(57)【要約】【課題】高効率に可視光を射出する光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１００は、可視光線Ｖ及び紫外光Ｕを含む放電光Ｌを射出する超高圧水銀ランプ１０と、放電光Ｌを可視光線Ｖと紫外光Ｕとに分離する第１ダイクロイックミラー３０と、第１ダイクロイックミラー３０で分離された紫外光Uによって励起され、可視光線Ｖｄを発する蛍光体５０と、を含み、蛍光体５０を回転させる電動モーター６６を備える。【選択図】図１
2012203073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１可視光と紫外光とを含む光を射出する光源と、
前記光を前記第１可視光と前記紫外光とに分離する光分離部と、
前記紫外光を蛍光体に照射して第２可視光に変換する蛍光部と、を有し、
前記蛍光部は前記蛍光体を回転させる回転部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、
前記回転部は電動モーターを有し、
前記蛍光体の回転を前記電動モーターにより駆動させることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光源装置において、
前記回転部は圧縮空気を噴出するノズルと前記圧縮空気により回転する羽根車とを備え、
前記蛍光体の回転を前記圧縮空気により駆動させることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の光源装置において、
前記蛍光体の回転軸を偏芯軸とすることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項２または４に記載の光源装置において、
前記蛍光体は円盤状のベンチ構造であることを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の光源装置において、
前記光分離部は、前記第１可視光を透過させ、紫外光を反射させるダイクロイックミラーであ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１項に記載の光源装置において、
前記光源から射出された前記光を、前記光分離部に導く光学系をさらに有し、
前記光学系は、
前記光を反射させる回転楕円鏡と、
前記回転楕円鏡と対向し、前記回転楕円鏡の第１焦点と第２焦点との間に配置された平面鏡と、
前記平面鏡で反射された前記光が収束する位置を焦点とする第１回転放物面鏡とを有し、
前記第１焦点は、前記回転楕円鏡と前記平面鏡の間に位置し、
前記第１焦点の位置は前記光源が発光する場所に配置されていることを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光源装置において、
前記光分離部で分離された前記紫外光を、前記蛍光体に導く第２回転放物面鏡をさらに有し、
前記第２回転放物面鏡の軸は、前記光分離部で分離された前記紫外光の進行方向に沿っており、
前記蛍光体は、前記第２回転放物面鏡の焦点とな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１〜８のいずれか１項に記載の光源装置において、
前記蛍光体が発する第２可視光を、前記光分離部で分離された前記第１可視光と同じ方向に向けて反射させる反射鏡をさらに有す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１項に記載の光源装置において、
前記蛍光体は、前記紫外光によって励起されて緑色光または赤色光を発することを特徴とする光源装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された前記第１可視光及び前記第２可視光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、を有す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】
超高圧水銀ランプは、１０６Ｐａ以上の水銀蒸気中のアーク放電により発生する光（放電光）を利用した光源である。超高圧水銀ランプは、高輝度であり、かつ点光源化が可能であるため、プロジェクターや光学測定機器等の光源として理想的である。
【０００３】
例えば、特許文献１には、超高圧水銀ランプを用いた光源装置をプロジェクターの光源として用いた例が開示されている。このような光源装置では、例えば、低消費電力化や、廃熱、騒音の少ないプロジェクターを実現するために、高い効率を有していることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−３４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明のいくつかの態様にかかる目的の１つは、発光効率の高い光源装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様にかかる目的の１つは、上述の光源装置を備えたプロジェクターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述の高効率化を具現化するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］
本適用例にかかる光源装置は、第１可視光と紫外光とを含む光を射出する光源と、前記光を前記第１可視光と前記紫外光とに分離する光分離部と、前記紫外光を蛍光体に照射して第２可視光に変換する蛍光部と、を有し、前記蛍光部は前記蛍光体を回転させる回転部を備えることを特徴とする。
【０００８】
光源が射出する光には、第１可視光以外に紫外光も含まれている。光分離部は光を第１可視光と紫外光とに分離する。そして、蛍光部は紫外光を蛍光体に照射して第２可視光に変換する。回転部は蛍光体を回転させている。光源が射出する紫外光は、プロジェクター等の可視光線を利用する装置では利用されず、廃熱として処理される。この利用されていない紫外光を、第２可視光に変換して利用することができるため、効率化を図ることができる。
【０００９】
紫外光等により励起され第２可視光を発する蛍光体は照射される紫外光の強度や使用される環境の温度等により性能が劣化する。蛍光体を回転させることで蛍光体に紫外光があたる場所を分散することができる。従って、蛍光体の劣化を低減することができる為、効率良く紫外光を第２可視光に変換することができる。その結果、第１可視光と第２可視光とを用いることにより、発光効率を高くすることができる。
【００１０】
［適用例２］
上記適用例に記載の光源装置は、前記回転部は電動モーターを有し、前記蛍光体の回転を前記電動モーターにより駆動させることが好ましい。
【００１１】
本適用例によれば、蛍光体の回転に電動モーターを用いることで蛍光体を回転させることができる。そして、始動、停止を容易に制御することができる。
【００１２】
［適用例３］
上記適用例に記載の光源装置は、前記回転部は圧縮空気を噴出するノズルと前記圧縮空気により回転する羽根車とを備え、前記蛍光体の回転を前記圧縮空気により駆動させることが好ましい。
【００１３】
本適用例によれば、圧縮空気をノズルから噴出させ羽根車を回転させる。そして、羽根車が回転する力をもちいて蛍光体を回転させることができる。圧縮空気を用いることで蛍光体の回転力を与えると共に蛍光体を冷却することが可能になり冷却に必要な構造を簡素化することができる。
【００１４】
［適用例４］
上記適用例に記載の光源装置は、前記蛍光体の回転軸を偏芯軸とすることが好ましい。
【００１５】
本適用例によれば、蛍光体の回転軸に偏芯軸を用いることで蛍光体に紫外光が照射される範囲を線状から帯状に広げることが可能になる。従って、蛍光体が劣化し難くすることができる。
【００１６】
［適用例５］
上記適用例に記載の光源装置では、前記蛍光体は円盤状のベンチ構造であることが好ましい。
【００１７】
本適用例によれば、蛍光体を円盤状のベンチ構造にすることで熱を放散する為の表面積を拡大し冷却能力を向上させることが可能になる。その結果、蛍光体の劣化を軽減することができる。
【００１８】
［適用例６］
上記適用例に記載の光源装置では、前記光分離部は、前記第１可視光を透過させ、紫外光を反射させるダイクロイックミラーであることが好ましい。
【００１９】
本適用例によれば、前記光分離部はダイクロイックミラーを有している。従って、光分離部に平行光を照射するとき、確実に第１可視光と紫外光とを分離することができる。
【００２０】
［適用例７］
上記適用例に記載の光源装置では、前記光源から射出された前記光を、前記光分離部に導く光学系をさらに有し、前記光学系は、前記光を反射させる回転楕円鏡と、前記回転楕円鏡と対向し、前記回転楕円鏡の第１焦点と第２焦点との間に配置された平面鏡と、前記平面鏡で反射された前記光が収束する位置を焦点とする第１回転放物面鏡とを有し、前記第１焦点は、前記回転楕円鏡と前記平面鏡の間に位置し、前記第１焦点の位置は前記光源が発光する場所に配置されていることが好ましい。
【００２１】
本適用例によれば、光学系が光源から射出された光を、光分離部に導いている。光学系は回転楕円鏡と平面鏡と第１回転放物面鏡とを有している。平面鏡は回転楕円鏡と対向し回転楕円鏡の第１焦点と第２焦点との間に配置されている。光源が射出する光は回転楕円鏡にて反射し平面鏡を照射する。そして、平面鏡を反射した光が収束する位置が第１回転放物面鏡の焦点となっている。これにより、平面鏡を反射した光が第１回転放物面鏡を照射し、第１回転放物面鏡にて反射する光は平行光線となる。従って、光学系によって、放電光を平行化して光分離部に入射させることができる。これにより、光源から射出された光を、効率よく光分離部に導くことができる。
【００２２】
［適用例８］
上記適用例に記載の光源装置では、前記光分離部で分離された前記紫外光を、前記蛍光体に導く第２回転放物面鏡をさらに有し、前記第２回転放物面鏡の軸は、前記光分離部で分離された前記紫外光の進行方向に沿っており、前記蛍光体は、前記第２回転放物面鏡の焦点となる位置に配置されていることが好ましい。
【００２３】
本適用例によれば、光分離部で分離された紫外光は第２回転放物面鏡を照射する。そして、第２回転放物面鏡の光軸は、前記光分離部で分離された紫外光の進行方向に沿っており、第２回転放物面鏡の焦点に蛍光体が位置している。従って、光源装置は光分離部で分離された紫外光を蛍光体に効率よく照射させることができる。
【００２４】
［適用例９］
上記適用例に記載の光源装置では、前記蛍光体が発する第２可視光を、前記光分離部で分離された前記第１可視光と同じ方向に向けて反射させる反射鏡をさらに有することが好ましい。
【００２５】
本適用例によれば、反射鏡によって、蛍光体が発する第２可視光を、光分離部によって分離された第１可視光と同じ方向に進行させることができる。これにより、第１可視光及び第２可視光を共に後段の光学系に照射し易くすることができる。
【００２６】
［適用例１０］
上記適用例に記載の光源装置では、前記蛍光体は、前記紫外光によって励起されて緑色光または赤色光を発することが好ましい。
【００２７】
本適用例によれば、蛍光体によって緑色光または赤色光が射出される。従って、光源装置から射出される光に、緑色成分または赤色成分を補うことができる。その結果、色成分のバランスがとれた光を射出することができる。
【００２８】
［適用例１１］
本適用例にかかるプロジェクターは、上記に記載の光源装置と、前記光源装置から射出された前記第１可視光及び前記第２可視光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置によって形成された画像を投射する投射装置と、を有することを特徴とする。
【００２９】
本適用例に記載のプロジェクターは、上記に記載の光源装置を有するため、光源装置は効率良く光を射出する。従って、効率良く画像を投射する投射装置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態にかかる光源装置の構造を示す模式断面図。
【図２】光源装置の構造を示す模式斜視断面図。
【図３】第２実施形態にかかるプロジェクターの構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の総てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。尚、以下の各図においては、各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００３２】
１．  （第１実施形態）
１．１．  （光源装置の構成）
まず、本実施形態にかかる光源装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態にかかる光源装置の構造を示す模式断面図である。図２は光源装置の構造を示す模式斜視断面図である。
【００３３】
図１及び図２に示すように、光源装置１００は光源としての超高圧水銀ランプ１０と、光分離部としての第１ダイクロイックミラー３０と、蛍光部としての蛍光体５０と、を含む。光源装置１００は、さらに、回転楕円鏡２２、平面鏡２４、及び第１回転放物面鏡２６を含んで構成された光学系２０と、第２回転放物面鏡４０と、反射鏡としての第２ダイクロイックミラー６０と、を含む。
【００３４】
超高圧水銀ランプ１０は、図１に示すように、発光管１２と、放電空間１４と、第１電極１６と、第２電極１８と、を有している。
【００３５】
発光管１２の形状は、発光管１２の第１端部２から第２端部４まで、Ｘ方向に沿って延びる棒形状である。発光管１２の材質は特に限定されないが、例えば、石英ガラス等の透光性材料である。発光管１２の中央部は球状に膨らんでおり、その内には放電空間１４が形成されている。放電空間１４内には、例えば、水銀とアルゴンガス等の希ガスとが封入されている。
【００３６】
第１電極１６は第１端部２側に配置され、第２電極１８は第２端部４側に配置されている。第１電極１６及び第２電極１８の形状はＸ方向に延びる棒状となっている。また、放電空間１４内には第１電極１６及び第２電極１８が発光管１２から突き出している。放電空間１４内では、放電端である第１電極１６の先端部１６ａと第２電極１８の先端部１８ａとが所定の距離だけ離れて向かい合っている。尚、第１電極１６及び第２電極１８の材質は特に限定されないが、例えば、タングステン等の金属を用いることができる。
【００３７】
第１電極１６及び第２電極１８は図示しないランプ駆動装置に接続されている。ランプ駆動装置は第１電極１６及び第２電極１８に駆動電流を供給する。その結果、第１電極１６と第２電極１８との間でアーク放電が起きる。アーク放電により発生した光としての放電光Ｌは、第１電極１６と第２電極１８との間の放電位置から全方向に向かって放射される。この超高圧水銀ランプ１０の放電位置は、回転楕円鏡２２の第１焦点Ｆ１に配置されている。
【００３８】
超高圧水銀ランプ１０から射出される放電光Ｌは、可視光線である第１可視光及び紫外光を含む。ここで、可視光線とは、肉眼で感じる電磁波をいい、波長が３８０〜８００ｎｍ程度である。また、紫外光とは、スペクトルが紫色の外側に現れる電磁波をいい、波長が１〜４００ｎｍ程度である。
【００３９】
光学系２０は、超高圧水銀ランプ１０から射出された放電光Ｌを、第１ダイクロイックミラー３０に導く。光学系２０は、回転楕円鏡２２と、平面鏡２４と、第１回転放物面鏡２６と、を有している。
【００４０】
回転楕円鏡２２は、超高圧水銀ランプ１０から射出された放電光Ｌを反射させる。回転楕円鏡２２は、内面（反射面）が回転楕円面となっている凹面鏡である。回転楕円鏡２２は、超高圧水銀ランプ１０の第１端部２に固定されている。回転楕円鏡２２は、２つの焦点（第１焦点Ｆ１及び第２焦点Ｆ２）を有している。第１焦点Ｆ１は、回転楕円鏡２２と平面鏡２４との間に位置している。第２焦点Ｆ２は、図示の例では、回転楕円鏡２２の外側に位置している。ここで、回転楕円鏡２２は、一方の焦点から射出された光が、当該回転楕円鏡で反射されて他方の焦点を通るという性質を有している。そのため、超高圧水銀ランプ１０から射出された放電光Ｌは、第２焦点Ｆ２に向かって進行する。この第２焦点Ｆ２に向かって進行する放電光Ｌは、平面鏡２４で反射される。
【００４１】
平面鏡２４は、回転楕円鏡２２と対向し、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２の間に配置されている。平面鏡２４は、反射面が平面をなす鏡である。当該反射面は回転楕円鏡２２の内面と対向している。平面鏡２４は、例えば、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２を結ぶ直線（図示しない）に対して直交するように配置される。平面鏡２４は、図示の例では、回転楕円鏡２２の開口を塞ぐように設けられている。平面鏡２４は、Ｘ方向に貫通する貫通孔２５を有している。第１回転放物面鏡２６で反射された放電光Ｌは、この貫通孔２５を通過して第１ダイクロイックミラー３０に入射する。
【００４２】
回転楕円鏡２２で反射されて第２焦点Ｆ２に向かって進行する放電光Ｌは、平面鏡２４で反射され、その後、収束する。図示の例では、回転楕円鏡２２で反射されて第２焦点Ｆ２（＋Ｘ方向）に向かって進行する放電光Ｌは、平面鏡２４で反射されて、−Ｘ方向に向かって進行し、第２焦点Ｆ２とは異なる位置で収束する。このように、平面鏡２４によって、回転楕円鏡２２で反射された放電光Ｌが収束する位置を変えることができる。
【００４３】
第１回転放物面鏡２６の焦点Ｆ３は、平面鏡２４で反射された放電光Ｌが収束する位置に配置されている。第１回転放物面鏡２６は、内面（反射面）が回転放物面である凹面鏡である。
【００４４】
平面鏡２４で反射された放電光Ｌは、第１回転放物面鏡２６の焦点Ｆ３を通過するため、第１回転放物面鏡２６で平行にされる。図示の例では、平面鏡２４で反射されて収束した放電光Ｌは、第１回転放物面鏡２６で平行化され、＋Ｘ方向に進行する。
【００４５】
第１ダイクロイックミラー３０は、第１回転放物面鏡２６で平行化された放電光Ｌを、第１可視光としての可視光線Ｖと紫外光Ｕとに分離する。具体的には、第１ダイクロイックミラー３０は、可視光線Ｖを透過させ、紫外光Ｕを反射させることにより、放電光Ｌを分離する。第１ダイクロイックミラー３０は、図示の例では、プリズム３２と、プリズム３２のＸ方向に対して４５°傾いた面３４に形成された誘電体の多層膜（図示しない）と、を含んで構成されている。この多層膜に放電光Ｌが入射すると、可視光線Ｖは透過し、紫外光Ｕは反射される。紫外光Ｕは、第１ダイクロイックミラー３０で反射された後、第２ダイクロイックミラー６０を通過して第２回転放物面鏡４０に入射する。
【００４６】
第２回転放物面鏡４０は、第１ダイクロイックミラー３０で分離された紫外光Ｕを、蛍光体５０に導く。第２回転放物面鏡４０は、内面（反射面）が回転放物面である凹面鏡である。第２回転放物面鏡４０の軸（図示しない）は、第１ダイクロイックミラー３０で分離された紫外光Ｕの進行方向（図示の例では、−Ｚ方向）に沿っている。すなわち、第２回転放物面鏡４０に入射する紫外光Ｕは、第２回転放物面鏡４０の軸に平行な光線である。したがって、第２回転放物面鏡４０で反射された紫外光Ｕは、第２回転放物面鏡４０の焦点Ｆ５に収束する。
【００４７】
ここで、第２回転放物面鏡４０の内面が所定の放物線をその対称軸を中心として回転させた曲面で形成されている場合において、当該対称軸のことを第２回転放物面鏡４０の軸という。
【００４８】
蛍光体５０は、円盤状に形成され蛍光体５０の回転軸は第２回転放物面鏡４０の軸と垂直に配置され、かつ円盤上の点が第２回転放物面鏡４０の焦点Ｆ５に配置されている。第２回転放物面鏡４０には蛍光体５０と干渉しないように間隙が設けられている。すなわち、蛍光体５０は、第２回転放物面鏡４０で反射された紫外光Ｕが結像する位置に配置される。
【００４９】
蛍光体５０は、紫外光Ｕによって励起されて第２可視光としての可視光線Ｖｄを発する。蛍光体５０は、例えば、紫外光Ｕによって励起されて緑色光を発する。ここで、緑色光とは、４９５〜５７０ｎｍ程度の波長の電磁波である。このとき、蛍光体５０の材質は、例えば、Ｚｎ2ＳｉＯ4：Ｍｎである。
【００５０】
蛍光体５０は、例えば、紫外光Ｕによって励起されて赤色光を発する。ここで、赤色光とは、６２０〜７５０ｎｍ程度の波長の電磁波である。このとき、蛍光体５０の材質は、例えば、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ3：Ｅｕである。
【００５１】
尚、蛍光体５０が発する光は、可視光線であれば、限定されず、例えば、黄色光であってもよい。また、蛍光体５０は、複数の色光を発してもよい。蛍光体５０は、例えば、樹脂またはガラスに分散されていてもよい。蛍光体５０が発した可視光線Ｖｄは、第２回転放物面鏡４０で平行化され、第２ダイクロイックミラー６０に入射する。
【００５２】
第２ダイクロイックミラー６０は、第２回転放物面鏡４０で平行化された可視光線Ｖｄを、第１ダイクロイックミラー３０で分離された可視光線Ｖと同じ方向に向けて反射させる。また、第２ダイクロイックミラー６０は、第１ダイクロイックミラー３０で反射された紫外光Ｕを透過させる。第２ダイクロイックミラー６０は、図示の例では、＋Ｚ方向に進行する可視光線Ｖｄを反射させて、＋Ｘ方向に進行させ、−Ｚ方向に進行する紫外光Ｕを透過させて、−Ｚ方向に進行させる。第２ダイクロイックミラー６０は、図示の例では、プリズム６２と、プリズム６２のＸ方向に対して４５°傾いた面６４に形成された誘電体の多層膜（図示しない）と、を含んで構成されている。
【００５３】
蛍光体５０の中心には回転部としての電動モーター６６の回転軸６６ａが接続されている。そして、電動モーター６６が回転軸６６ａを回転させることにより、蛍光体５０が回転するようになっている。これにより、紫外光Ｕが照射される蛍光体５０の場所が変わるようになっている。電動モーター６６は図示しない制御装置に接続され、回転と停止との制御が行えるようになっている。さらに、電動モーター６６の回転速度を切り替えるようになっている。
【００５４】
１．２．  （光源装置の動作）
次に、光源装置１００の動作について、図１を用いて説明する。
【００５５】
光源装置１００では、図１に示すように、超高圧水銀ランプ１０は、可視光線及び紫外光を含む放電光Ｌを射出する。
【００５６】
超高圧水銀ランプ１０から射出された放電光Ｌは、回転楕円鏡２２によって反射されて、第２焦点Ｆ２（＋Ｘ方向）に向かって進行する。この第２焦点Ｆ２に向かって進行する放電光Ｌは、平面鏡２４によって反射されて、−Ｘ方向に進行し、収束する。ここで、第１回転放物面鏡２６は、平面鏡２４で反射された放電光Ｌが収束する位置を焦点Ｆ３とする。そのため、平面鏡２４によって反射された放電光Ｌは、第１回転放物面鏡２６によって平行化される。この平行化された放電光Ｌは、＋Ｘ方向に進行し、平面鏡２４の貫通孔２５を通過して、第１ダイクロイックミラー３０に入射する。
【００５７】
第１ダイクロイックミラー３０に入射した放電光Ｌは、第１ダイクロイックミラー３０を透過する可視光線Ｖと、第１ダイクロイックミラー３０で反射される紫外光Ｕとに分離される。分離された紫外光Ｕは、第１ダイクロイックミラー３０で反射されて、−Ｚ方向に進行する。そして、この紫外光Ｕは、第２ダイクロイックミラー６０を通過し、第２回転放物面鏡４０の軸に沿って第２回転放物面鏡４０に入射する。第２回転放物面鏡４０に入射した紫外光Ｕは、反射されて第２回転放物面鏡４０の焦点Ｆ５に収束する。
【００５８】
ここで、第２回転放物面鏡４０の焦点Ｆ５には、蛍光体５０が配置されている。そのため、蛍光体５０は、第２回転放物面鏡４０の焦点Ｆ５に収束する紫外光Ｕによって励起され、可視光線Ｖｄを発する。このとき、蛍光体５０は回転しているので、紫外光Ｕが照射される場所が移動する。これにより、蛍光体５０は劣化し難くなっている。可視光線Ｖｄは第２回転放物面鏡４０に入射し、第２回転放物面鏡４０によって平行にされて＋Ｚ方向に進行する。その後、可視光線Ｖｄは第２ダイクロイックミラー６０に入射する。
【００５９】
第２ダイクロイックミラー６０は、＋Ｚ方向に進行する可視光線Ｖｄを反射させて、＋Ｘ方向に進行させる。これにより、第１ダイクロイックミラー３０によって分離された可視光線Ｖと、蛍光体５０から発せられた可視光線Ｖｄとは、同じ方向（＋Ｘ方向）に進行する。尚、光源装置１００は、可視光線Ｖの光軸と、可視光線Ｖｄの光軸を一致させるための光学系（図示しない）を有していてもよい。
【００６０】
このようにして、光源装置１００から射出された光（可視光線Ｖ及び可視光線Ｖｄ）は、＋Ｘ方向に進行し、例えば、プロジェクターの光学系（図３に示す平行化レンズ１０２）に入射する。
【００６１】
以上述べたように、光源装置１００は以下の効果を得ることができる。
【００６２】
（１）光源装置１００によれば、超高圧水銀ランプ１０から射出される放電光Ｌに含まれる紫外光Ｕを、可視光線Ｖｄに変換することができる。超高圧水銀ランプ１０が射出する放電光Ｌには、可視光線Ｖ以外に紫外光Ｕも含まれている。しかしながら、この紫外光Ｕは、プロジェクター等の可視光線を利用する装置では利用されず、例えば、廃熱として処理される。光源装置１００によれば、この利用されていない紫外光Ｕを、可視光線Ｖｄに変換して利用することができるため、高効率化を図ることができる。そのため、例えば、装置の低消費電力化を図ることができる。さらに、光源装置１００をプロジェクターの光源として用いた場合、紫外光Ｕによる発熱を抑制することができ、廃熱のための冷却機構の簡素化や、騒音の低減を図ることができる。
【００６３】
（２）光源装置１００によれば、光学系２０によって、放電光Ｌを平行化して第１ダイクロイックミラー３０に入射させることができる。これにより、超高圧水銀ランプ１０から射出された放電光Ｌを、効率よく第１ダイクロイックミラー３０に導くことができる。さらに、平行化された放電光Ｌを第１ダイクロイックミラー３０に入射できるため、第１ダイクロイックミラー３０の色分離特性を高めることができる。
【００６４】
（３）光源装置１００によれば、第２回転放物面鏡４０によって、紫外光Ｕを、蛍光体５０に効率よく照射することができる。第２回転放物面鏡４０は、第２回転放物面鏡４０の軸に沿って入射する紫外光Ｕを、蛍光体５０が配置された第２回転放物面鏡４０の焦点Ｆ５に収束させることができる。したがって、第２回転放物面鏡４０によって、紫外光Ｕを、蛍光体５０に効率よく照射することができる。
【００６５】
（４）光源装置１００によれば、第２ダイクロイックミラー６０によって、蛍光体５０が発する可視光線Ｖｄを、第１ダイクロイックミラー３０によって分離された可視光線Ｖと同じ方向に進行させることができる。これにより、例えば、後段の光学系の設計が容易になる。
【００６６】
（５）光源装置１００によれば、蛍光体５０が、紫外光Ｕを、緑色光または赤色光に変換することができる。一般的に、超高圧水銀ランプが射出する放電光は、青白色である。したがって、光源装置１００によれば、蛍光体５０によって、緑色成分または赤色成分を補うことにより、色成分のバランスがとれた光を射出することができる。特に、光源装置１００をプロジェクターの光源として用いた場合、蛍光体５０によって緑色成分を補うことにより、効率よく明るい画像を得ることができる。これは、緑色光の視感度が高いためである。
【００６７】
（６）光源装置１００によれば、蛍光体５０は円盤状であり、電動モーター６６は蛍光体を回転させている。紫外光Ｕにより励起され可視光線Ｖｄを発する蛍光体５０は照射される紫外光Ｕの強度や使用される環境の温度等により性能が劣化する。円盤状の蛍光体５０を回転させることで蛍光体５０に紫外光Ｕがあたる場所を分散することができる。従って、蛍光体５０の劣化を低減することができる為、効率良く紫外光Ｕを可視光線Ｖｄに変換することができる。
【００６８】
（７）光源装置１００によれば、円盤状の蛍光体５０の回転に電動モーター６６を用いることで円盤状の蛍光体５０を回転させることができる。そして、始動、停止を容易に制御することができる。
【００６９】
２．  （第２実施形態）
次に、第２実施形態にかかるプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図３は、第２実施形態にかかるプロジェクターの構成を示す模式図である。尚、図３では、便宜上、第１ダイクロイックミラー３０、第２ダイクロイックミラー６０、第２回転放物面鏡４０、及びプロジェクター１０００を構成する筐体の図示は省略している。
【００７０】
プロジェクター１０００は、スクリーン（図示しない）へ光を投写し、スクリーンで反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクターである。
【００７１】
図３に示すように、プロジェクター１０００は光源装置１００と、平行化レンズ１０２と、照明光学系１１０と、色分離光学系１２０と、３つの光変調装置１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１４０と、投射装置としての投写レンズ１５０とを有している。
【００７２】
プロジェクター１０００は、本発明にかかる光源装置（例えば、光源装置１００）を有する。光源装置１００は、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光を含む光を射出する。光源装置１００からの光は、平行化レンズ１０２を通過して照明光学系１１０に入射する。この平行化レンズ１０２は、光源装置１００からの光を、平行化する。平行化レンズ１０２は、例えば、凹レンズである。光源装置１００から射出される光が平行化されているときには必ずしも必要ではない。
【００７３】
照明光学系１１０は、光源装置１００からの光の照度を光変調装置１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂにおいて均一化する。また、照明光学系１１０は、光源装置１００からの光の偏光方向を一方向に揃える。この理由は、光源装置１００からの光を光変調装置１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂで有効に利用するためである。
【００７４】
照明光学系１１０は、第１インテグレータレンズ１１２と、第２インテグレータレンズ１１４と、偏光変換素子１１６と、重畳レンズ１１８と、を有している。
【００７５】
第１インテグレータレンズ１１２及び第２インテグレータレンズ１１４は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレータレンズ１１２は、平行化レンズ１０２からの光束を複数に分割する。第１インテグレータレンズ１１２の各レンズ素子は、平行化レンズ１０２からの光束を第２インテグレータレンズ１１４のレンズ素子近傍で集光させる。第２インテグレータレンズ１１４のレンズ素子は、第１インテグレータレンズ１１２のレンズ素子の像を光変調装置上に形成する。
【００７６】
２つのインテグレータレンズ１１２，１１４を経た光は、偏光変換素子１１６で特定の振動方向の直線偏光に変換される。重畳レンズ１１８は、第１インテグレータレンズ１１２の各レンズ素子の像を光変調装置上で重畳させる。第１インテグレータレンズ１１２、第２インテグレータレンズ１１４、及び重畳レンズ１１８は、光源装置１００からの光の強度分布を光変調装置上で均一化させる。重畳レンズ１１８からの光は、色分離光学系１２０（ダイクロイックミラー１２１）に入射する。
【００７７】
色分離光学系１２０は、入射光を、赤光（Ｒ光）、緑光（Ｇ光）、青光（Ｂ光）の３つの色光に分離する。色分離光学系１２０は、ダイクロイックミラー１２１，１２４と、反射ミラー１２２，１２６，１２８と、フィールドレンズ１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂと、リレーレンズ１２５，１２７と、を有している。
【００７８】
ダイクロイックミラー１２１は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。ダイクロイックミラー１２１へ入射したＲ光は、ダイクロイックミラー１２１及び反射ミラー１２２における反射により光路が折り曲げられ、Ｒ光用フィールドレンズ１２３Ｒへ入射する。Ｒ光用フィールドレンズ１２３Ｒは、反射ミラー１２２からのＲ光を平行化し、Ｒ光用光変調装置１３０Ｒへ入射させる。
【００７９】
ダイクロイックミラー１２１を透過したＧ光及びＢ光は、ダイクロイックミラー１２４へ入射する。ダイクロイックミラー１２４は、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過させる。ダイクロイックミラー１２４へ入射したＧ光は、ダイクロイックミラー１２４での反射により光路が折り曲げられ、Ｇ光用フィールドレンズ１２３Ｇへ入射する。Ｇ光用フィールドレンズ１２３Ｇは、ダイクロイックミラー１２４からのＧ光を平行化し、Ｇ光用光変調装置１３０Ｇへ入射させる。
【００８０】
ダイクロイックミラー１２４を透過したＢ光は、リレーレンズ１２５を透過した後、反射ミラー１２６での反射により光路が折り曲げられる。反射ミラー１２６からのＢ光は、さらにリレーレンズ１２７を透過した後、反射ミラー１２８での反射により光路が折り曲げられ、Ｂ光用フィールドレンズ１２３Ｂへ入射する。Ｒ光の光路及びＧ光の光路よりもＢ光の光路が長いことから、光変調装置における照明倍率を他の色光と等しくするために、Ｂ光の光路には、リレーレンズ１２５，１２７を用いるリレー光学系が採用されている。
【００８１】
Ｒ光用光変調装置１３０Ｒは、Ｒ光を画像情報に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用光変調装置１３０Ｒに設けられた液晶パネルは、２つの透明基板の間に、光を画像情報に応じて変調するための液晶層を封入している。Ｒ光用光変調装置１３０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１４０へ入射する。
【００８２】
Ｇ光用光変調装置１３０Ｇは、Ｇ光を画像情報に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用光変調装置１３０Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１４０のうちＲ光が入射する面とは異なる面へ入射する。
【００８３】
Ｂ光用光変調装置１３０Ｂは、Ｂ光を画像情報に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用光変調装置１３０Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム１４０のうちＲ光が入射する面、Ｇ光が入射する面とは異なる面へ入射する。
【００８４】
クロスダイクロイックプリズム１４０は、互いに略直交する２つのダイクロイック膜１４２，１４４を有する。第１ダイクロイック膜１４２は、Ｒ光を反射し、Ｇ光及びＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜１４４は、Ｂ光を反射し、Ｒ光及びＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム１４０は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成し、投写レンズ１５０の方向へ射出する。投写レンズ１５０は、クロスダイクロイックプリズム１４０で合成された光をスクリーンの方向へ投写する。
【００８５】
プロジェクター１０００によれば、高効率化を図ることができる光源装置１００を有するため、高効率化を図ることができる。したがって、プロジェクター１０００によれば、低消費電力化を図ることができる。さらに、プロジェクター１０００によれば、紫外光による発熱を抑制することができ、廃熱のための冷却機構の簡素化や、騒音の低減を図ることができる。
【００８６】
尚、プロジェクター１０００は、光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid  Crystal  On  Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital  Micromirror  Device）、ＧＬＶ（Grating  Light  Valve）等を用いてもよい。プロジェクター１０００は、色光ごとに光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクター１０００は、１つの光変調装置により２つまたは３つ以上の色光を変調する構成としてもよい。プロジェクター１０００は、光変調装置を用いる場合に限られない。プロジェクター１０００は、画像情報を持たせたスライドを用いるスライドプロジェクターであってもよい。
【００８７】
尚、ここでは、本発明にかかる光源装置をプロジェクターの光源として用いた例について説明したが、本発明にかかる光源装置の用途はこれに限定されない。本発明にかかる光源装置は、例えば、照明器具の光源、半導体露光装置の光源、光学測定機器の光源等として用いられてもよい。
【００８８】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良等を加えることが可能である。変形例を以下に述べる。
【００８９】
（変形例１）
実施形態１では、電動モーター６６を用いて蛍光体５０を回転させたが他の方法を用いて蛍光体５０を回転させても良い。例えば、蛍光体５０の中心を通る軸に羽根車を設置する。そして、圧縮空気を噴出するノズルを設置し、ノズルから羽根車に向けて圧縮空気を噴出させる。これにより蛍光体５０の回転を圧縮空気により駆動させることができる。圧縮空気を用いることで円盤状の蛍光体５０の回転力を与えると共に蛍光体５０を圧縮空気にて冷却することが可能になる。従って、蛍光体５０の冷却に必要な構造を簡素化することができる。
【００９０】
（変形例２）
実施形態１では、蛍光体５０の中心に電動モーター６６の回転軸６６ａを接続した。円盤状の蛍光体５０の回転軸を偏芯軸としても良い。円盤状の蛍光体５０の回転軸に偏芯軸を用いることで円盤状の蛍光体５０に紫外光Ｕが照射される範囲を線状から帯状に広げることが可能になる。従って、蛍光体が劣化し難くすることができる。
【００９１】
（変形例３）
実施形態１では、蛍光体５０は単なる円盤状であったが、さらに円盤状のベンチ構造としても良い。円盤状の蛍光体５０の紫外光Ｕが当たらない場所に溝を設置したり、フィンを設置することでベンチ構造の円盤（ベンチレーテッドディスク）にすることができる。円盤状の蛍光体５０をベンチ構造にすることで熱を放散する為の表面積を拡大し冷却能力を向上させることが可能になる。その結果、蛍光体の劣化を軽減することができる。
【００９２】
（変形例４）
実施形態１では、蛍光体５０の中心に電動モーター６６の回転軸６６ａを接続した。円盤状の蛍光体５０の外周に電動モーター６６の回転軸６６ａを接続しても良い。この方法においても蛍光体５０を回転させることができる。そして、紫外光Ｕや可視光線Ｖｄを遮らないように電動モーター６６を配置し易くできる。
【００９３】
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【００９４】
１０…光源としての超高圧水銀ランプ、２０…光学系、２２…回転楕円鏡、２４…平面鏡、２６…第１回転放物面鏡、３０…光分離部としての第１ダイクロイックミラー、４０…第２回転放物面鏡、５０…蛍光部としての蛍光体、６０…反射鏡としての第２ダイクロイックミラー、６６…回転部としての電動モーター、１００…光源装置、１３０Ｂ…Ｂ光用光変調装置、１３０Ｇ…Ｇ光用光変調装置、１３０Ｒ…Ｒ光用光変調装置、１５０…投射装置としての投写レンズ、１０００…プロジェクター。
【図１】
2012203073.tif 000003
【図２】
2012203073.tif 000004
【図３】
2012203073.tif 000005