも光源装置の小型化及び軽量化を図ることが可能な光源装置となる。
【００１０】
また、本発明の光源装置によれば、上記のような構成を有するため、従来の光源装置よりも光軸の間隔を狭くすることにより、光同士の隙間も狭くなり、光全体としての密度を均一に近づけることが可能となる。
【００１１】
なお、光源装置においては、後段の光学要素は体積的にも重量的にも大きなウエイトを占めるため、反射部等をさらに備える場合であっても、結果的に従来の光源装置よりも光源装置の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。
【００１２】
［２］本発明の光源装置においては、前記第１反射部からの光は、前記第２固体光源群における前記複数の第２固体光源アレイの間又は直近を通過して前記第２反射部に入射することが好ましい。
【００１３】
このような構成とすることにより、後段の光学要素に入射する光における光軸の間隔を狭くすることが可能となる。
【００１４】
［３］本発明の光源装置においては、前記第１反射部は、ストライプ状に形成され、それぞれ前記複数の第１固体光源アレイに対応する複数の第１反射面を有し、前記第２反射部は、ストライプ状に形成され、それぞれ前記複数の第１固体光源アレイ又は第２固体光源アレイに対応する複数の第２反射面を有することが好ましい。
【００１５】
このような構成とすることにより、ストライプ状に形成された各反射面の位置を調整することにより光路を制御し、後段の光学要素に入射する光における光軸の間隔を狭くすることが可能となるため、光源装置の設計を容易にすることが可能となる。
【００１６】
［４］本発明の光源装置においては、前記第１固体光源及び前記第２固体光源は、半導体レーザーからなることが好ましい。
【００１７】
半導体レーザーは小型で高出力であるため、このような半導体レーザーを高密度で集積することにより、小型で高出力な光源装置とすることが可能となる。
【００１８】
また、半導体レーザーが射出するレーザーは可干渉性が高く、後段の光学要素に到達するまでに散逸しにくいため、光利用効率を高くすることが可能となる。
【００１９】
［５］本発明の光源装置においては、前記半導体レーザーは、長方形形状の発光領域を有し、かつ、前記発光領域の短辺方向に沿った拡がり角が前記発光領域の長辺方向に沿った拡がり角より大きくなるように構成され、前記第１固体光源の前記発光領域及び前記第２固体光源の前記発光領域は、それぞれ長辺と短辺との向きが互いに逆になる関係を有することが好ましい。
【００２０】
このような構成とすることにより、後段の光学要素に入射する光における光軸の間隔を一層狭くすることが可能となり、その結果、後段の光学要素の大型化を一層抑制し、従来の光源装置よりも光源装置の一層の小型化及び一層の軽量化を図ることが可能となる。
【００２１】
なお、「拡がり角」とは、発光領域から射出された光が広がる角度のことをいう。
また、「それぞれ長辺と短辺との向きが互いに逆になる関係」とは、第１固体光源の光軸の向きと第２固体光源の光軸の向きとを同じ方向に向け、かつ、第１固体光源群と第２固体光源群とを同じ位置に配置した場合において、第１固体光源群における第１固体光源と第２固体光源群における第２固体光源とで短辺と長辺との向きが互いに逆となる関係のことをいう。
【００２２】
［６］本発明の光源装置においては、前記第１固体光源は、当該第１固体光源の前記発光領域における短辺が、前記所定の第１方向に沿う方向となるように配置され、前記第２固体光源は、当該第２固体光源の前記発光領域における長辺が、前記所定の第２方向に沿う方向となるように配置されていることが好ましい。
【００２３】
このような構成とすることにより、第２固体光源群からの光と第１固体光源群からの光とを一層接近させることが可能となるため、後段の光学要素に入射する光における光軸の間隔をより一層狭くすることが可能となり、その結果、後段の光学要素の大型化をより一層抑制し、従来の光源装置よりも光源装置のより一層の小型化及びより一層の軽量化を図ることが可能となる。
【００２４】
［７］本発明の光源装置においては、前記光源装置は、前記第２反射部からの光を所定の集光位置に集光する集光光学系と、前記第１固体光源及び前記第２固体光源からの光の一部又は全部から蛍光を生成する蛍光層とをさらに備えることが好ましい。
【００２５】
本発明の光源装置によれば、蛍光層を備えるため、特定の色光を生成する固体光源を用いて、所望の色光を得ることが可能となる。
【００２６】
また、本発明の光源装置によれば、集光光学系を備えるため、様々な用途において高い光利用効率で利用可能な光を射出することが可能となる。
【００２７】
［８］本発明の光源装置においては、前記蛍光層は、前記所定の集光位置の近傍であって、前記集光光学系からの光がデフォーカス状態で入射する位置に配置されていることが好ましい。
【００２８】
このような構成とすることにより、蛍光層に過大な熱的負荷を与えることなく蛍光を得ることができるため、蛍光層の劣化や焼損を抑制して寿命を長くすることが可能な光源装置となる。
【００２９】
［９］本発明の光源装置においては、前記集光光学系の後段に配置され、前記集光光学系からの光を略平行化する後段コリメーター光学系と、前記後段コリメーター光学系からの光の面内光強度分布を均一化するホモジナイザーと、前記ホモジナイザーからの光を集光する後段集光光学系とをさらに備え、前記蛍光層は、前記後段集光光学系の後段に配置されていることが好ましい。
【００３０】
このような構成とすることによっても、蛍光層に過大な熱的負荷を与えることなく蛍光を得ることができるため、蛍光層の劣化や焼損を抑制して寿命を長くすることが可能な光源装置となる。
【００３１】
また、蛍光層に入射する光の面内光強度分布を均一化するため、ごく一部の領域に過剰量の光が入射することによる蛍光生成効率の低下が発生せず、光利用効率を一層高くすることが可能となる。
【００３２】
なお、「ホモジナイザー」とは、単独又は他の光学要素と協働して入射する光の面内光強度分布を均一化するもののことをいう。ホモジナイザーとしては、例えば、レンズアレイを用いたホモジナイザー、マイクロレンズアレイを用いたホモジナイザー及び光拡散板を用いたホモジナイザーを用いることができる。
【００３３】
［１０］本発明のプロジェクターは、本発明の光源装置を備える照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系とを備えることを特徴とする。
【００３４】
このため、本発明のプロジェクターは、従来の光源装置よりも小型化及び軽量化を図ることが可能な本発明の光源装置を備えるため、小型化及び軽量化を図ることが可能なプロジェクターとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施形態１に係るプロジェクター１０００の光学系を示す平面図。
【図２】実施形態１に係る光源装置１０を説明するために示す図。
【図３】実施形態１における第１固体光源群２０及び第２固体光源群５０を説明するために示す図。
【図４】実施形態１における第１固体光源２６の発光強度特性、第２固体光源５６の発光強度特性及び蛍光体の発光強度特性を示すグラフ。
【図５】実施形態１に係る光源装置１０における光の強度分布を説明するために示す図。
【図６】比較例１に係る光源装置１０ａ（符号を図示せず。）を説明するために示す図。
【図７】比較例２に係る光源装置１０ｂ（符号を図示せず。）を説明するために示す図。
【図８】実施形態２に係る光源装置１２（符号を図示せず。）を説明するために示す図。
【図９】実施形態３に係る光源装置１４を説明するために示す図。
【図１０】実施形態４に係るプロジェクター１００６の光学系を示す平面図。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の光源装置及びプロジェクターについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【００３７】
［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るプロジェクター１０００の光学系を示す平面図である。
図２は、実施形態１に係る光源装置１０を説明するために示す図である。図２（ａ）は第１固体光源群２０（図２（ａ）において符号を図示せず。）から集光光学系８０までの上面図であり、図２（ｂ）は第１固体光源群２０から集光光学系８０までをホモジナイザー光学系９０の側から見た図であり、図２（ｃ）は第１固体光源群２０から集光光学系８０までの斜視図である。
図３は、実施形態１における第１固体光源群２０及び第２固体光源群５０を説明するために示す図である。図３（ａ）は第１固体光源群２０を第１コリメーターレンズ群３０の側から見た図であり、図３（ｂ）は第２固体光源群５０を第２コリメーターレンズ群６０の側から見た図である。
【００３８】
図４は、実施形態１における第１固体光源２６の発光強度特性、第２固体光源５６の発光強度特性及び蛍光体の発光強度特性を示すグラフである。図４（ａ）は第１固体光源２６の発光強度特性を示すグラフであり、図４（ｂ）は第２固体光源５６の発光強度特性を示すグラフであり、図４（ｃ）は蛍光層１２４が含有する蛍光体の発光強度特性を示すグラフである。発光強度特性とは、光源であれば電圧を印加したときに、蛍光体であれば励起光が入射したときに、どのような波長の光をどの位の強度で射出するのかという特性のことをいう。グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も強い波長における発光強度を１としている。グラフの横軸は波長を表す。
図５は、実施形態１に係る光源装置１０における光の強度分布を説明するために示す図である。図５（ａ）はホモジナイザー９４に入射する光の強度分布であり、図５（ｂ）は蛍光層１２４に入射する光の強度分布を示す図である。なお、図５（ａ）において白枠で示したのは、第１レンズアレイ９６におけるレンズ分割の様子を示すものであり、後述する図８（ｂ）も同様である。また、図５においては、白に近い色であるほど入射する光（青色光）の強度が大きい。後述する図６（ｃ）、図６（ｄ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）及び図９（ｂ）においても同様である。
【００３９】
なお、各図面においては、互いに直交する３つの方向をそれぞれｚ軸方向（図１における照明光軸１００ａｘ方向）、ｘ軸方向（図１における紙面に平行かつｚ軸に垂直な方向）及びｙ軸方向（図１における紙面に垂直かつｚ軸に垂直な方向）として表示する。
また、各図面においては、Ｒは赤色光を表し、Ｇは緑色光を表し、Ｂは青色光を表す。
【００４０】
実施形態１に係るプロジェクター１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、色分離導光光学系２００と、光変調装置としての３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投写光学系６００とを備える。
照明装置１００は、実施形態１に係る光源装置１０と、レンズインテグレーター光学系１４０とを備える。照明装置１００は、照明光として赤色光、緑色光及び青色光を含む光（つまり、白色光として用いることができる光）を射出する。
【００４１】
光源装置１０は、図１及び図２に示すように、第１固体光源群２０と、第１コリメーターレンズ群３０と、第１反射部４０と、第２固体光源群５０と、第２コリメーターレンズ群６０と、第２反射部７０と、集光光学系８０と、ホモジナイザー光学系９０と、蛍光生成部１２０と、第２後段コリメーター光学系１３０とを備える。第１固体光源群２０及び第２固体光源群５０は複数の固体光源を有する固体光源群であり、第１コリメーターレンズ群３０及び第２コリメーターレンズ群６０は複数の固体光源からの光をそれぞれ略平行化する複数のコリメーターレンズを有するコリメーターレンズ群である。
【００４２】
第１固体光源群２０においては、図２（ｂ）、図２（ｃ）及び図３（ａ）に示すように、２個の第１固体光源アレイ２２が、「所定の第１方向（ｚ軸方向）と垂直な方向であって、かつ、第１固体光源２６（後述）の光軸方向（ｙ軸方向）とも垂直な方向」（つまり、ｘ軸方向）に沿って配列されている。第１固体光源アレイ２２は、図３（ａ）に示すように、複数の第１固体光源２６が配列されている間隔ｄ１の２倍よりも狭い間隔ｄ２で配列されている。
【００４３】
なお、「複数の固体光源が配列されている間隔」とは、同一の固体光源アレイ（第１固体光源アレイ又は第２固体光源アレイ）において、隣接する固体光源（第１固体光源又は第２固体光源）の光軸同士の間隔のことをいう。
また、「固体光源アレイの間隔」とは、隣接する２つの固体光源アレイにおいて、対応する固体光源の光軸同士の間隔のことをいう。
【００４４】
第１固体光源アレイ２２は、光軸方向（ｙ軸方向）と垂直な所定の第１方向（ｚ軸方向）に沿って一次元的に配列された複数の第１固体光源２６を有する。具体的には、基板２４及び５個の第１固体光源２６（１つにのみ符号を図示）を有する。なお、本発明の光源装置においては、１個の第１固体光源アレイにおける第１固体光源の数は５個に限定されるものではない。また、複数の第１固体光源は離散的に配置されていてもよい。後述する第２固体光源アレイ及び第２固体光源においても同様である。
【００４５】
基板２４は、第１固体光源２６を搭載する機能を有する。詳細な説明は省略するが、基板２４は、第１固体光源２６に対する電力の供給を仲介する機能や、第１固体光源２６で発生する熱を放熱する機能等を併せて有する。
【００４６】
第１固体光源２６は、励起光と色光とを兼ねる青色光（発光強度のピーク：約４６０ｎｍ、図４（ａ）参照。）を生成する半導体レーザーからなる。当該半導体レーザーは、図３（ａ）に示すように、長方形形状の発光領域を有し、かつ、発光領域の短辺方向に沿った拡がり角が発光領域の長辺方向に沿った拡がり角より大きくなるように構成されている。
第１固体光源２６は、発光領域の長辺がｚ軸方向に沿うように配置されている。このため、第１固体光源２６の拡がり角は、ｘ軸方向に沿って大きくなる（縦長の光となる。図５（ａ）参照。）。
【００４７】
第１コリメーターレンズ群３０は、第１固体光源２６からの光をそれぞれ略平行化する。第１コリメーターレンズ群３０は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、２個の第１コリメーターレンズアレイ３２を備える。
第１コリメーターレンズアレイ３２は、５個の第１固体光源２６のそれぞれに対応して設けられている５個の第１コリメーターレンズ３４（１つにのみ符号を図示）を有する。５個の第１コリメーターレンズ３４は、５個の第１固体光源２６に対応するように、所定の第１方向（ｚ軸方向）に沿って一次元的に配列されている。詳しい説明は省略するが、第１コリメーターレンズ３４は、入射面が非球面で、かつ、射出面が平面の非球面平凸レンズからなる。
なお、本発明の光源装置においては、第１コリメーターレンズの数は第１固体光源の数に対応していればよく、５個に限定されるものではない。また、各第１コリメーターレンズは離散的に配置されていてもよい。後述する第２コリメーターレンズにおいても同様である。
【００４８】
第１反射部４０は、第１コリメーターレンズ群３０からの光を、第２固体光源５６（後述）からの光の進行方向（ｘ軸方向、後述）と合うように反射する。第１反射部４０は、２個の第１反射ミラー４２を備える。
第１反射ミラー４２は、ストライプ状に形成され、それぞれ複数の第１固体光源アレイ２２に対応する複数の第１反射面を有する。
第１反射部４０からの光は、図２（ｂ）に示すように、第２固体光源群５０における複数の第２固体光源アレイ５２（後述）の間を通過して第２反射部７０に入射する。
【００４９】
第２固体光源群５０においては、図２（ｂ）、図２（ｃ）及び図３（ｂ）に示すように、３個の第２固体光源アレイ５２が、「所定の第２方向（ｚ軸方向）と垂直な方向であって、かつ、第２固体光源５６（後述）の光軸方向（ｘ軸方向）とも垂直な方向」（つまり、ｙ軸方向）に沿って配列されている。第２固体光源アレイ５２は、図３（ｂ）に示すように、複数の第２固体光源５６が配列されている間隔ｄ３の２倍よりも狭い間隔ｄ４で配列されている。
【００５０】
第２固体光源アレイ５２は、光軸方向（ｘ軸方向）と垂直な所定の第２方向（ｚ軸方向）に沿って一次元的に配列された複数の第２固体光源５６を有する。具体的には、基板５４及び５個の第２固体光源５６（１つにのみ符号を図示）を有する。なお、複数の第２固体光源５６の光軸方向は、第１固体光源２６の光軸方向（ｙ軸方向）と垂直な方向である。
【００５１】
基板５４は、第２固体光源５６を搭載する機能を有する。詳細な説明は省略するが、基板５４は、第２固体光源５６に対する電力の供給を仲介する機能や、第２固体光源５６で発生する熱を放熱する機能等を併せて有する。
【００５２】
第２固体光源５６は、励起光と色光とを兼ねる青色光（発光強度のピーク：約４６０ｎｍ、図４（ｂ）参照。）を生成する半導体レーザーからなる。当該半導体レーザーは、図３（ｂ）に示すように、長方形形状の発光領域を有し、かつ、発光領域の短辺方向に沿った拡がり角が発光領域の長辺方向に沿った拡がり角より大きくなるように構成されている。
第２固体光源５６は、発光領域の長辺がｚ軸方向に沿うように配置されている。このため、第２固体光源５６の拡がり角は、ｙ軸方向に沿って大きくなる（縦長の光となる。図５（ａ）参照。）。
【００５３】
なお、第１固体光源群２０は１０個の第１固体光源２６を有し、第２固体光源群５０は１５個の第２固体光源５６を有するため、光源装置１０全体としては２５個の固体光源を備えることになる。
【００５４】
第２コリメーターレンズ群６０は、第２固体光源５６からの光をそれぞれ略平行化する。第２コリメーターレンズ群６０は、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、３個の第２コリメーターレンズアレイ６２を備える。
第２コリメーターレンズアレイ６２は、５個の第２固体光源５６のそれぞれに対応して設けられている５個の第２コリメーターレンズ６４（１つにのみ符号を図示）を有する。５個の第２コリメーターレンズ６４は、５個の第２固体光源５６に対応するように、所定の第２方向（ｚ軸方向）に沿って一次元的に配列されている。詳しい説明は省略するが、第２コリメーターレンズ６４は、入射面が非球面で、かつ、射出面が平面の非球面平凸レンズからなる。
【００５５】
第２反射部７０は、第１反射部４０からの光及び第２コリメーターレンズ群６０からの光を、同一の第１固体光源アレイ２２及び同一の第２固体光源アレイ５２から射出された光同士における光軸の間隔が狭くなるように反射する。第２反射部７０は、前述の光を集光光学系８０へ向けて反射する。第２反射部７０は、５個の第２反射ミラー７２を備える。
第２反射ミラー７２は、ストライプ状に形成され、それぞれ複数の第１固体光源アレイ２２又は第２固体光源アレイ５２に対応する複数の第２反射面を有する。
【００５６】
集光光学系８０は、第２反射部７０を経由してきたコリメーターレンズ群からの光を所定の集光位置に集光する。詳しい説明は省略するが、集光光学系８０は、入射面が非球面で、射出面が平面の非球面平凸レンズからなる。
【００５７】
ホモジナイザー光学系９０は、図１に示すように、後段コリメーター光学系９２と、ホモジナイザー９４と、後段集光光学系１１０とを備える。
後段コリメーター光学系９２は、集光光学系８０の後段に配置され、集光光学系８０からの光を略平行化する。後段コリメーター光学系９２は、入射面が凸非球面、射出面が凹非球面のメニスカス非球面レンズからなる。
【００５８】
ホモジナイザー９４に入射する光においては、図５（ａ）に示すように、従来の光源装置よりも光軸の間隔を狭くすることにより、光同士の隙間も狭くなっている。
なお、ホモジナイザー光学系９０に入射する光の形状は、集光光学系８０に入射する光の形状と相似形である。
【００５９】
ホモジナイザー９４は、後段コリメーター光学系９２からの光の面内光強度分布を均一化する。ホモジナイザー９４は、第１レンズアレイ９６及び第２レンズアレイ９８を備える。
第１レンズアレイ９６は、複数の第１小レンズ９７を有する。複数の第１小レンズ９７は、図５（ａ）に示すように、８行４列のマトリクス状に配置されている。第１小レンズ９７は、後述する微小領域と略相似形である。第１レンズアレイ９６は、後段コリメーター光学系９２からの光を複数の部分光束に分割する。
【００６０】
第２レンズアレイ９８は、複数の第２小レンズ９９を有する。複数の第２小レンズ９９は、複数の第１小レンズ９７に対応する。
後段集光光学系１１０は、ホモジナイザー９４からの光を集光する。具体的には、第２レンズアレイ９８とともに、複数の部分光束を蛍光層１２４の微小領域に重畳させる（図５（ｂ）参照。）。後段集光光学系１１０は、第１レンズ１１２及び第２レンズ１１４を備える。第１レンズ１１２及び第２レンズ１１４は、両凸レンズからなる。
【００６１】
蛍光生成部１２０は、ホモジナイザー光学系９０からの青色光（元々は第１固体光源２６及び第２固体光源５６からの光）の一部から赤色光（発光強度のピーク：約６１０ｎｍ）及び緑色光（発光強度のピーク：約５５０ｎｍ）を含む蛍光を生成する（図４（ｃ）参照。）蛍光層１２４を有する。また、蛍光層１２４を担持する透明部材１２２を有する。蛍光生成部１２０は、蛍光の生成に関わることなく蛍光層１２４を通過する青色光を蛍光（赤色光及び緑色光）とともに含む光（つまり、白色光として用いることが可能な光）を射出する。蛍光生成部１２０は、全体として正方形の板状の形状を有し、所定の位置（図１参照。）に固定されている。
【００６２】
透明部材１２２は、少なくともホモジナイザー光学系９０からの光（青色光）を通過させる。透明部材１２２は、例えば、光学ガラスからなる。なお、透明部材上に、集光光学系からの光を通過させ、蛍光を反射する層（例えば、誘電体多層膜）が形成されていてもよい。
【００６３】
蛍光層１２４は、ホモジナイザー光学系９０からの光が微小領域内に入射する位置に配置されている。
蛍光層１２４の微小領域内には、図５（ｂ）に示すように、ホモジナイザー光学系９０により面内光強度分布が均一化された光が入射する。
【００６４】
蛍光層１２４は、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅを含有する層からなる。なお、蛍光層としては、他の蛍光体（上記以外のＹＡＧ系蛍光体、シリケート系蛍光体、ＴＡＧ系蛍光体等）を含有する蛍光層を用いることもできる。また、蛍光層として、青色光を赤色光に変換する蛍光体（例えばＣａＡｌＳｉＮ３赤色蛍光体）と、青色光を緑色光に変換する蛍光体（例えばβサイアロン緑色蛍光体）とを含有する蛍光層を用いることもできる。
なお、蛍光の生成に関わることなく蛍光層１２４を通過する一部の青色光は、蛍光とともに射出される。このとき、青色光は蛍光層１２４中で散乱又は反射されるため、蛍光とほぼ同様の分布（いわゆるランバーシャン分布）特性を有する光として蛍光生成部１２０から射出される。
【００６５】
第２後段コリメーター光学系１３０は、蛍光生成部１２０からの光を略平行化する。第２後段コリメーター光学系１３０は、図１に示すように、第１レンズ１３２及び第２レンズ１３４を備える。第１レンズ１３２及び第２レンズ１３４は、両凸レンズからなる。
【００６６】
レンズインテグレーター光学系１４０は、第１レンズアレイ１５０、第２レンズアレイ１６０、偏光変換素子１７０及び重畳レンズ１８０を備える。
なお、レンズインテグレーター光学系の代わりにインテグレーターロッドを備えるロッドインテグレーター光学系を用いることもできる。
【００６７】
第１レンズアレイ１５０は、光源装置１０からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１５２を有する。第１レンズアレイ１５０は、光源装置１０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し、複数の第１小レンズ１５２が照明光軸１００ａｘ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。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１５２の外形形状は、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。
【００６８】
第２レンズアレイ１６０は、第１レンズアレイ１５０における複数の第１小レンズ１５２に対応する複数の第２小レンズ１６２を有する。第２レンズアレイ１５０は、重畳レンズ１８０とともに、各第１小レンズ１５２の像を液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１６０は、複数の第２小レンズ１６２が照明光軸１００ａｘ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。
【００６９】
偏光変換素子１７０は、第１レンズアレイ１５０により分割された各部分光束を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光からなる光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１７０は、光源装置１０からの光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過し、他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板とを有している。
【００７０】
重畳レンズ１８０は、偏光変換素子１７０からの各部分光束を集光して液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ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１８０は、重畳レンズ１８０の光軸と照明光軸１００ａｘとが略一致するように配置されている。なお、重畳レンズは、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。
【００７１】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０、反射ミラー２３０，２４０，２５０及びリレーレンズ２６０，２７０を備える。色分離導光光学系２００は、照明装置１００からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離するとともに、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導光する機能を有する。
色分離導光光学系２００と、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。
【００７２】
ダイクロイックミラー２１０，２２０は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を通過させる波長選択透過膜が形成されている。
ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射して、緑色光及び青色光成分を通過させる。
ダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射して、青色光成分を通過させる。
【００７３】
ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光は、反射ミラー２３０でさらに反射され、集光レンズ３００Ｒを通過して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー２１０を青色光とともに通過した緑色光は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。
ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光は、リレーレンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０、集光レンズ３００Ｂを経て青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。リレーレンズ２６０，２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光成分を液晶光変調装置４００Ｂまで導く機能を有する。
【００７４】
なお、青色光の光路にこのようなリレーレンズ２６０，２７０が設けられているのは、青色光の光路の長さが他の色光の光路の長さよりも長いため、光の発散等による光利用効率の低下を防止するためである。実施形態１に係るプロジェクター１０００においては、青色光の光路の長さが長いのでこのような構成とされているが、赤色光の光路の長さを長くして、リレーレンズ及び反射ミラーを赤色光の光路に用いる構成も考えられる。
【００７５】
液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、照明装置１００からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置であり、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。なお、図示を省略したが、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が介在配置され、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が介在配置される。これら入射側偏光板、各液晶光変調装置及び射出側偏光板によって、入射された各色光の光変調が行われる。
各液晶光変調装置は、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置であり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
【００７６】
クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された、色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、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、赤色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００７７】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【００７８】
次に、実施形態１に係る光源装置１０及びプロジェクター１０００の効果を説明する。
【００７９】
実施形態１に係る光源装置１０によれば、複数の固体光源（複数の第１固体光源２６及び複数の第２固体光源５６）を備えるため、従来の光源装置と同様に、高輝度の光を射出することが可能となる。
【００８０】
また、実施形態１に係る光源装置１０によれば、第１固体光源群２０、第１コリメーターレンズ群３０、第１反射部４０、第２固体光源群５０、第２コリメーターレンズ群６０及び第２反射部７０を備えるため、固体光源群として光軸方向と垂直な所定の平面上に二次元的（マトリクス状）に配列された複数の固体光源を有する固体光源アレイからなる固体光源群を備える場合と比較して、後段の光学要素（集光光学系８０）に入射する光における光軸の間隔を狭くすることが可能となり、その結果、後段の光学要素の大型化を抑制し、従来の光源装置よりも光源装置の小型化及び軽量化を図ることが可能となる。
【００８１】
したがって、実施形態１に係る光源装置１０は、高輝度の光を射出することが可能で、かつ、従来の光源装置の場合よりも光源装置の小型化及び軽量化を図ることが可能な光源装置となる。
【００８２】
また、実施形態１に係る光源装置１０によれば、上記のような構成を有するため、従来の光源装置よりも光軸の間隔を狭くすることにより、光同士の隙間も狭くなり、光全体としての密度を均一に近づけることが可能となる。
【００８３】
また、実施形態１に係る光源装置１０によれば、第１反射部４０からの光は、第２固体光源群５０における複数の第２固体光源アレイ５２の間を通過して第２反射部７０に入射するため、後段の光学要素に入射する光における光軸の間隔を狭くすることが可能となる。
【００８４】
また、実施形態１に係る光源装置１０によれば、第１反射部４０は、ストライプ状に形成され、それぞれ複数の第１固体光源アレイ２２に対応する複数の第１反射面を有し、第２反射部７０は、ストライプ状に形成され、それぞれ複数の第１固体光源アレイ２２又は第２固体光源アレイ５２に対応する複数の第２反射面を有するため、ストライプ状に形成された各反射面の位置を調整することにより光路を制御し、後段の光学要素に入射する光における光軸の間隔を狭くすることが可能となるため、光源装置の設計を容易にすることが可能となる。
【００８５】
また、実施形態１に係る光源装置１０によれば、第１固体光源２６及び第２固体光源５６は、半導体レーザーからなるため、小型で高出力な光源装置とすることが可能となる。
【００８６】
また、実施形態１に係る光源装置１０によれば、半導体レーザーが射出するレーザーは可干渉性が高く、後段の光学要素に到達するまでに散逸しにくいため、光利用効率を高くすることが可能となる。
【００８７】
また、実施形態１に係る光源装置１０によれば、第１固体光源２６及び第２固体光源５６からの光（青色光）の一部から蛍光（赤色光及び緑色光）を生成する蛍光層１２４を備えるため、特定の色光を生成する固体光源を用いて、所望の色光を得ることが可能となる。
【００８８】
また、実施形態１に係る光源装置１０によれば、第２反射部７０からの光を所定の集光位置に集光する集光光学系８０を備えるため、様々な用途において高い光利用効率で利用可能な光を射出することが可能となる。
【００８９】
また、実施形態１に係る光源装置１０によれば、後段コリメーター光学系９２と、ホモジナイザー９４と、後段集光光学系１１０とをさらに備え、蛍光層１２４は、後段集光光学系１１０の後段に配置されているため、蛍光層１２４に過大な熱的負荷を与えることなく蛍光を得ることができ、蛍光層の劣化や焼損を抑制して寿命を長くすることが可能な光源装置となる。
【００９０】
また、実施形態１に係る光源装置１０によれば、蛍光層１２４に入射する光の面内光強度分布を均一化するため、ごく一部の領域に過剰量の光が入射することによる蛍光生成効率の低下が発生せず、光利用効率を一層高くすることが可能となる。
【００９１】
実施形態１に係るプロジェクター１０００は、従来の光源装置よりも小型化及び軽量化を図ることが可能な光源装置１０を備えるため、小型化及び軽量化を図ることが可能なプロジェクターとなる。
【００９２】
［比較例１］
図６は、比較例１に係る光源装置１０ａ（符号を図示せず。）を説明するために示す図である。図６（ａ）は第１固体光源群２０ａから集光光学系８０ａまでの上面図であり、図６（ｂ）は第１固体光源群２０ａを第１コリメーターレンズ群３０ａの側から見た図であり、図６（ｃ）は「ホモジナイザー光学系があったとした場合においてホモジナイザーに入射する光」の強度分布であり、図６（ｄ）は蛍光層１２４に入射する光の強度分布を示す図である。
【００９３】
比較例１に係る光源装置１０ａは、基本的には実施形態１に係る光源装置１０と同様の構成を有するが、第２固体光源群、第２コリメーターレンズ群、第１反射部、第２反射部及びホモジナイザー光学系を備えない点で実施形態１に係る光源装置１０の場合とは異なる。また、それに伴って第１固体光源群、第１コリメーターレンズ群及び集光光学系の構成も実施形態１に係る光源装置１０の場合とは異なる。要するに、比較例１に係る光源装置１０ａは、従来の光源装置に近い構成を有するともいえる。
【００９４】
第１固体光源群２０ａは、１個の第１固体光源アレイ２２ａからなる。
第１固体光源アレイ２２ａは、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、基板２４ａ及び２５個の第１固体光源２６（１つにのみ符号を図示）を有する。第１固体光源アレイ２２ａにおいては、２５個の第１固体光源２６が５行５列のマトリクス状に配置されている。
基板２４ａについては、形状以外は実施形態１における基板２４と同様の構成を有するため、説明を省略する。
【００９５】
第１コリメーターレンズ群３０ａは、１個の第１コリメーターレンズアレイからなる。
当該コリメーターレンズアレイは、図６（ａ）に示すように、２５個の第１固体光源２６のそれぞれに対応して設けられ、２５個の第１固体光源２６で生成された光をそれぞれ略平行化する２５個の第１コリメーターレンズ３４（１つにのみ符号を図示）を有する。２５個の第１コリメーターレンズ３４は、２５個の第１固体光源２６に対応するように５行５列のマトリクス状に配置されている。
【００９６】
集光光学系８０ａは、基本的に実施形態１における集光光学系８０と同様の構成を有するが、実施形態１における集光光学系８０の場合よりもｘ軸に沿う方向及びｙ軸に沿う方向の両方において広い間隔で光が入射するため、実施形態１における集光光学系８０よりも大型の集光光学系となっている。
【００９７】
「ホモジナイザー光学系があったとした場合においてホモジナイザーに入射する光」は、図６（ｃ）に示すように、光軸の間隔が広く、また、光同士の隙間も広くなっている。なお、「ホモジナイザー光学系があったとした場合においてホモジナイザーに入射する光」の形状は、集光光学系８０ａに入射する光の形状と相似形である。
また、上記のことに起因して、蛍光層１２４の微小領域内に入射する光の面内光強度分布は、十分に均一化されていない（図６（ｄ）参照。）。
【００９８】
上記のように、比較例１に係る光源装置１０ａにおいては、第２固体光源群、第２コリメーターレンズ群、第１反射部及び第２反射部を備えないため、後段の光学要素に入射する光における光軸の間隔を狭くすることができず、その結果、複数の固体光源からの光を扱うために後段の光学要素（集光光学系８０ａ）が大型化し、光源装置の小型化及び軽量化を図ることが困難となる。
【００９９】
また、比較例１に係る光源装置１０ａにおいては、光軸の間隔を狭くすることができず、光同士の隙間が広いため、光全体としての密度を均一に近づけることが困難となる。
【０１００】
［比較例２］
図７は、比較例２に係る光源装置１０ｂ（符号を図示せず。）を説明するために示す図である。図７（ａ）は第１固体光源群２０ａから集光光学系８０ｂまでの上面図であり、図７（ｂ）はホモジナイザー９４に入射する光の強度分布であり、図７（ｃ）は蛍光層１２４に入射する光の強度分布を示す図である。
【０１０１】
比較例２に係る光源装置１０ｂは、基本的には実施形態１に係る光源装置１０と同様の構成を有するが、第２固体光源群、第２コリメーターレンズ群及び第１反射部を備えない点で実施形態１に係る光源装置１０の場合とは異なる。また、それに伴って第１固体光源群、第１コリメーターレンズ群、第２反射部及び集光光学系の構成も実施形態１に係る光源装置１０の場合とは異なる。要するに、比較例２に係る光源装置１０ｂは、従来の光源装置に第２反射部及びホモジナイザー光学系を加えた構成を有するともいえる。
【０１０２】
第１固体光源群２０ａ及び第１コリメーターレンズ群３０ａは、比較例１における第１固体光源群２０ａ及び第１コリメーターレンズ群３０ａと同様の構成を有するため、説明を省略する。
【０１０３】
第２反射部７０ｂは、第１コリメーターレンズ３０ａからの光を、ｚ軸に沿う方向に並ぶ第１固体光源２６から射出された光同士における光軸の間隔が狭くなるように反射する。第２反射部７０ｂは、５個の第２反射ミラー７２ｂを備える。
第２反射ミラー７２ｂは、実施形態１における第２反射ミラー７２と基本的に同様の構成を有するが、実施形態１における第２反射ミラー７２よりもｙ軸方向に沿う長さがやや長くなっている。
【０１０４】
集光光学系８０ｂは、基本的には実施形態１における集光光学系８０と同様の構成を有するが、実施形態１における集光光学系８０の場合よりも、ｙ軸に沿う方向においては広い間隔で光が入射するため、比較例１における集光光学系８０ａほどではないにせよ、実施形態１における集光光学系８０よりも大型の集光光学系となっている。
【０１０５】
ホモジナイザー９４に入射する光においては、図７（ｂ）に示すように、ｘ軸方向に沿っては光軸の間隔が狭く、光同士の隙間も狭くなっているなっているものの、ｙ軸方向に沿っては光軸の間隔が広く、光同士の隙間も広くなっている。なお、ホモジナイザー９４に入射する光の形状は、集光光学系８０ｂに入射する光の形状と相似形である。
また、上記のことに起因して、蛍光層１２４の微小領域内に入射する光の面内光強度分布は、ｙ軸方向に沿っては十分に均一化されていない（図７（ｃ）参照。）。
【０１０６】
上記のように、比較例２に係る光源装置１０ｂにおいては、第２固体光源群、第２コリメーターレンズ群及び第１反射部を備えないため、ｙ軸方向に沿っては後段の光学要素に入射する光における光軸の間隔を狭くすることができず、その結果、複数の固体光源からの光を扱うために後段の光学要素（集光光学系８０ｂ）が大型化し、光源装置の小型化及び軽量化を図ることが困難となる。
【０１０７】
また、比較例２に係る光源装置１０ｂにおいては、ｙ軸方向に沿っては光軸の間隔を狭くすることができず、光同士の隙間が広いため、光全体としての密度を均一に近づけることが困難となる。
【０１０８】
［実施形態２］
図８は、実施形態２に係る光源装置１２（符号を図示せず。）を説明するために示す図である。図８（ａ）は第１固体光源群２１を第１コリメーターレンズ群３０の側から見た図であり、図８（ｂ）はホモジナイザー１９４（図示せず。）に入射する光の強度分布であり、図８（ｃ）は蛍光層１２４に入射する光の強度分布を示す図である。
【０１０９】
実施形態２に係る光源装置１２は、基本的には実施形態１に係る光源装置１０と同様の構成を有するが、第１固体光源群の構成が実施形態１に係る光源装置１０の場合とは異なる。また、それに伴ってホモジナイザーの構成も実施形態１に係る光源装置１０の場合とは異なる。
【０１１０】
実施形態２に係る光源装置１２の第１固体光源群２１は、図８（ａ）に示すように、第１固体光源として、発光領域の長辺がｘ軸方向に沿うように配置されている第１固体光源２８を有する。第１固体光源２８の拡がり角は、ｚ軸方向に沿って大きくなる（横長の光となる。図８（ｂ）参照。）。このため、第１固体光源２８の発光領域及び第２固体光源５６の発光領域は、それぞれ長辺と短辺との向きが互いに逆になる関係を有する（図８（ｂ）参照。）ことになる。上記により、光源装置１２においては、第１固体光源２８は、当該第１固体光源２８の発光領域における短辺が所定の第１方向（ｚ軸方向）に沿う方向となるように配置され（図８（ａ）参照。）、第２固体光源５６は、当該第２固体光源５６の発光領域における長辺が所定の第２方向（ｚ軸方向）に沿う方向となるように配置されている（図３（ｂ）参照。）ことになる。
【０１１１】
実施形態２におけるホモジナイザー１９４（図示せず。）は、基本的には実施形態１におけるホモジナイザー９４と同様の構成を有するが、第１小レンズ１９７（図示せず。）及び第２小レンズ１９９（図示せず。）の配置が実施形態１におけるホモジナイザー９４とは異なる。ホモジナイザー１９４においては、重畳後の面内光強度分布のより一層の均一化を目的として、第１小レンズ１９７及び第２小レンズ１９９は、図８（ｂ）において白枠で示すように配置されている。
【０１１２】
ホモジナイザー１９４に入射する光においては、図８（ｂ）に示すように、従来の光源装置よりも光軸の間隔を狭くすることにより、光同士の隙間も狭くなっている。
また、蛍光層１２４の微小領域内には、図８（ｃ）に示すように、ホモジナイザー光学系９０により面内光強度分布が均一化された光が入射する。
【０１１３】
上記のように、実施形態２に係る光源装置１２は、第１固体光源群の構成が実施形態１に係る光源装置１０の場合とは異なるが、第１固体光源群２１、第１コリメーターレンズ群３０、第１反射部４０、第２固体光源群５０、第２コリメーターレンズ群６０及び第２反射部７０を備えるため、実施形態１に係る光源装置１０の場合と同様に、高輝度の光を射出することが可能で、かつ、従来の光源装置の場合よりも光源装置の小型化及び軽量化を図ることが可能な光源装置となる。
【０１１４】
また、実施形態２に係る光源装置１２によれば、半導体レーザーは、長方形形状の発光領域を有し、かつ、発光領域の短辺方向に沿った拡がり角が発光領域の長辺方向に沿った拡がり角より大きくなるように構成され、第１固体光源２８の発光領域及び第２固体光源５６の発光領域は、それぞれ長辺と短辺との向きが互いに逆になる関係を有するため、後段の光学要素（集光光学系８０）に入射する光における光軸の間隔を一層狭くすることが可能となり、その結果、後段の光学要素の大型化を一層抑制し、従来の光源装置よりも光源装置の一層の小型化及び一層の軽量化を図ることが可能となる。
【０１１５】
また、実施形態２に係る光源装置１２によれば、第１固体光源２８は、当該第１固体光源２８の発光領域における短辺が、所定の第１方向に沿う方向となるように配置され、第２固体光源５６は、当該第２固体光源５６の発光領域における長辺が、所定の第２方向に沿う方向となるように配置されているため、第２固体光源群５０からの光と第１固体光源群２１からの光とを一層接近させることが可能となり、後段の光学要素に入射する光における光軸の間隔をより一層狭くすることが可能となり、その結果、後段の光学要素の大型化をより一層抑制し、従来の光源装置よりも光源装置のより一層の小型化及びより一層の軽量化を図ることが可能となる。
【０１１６】
なお、実施形態２に係る光源装置１２は、第１固体光源群の構成以外は実施形態１に係る光源装置１０と同様の構成を有するため、実施形態１に係る光源装置１０が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【０１１７】
［実施形態３］
図９は、実施形態３に係る光源装置１４を説明するために示す図である。図９（ａ）は光源装置１４の平面図であり、図９（ｂ）は第１固体光源群２１から集光光学系８０までの斜視図であり、図９（ｃ）は蛍光層１２４に入射する光の強度分布を示す図である。
【０１１８】
実施形態３に係る光源装置１４は、基本的には実施形態２に係る光源装置１２と同様の構成を有するが、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、ホモジナイザー光学系を備えない点で実施形態２に係る光源装置１２の場合とは異なる。また、それに伴って、蛍光層１２４が所定の集光位置の近傍であって、集光光学系８０からの光がデフォーカス状態で入射する位置に配置されている点も実施形態２に係る光源装置１２の場合とは異なる。
【０１１９】
蛍光層１２４の微小領域内には、図９（ｃ）に示すように、デフォーカス状態の光が入射する。
【０１２０】
上記のように、実施形態３に係る光源装置１４は、ホモジナイザー光学系を備えない点が実施形態２に係る光源装置１２の場合とは異なるが、第１固体光源群２１、第１コリメーターレンズ群３０、第１反射部４０、第２固体光源群５０、第２コリメーターレンズ群６０及び第２反射部７０を備えるため、実施形態２に係る光源装置１２の場合と同様に、高輝度の光を射出することが可能で、かつ、従来の光源装置の場合よりも光源装置の小型化及び軽量化を図ることが可能な光源装置となる。
【０１２１】
また、実施形態３に係る光源装置１４は、蛍光層１２４は、所定の集光位置の近傍であって、集光光学系８０からの光がデフォーカス状態で入射する位置に配置されているため、蛍光層１２４に過大な熱的負荷を与えることなく蛍光を得ることができ、蛍光層の劣化や焼損を抑制して寿命を長くすることが可能な光源装置となる。
【０１２２】
なお、実施形態３に係る光源装置１４は、ホモジナイザー光学系を備えない点以外は実施形態２に係る光源装置１２と同様の構成を有するため、実施形態２に係る光源装置１２が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。
【０１２３】
［実施形態４］
図１０は、実施形態４に係るプロジェクター１００６の光学系を示す平面図である。
【０１２４】
実施形態４に係る光源装置１６は、基本的には実施形態１に係る光源装置１０と同様の構成を有するが、ダイクロイックプリズム及び青色光生成部をさらに備える点で実施形態１に係る光源装置１０の場合とは異なる。また、それに伴って、ホモジナイザー光学系及び蛍光生成部の構成が実施形態１に係る光源装置１０とは異なり、さらに、第２後段コリメーター光学系を備えない点でも実施形態１に係る光源装置１０とは異なる。
【０１２５】
ダイクロイックプリズム７１０は、図１０に示すように、ホモジナイザー９４の後段であって、ホモジナイザー７６４の後段である位置に配置されている。ダイクロイックプリズム７１０は、ホモジナイザー９４からの青色光を蛍光生成部１２１の方へ反射し、青色光生成部７２０からの青色光をレンズインテグレーター光学系１４０の方へ反射し、かつ、蛍光生成部１２１で生成された蛍光（赤色光及び緑色光）を通過させる。ダイクロイックプリズム７１０は、２つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、青色光を反射し、赤色光及び緑色光を通過させる誘電体多層膜が形成されている。
なお、ダイクロイックプリズムの代わりにダイクロイックミラーを用いてもよい。
【０１２６】
青色光生成部７２０は、第３固体光源アレイ７３０と、第３コリメーターレンズアレイ７４０と、集光光学系７５０と、後段コリメーター光学系７６２と、ホモジナイザー７６４とを備え、青色光を射出する。
【０１２７】
第３固体光源アレイ７３０は、基板７３４及び第３固体光源７３６を備える。第３固体光源アレイ７３０は、比較例１における第１固体光源アレイ２２ａと同様の構成を有する（基盤７３４は基板２４ａと、第３固体光源７３６は第１固体光源２６と同様の構成を有する。図６（ｂ）参照。）ため、詳細な説明を省略する。
第３コリメーターレンズアレイ７４０は、比較例１における第１コリメーターレンズアレイと、集光光学系７５０は比較例１における集光光学系８０ａと、それぞれ同様の構成を有するため、説明を省略する。
後段コリメーター光学系７６２は後段コリメーター光学系９２と、ホモジナイザー７６４はホモジナイザー９４と、それぞれ同様の構成を有するため、説明を省略する。
【０１２８】
ホモジナイザー光学系９１は、実施形態１におけるホモジナイザー光学系９０と基本的に同様の構成を有するが、後段集光光学系１１１がダイクロイックプリズム７１０の後段に配置されている点で実施形態１におけるホモジナイザー光学系９０とは異なる。
後段集光光学系１１１は、ホモジナイザー９４からの光を集光する機能に加え、蛍光生成部１２１からの蛍光を略平行化する機能を有する。
【０１２９】
蛍光生成部１２１は、反射部材１２６及び蛍光層１２８を有する。
反射部材１２６は、蛍光層１２８を担持し、蛍光層１２８を通過した光（励起光や蛍光）を後段集光光学系１１１の方へ反射する。
蛍光層１２８は、基本的には実施形態１における蛍光層１２４と同様の構成を有するが、入射する青色光の全部を蛍光（赤色光及び緑色光）に変換する。
【０１３０】
上記のように、実施形態４に係る光源装置１６は、ダイクロイックプリズム及び青色光生成部をさらに備える点で実施形態１に係る光源装置１０の場合とは異なるが、第１固体光源群２０、第１コリメーターレンズ群３０、第１反射部４０、第２固体光源群５０、第２コリメーターレンズ群６０及び第２反射部７０を備えるため、実施形態１に係る光源装置１０の場合と同様に、高輝度の光を射出することが可能で、かつ、従来の光源装置の場合よりも光源装置の小型化及び軽量化を図ることが可能な光源装置となる。
【０１３１】
なお、実施形態４に係る光源装置１６は、ダイクロイックプリズム及び青色光生成部をさらに備える点以外は、実施形態１に係る光源装置１０と同様の構成を有するため、実施形態１に係る光源装置１０が有する効果をそのまま有する。
【０１３２】
以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の様態において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
【０１３３】
（１）上記各実施形態に示した第１コリメーター光学系、第２コリメーター光学系、集光光学系、後段コリメーター光学系、後段集光光学系及び第２後段コリメーター光学系の各光学系を構成するレンズの形状及び枚数は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。各光学系を構成するレンズの形状及び枚数は、各光学系が各々の機能を果たせるものであればよい。
【０１３４】
（２）上記実施形態２及び３においては、実施形態１における集光光学系８０と同様の集光光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。上記実施形態２及び３においては、集光光学系に入射する光における光軸の間隔が実施形態１におけるそれよりも狭いため、より小型の集光光学系を用いてもよい。
【０１３５】
（３）上記実施形態４においては、第３固体光源アレイ７３０、第３コリメーターレンズアレイ７４０及び集光光学系７５０を備える青色光生成部７２０を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。上記した第３固体光源アレイ７３０及び第３コリメーターレンズ７４０の代わりに本発明の第１固体光源群、第２固体光源群、第１コリメーターレンズ群、第２コリメーターレンズ群、第１反射部及び第２反射部を備え、また、集光光学系７５０の代わりにより小型の集光光学系（例えば、各実施形態における集光光学系８０）を備える青色光生成部を用いてもよい。
【０１３６】
（４）上記各実施形態においては、第１固体光源及び第２固体光源並びに蛍光層として、青色光を生成する第１固体光源及び第２固体光源５６と、青色光から赤色光及び緑色光を含む蛍光を生成する蛍光層とを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１固体光源及び第２固体光源並びに蛍光層として、紫色光又は紫外光を生成する第１固体光源及び第２固体光源と、紫色光又は紫外光から赤色光、緑色光及び青色光を含む色光を生成する蛍光層とを用いてもよい。
【０１３７】
（５）上記各実施形態においては、「白色光として用いることができる光」を射出する光源装置を例にとって本発明の光源装置を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。「白色光として用いることができる光」以外の光（例えば、赤色光及び緑色光からなる光や、特定の色光成分を多く含む光）を射出する光源装置に本発明を適用することもできる。
【０１３８】
（６）上記各実施形態においては、発光強度のピークが約４６０ｎｍであり、比視感度が高く色再現性の良い青色光を生成する第１固体光源及び第２固体光源を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、発光強度のピークが４４０ｎｍ〜４５０ｎｍ（特に４４５ｎｍ近傍）であり、可視光変換効率が高い青色光を生成する第１固体光源及び第２固体光源を用いてもよい。
特に実施形態４に係る光源装置においては、蛍光層１２８の励起用の固体光源（第１固体光源２６及び第２固体光源５６）と色光用の固体光源（第３固体光源７３６）とを別に備えるため、以下のような構成をとることができる。すなわち、励起用の固体光源として、発光強度のピークが４４５ｎｍ近傍であり、可視光変換効率の高い青色光を生成する固体光源を用い、また、色光用の固体光源として、発光強度のピークが４６０ｎｍ近傍であり、比視感度が高く色再現性の良い青色光を生成する固体光源を用いる構成である。
【０１３９】
（７）上記各実施形態においては、各固体光源（第１固体光源、第２固体光源及び第３固体光源）として半導体レーザーからなる固体光源を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、固体光源として発光ダイオードからなる固体光源を用いてもよい。
【０１４０】
（８）上記各実施形態においては、透過型のプロジェクターを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、反射型のプロジェクターを用いてもよい。ここで、「透過型」とは、透過型の液晶光変調装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を透過するタイプであることを意味しており、「反射型」とは、反射型の液晶光変調装置等のように光変調手段としての光変調装置が光を反射するタイプであることを意味している。反射型のプロジェクターにこの発明を適用した場合にも、透過型のプロジェクターと同様の効果を得ることができる。
【０１４１】
（９）上記各実施形態においては、プロジェクターの光変調装置として液晶光変調装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。光変調装置としては、一般に、画像情報に応じて入射光を変調するものであればよく、マイクロミラー型光変調装置等を用いてもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。
【０１４２】
（１０）上記各実施形態においては、３つの液晶光変調装置を用いたプロジェクターを例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクターにも適用可能である。
【０１４３】
（１１）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクターに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクターに適用する場合にも可能である。
【０１４４】
（１２）上記各実施形態においては、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の光源装置を他の光学機器（例えば、光ディスク装置、自動車のヘッドランプ、照明機器等。）に適用することもできる。
【符号の説明】
【０１４５】
１０，１４，１６…光源装置、２０，２１…第１固体光源群、２２，２２ａ…第１固体光源アレイ、２４，２４ａ，５４，７３４…基板、２６…第１固体光源、３０，３０ａ…第１コリメーターレンズ群、３４…第１コリメーターレンズ、４０…第１反射部、４２…第１反射ミラー、５０…第２固体光源群、５２…第２固体光源アレイ、５６…第２固体光源、６０…第２コリメーターレンズ群、６２…第２コリメーターレンズアレイ、６４…第２コリメーターレンズ、７０，７０ｂ…第２反射部、７２，７２ｂ…第２反射ミラー、８０，８０ａ，８０ｂ，７５０…集光光学系、９０，９１…ホモジナイザー光学系、９２，７６２…後段コリメーター光学系、９４，７６４…ホモジナイザー、９６，７６６…（ホモジナイザーの）第１レンズアレイ、９７，７６７…（ホモジナイザーの）第１小レンズ、９８，７６８…（ホモジナイザーの）第２レンズアレイ、９９，７６９…（ホモジナイザーの）第２小レンズ、１００，１０６…照明装置、１００ａｘ，１０６ａｘ…照明光軸、１１０，１１１…後段集光光学系、１１２，１１６…（後段集光光学系の）第１レンズ、１１４，１１８…（後段集光光学系の）第２レンズ、１２０，１２１…蛍光生成部、１２２…透明部材、１２４，１２８…蛍光層、１２６…反射部材、１３０…第２後段コリメーター光学系、１３２…（第２後段コリメーター光学系の）第１レンズ、１３４…（第２後段コリメーター光学系の）第２レンズ、１４０…レンズインテグレーター光学系、１５０…第１レンズアレイ、１５２…第１小レンズ、１６０…第２レンズアレイ、１６２…第２小レンズ、１７０…偏光変換素子、１８０…重畳レンズ、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０，２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００…投写光学系、７１０…ダイクロイックプリズム、７２０…青色光生成部、７３０…第３固体光源アレイ、７３６…第３固体光源、７４０…第３コリメーターレンズアレイ、７４４…第３コリメーターレンズ、１０００，１００６…プロジェクター、ＳＣＲ…スクリーン
【図１】
0005659741.tif 000002
【図２】
0005659741.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図１０】
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【図５】
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【図６】
0005659741.tif 000008
【図７】
0005659741.tif 000009
【図８】
0005659741.tif 000010
【図９】
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