(57)【要約】【課題】波長変換部材の割れ等を回避することが可能な光源装置を提供する。【解決手段】光源装置は、第１の光６を発する光源１と、第１の光が照射されることにより該第１の光とは波長が異なる第２の光を生成する波長変換部材４とを有する。波長変換部材に対して第１の光が照射される光照射領域６ａに沿った少なくとも１方向において波長変換部材の幅５が光照射領域の幅７よりも小さく、かつ少なくとも１方向において波長変換部材の全体が光照射領域の内側に位置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を発する光源と、
前記第１の光が照射されることにより該第１の光とは波長が異なる第２の光を生成する波長変換部材とを有し、
前記波長変換部材に対して前記第１の光が照射される光照射領域に沿った少なくとも１方向において前記波長変換部材の幅が前記光照射領域の幅よりも小さく、かつ前記少なくとも１方向において前記波長変換部材の全体が前記光照射領域の内側に位置することを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記波長変換部材は、１つの塊として形成さ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】
前記光照射領域に沿った全方向において前記波長変換部材の幅が前記光照射領域の幅よりも小さく、かつ前記全方向において前記波長変換部材の全体が前記光照射領域の内側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記波長変換部材は、前記光照射領域に対して、該光照射領域に沿った第１の方向に移動し、
前記光照射領域に沿って前記第１の方向に直交する第２の方向において前記波長変換部材の幅が前記光照射領域の幅よりも小さく、かつ前記第２の方向において前記波長変換部材の全体が前記光照射領域の内側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項５】
前記波長変換部材を支持する基板を有し、
前記少なくとも１方向において前記波長変換部材の全体と前記基板の少なくとも一部が前記光照射領域の内側に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記基板により複数の前記波長変換部材が支持されており、
前記複数の波長変換部材のうち少なくとも１つの波長変換部材は、前記少なくとも１方向において前記光照射領域の幅よりも小さい幅を有し、かつ前記少なくとも１方向において前記少なくとも１つの波長変換部材の全体が前記光照射領域の内側に位置することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記波長変換部材は、蛍光体を含む蛍光体層として形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記蛍光体は、無機蛍光体であることを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記蛍光体は、単結晶の無機蛍光体であることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記蛍光体は、多結晶の無機蛍光体または無機蛍光体粒子であることを特徴とする請求項８に記載の光源装置。
【請求項１１】
前記蛍光体層は、前記多結晶の無機蛍光体または前記無機蛍光体粒子と無機バインダーとにより構成されてい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】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の光源装置と、
該光源装置からの光を光変調素子により変調することで画像を投射する光学系とを有することを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光体等を利用した波長変換部材を有する光源装置に関し、画像投射装置に好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような光源装置として、レーザ光等の励起光を高密度に集光して蛍光体層（波長変換部材）に照射することで、励起光とは波長が異なる蛍光光を出射させるものがある。このような光源装置では、励起光を高密度に集光照射される蛍光体層において局所的に高温部分が発生し、蛍光体層とこれに接合された蛍光体層支持用の基板との線膨張率の違いから、蛍光体層の割れや剥離が発生するおそれがある。
【０００３】
特許文献１には、蛍光体層と基板との接合後のこれらの膨張係数差による蛍光体層の割れや剥離を防ぐために、蛍光体層と基板との間にこれらの中間の膨張係数を有する物質を介在させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２９３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１には、蛍光体層における励起光が照射されている部分と照射されていない部分との温度差による熱膨張量の差に起因する蛍光体層の割れや剥離についての対策については開示されていない。
【０００６】
また、基板と蛍光体層の熱膨張量の絶対量が異なるために基板と蛍光体層の接合領域の大きさによっては蛍光体層の端部に大きな応力が発生し、該応力によって接合領域に亀裂が発生するおそれもある。これらはいずれも特許文献１にて開示されたように蛍光体層と基板との間に中間の膨張係数を有する物質を介在させるだけでは十分に解決できない。
【０００７】
本発明は、そのような中間の膨張係数を有する物質を用いなくても、波長変換部材（蛍光体層等）の割れ等を回避することが可能な光源装置およびこれを用いた画像投射装置を提供する
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての光源装置は、第１の光を発する光源と、第１の光が照射されることにより該第１の光とは波長が異なる第２の光を生成する波長変換部材とを有する。波長変換部材に対して第１の光が照射される光照射領域に沿った少なくとも１方向において波長変換部材の幅が光照射領域の幅よりも小さく、かつ少なくとも１方向において波長変換部材の全体が光照射領域の内側に位置することを特徴とする。
【０００９】
なお、上記光源装置と、該光源装置からの光を光変調素子により変調することで画像を投射する光学系とを有する画像投射装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、少なくとも１方向において波長変換部材の幅を光照射領域の幅よりも小さくして該波長変換部材の全体を光照射領域の内側に位置させることで、波長変換部材の割れ等を回避することが可能な光源装置を実現することができる。そして、この光源装置を用いることで、安定的に明るい投射画像を表示可能な画像投射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１である光源装置の構成を示す側面図および斜視図。
【図２】従来の光源装置の構成を示す図。
【図３】本発明の実施例２における蛍光体層の温度と応力を示す図。
【図４】比較例における蛍光体層の温度と応力を示す図。
【図５】本発明の実施例３である光源装置における蛍光体層と光照射範囲との関係を示す図。
【図６】本発明の実施例４である光源装置における蛍光体層と光照射範囲との関係を示す図。
【図７】実施例４における蛍光体層の温度と応力を示す図。
【図８】本発明の実施例５であるプロジェクタの構成を示す図。
【図９】１つの塊としての波長変換部材を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
後述する各実施例の光源装置は、画像投射装置（プロジェクタ）において光変調素子に導かれる照明光を発する光源装置である。プロジェクタ用の光源装置には、光源領域の面積と光の立体角との積であるエテンデューを小さくすることで投射画像の明るさを向上させるというプロジェクタに特有の要求を満足することが求められる。このため、波長変換部材を用いる各実施例の光源装置では、第１の光を波長変換部材上の小面積の光照射領域に照射してその光照射領域に高いエネルギ密度の光を入射させる必要があり、これに伴って前述した課題が生じる。
【００１４】
ただし、プロジェクタ用以外の光源装置にも同様の要求を満足することが求められる場合があるため、本発明の実施例にはプロジェクタ用以外の光源装置も含まれる。
【実施例１】
【００１５】
図１には、実施例１の光源装置の構成を示している。図１の左側には光源装置を側面（−ｚ方向）から見て示し、右側には斜めから見て示している。１は光源であり、２は集光レンズである。３は基板であり、４は基板３に接合されて支持された波長変換部材である。５はｘ方向（１方向）での波長変換部材４の幅を示す。６は光源１から発せられた第１の光であり、７は第１の光６が照射される光照射領域６ａのｘ方向での幅である。
【００１６】
光源１から−ｙ方向に発せられた第１の光６は、集光レンズ２によって集光されて基板３上の波長変換部材４に照射される。基板３および波長変換部材４は、ｘｙ面に平行に配置されている。ｘｙ面に平行で波長変換部材４の表面（図では上面）の位置（高さ）での第１の光６の断面が、波長変換部材４に対して第１の光６が照射される光照射領域に相当する。波長変換部材４は第１の光６の一部を反射するとともに、他の一部を波長変換して第１の光６とは異なる波長を有する第２の光（波長変換光：図示せず）を生成して放出する。例えば、第１の光６が青色光である場合に、波長変換部材４はその青色光の一部を反射するとともに波長変換光としての黄色光を放出する。これにより、光源装置からは、青色光と黄色光との合成光である白色光が出射する。
【００１７】
本実施例は、光照射領域（ｘｙ面）に沿った少なくとも１方向（ｘ方向）において、波長変換部材４の幅５が光照射領域６ａの幅７よりも小さく、かつ該少なくとも１方向において波長変換部材４の全体が光照射領域６の内側に位置することを特徴とする。さらに言えば、本実施例は、光照射領域に沿った全方向において、波長変換部材４の幅５が光照射領域６ａの幅７よりも小さく、かつ該全方向において波長変換部材４の全体が光照射領域６の内側に位置することを特徴とする。
【００１８】
図２には、従来の光源装置の構成を示している。図２の左側には光源装置を側面（−ｚ方向）から見て示し、右側には斜めから見て示している。図２においても、１は光源であり、２は集光レンズである。３は基板であり、４は基板３に接合されて支持された波長変換部材である。５′はｘ方向（１方向）での波長変換部材４の幅を示す。６は光源１から発せられた第１の光であり、７′は第１の光６が照射される光照射領域６ｂのｘ方向での幅である。
【００１９】
従来の光源装置では、光源１から発せられた第１の光６を集光レンズ２により集光することでｘ方向での光照射領域６ｂの幅７′を小さくするが、その幅７′よりも同方向での波長変換部材４の幅５′の方が長い。一般的には、光照射領域６ｂの幅２ｍｍに対して、波長変換部材４の幅は１０ｍｍ程度（面積は１０ｍｍ２）程度となる。これにより、前述した課題が生じる。
【００２０】
次に、本実施例において使用する部材について詳しく説明する。
〈光源１〉
光源１としては、固体光源としてのレーザ光源（固体レーザまたは半導体レーザ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる。例えば、ＧａＮ系の材料を用いた発光波長が約４６０ｎｍ程度の青色光を発する半導体レーザやＬＥＤを用いることができる。本実施例では青色半導体レーザを用いる。ただし、紫外光を発するレーザ光源を用いてもよい。
〈集光レンズ２〉
集光レンズ２は、第１の光（青色光）を波長変換部材４に向けて集光してエテンデューを小さくするために用いられる。本実施例では、光学硝子により製作された集光レンズ２が用いられ、その表面には反射防止膜が形成されていることが望ましい。
〈基板３〉
基板３は、波長変換部材４を支持し、発光装置の筐体に対して固定されている。ただし、後述する実施例のように基板３が回転可能であってもよい。基板３は、波長変換部材４でのストークスシフト等により発生した熱を放熱するために、熱伝導率が高い材料により製作される。具体的には、アルミ、銅、鉄等の金属により製作された基板や、グラファイト、サファイア、ダイヤモンド等の非金属により製作された基板が用いられる。本実施例では、第１の光６を基板３上に設けられた波長変換部材４に直接照射するが、基板として透光性材料により製作されたものを用いる場合には該基板を通して波長変換部材に第１の光を照射してもよい。
〈波長変換部材４〉
波長変換部材４は、照射された第１の光を目的の波長を有する第２の光に変換する波長変換を行う。このような波長変換機能を有していれば、ＳＨＧ素子、量子ドット素子、蛍光体またはこれらをバインダーに含ませたもの等、どのような波長変換部材を用いてもよい。ただし、効率と耐熱性の観点から無機蛍光体を用いることが望ましい。無機蛍光体を用いる場合には、多結晶の無機蛍光体や無機蛍光体粒子を無機バインダーに分散させた蛍光体層を波長変換部材４として用いたり、単結晶（板状）の無機蛍光体により形成された蛍光体層を波長変換素子４として用いたりすることができる。
【００２１】
蛍光体の種類としては、波長が約４４０ｎｍから約４７０ｎｍの青色光を励起光として励起されるものが一般に用いられ、本実施例でもそれを用いる。黄色蛍光光を発する蛍光体としては、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、（Ｓｒ，Ｂａ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｃａｘ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋等を用いることができる。なお、Ｃａｘ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ２＋は、一般に、αサイアロン蛍光体と称され、発光色は黄色〜橙色である。
【００２２】
また、赤色蛍光光を発する蛍光体としては、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ２＋、Ｃａ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、（Ｃａ，Ｓｒ）２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ２＋、ＫＳｉＦ６：Ｍｎ４＋、ＫＴｉＦ６：Ｍｎ４＋等を用いることができる。さらに緑色蛍光光を発する蛍光体としては、Ｌｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、（Ｌｕ，Ｙ）３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｙ３（Ｇａ，Ａｌ）５Ｏ１２：Ｃｅ３＋、Ｃａ３Ｓｃ２Ｓｉ３Ｏ１２：Ｃｅ３＋、ＣａＳｃ２Ｏ４：Ｅｕ２＋、（Ｂａ，Ｓｒ）２ＳｉＯ４：Ｅｕ２＋、Ｂａ３Ｓｉ６Ｏ１２Ｎ２：Ｅｕ２＋、（Ｓｉ，Ａｌ）６（Ｏ，Ｎ）８：Ｅｕ２＋、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ２＋等を用いることができる。使用する蛍光体は、プロジェクタにより表示される投射画像の色バランスを考慮して適宜選択することができる。
【００２３】
蛍光体層の作成方法には、多結晶の無機蛍光体や無機蛍光体粒子を無機バインダーに分散させた硬化前の蛍光体層を基板上に塗布して硬化させる方法や、多結晶蛍光体を適当なサイズにダイシングして、基板３に無機接着剤により接着する方法等もある。また、回転する基板上に蛍光体層を形成する場合には、黄色蛍光光を発する蛍光体領域と赤色蛍光光を発する蛍光体領域等の２種類以上の蛍光体領域を分けて形成してもよい。
【００２４】
本実施例にいう１つの波長変換部材４とは、少なくとも１方向（ｘ方向）での幅５が第１の光６の光照射領域６ａの幅７よりも小さい１つの塊である。少なくとも１方向において波長変換部材４の全体を光照射領域６ａの内側に位置させることで、波長変換素子４の割れや基板３からの剥離を生じにくくすることができる。
〈１つの塊としての波長変換部材４〉
本実施例にいう１つの塊とは、上述した波長変換機能を有する領域として連続しており、他の領域との間に別材料または空間が存在する単一の領域を意味する。例えば、図９（ａ）に示すように、波長変換機能を有する領域８が空間を挟んで互いに近接して複数存在する場合には、その個々の領域８が１つの塊としての波長変換部材４に相当する。また、図９（ｂ）に示すように基板３からの高さ方向における基板３付近で複数の領域８が互いに繋がっている場合は、繋がっていない高さ位置での断面において個々の領域８（すなわち１つの塊としての波長変換部材４）の幅を規定する。
〈第１の光が照射される光照射領域６ａ〉
本実施例にいう光照射領域６ａは、第１の光の照度がそのピーク照度に対して１／ｅの２乗、すなわち１３．６％以上である領域を意味する。そして、この光照射領域６ａの内側の長さを、光照射領域６ａの幅７という。
【００２５】
以下、より具体的な実施例について説明する。
【実施例２】
【００２６】
実施例１の実験例としての実施例２について説明する。本実施例では、波長変換部材（蛍光体層）４をＹＡＧ＿Ｃｅ蛍光体の多結晶を用いて構成した。波長変換部材４は、直径が１ｍｍで厚み（基板３からの高さ）が１００μｍの円柱形状を有する。すなわち、光照射領域６ａに沿った全方向において波長変換部材４の幅５は１ｍｍである。
【００２７】
基板３としてＡｌ基板を用いた。波長変換部材４の基板３への接着は、東亜合成株式会社製アロンセラミックＤ（登録商標）を用いた。光源１として青色半導体レーザを用い、第１の光６としての青色レーザ光を連続波（ＣＷ）にて出力１２０Ｗで波長変換部材４に向けて照射した。この際、集光レンズ２により光照射範囲６ａが直径２ｍｍとなるように集光した。すなわち、第１の光６の幅７は２ｍｍとした。
【００２８】
図３（ｃ）には、本実施例において第１の光６が照射された波長変換部材４および基板３を−ｚ方向から見て示している。図３（ａ）には本実施例における波長変換部材４および基板３の相対温度分布を示し、図３（ｂ）には波長変換部材４と基板３との界面に生じる応力の絶対値を示す。図３（ｂ）中の１０は界面の破壊限界線を示す。破壊限界線１０は、剪断応力に比例した構造特有の基準値である。
【００２９】
一方、図４（ｃ）には、従来の光源装置に相当する比較例（実験例）において第１の光６が照射された波長変換部材４（および基板３）を−ｚ方向から見て示している。図４（ａ），（ｂ）にはそれぞれ、本比較例において波長変換部材４の相対温度分布および波長変換部材４と基板３との界面に生じる応力の絶対値を示す。本比較例では、波長変換部材４は、直径が５ｍｍで厚みが１００μｍの円柱形状を有する。すなわち、光照射領域６ｂに沿った全方向において波長変換部材４の幅５′は５ｍｍである。第１の光６の仕様は実施例２と同じである。
【００３０】
図４（ｃ）に示すように第１の光６が照射されると、波長変換部材４のうち光照射領域６ｂに含まれる光照射部分の温度が上昇し（図４（ａ））、その光照射部分は線膨張により伸びようとする。この際、波長変換部材４のうち光照射部分と第１の光６が照射されていない非照射部分との間の膨張量差により、光照射部分と非照射部分との境界付近に大きな応力が発生する（図４（ｂ））。この応力が破壊限界線１０を超えることで、波長変換部材４に脆性破壊による亀裂（割れ）を生じさせる。脆性破壊には時間的遅れによる脆性破壊もあり、時間とともに亀裂が成長する。このように、１つの塊としての波長変換部材４上に光照射部分と非照射部分とが存在することは、波長変換部材４の破壊要因となる。
【００３１】
これに対して、本実施例では、図３（ｃ）に示すように、第１の光６が波長変換部材４の全体に照射され、さらに基板３のうち波長変換部材４の周辺部分にも照射されている。つまり、波長変換部材４の全体および基板３のうち波長変換部材４の周辺部分（少なくとも一部）が光照射領域６ａの内側に位置している。１つの塊としての波長変換部材４の全体が光照射領域６ａの内側に位置することで、波長変換部材４内に大きな温度差、つまりは膨張量差が発生せず、応力もほとんど発生しなかった（図３（ａ），（ｂ））。このため、波長変換部材４に亀裂や基板３からの剥離が発生しなかった。また、基板３のうち波長変換部材４の周辺部分が光照射領域６ａに含まれることで、波長変換部材４の直下の基板３の部分も含めた基板３の温度と波長変換部材４の温度差を小さくすることができ、応力の発生を抑制することができる。また、第２の光の放出起点（蛍光体ならば蛍光発光）領域を光で規定するのではなく、物質形状で規定できるため、精度の高いエテンデューの見積もりとそれを用いた光学設計が可能となる。
【実施例３】
【００３２】
実施例３として、図５を用いて、円盤状に形成された基板３上に円環形状の１つの塊としての波長変換部材４を設けた例について説明する。基板３は、その中心軸３ａを中心として周方向に不図示のモータ等の駆動源により回転駆動される。
【００３３】
波長変換部材４は、基板３の回転に伴って、光照射領域６ａに対して、該光照射領域６ａに沿った周方向（第１の方向）に回転（移動）する。そして、光照射領域６ａに沿って周方向に直交する径方向（第２の方向）において波長変換部材４の幅５が光照射領域６ａの幅７よりも小さく、かつ径方向において波長変換部材４の全体が光照射領域６ａの内側に位置する。例えば、径方向において、波長変換部材４の幅５は１ｍｍであり、光照射領域６ａの幅（つまりは直径）は２ｍｍである。
【００３４】
一点鎖線で示した２重円の内側の領域６ｃは、基板３上において該基板３の回転により光照射領域６ａを通過する領域を示しており、円環形状の波長変換部材４の全体が該領域６ｃの内側に位置している。このため、基板３が回転している間は、１つの塊としての波長変換部材４の全体がほぼ同じ温度になる（温度上昇後の温度分布がほぼ一様になる）。したがって、波長変換部材４における亀裂や剥離の発生を回避することができる。
【実施例４】
【００３５】
実施例４として、図６（ａ），（ｂ）を用いて説明する。本実施例でも、実施例３と同様に円盤状に形成された基板３上に波長変換部材４が設けられ、基板３が回転駆動される。ただし、本実施例では、基板３上に１つの塊としての波長変換部材４が複数設けられており、それら複数の塊としての波長変換部材４が基板３上にて円環形状をなすように周方向および径方向に配置されている。径方向において光照射領域６ａの幅（つまりは直径）は実施例３と同様に２ｍｍであるが、１つ１つの波長変換部材４の幅（直径）５は実施例３の波長変換部材４（幅１ｍｍ）に比べてさらに小さい。なお、図では１つの波長変換部材４を円形に形成した場合を示しているが、矩形等、他の形状に形成してもよい。
【００３６】
図６（ａ）には、円環形状をなすように配置された複数の波長変換部材４の全てが図５にも示した基板３の回転によって光照射領域６ａを通過する領域６ｃ内に位置する例を示している。この例では、複数の波長変換部材４の全てが、基板３の全ての回転位置のいずれかにおいて光照射領域６ａの内側に位置する。
【００３７】
一方、図６（ｂ）には、円環形状をなすように配置された複数の波長変換部材４のうち一部が領域６ｃ内に位置し、他の一部が領域６ｃ外に位置する例を示している。この例では、基板３のどの回転位置においても全体が光照射領域６ａの外側に位置する波長変換素子４および一部だけが光照射領域６ａの内側に位置する波長変換部材４が存在する。しかし、基板３のいずれかの回転位置にて全体が光照射領域６ａの内側に位置する波長変換素子４も少なくとも１つ（実際には複数）存在する。
【００３８】
図６（ａ）の例では全ての波長変換部材４のそれぞれにおける温度上昇後の温度分布がほぼ一様となり、図６（ｂ）の例でも領域６ｃ内に位置する波長変換素子４の温度上昇後の温度分布はほぼ一様となる。このため、領域６ｃ内に位置する、つまりは光照射領域６ａ内で蛍光光の発光に寄与する各波長変換素子４における亀裂や剥離の発生が回避される。このように、図６（ａ）に示した例も図６（ｂ）に示した例のいずれも、本発明の実施例に含まれる。
【００３９】
図７（ｃ）には、図６（ｂ）に示した例における第１の光６が照射された複数の波長変換部材４および基板３を−ｚ方向から見て示している。図７（ａ）には、この例における複数の波長変換部材４および基板３の相対温度分布を示し、図７（ｂ）には波長変換部材４と基板３との界面に生じる応力の絶対値を示す。図７（ｂ）中の１０は界面の破壊限界線を示す。複数の波長変換部材４には、全体が光照射領域６ａの内側に位置する波長変換素子４ａと、全体が光照射領域６ａの外側に位置する波長変換素子４ｂと、一部だけが光照射領域６ａの内側に位置する波長変換部材４ｃとが含まれている。
【００４０】
図７（ａ）に示すように、全体が光照射領域６ａの内側に位置する波長変換素子４ａの温度上昇後の温度分布は一様であり、また全体が光照射領域６ａの外側に位置する波長変換素子４ａはそもそも温度上昇がほとんどない。これに対して、一部だけが光照射領域６ａの内側に位置する波長変換部材４ｃには、光照射部分と非照射部分とに温度差が生じ、基板３との界面に破壊限界線１０を超える応力が発生する。しかし、仮に波長変換部材４ｃに亀裂が生じてそれが時間とともに成長しても、その亀裂が全体が光照射領域６ａの内側に位置する波長変換素子４ａにまで影響することはない。
【００４１】
このように、光照射領域６ａの内側にそれぞれが独立した塊である波長変換素子４ｂを複数設けることで、その一部に生じた亀裂や剥離による影響を大きく受けることなく効率良く波長変換が可能な光源装置を実現することができる。
【実施例５】
【００４２】
次に、図８を用いて、本発明の実施例５であるプロジェクタ（画像投射装置）２００について説明する。プロジェクタ２００は、実施例１〜４で説明した光源装置１００を備えている。光源装置１００から発せられた白色光１０２（点線で示す赤色光１０２ｒ、緑色光１０２ｇおよび青色光１０２ｂ）は以下に説明するプロジェクタ用光学系に入射する。まず、赤色、緑色および青色光１０２ｒ，１０２ｇ，青色光１０２ｂは偏光変換素子１０３に入射し、ここで一様な偏光方向を有する直線偏光としての赤色、緑色および青色照明光（点線で示す）１０４ｒ，１０４ｇ，１０４ｂに変換される。
【００４３】
これら照明光１０４ｒ，１０４ｇ，１０４ｂはダイクロイックミラー１０５により赤色照明光１０４ｒおよび青色照明光１０４ｂと緑色照明光１０４ｇとに分離される。緑色照明光１０４ｇは、偏光分離素子（以下、ＰＢＳという）１０８および位相補償板１１２を透過して光変調素子１１１ｇに到達する。赤色および青色照明光１０４ｒ，１０４ｂは、偏光板１０６を透過して色選択性位相板１０７に入射する。色選択性位相板１０７は、赤色照明光１０４ｒの偏光方向をそのまま維持しつつ青色照明光１０４ｂの偏光方向を９０°回転させる。色選択性位相板１０７から出射した赤色照明光１０４ｒは、ＰＢＳ１０９および位相補償板１１２ｒを透過して光変調素子１１１ｒに到達する。色選択性位相板１０７から出射した青色照明光１０４ｂは、ＰＢＳ１０９で反射して位相補償板１１２ｂを透過して光変調素子１１１ｂに到達する。各光変調素子は、反射型液晶パネルまたはデジタルマイクロミラーデバイスにより構成される。光変調素子として、透過型液晶パネルを用いることも可能である。
【００４４】
光変調素子１１１ｇ，１１１ｒ，１１１ｂは入射した緑色、赤色および青色照明光１０４ｇ，１０４ｒ，１０４ｂを画像変調して緑色、赤色および青色画像光１１５ｇ，１１５ｂ，１１５ｒに変換する。これら画像光１１５ｇ，１１５ｂ，１１５ｒは、ＰＢＳ１０８，１０９および合成プリズム１１８を介して合成され、投射レンズ１２０によりスクリーン等の被投射面に投射される。これにより、投射画像としてのカラー画像が表示される。
【００４５】
このように実施例１〜４で説明した光源装置１００を用いることにより、エテンデューの関係から光照射領域の面積を小さくする必要があるプロジェクタにおいて、安定的に明るい投射画像を表示可能とすることができる。
【００４６】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  光源
３  基板
４  波長変換部材
５  波長変換部材の幅
６  第１の光
６ａ  光照射領域
７  光照射領域の幅
【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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