(57)【要約】【課題】複数の固体光源を備えた小型の光源装置を提供する。【解決手段】本発明の光源装置２は、複数の固体光源を備えた光源ユニット２１と、光源ユニット２１から射出された光を反射する第１の反射素子２３と、複数の固体光源のうちの第１の固体光源の光射出方向に配置され、第１の反射素子２３で反射された光を反射する第２の反射素子２４と、第２の反射素子２４で反射された光が入射する蛍光体層４７と、第１の固体光源から射出された光を、第２の反射素子２４を迂回させて第１の反射素子２３に導く導光光学系２２と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体光源を備えた光源ユニットと、
前記光源ユニットから射出された光を反射する第１の反射素子と、
前記複数の固体光源のうちの第１の固体光源の光射出方向に配置され、前記第１の反射素子で反射された前記光を反射する第２の反射素子と、
前記第２の反射素子で反射された前記光が入射する蛍光体層と、
前記第１の固体光源から射出された光を、前記第２の反射素子を迂回させて前記第１の反射素子に導く導光光学系と、
を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記導光光学系は、一対のミラーを含むことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記導光光学系は、２つの反射面を有するプリズムを含むことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記導光光学系に入射する光の光軸と前記導光光学系から射出される光の光軸とが略平行であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１の固体光源から射出されて前記導光光学系から射出される光の光軸は、前記複数の固体光源のうちの第２の固体光源から射出される光の光軸と第３の固体光源から射出される光の光軸との間に位置することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学系と、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、光源装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターに用いる光源として、半導体レーザー等の固体光源と、固体光源から射出される光によって励起されて蛍光を生じる蛍光体層と、を備えた光源装置が知られている。下記の特許文献１には、複数のレーザー光源とコリメーターレンズと非球面反射面を有する反射部材と平面反射面と蛍光体層とを含む集光ユニットを備えた光源装置が開示されている。特許文献１の光源装置において、レーザー光源から射出された光は、コリメーターレンズにより略平行化された後、反射部材の非球面反射面で反射して集光される。非球面反射面で反射された光は、平面反射面でさらに反射して蛍光体層の所定の領域に集光される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−８５６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、蛍光体層から射出される光の輝度を高めるために、上記の集光ユニットを２組用いた光源装置の例が開示されている。この例では、複数のレーザー光源は、二つの集光ユニットが並ぶ方向に配列されている。複数のレーザー光源から射出される光の進行方向と平行な方向から二つの集光ユニットを見たとき、全てのレーザー光源が平面反射面の外側に位置している。この構成では、レーザー光源の配列方向の光源装置の寸法が大きくなる、という問題がある。
【０００５】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであり、複数の固体光源を備えた小型の光源装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、上記の光源装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の光源装置は、複数の固体光源を備えた光源ユニットと、前記光源ユニットから射出された光を反射する第１の反射素子と、前記複数の固体光源のうちの第１の固体光源の光射出方向に配置され、前記第１の反射素子で反射された前記光を反射する第２の反射素子と、前記第２の反射素子で反射された前記光が入射する蛍光体層と、前記第１の固体光源から射出された光を、前記第２の反射素子を迂回させて前記第１の反射素子に導く導光光学系と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の一つの態様の光源装置は、第２の反射素子が、第１の固体光源の光射出方向に配置され、かつ、第１の固体光源から射出された光が、導光光学系によって第２の反射素子を迂回し第１の反射素子に導かれる構成を有する。そのため、複数の固体光源のうちの第１の固体光源は、第２の反射素子の後方（第２の反射素子の反射面とは反対側）、かつ、第２の反射素子で反射された光の光軸と平行な方向から見て、第１の固体光源と第２の反射素子とは、互いに重なる位置に配置されている。これにより、光源装置の小型化が図れる。
【０００８】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記導光光学系は、一対のミラーを含んでいてもよい。
この構成によれば、低いコストで簡易な構成の導光光学系を提供することができる。
【０００９】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記導光光学系は、２つの反射面を有するプリズムを含んでいてもよい。
この構成によれば、２つの反射面の平行度がプリズム作製時の加工精度で決まるため、実装精度に依らない導光光学系を提供することができる。
【００１０】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記導光光学系に入射する光の光軸と前記導光光学系から射出される光の光軸とは、略平行であることが望ましい。
この構成によれば、例えば一対のレンズアレイ等で構成されるホモジナイザーを第２の反射素子と蛍光体層との間の光路中に挿入した場合、レンズアレイの各々のレンズに確実に光を入射させることができる。これにより、蛍光体層の照度分布をトップハット状の分布とすることができる。
【００１１】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記第１の固体光源から射出されて前記導光光学系から射出される光の光軸は、前記複数の固体光源のうちの第２の固体光源から射出される光の光軸と第３の固体光源から射出される光の光軸との間に位置する構成であってもよい。
この構成によれば、複数の固体光源から射出される複数の光全体の光束幅を狭めることができる。これにより、第１の反射素子を小型化することができる。
【００１２】
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置を備えたことにより、小型のプロジェクターを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
【図３】第２実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、３つの透過型液晶ライトバルブを用いたプロジェクターの一例である。
図１は、本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。図２は、本実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１は、スクリーンＳＣＲ上にカラー画像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター１は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの各色光に対応した３つの光変調装置を備えている。プロジェクター１は、光源装置２の固体光源として、高輝度・高出力の光が得られる半導体レーザーを備えている。プロジェクター１は、光源装置２と、均一照明光学系４０と、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投射光学系６と、を概略備えている。
【００１６】
光源装置２は、白色の照明光ＷＬを均一照明光学系４０に向けて射出する。光源装置２には、後述する本発明の第１実施形態の光源装置が用いられる。
【００１７】
均一照明光学系４０は、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３と、を備える。インテグレーター光学系３１は、第１のマルチレンズアレイ３１ａ，第２のマルチレンズアレイ３１ｂから構成されている。均一照明光学系４０は、光源装置２から射出された照明光ＷＬの強度分布を被照明領域である光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂにおいて均一化する。均一照明光学系４０から射出された照明光ＷＬは色分離光学系３に入射する。
【００１８】
色分離光学系３は、光源装置２から射出された照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。色分離光学系３は、第１のダイクロイックミラー７ａと、第２のダイクロイックミラー７ｂと、第１の反射ミラー８ａと、第２の反射ミラー８ｂと、第３の反射ミラー８ｃと、第１のリレーレンズ９ａと、第２のリレーレンズ９ｂと、を備えている。
【００１９】
第１のダイクロイックミラー７ａは、光源装置２から射出された照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを含む光と、に分離する機能を有する。第１のダイクロイックミラー７ａは、赤色光ＬＲを透過し、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを反射する。第２のダイクロイックミラー７ｂは、第１のダイクロイックミラー７ａで反射した光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する機能を有する。第２のダイクロイックミラー７ｂは、緑色光ＬＧを反射し、青色光ＬＢを透過する。
【００２０】
第１の反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置されている。第１の反射ミラー８ａは、第１のダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲを赤色光用光変調装置４Ｒに向けて反射する。第２の反射ミラー８ｂと第３の反射ミラー８ｃとは、青色光ＬＢの光路中に配置されている。第２の反射ミラー８ｂと第３の反射ミラー８ｃとは、第２のダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを青色光用光変調装置４Ｂに導く。緑色光ＬＧは、第２のダイクロイックミラー７ｂで反射し、緑色光用光変調装置４Ｇに向けて進む。
【００２１】
第１のリレーレンズ９ａと第２のリレーレンズ９ｂとは、青色光ＬＢの光路中における第２のダイクロイックミラー７ｂの光射出側に配置されている。第１のリレーレンズ９ａと第２のリレーレンズ９ｂとは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光ＬＧの光路長よりも長くなることに起因した青色光ＬＢの光損失を補償する機能を有する。
【００２２】
赤色光用光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。緑色光用光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。青色光用光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。
【００２３】
赤色光用光変調装置４Ｒ、緑色光用光変調装置４Ｇ、および青色光用光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられる。また、液晶パネルの入射側および射出側には、図示しない偏光板がそれぞれ配置されている。偏光板は、特定の偏光方向を有する直線偏光光を透過させる。
【００２４】
赤色光用光変調装置４Ｒの入射側には、フィールドレンズ１０Ｒが配置されている。緑色光用光変調装置４Ｇの入射側には、フィールドレンズ１０Ｇが配置されている。青色光用光変調装置４Ｂの入射側には、フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１０Ｒは、赤色光用光変調装置４Ｒに入射する赤色光ＬＲを平行化する。フィールドレンズ１０Ｇは、緑色光用光変調装置４Ｇに入射する緑色光ＬＧを平行化する。フィールドレンズ１０Ｂは、青色光用光変調装置４Ｂに入射する青色光ＬＢを平行化する。
【００２５】
合成光学系５は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢのそれぞれに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投射光学系６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。
【００２６】
投射光学系６は、複数の投射レンズを含む投射レンズ群から構成されている。投射光学系６は、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー画像が表示される。
【００２７】
以下、光源装置２について説明する。
図２に示すように、光源装置２は、複数の半導体レーザーを備えた光源ユニット２１と、導光光学系２２と、第１の反射素子２３と、第２の反射素子２４と、ホモジナイザー光学系２５と、位相差板２６ａと、偏光ビームスプリッター２７と、第１のピックアップ光学系２８と、蛍光体層を備えた蛍光体ホイール２９と、位相差板２６ｂと、第２のピックアップ光学系４１と、回転拡散素子４２と、を備えている。以下、偏光ビームスプリッターをＰＢＳ（Polarized Beam Splitter）と略称する。
【００２８】
上記の構成要件のうち、光源ユニット２１と、導光光学系２２と、第１の反射素子２３と、第２の反射素子２４と、ホモジナイザー光学系２５と、位相差板２６ａと、ＰＢＳ２７と、第２のピックアップ光学系４１とは、それぞれの光学中心を図２中に示す光軸ＡＸ０に一致させた状態で、光軸ＡＸ０上に配置されている。第１のピックアップ光学系２８は、ＰＢＳ２７の中心を通り、光軸ＡＸ０と直交する光軸ＡＸ１上に配置されている。なお、図示していないが、第１の反射素子２３は、光軸ＡＸ０と平行な方向から見たとき、例えば、ホモジナイザー光学系２５を挿入できる開口を有する１つの反射素子で構成されているが、第１の反射素子２３の構成はこれに限られない。
【００２９】
光源ユニット２１は、固体光源としての複数の半導体レーザー４３を備える。複数の半導体レーザー４３は、基板４４の一面に一定の間隔をおいて実装されている。半導体レーザー４３は、例えば青色の励起光を射出する。複数の半導体レーザー４３は、光軸ＡＸ０と直交する面内においてアレイ状に並んで配置されている。図２では８個の半導体レーザー４３が図示されているが、複数の半導体レーザー４３の個数および配列は特に限定されない。８個の半導体レーザー４３のうち、中央の２個の半導体レーザー４３（図２における左から４個目と５個目の半導体レーザー４３）は、後述する第２の反射素子２４の反射面側と反対側、かつ、第２の反射素子２４で反射された光の光軸と平行な方向（光軸ＡＸ０と平行な方向）から見たとき、第２の反射素子２４と重なる位置に配置されている。なお、個々の半導体レーザー４３の光射出側に、励起光ＢＬを平行光束に変換するコリメーターレンズが設けられていてもよい。
本実施形態の半導体レーザー４３は、特許請求の範囲の固体光源に対応する。
【００３０】
光源ユニット２１、導光光学系２２、第１の反射素子２３および第２の反射素子２４は、光軸ＡＸ０を中心として左右対称の構成を有する。そのため、図２において、光軸ＡＸ０を中心として左側部分の構成について以下、説明する。
説明の便宜上、図２の左側の４個の半導体レーザー４３について、光源ユニット２１の最も中央側の半導体レーザー４３から左端の半導体レーザー４３に向けて順に、第１の半導体レーザー４３Ａ、第２の半導体レーザー４３Ｂ、第３の半導体レーザー４３Ｃ、第４の半導体レーザー４３Ｄと称する。
【００３１】
導光光学系２２は、複数のミラー４５で構成されている。複数のミラー４５は、一対のミラー４５Ａ，４５Ｂを含む。対となっている２枚のミラーは、特定の半導体レーザー４３から射出された光の光路を変更する機能を発揮する。半導体レーザー４３と同様に、図２の左側の４枚のミラー４５について、光源ユニットの最も中央側のミラー４５から左端のミラー４５に向けて順に、第１のミラー４５Ａ、第２のミラー４５Ｂ、第３のミラー４５Ｃ、第４のミラー４５Ｄと称する。
【００３２】
第１のミラー４５Ａと第２のミラー４５Ｂとは、一対のミラーとして第１の半導体レーザー４３Ａから射出された光ＢＬの光路を変更する。第１のミラー４５Ａは、第１の半導体レーザー４３Ａの光射出側に、第１の半導体レーザー４３Ａの光軸と４５°をなすように配置されている。第２のミラー４５Ｂは、第１のミラー４５Ａで反射した光の光軸と４５°をなすように配置されている。第２のミラー４５Ｂは、第２の半導体レーザー４３Ｂからの射出光の光路と第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路との間に設けられている。そのため、第２のミラー４５Ｂは、第２の半導体レーザー４３Ｂからの射出光の光路および第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路と干渉することはない。
【００３３】
これにより、第１の半導体レーザー４３Ａから射出された光ＢＬは第１のミラー４５Ａで反射し、光の光路は左回りに９０°折り曲げられる。次に、第１のミラー４５Ａで反射した光ＢＬは第２のミラー４５Ｂで反射し、光の光路は右回りに９０°折り曲げられる。このようにして、第１の半導体レーザー４３Ａから射出された光ＢＬの光路は、導光光学系２２を射出した後には、第２の半導体レーザー４３Ｂからの射出光の光路と第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路との間に配置されている。
【００３４】
第３のミラー４５Ｃと第４のミラー４５Ｄとは、一対のミラーとして第４の半導体レーザー４３Ｄから射出された光ＢＬの光路を変更する。第４のミラー４５Ｄは、第４の半導体レーザー４３Ｄの光射出側に、第４の半導体レーザー４３Ｄの光軸と４５°をなすように配置されている。第３のミラー４５Ｃは、第４のミラー４５Ｄで反射した光の光軸と４５°をなすように配置されている。第３のミラー４５Ｃは、第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路と第４の半導体レーザー４３Ｄからの射出光の光路との間に設けられている。そのため、第３のミラー４５Ｃは、第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路および第４の半導体レーザー４３Ｄからの射出光の光路と干渉することはない。導光光学系２２に入射する光の光軸と導光光学系２２から射出される光の光軸とは、略平行である。
【００３５】
これにより、第４の半導体レーザー４３Ｄから射出された光ＢＬは第４のミラー４５Ｄで反射し、光の光路は右回りに９０°折り曲げられる。次に、第４のミラー４５Ｄで反射した光は第３のミラー４５Ｃで反射し、光の光路は左回りに９０°折り曲げられる。このようにして、第４の半導体レーザー４３Ｄから射出された光の光路は、導光光学系２２を射出した後には、第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路に近付いている。
【００３６】
複数の半導体レーザー４３から射出された複数の光ＢＬは、導光光学系２２から互いに平行に、かつ光軸ＡＸ０と平行に射出される。導光光学系２２の作用により、第１の半導体レーザー４３Ａから射出された光の光路が第２の半導体レーザー４３Ｂからの射出光の光路と第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路との間に位置し、第４の半導体レーザー４３Ｄから射出された光の光路が第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路に近付くことにより、光源ユニット２１から射出した直後の４本の光の全体の光束幅がＷ１であったのに対し、導光光学系２２の射出後の光束幅はＷ２に狭まる。このように、導光光学系２２は、第１の半導体レーザー４３Ａから射出された光を、第２の反射素子２４を迂回させて第１の反射素子２３に導く。
【００３７】
第１の反射素子２３は、例えば放物面ミラーで構成されている。第１の反射素子２３は、光源ユニット２１から射出された光を反射させる。光源ユニット２１から射出された後、導光光学系２２を透過した複数の光ＢＬは、第１の反射素子２３で反射し、集光された状態で第２の反射素子２４に入射する。
【００３８】
第２の反射素子２４は、例えば非球面ミラーで構成されている。第２の反射素子２４は、複数の半導体レーザー４３のうちの第１の半導体レーザー４３Ａの光射出方向に配置され、第１の反射素子２３で反射した光を反射させる。これにより、第１の反射素子２３から射出された光は、第２の反射素子２４で反射し、互いに平行な状態でホモジナイザー光学系２５に入射する。
【００３９】
ホモジナイザー光学系２５は、第２の反射素子２４から射出された光の強度分布を均一な状態の分布、いわゆるトップハット分布に変換する。ホモジナイザー光学系２５は、例えば第１のマルチレンズアレイ２５ａ，第２のマルチレンズアレイ２５ｂから構成されている。
【００４０】
位相差板２６ａは、例えば回転可能とされた１／２波長板により構成されている。半導体レーザー４３から射出された光は直線偏光であるため、１／２波長板の回転角度を適切に設定することにより、位相差板２６ａを透過した光を、ＰＢＳ２７に対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とを所定の比率で含む光とすることができる。位相差板２６ａを回転させることにより、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分との比率を変化させることができる。
【００４１】
ＰＢＳ２７は、光軸ＡＸ０および光軸ＡＸ１に対して４５°の角度をなすように配置されている。ＰＢＳ２７は、入射した光を、ＰＢＳ２７に対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する偏光分離機能を有する。具体的に、ＰＢＳ２７は、入射光のうちのＳ偏光成分を反射させ、入射光のうちのＰ偏光成分を透過させる。Ｓ偏光成分は、ＰＢＳ２７で反射して蛍光体ホイール２９に向かう。Ｐ偏光成分は、ＰＢＳ２７を透過して回転拡散素子４２に向かう。
【００４２】
ＰＢＳ２７から射出されたＳ偏光の光は、第１のピックアップ光学系２８に入射する。第１のピックアップ光学系２８は、入射光ＢＬｓを蛍光体ホイール２９上の蛍光体層４７に向けて集光させる。第１のピックアップ光学系２８は、例えば第１のピックアップレンズ２８ａ，第２のピックアップレンズ２８ｂから構成されている。
【００４３】
第１のピックアップ光学系２８から射出された光は、蛍光体ホイール２９に入射する。蛍光体ホイール２９は、いわゆる反射型の回転蛍光板であり、蛍光光を発する蛍光体層４７と、蛍光体層４７を支持する回転板４９と、蛍光体層４７と回転板４９との間に設けられた蛍光光を反射する反射膜（図示略）と、回転板４９を駆動する駆動モーター５０と、を有する。回転板４９としては、例えば円板が用いられるが、回転板４９の形状は円板に限定されず、平板であればよい。駆動モーター５０は、制御部（図示略）に電気的に接続され、制御部により回転板４９の回転が制御される。
【００４４】
蛍光体層４７は、蛍光を発する蛍光体粒子を含み、励起光ＢＬｓ（青色光）を吸収し、黄色の蛍光に変換して射出する。蛍光体粒子は、励起光ＢＬｓを吸収し、蛍光を発する粒子状の蛍光物質である。例えば、蛍光体粒子は、波長が約４５０ｎｍの青色光によって励起されて蛍光を発する物質を含み、励起光ＢＬｓを黄色の蛍光に変換して射出する。蛍光体粒子としては、例えば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。なお、蛍光体粒子の形成材料は、１種であってもよく、２種以上の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として用いてもよい。
【００４５】
一方、ＰＢＳ２７から射出されたＰ偏光の光ＢＬｐは、位相差板２６ｂに入射する。位相差板２６ｂは１／４波長板で構成されている。光ＢＬｐは、位相差板２６ｂを透過することによって円偏光に変換される。位相差板２６ｂを透過した光ＢＬｐは、第２のピックアップ光学系４１に入射する。第２のピックアップ光学系４１は、入射光を回転拡散素子４２に向けて集光させる。第２のピックアップ光学系４１は、例えば第１のピックアップレンズ４１ａ、第２のピックアップレンズ４１ｂから構成されている。
【００４６】
回転拡散素子４２は、拡散反射板５２と、拡散反射板５２を回転させるための駆動モーター５３と、を備えている。拡散反射板５２は、第２のピックアップ光学系４１から射出された円偏光の光ＢＬｐをＰＢＳ２７に向けて拡散反射させる。拡散反射板５２は、拡散反射板５２に入射した光ＢＬｐをランバート反射させることが好ましい。駆動モーター５３の回転軸は、光軸ＡＸ０と略平行に配置されている。これにより、拡散反射板５２は、拡散反射板５２に入射する光の光軸に交差する面内で回転可能となっている。拡散反射板５２は、回転軸の方向から見て、例えば円形に形成されているが、拡散反射板５２の形状は円板に限定されず、平板であればよい。
【００４７】
拡散反射板５２によって反射され、第２のピックアップ光学系４１を再び透過した円偏光の光ＢＬｐは、再び位相差板２６ｂを透過して、Ｓ偏光の光ＢＬｐとなる。
【００４８】
蛍光体ホイール２９の蛍光体層４７から射出された黄色の蛍光光と、回転拡散板４２から射出された光ＢＬｐ（青色光）とは、ＰＢＳ２７によって合成され、白色の照明光ＷＬとなる。照明光ＷＬは、図１に示す均一照明光学系４０に入射する。
【００４９】
本実施形態の光源装置２において、第２の反射素子２４は、光源ユニット２１の複数の半導体レーザー４３のうちの第１の半導体レーザー４３Ａ、すなわち光源ユニット２１の中央領域に位置する半導体レーザー４３の光射出方向に配置されている。言い換えると、第２の反射素子２４で反射された光の光軸と平行な方向から第２の反射素子２４の反射面を見たとき、第１の半導体レーザー４３Ａは、第２の反射素子２４の後方で第２の反射素子２４と重なる位置に配置されている。
【００５０】
また、第１の半導体レーザー４３Ａから射出された光は、導光光学系２２により第２の反射素子２４を迂回して第１の反射素子２３に導かれる。そのため、第２の反射素子２４が第１の半導体レーザー４３Ａの光射出方向に配置されていても、第１の半導体レーザー４３Ａからの射出光が第２の反射素子２４と干渉するなどの不具合が生じることはない。このようにして、本実施形態によれば、光源ユニット２１の小型化を図ることができ、ひいては光源装置２の小型化を図ることができる。さらに、プロジェクター１の小型化を図ることができる。
【００５１】
本実施形態の場合、導光光学系２２が複数のミラー４５で構成されているため、低いコストで簡易な構成の導光光学系を実現できる。また、導光光学系２２へ入射する光の光軸と導光光学系２２から射出する光の光軸とが略平行であるため、ホモジナイザー光学系２５のレンズアレイの対応するレンズの各々に確実に光を入射させることができる。これにより、蛍光体層４７上の照度分布を確実にトップハット形状とすることができる。さらに、導光光学系２２によって第１の半導体レーザー４３Ａからの射出光の光路を折り曲げ、第２の半導体レーザー４３Ｂからの射出光の光軸と第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光軸との間に配置している。この構成により、複数の半導体レーザー４３から射出される複数の光全体の光束幅を狭めることができる。その結果、第１の反射素子２３の小型化を図ることができる。
【００５２】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態の光源装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、導光光学系の構成が第１実施形態と異なる。
図３は、本実施形態の光源装置を示す概略構成図である。
図３において、第１実施形態の図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５３】
第１実施形態の光源装置においては、導光光学系が複数のミラーで構成されていた。これに対して、図３に示すように、本実施形態の光源装置６２において、導光光学系６３は、互いに平行な２つの反射面を有するプリズムを含む。その他の光源装置の構成、およびプロジェクターの構成は、第１実施形態と同様である。
【００５４】
第１のプリズム６４は、第１の半導体レーザー４３Ａから射出された光の光路を変更する。第１のプリズム６４は、第１の反射面６４ａと第２の反射面６４ｂとを有する。第１の反射面６４ａは、第１の半導体レーザー４３Ａの光射出側に、第１の半導体レーザー４３Ａの光軸と４５°をなすように配置されている。第２の反射面６４ｂは、第１の反射面６４ａで反射した光の光軸と４５°をなすように配置されている。第２の反射面６４ｂは、第２の半導体レーザー４３Ｂからの射出光の光路と第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路との間に設けられている。第２の半導体レーザー４３Ｂから射出された光は、第１の反射面６４ａと第２の反射面６４ｂとの間を直進して透過する。
【００５５】
これにより、第１の半導体レーザー４３Ａから射出された光は第１のプリズム６４の第１の反射面６４ａで反射し、光の光路は左回りに９０°折り曲げられる。次に、第１の反射面６４ａで反射した光は、第１のプリズム６４内を進行した後、第２の反射面６４ｂで反射し、光の光路は右回りに９０°折り曲げられる。このようにして、第１の半導体レーザー４３Ａから射出された光の光路は、導光光学系６３を射出した後には、第２の半導体レーザー４３Ｂからの射出光の光路と第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路との間に配置されている。
【００５６】
第２のプリズム６５は、第４の半導体レーザー４３Ｄから射出された光の光路を変更する。第１の反射面６５ａは、第４の半導体レーザー４３Ｄの光射出側に、第４の半導体レーザー４３Ｄの光軸と４５°をなすように配置されている。第２の反射面６５ｂは、第１の反射面６５ａで反射した光の光軸と４５°をなすように配置されている。第２の反射面６５ｂは、第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路と第４の半導体レーザー４３Ｄからの射出光の光路との間に配置されている。
【００５７】
これにより、第４の半導体レーザー４３Ｄから射出された光は第２のプリズム６５の第１の反射面６５ａで反射し、光の光路は右回りに９０°折り曲げられる。次に、第１の反射面６５ａで反射した光は、第２のプリズム６５内を進行した後、第２の反射面６５ｂで反射し、光の光路は左回りに９０°折り曲げられる。このようにして、第４の半導体レーザー４３Ｄから射出された光の光路は、導光光学系６３を射出した後には、第３の半導体レーザー４３Ｃからの射出光の光路に近付いている。
【００５８】
本実施形態においても、光源装置６２の小型化を図ることができる、プロジェクター１の小型化を図ることができる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００５９】
本実施形態の場合、導光光学系６３が第１のプリズム６４および第２のプリズム６５で構成されており、各プリズムの２つの反射面の平行度はプリズム作製時の加工精度で決まる。そのため、プリズムの実装精度に依らない導光光学系６３を実現できる。そのため、導光光学系６３に入射する光の光軸と導光光学系６３から射出される光の光軸とを平行にしやすい。また、導光光学系６３により、複数の半導体レーザー４３から射出される複数の光全体の光束幅が狭まり、第１の反射素子２３の小型化を図ることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００６０】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態の光源装置では、第１の反射素子として放物面ミラー、第２の反射素子として非球面ミラーを用いたが、反射素子の具体的な構成は上記の例に限ることはなく、適宜変更が可能である。その他、光源装置およびプロジェクターの各種構成要素の形状、数、配置、材料等については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
【００６１】
上記実施形態では、本発明による光源装置を、液晶ライトバルブを用いたプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに搭載してもよい。
【００６２】
上記実施形態では本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…プロジェクター、２，６２…光源装置、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置、６…投射光学系、２１…光源ユニット、２２，６３…導光光学系、２３…第１の反射素子、２４…第２の反射素子、４３…半導体レーザー（固体光源）、４３Ａ…第１の半導体レーザー（第１の固体光源）、４５…ミラー、４７…蛍光体層、６４…第１のプリズム、６５…第２のプリズム。
【図１】
2016109849.tif 000003
【図２】
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【図３】
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