(57)【要約】光学装置は、第１発光層２１及び第２発光層２２から構成された発光層構造体２０と、波長選択手段３０とを有し、波長選択手段３０は、発光層構造体２０の一方の側に配置されており、第１発光層２１は第１の波長領域を有する光５１1を発光し、第２発光層２２は、第１発光層２１において発光した光に基づき第２の波長領域５１2を有する光を発光し、波長選択手段３０は、発光層構造体２０からの第１の波長領域を有する光５１1の一部５１1-1，５１1-2を通過させ、残部５１1-3を発光層構造体２０に戻し、且つ、第２の波長領域５１2を有する光を通過させる。
2020085164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１発光層及び第２発光層から構成された発光層構造体と、波長選択手段とを有し、
波長選択手段は、発光層構造体の一方の側に配置されており、
第１発光層は、第１の波長領域を有する光を発光し、
第２発光層は、第１発光層において発光した光に基づき第２の波長領域を有する光を発光し、
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域を有する光の一部を通過させ、残部を発光層構造体に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光を通過させる光学装置。
【請求項２】
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域の内、第１波長帯及び第２波長帯の光を通過させ、
第２の波長領域と第２波長帯とは、少なくとも部分的に重なっている請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
波長選択手段によって発光層構造体に戻された第１の波長領域における残部の光に基づき、第２発光層は第２の波長領域を有する光を更に発光する請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
第１発光層は、波長選択手段によって発光層構造体に戻された第１の波長領域における残部の光を吸収しない請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】
発光層構造体の一方の側と波長選択手段との間にはレンズ系が配設されており、
レンズ系を通過して波長選択手段に向かう光は、レンズ系によって平行光とされる請求項１に記載の光学装置。
【請求項６】
第１発光層は、エネルギー生成手段から与えられたエネルギーに基づき第１の波長領域を有する光を発光する請求項１に記載の光学装置。
【請求項７】
エネルギー生成手段は発光素子から成る請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】
エネルギー生成手段から第１発光層に与えられるエネルギーは、第３の波長領域を有する光である請求項７に記載の光学装置。
【請求項９】
発光層構造体の他方の側には、光反射手段が配設されており、
エネルギー生成手段からの光は、発光層構造体の一方の側から発光層構造体に入射する請求項８に記載の光学装置。
【請求項１０】
光透過・反射手段を更に備えており、
エネルギー生成手段からの光は、光透過・反射手段によって反射され、波長選択手段を通過して発光層構造体に入射し、
発光層構造体から出射され、波長選択手段を通過した光は、光透過・反射手段を通過する請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】
エネルギー生成手段からの光を第１の偏光状態及び第２の偏光状態に制御する位相差板、及び、第２の光反射手段を更に有しており、
位相差板は、エネルギー生成手段と光透過・反射手段との間に配置されており、
位相差板を通過して波長選択手段に入射した光は、第１の偏光状態にあっては、光透過・反射手段によって反射され、波長選択手段を通過して発光層構造体に入射し、第２の偏光状態にあっては、光透過・反射手段を通過し、第２の光反射手段によって反射され、光透過・反射手段に再入射し、光透過・反射手段によって反射される請求項１０に記載の光学装置。
【請求項１２】
光透過・反射手段と波長選択手段との間には位相差板が配設されており、
位相差板と波長選択手段との間には第２の光透過・反射手段が配設されており、
光透過・反射手段によって反射され、位相差板を通過した光は第２の光透過・反射手段によって一部が反射され、位相差板に再入射し、位相差板及び光透過・反射手段を通過し、
位相差板及び第２の光透過・反射手段を通過した光は、波長選択手段を通過し、発光層構造体に入射する請求項１０に記載の光学装置。
【請求項１３】
発光層構造体の他方の側には、光透過・反射手段が配設されており、
エネルギー生成手段からの光は、光透過・反射手段を通過して発光層構造体の他方の側から発光層構造体に入射し、
発光層構造体において発光した光は、光透過・反射手段によって反射される請求項８に記載の光学装置。
【請求項１４】
第１発光層及び第２発光層から構成された発光層構造体と、波長選択手段とを有する光学装置、並びに、
エネルギー生成手段、
を備えた光源装置であって、
波長選択手段は、発光層構造体の一方の側に配置されており、
第１発光層は、第１の波長領域を有する光を発光し、
第２発光層は、第１発光層において発光した光に基づき第２の波長領域を有する光を発光し、
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域を有する光の一部を通過させ、残部を発光層構造体に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光を通過させる光源装置。
【請求項１５】
第１発光層及び第２発光層から構成された発光層構造体と、波長選択手段とを有する光学装置、及び、エネルギー生成手段を備えた光源装置、
照明光学系、
画像形成部、並びに、
投影光学系、
を備えており、
波長選択手段は、発光層構造体の一方の側に配置されており、
第１発光層は、第１の波長領域を有する光を発光し、
第２発光層は、第１発光層において発光した光に基づき第２の波長領域を有する光を発光し、
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域を有する光の一部を通過させ、残部を発光層構造体に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光を通過させ、
波長選択手段を通過した光によって、画像形成部にて画像が形成され、
画像形成部にて形成された画像が、投影光学系に送られるプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光学装置、係る光学装置を備えた光源装置、及び、係る光源装置を備えたプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、プロジェクタの光源は、ランプ光源からレーザ励起蛍光体光源に置き換わりつつある。ここで、使用される蛍光体は、Ｃｅ：ＹＡＧやＣｅ：ＬｕＡＧといった光スペクトル幅の広い発光材料が主流であるが、これは、高出力のレーザ励起条件において、高い蛍光変換効率を維持することができる材料が限られており、Ｃｅ：ＹＡＧやＣｅ：ＬｕＡＧといった蛍光体は高出力のレーザ励起条件に耐えられるためである。そして、これら以外の蛍光体は、比較的低輝度のプロジェクタの一部で使用されている状況である。一方、プロジェクタの進化軸は、高輝度化と高画質化である。高輝度化するためにはＣｅ：ＹＡＧやＣｅ：ＬｕＡＧといった蛍光体を使用しなければならない状況だが、高画質化の要素の１つである広色域化に対応するには、これらの蛍光体の使用には課題がある。Ｃｅ：ＹＡＧやＣｅ：ＬｕＡＧは光スペクトル幅が広く、広色域化の際に利用できずに廃棄される光が多い（図２Ｃ参照）。尚、図２Ｃに関しては、後に詳しく説明する。そのため、高輝度化と広色域化の両立が難しく、また、廃棄された光はプロジェクタ内で熱に変換されるため、排熱構成への負荷が増加することによるプロジェクタ全体の大型化やデザインに制約が生じてしまう。【０００３】
この色域拡大の際に廃棄されてしまう光を再利用するために、光スペクトルの一部領域をダイクロイック膜で反射し、蛍光体層に戻す技術が提案されている。具体的には、ダイクロイック膜及び蛍光体層から成る第１の波長分離部を支持基板上に備えたプロジェクタの光源が、例えば、特開２０１５−１４３７７２号公報から周知である。より具体的には、この特許公開公報に開示された光源装置は、
第１の波長帯の励起光を射出する励起光源、
励起光により励起され、第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の蛍光を発生する蛍光発生部（発光層）、
励起光源と蛍光発生部との間の光路中に設けられ、第２の波長帯のうち、短波長側の成分を透過させると共に、第２の波長帯のうち、長波長側の成分を反射させ、且つ、励起光源から射出された励起光を透過させる第１の波長分離部（ダイクロイック膜）、並びに、
第１の波長分離部を透過した短波長側の成分を反射させる反射部、
を備えている。【０００４】
発光層を構成する材料として、例えばＹＡＧ蛍光体が用いられる。そして、発光層は、例えば４３０〜４８０ｎｍ（ピーク波長：４５０ｎｍ）の第１の波長帯の青色の励起光によって励起され、例えば５２０〜７５０ｎｍ（ピーク波長：６２０ｎｍ）の第２の波長帯の赤色の蛍光が発生する。発光層は、例えば蛍光体材料が混入された透明樹脂がダイクロイック膜上に塗布されて成る。そして、ダイクロイック膜によって５８０ｎｍよりも短波長側の成分（例えば、緑色）はカットされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１４３７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許公開公報に開示された技術にあっては、上述したとおり、青色の励起光によって発光層が励起され、５２０〜７５０ｎｍ（ピーク波長：６２０ｎｍ）の光が発生する。そして、ダイクロイック膜によって５８０ｎｍよりも短波長側の成分はカットされ、赤色光が外部に出射される。ＹＡＧ蛍光体の吸収スペクトル及びＹＡＧ蛍光体が励起されて発光するときの光スペクトルを図２Ｃに模式的に示す。ここで、５８０ｎｍよりも短波長側の成分（緑色）がカットされると、発光層において発生した光の相当の割合が光源として使用されず、多くの光エネルギーを損失する。即ち、上記の特許公開公報に開示された技術にあっては、発光層が単層であるため、発光した光の内、蛍光体自身が再吸収することができる一部の領域しかリサイクルすることができない（図１１Ａの領域「Ｃ」を参照）。また、再発光した光は同様にスペクトル幅が広いため、発光スペクトルの一部の領域しか活用することができない（図２Ｃ参照）。このように、発光層が単層では、効果的な光のリサイクルができず、得られる効果は小さい。【０００７】
従って、本開示の目的は、発光層において発生した光を効率良く利用し得る構成、構造の光学装置、係る光学装置を備えた光源装置、及び、係る光源装置を備えたプロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本開示の光学装置は、第１発光層及び第２発光層から構成された発光層構造体と、波長選択手段とを有し、
波長選択手段は、発光層構造体の一方の側に配置されており、
第１発光層は、第１の波長領域を有する光を発光し、
第２発光層は、第１発光層において発光した光に基づき第２の波長領域を有する光を発光し、
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域を有する光の一部を通過させ、残部を発光層構造体に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光を通過させる。【０００９】
上記の目的を達成するための本開示の光源装置は、
第１発光層及び第２発光層から構成された発光層構造体と、波長選択手段とを有する光学装置、並びに、
エネルギー生成手段、
を備えており、
光学装置は、上記の本開示の光学装置から成る。【００１０】
上記の目的を達成するための本開示のプロジェクタは、
第１発光層及び第２発光層から構成された発光層構造体と、波長選択手段とを有する光学装置、及び、エネルギー生成手段を備えた光源装置、
照明光学系、
画像形成部、並びに、
投影光学系、
を備えており、
光学装置は、上記の本開示の光学装置から成り、
波長選択手段を通過した光によって、画像形成部にて画像が形成され、
画像形成部にて形成された画像が、投影光学系に送られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄは、実施例１の光学装置及び光源装置における光の挙動を示す概念図である。
【図２】図２Ａ、図２Ｂ及び図２Ｃは、それぞれ、実施例１の光学装置及び光源装置の概念図、実施例１の光学装置から出射される光の光スペクトルの模式図、及び、従来の光学装置から出射される光の光スペクトルの模式図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、それぞれ、実施例２及び実施例３の光学装置及び光源装置の概念図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、実施例２の光学装置及び光源装置における光の挙動を示す概念図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、実施例３の光学装置及び光源装置における光の挙動を示す概念図である。
【図６】図６Ａは、実施例４の光学装置及び光源装置の概念図であり、図６Ｂ、図６Ｃ及び図６Ｄは、それぞれ、実施例４の光学装置及び光源装置における光の挙動を示す概念図である。
【図７】図７Ａは、実施例５の光学装置及び光源装置の概念図であり、図７Ｂ及び図７Ｃは、それぞれ、実施例５の光学装置及び光源装置における光の挙動を示す概念図である。
【図８】図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、実施例５の光学装置及び光源装置における光の挙動を示す概念図である。
【図９】図９Ａは、実施例６の光学装置及び光源装置の概念図であり、図９Ｂ及び図９Ｃは、それぞれ、実施例６の光学装置及び光源装置における光の挙動を示す概念図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂは、それぞれ、実施例６の光学装置及び光源装置における光の挙動を示す概念図である。
【図１１】図１１Ａ並びに図１１Ｂは、それぞれ、エネルギー生成手段及び第１発光層から出射される光の光スペクトルの模式図、並びに、第２発光層から出射される光の光スペクトルの模式図である。
【図１２】図１２は、プロジェクタにおける光路の概念図である。
【図１３】図１３は、プロジェクタの模式図である。
【図１４】図１４は、図１３とは別の形式のプロジェクタの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の光学装置、光源装置及びプロジェクタ、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の光学装置、反射型の光学装置、光源装置及びプロジェクタ）
３．実施例２（実施例１の変形、第１構成の光学装置）
４．実施例３（実施例１の別の変形、第２構成の光学装置）
５．実施例４（実施例１の更に別の変形）
６．実施例５（実施例１の更に別の変形、透過型の光学装置）
７．実施例６（実施例１の更に別の変形）
８．その他
【００１３】
〈本開示の光学装置、光源装置及びプロジェクタ、全般に関する説明〉
本開示の光学装置、本開示の光源装置を構成する光学装置、本開示のプロジェクタを構成する光学装置（以下、これらの光源装置を総称して、『本開示の光学装置等』と呼ぶ場合がある）において、
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域の光の内、第１波長帯の光及び第２波長帯の光を通過させ、
第２の波長領域と第２波長帯とは、少なくとも部分的に重なっている形態とすることができる。第２波長帯は、第１の波長帯よりも長波長側にあるとする。そして、第１波長帯の光を緑色光とし、第２の波長領域の光と第２波長帯の光を赤色光とすることができる。第２の波長領域と第２波長帯とが部分的に重なっている場合もあるし、第２の波長領域の光スペクトル内に第２波長帯の光スペクトルが含まれる場合もあるし、第２波長帯の光スペクトル内に第２の波長領域の光スペクトルが含まれる場合もある。
【００１４】
上記の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、波長選択手段によって発光層構造体に戻された第１の波長領域における残部の光に基づき、第２発光層は第２の波長領域を有する光を更に発光する形態とすることができる。ここで、第１の波長領域における残部の光の色は、主に黄色（波長：５３０ｎｍ乃至６２５ｎｍ）であるが、青色（波長：４８０ｎｍ乃至５３０ｎｍ）が含まれる場合もある。尚、以下の説明において、第１の波長領域における残部の光の内、黄色光を『黄色残光』と呼び、青色光を『青色残光』と呼ぶ場合がある。
【００１５】
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、第１発光層は、波長選択手段によって発光層構造体に戻された第１の波長領域における残部の光を吸収しない形態とすることができる。ここで、「光を吸収しない」とは、波長選択手段によって発光層構造体に戻された第１の波長領域における残部の光の光量の９％以下しか第１発光層が吸収しないことを意味する。具体的には、黄色残光に対しては１％以下しか第１発光層が吸収せず、青色残光に対しては８％以下しか第１発光層が吸収しないことを意味する。
【００１６】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、
発光層構造体の一方の側と波長選択手段との間にはレンズ系が配設されており、
レンズ系を通過して波長選択手段に向かう光は、レンズ系によって平行光とされる形態とすることができる。レンズ系の焦点の位置に発光層構造体を配置することが望ましいが、これに限定するものではない。レンズ系は正のパワーを有し、その構成、構造は周知の構成、構造とすることができる。レンズ系を通過した光はコリメート光となる。
【００１７】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、第１発光層は、エネルギー生成手段から与えられたエネルギーに基づき第１の波長領域を有する光を発光する形態とすることができ、この場合、エネルギー生成手段は発光素子から成る形態とすることができ、更には、エネルギー生成手段から第１発光層に与えられるエネルギーは、第３の波長領域を有する光である構成とすることができる。ここで、第３の波長領域を有する光として、具体的には、青色光あるいは紫外線を挙げることができるし、発光素子として、半導体レーザ素子や発光ダイオード（ＬＥＤ）を挙げることができる。
【００１８】
本開示の光学装置等における上記の好ましい構成において、
発光層構造体の他方の側には、光反射手段が配設されており、
エネルギー生成手段からの光は、発光層構造体の一方の側から発光層構造体に入射する形態とすることができる。尚、このような形態の光学装置を、便宜上、『反射型の光学装置』と呼ぶ。そして、反射型の光学装置は、
光透過・反射手段を更に備えており、
エネルギー生成手段からの光は、光透過・反射手段によって反射され、波長選択手段を通過して発光層構造体に入射し、
発光層構造体から出射され、波長選択手段を通過した光は、光透過・反射手段を通過する形態とすることができる。光透過・反射手段と波長選択手段との間にレンズ系を配置することが好ましいが、場合によっては、波長選択手段と発光層構造体との間にレンズ系を配置してもよい。そして、更には、これらの場合、
エネルギー生成手段からの光を第１の偏光状態及び第２の偏光状態に制御する位相差板、及び、第２の光反射手段を更に有しており、
位相差板は、エネルギー生成手段と光透過・反射手段との間に配置されており、
位相差板を通過して波長選択手段に入射した光は、第１の偏光状態にあっては、光透過・反射手段によって反射され、波長選択手段を通過して発光層構造体に入射し、第２の偏光状態にあっては、光透過・反射手段を通過し、第２の光反射手段によって反射され、光透過・反射手段に再入射し、光透過・反射手段によって反射される形態とすることができる。尚、このような形態の光学装置を、便宜上、『第１構成の光学装置』と呼ぶ。あるいは又、これらの場合、
光透過・反射手段と波長選択手段との間には位相差板が配設されており、
位相差板と波長選択手段との間には第２の光透過・反射手段が配設されており、
光透過・反射手段によって反射され、位相差板を通過した光は第２の光透過・反射手段によって一部が反射され、位相差板に再入射し、位相差板及び光透過・反射手段を通過し、
位相差板及び第２の光透過・反射手段を通過した光（光の残部）は、波長選択手段を通過し、発光層構造体に入射する形態とすることができる。尚、このような形態の光学装置を、便宜上、『第２構成の光学装置』と呼ぶ。
【００１９】
あるいは又、本開示の光学装置等における上記の好ましい構成において、
発光層構造体の他方の側には、光透過・反射手段が配設されており、
エネルギー生成手段からの光は、光透過・反射手段を通過して発光層構造体の他方の側から発光層構造体に入射し、
発光層構造体において発光した光は、光透過・反射手段によって反射される形態とすることができる。尚、このような形態の光学装置を、便宜上、『透過型の光学装置』と呼ぶ。
【００２０】
本開示のプロジェクタを構成する照明光学系、画像形成部及び投影光学系は、周知の照明光学系、画像形成部及び投影光学系とすることができる。
【００２１】
本開示の光学装置等において、第１の波長領域として４７０ｎｍ乃至９００ｎｍを挙げることができるし、第１波長帯として４８０ｎｍ乃至５３０ｎｍを挙げることができるし、第２波長帯として５３０ｎｍ乃至６２５ｎｍを挙げることができるし、第２の波長領域として５９０ｎｍ乃至６８０ｎｍを挙げることができるが、これらの範囲に限定するものではない。「光の一部」、「光の残部」といった表現を用いるが、「光の一部」と「光の残部」の合計は、必ずしも１．００になる訳ではなく、損失が生じる場合もある。
【００２２】
第１発光層を構成する材料として、Ｃｅ：ＹＡＧやＣｅ：ＬｕＡＧといった蛍光体を挙げることができるし、第１発光層を、自発光素子（具体的には、量子ドットＬＥＤを含むＬＥＤ、有機ＥＬ（Electroluminescence）素子や無機ＥＬ素子、これらの単層構造あるいは多層構造）から構成することができる。そして、これらの場合、赤色を発光する第２発光層を構成する材料として、量子ドットや、ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕを基本組成とする蛍光体であるＥｕ：ＣＡＳＮ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕを基本組成とする蛍光体であるＥｕ：ＳＣＡＳＮ、Ｋ2ＳｉＦ6：Ｍｎ4+（ＫＳＦ）を挙げることができる。また、第１発光層を構成する材料として、Ｅｕ：ＳｉＡｌＯＮ、Ｅｕ：ＣＡＳＮ、Ｅｕ：ＳＣＡＳＮを挙げることができ、この場合、赤色を発光する第２発光層を構成する材料として、量子ドットを挙げることができる。第２発光層を量子ドットから構成すれば、材料設計により所望の吸収スペクトルに調整することができるため、発光層構造体全体の最適化を容易に図ることができる。第１発光層と第２発光層とを積層することが好ましく、この場合、樹脂バインダーやガラスバインダーで蛍光体層や量子ドット層を保持した構造、蛍光体や量子ドットを含む焼結体構造、空間に蛍光体や量子ドットを充填した構造体等の構造を挙げることができる。第１発光層と第２発光層とを積層した構造体にあっては、ディスク形状の回転体、固定型の非回転体のいずれでもよい。第１発光層と第２発光層とは支持基板の第１面上に設けられているが、反射型の光学装置にあっては、支持基板として、アルミニウム、銅、モリブデンをはじめとする金属や合金から成る基板、セラミックスやサファイア、ガラスから成る基板を挙げることができる。また、透過型の光学装置にあっては、支持基板として、サファイアやガラスから成る基板を挙げることができる。波長選択手段としてダイクロイックミラーを挙げることができる。
【００２３】
第１発光層を蛍光体から構成する場合、エネルギー生成手段は、上述したとおり、例えば、発光素子から成る形態とすることができる。尚、この場合、エネルギー生成手段には、例えば、発光素子への電流注入手段が含まれ得る。一方、第１発光層を自発光素子から構成する場合、エネルギー生成手段は第１発光層、それ自体から成り、第１発光層は、第３の波長領域を有する光（具体的には、青色光や紫外線）を自発光する。
【００２４】
反射型の光学装置において、発光層構造体の他方の側に配設された光反射手段として、例えば、支持基板の第１面（場合によっては、第１面と対向した支持基板の第２面）に形成された金属薄膜（例えば、銀やアルミニウムあるいはこれらの合金から構成された薄膜）や誘電体多層膜、無機焼結材料膜を挙げることができるし、支持基板と対向して配設された反射鏡を挙げることもできる。
【００２５】
また、反射型の光学装置において、光透過・反射手段として、ダイクロイックミラーや偏光ビームスプリッタを挙げることができる。光透過・反射手段としてダイクロイックミラーを用いる場合、［Ａ］エネルギー生成手段からの光（例えば、青色光）は、光透過・反射手段によって反射され、［Ｂ］発光層構造体から出射され、波長選択手段を通過した光（例えば、緑色光及び赤色光）は、光透過・反射手段を通過するように、光透過・反射手段を設計すればよい。尚、エネルギー生成手段からの光（例えば、青色光）であって、発光層構造体に入射し、発光層構造体からそのまま出射された光（例えば、青色光）は、あるいは又、発光層構造体によって反射された光（例えば、青色光）は、光透過・反射手段によって反射され、エネルギー生成手段に戻される。また、光透過・反射手段として偏光ビームスプリッタを用いる場合、［Ｃ］エネルギー生成手段からのｓ偏光状態の光（例えば、青色光）は、光透過・反射手段によって反射され、［Ｄ］発光層構造体から出射され、波長選択手段を通過した光（例えば、緑色光及び赤色光）は、光透過・反射手段を通過するように、光透過・反射手段を設計すればよい。
【００２６】
また、第１構成の光学装置において、エネルギー生成手段からの光を第１の偏光状態及び第２の偏光状態に制御する位相差板として、二分の一波長板（λ／２波長板）を挙げることができる。第１の偏光状態及び第２の偏光状態に制御するためには、λ／２波長板を回転させればよい。そして、この場合、光透過・反射手段として、偏光ビームスプリッタを用いればよい。偏光変換素子によって、エネルギー生成手段からの光の偏光状態をｐ偏光状態に揃えてもよい。例えば、λ／２波長板に入射する直前のエネルギー生成手段からの光がｐ偏光状態あるいはｓ偏光状態であり、回転するλ／２波長板によってｐ偏光状態でλ／２波長板から光が出射した場合、第２の偏光状態（ｐ偏光状態）で光透過・反射手段を通過し、第２の光反射手段によって反射され、光透過・反射手段に再入射する。光透過・反射手段と第２の光反射手段との間に四分の一波長板（λ／４波長板）を配置しておけば、λ／４波長板を、往復、２回、通過し、光透過・反射手段に再入射した光の偏光状態はｓ偏光状態となり、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段によって反射される。一方、回転するλ／２波長板によってｓ偏光状態でλ／２波長板から光が出射した場合、第１の偏光状態（ｓ光状態）の光は、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段によって反射され、波長選択手段を通過して発光層構造体に入射する。光透過・反射手段と波長選択手段との間に四分の一波長板（λ／４波長板）を配置しておけば、発光層構造体から出射され、波長選択手段を通過した光（例えば、緑色光及び赤色光）は、λ／４波長板及び光透過・反射手段を通過する。一方、エネルギー生成手段からの光（例えば、青色光）であって、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段によって反射され、λ／４波長板を通過し、発光層構造体に入射し、発光層構造体からそのまま出射された光（例えば、青色光）は、あるいは又、発光層構造体によって反射された光は、λ／４波長板を通過してｐ偏光状態となり、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段を通過するが、発光層構造体で散乱された光（例えば、無偏光状態となった青色光）は、λ／４波長板を通過してｓ偏光状態となり、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段によって反射され、エネルギー生成手段に戻される。
【００２７】
また、第２構成の光学装置にあっては、光透過・反射手段を偏光ビームスプリッタから構成し、位相差板をλ／４波長板から構成し、第２の光透過・反射手段を、第３の波長領域を有する光の一部を透過させ、残部を反射するダイクロイックミラーから構成すればよい。偏光変換素子によって、エネルギー生成手段からの光の偏光状態をｓ偏光状態に揃えてもよい。このような偏光状態のエネルギー生成手段からの光は、偏光ビームスプリッタから構成された光透過・反射手段によって反射され、λ／４波長板から成る位相差板に入射する。そして、第２の光透過・反射手段によって反射された光は、λ／４波長板から成る位相差板に再入射し、位相差板からｐ偏光状態で出射され、偏光ビームスプリッタから構成された光透過・反射手段を通過する。一方、第２の光透過・反射手段を通過した光（例えば、ｓ偏光状態の青色光）は、波長選択手段を経由して発光層構造体に入射する。そして、発光層構造体から波長選択手段を経由して出射され、第２の光透過・反射手段を通過し、λ／４波長板から成る位相差板に入射する光（例えば、緑色光及び赤色光）は、位相差板から出射され、偏光ビームスプリッタから構成された光透過・反射手段を通過する。一方、エネルギー生成手段からの光（例えば、青色光）であって、発光層構造体に入射し、発光層構造体からそのまま出射された光（例えば、青色光）は、あるいは又、発光層構造体によって反射された光は、λ／４波長板から成る位相差板を通過してｐ偏光状態となり、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段を通過するが、発光層構造体で散乱された光（例えば、無偏光状態となった青色光）は、λ／４波長板から成る位相差板を通過してｓ偏光状態となり、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段によって反射され、エネルギー生成手段に戻される。
【００２８】
透過型の光学装置において、光透過・反射手段はダイクロイックミラーから構成することができる。ここで、光透過・反射手段としてのダイクロイックミラーを用いる場合、［Ｅ］エネルギー生成手段からの光（例えば、青色光）は、光透過・反射手段を通過し、［Ｆ］発光層構造体から出射された光は、光透過・反射手段によって反射されるように、光透過・反射手段を設計すればよい。
【実施例１】
【００２９】
実施例１は、本開示の光学装置、光源装置及びプロジェクタに関する。実施例１の光学装置及び光源装置の概念図を図２Ａに示し、実施例１の光学装置及び光源装置における光の挙動の概念図を図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄに示す。また、実施例１の光学装置及び従来の光学装置から出射される光の光スペクトルを模式的に図２Ｂ及び図２Ｃに示し、エネルギー生成手段及び第１発光層から出射される光の光スペクトルを模式的に図１１Ａに示し、第２発光層から出射される光の光スペクトルを模式的に図１１Ｂに示し、プロジェクタの光路の概念図を図１２に示す。尚、図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて、曲線「Ａ」は発光スペクトルを示し、曲線「Ｂ」は吸収スペクトルを示す。【００３０】
実施例１の光学装置１０Ａあるいは後述する実施例２〜実施例６の光学装置１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆは、第１発光層２１，２１’及び第２発光層２２から構成された発光層構造体２０，２０’と、波長選択手段３０とを有し、
波長選択手段３０は、発光層構造体２０，２０’の一方の側（光出射側）に配置されており、
第１発光層２１，２１’は、第１の波長領域を有する光５１1を発光し、
第２発光層２２は、第１発光層２１，２１’において発光した光５１1に基づき第２の波長領域を有する光５１2を発光し、
波長選択手段３０は、発光層構造体２０，２０’からの第１の波長領域を有する光５１1の一部５１1-1，５１1-2を通過させ、残部５１1-3を発光層構造体２０，２０’に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光５１2を通過させる。【００３１】
また、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例６の光源装置は、
第１発光層２１，２１’及び第２発光層２２から構成された発光層構造体２０，２０’と、波長選択手段３０とを有する光学装置、並びに、
エネルギー生成手段、
を備えており、
光学装置は、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例６の光学装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆから成る。【００３２】
実施例１のプロジェクタは、
第１発光層２１及び第２発光層２２から構成された発光層構造体２０，２０’と、波長選択手段３０とを有する光学装置、及び、エネルギー生成手段を備えた光源装置、
照明光学系、
画像形成部、並びに、
投影光学系、
を備えており、
光学装置は、あるいは後述する実施例２〜実施例６の光学装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆから成り、
波長選択手段３０を通過した光によって（具体的には、波長選択手段３０を通過し、照明光学系を経由した光によって）、画像形成部にて画像が形成され、
画像形成部にて形成された画像が、投影光学系に送られる。【００３３】
実施例１の光学装置１０Ａにおいて、波長選択手段３０は、発光層構造体２０からの第１の波長領域の光５１1の内、第１波長帯の光５１1-1及び第２波長帯の光５１1-2の光を通過させる。そして、図２Ｂに示すように、第２の波長領域の光５１2の光スペクトル（図２Ｂにおける領域「Ｃ」を参照）と第２波長帯の光５１1-2の光スペクトル（図２Ｂにおける領域「Ｃ’」を参照）とは、少なくとも部分的に重なっている。【００３４】
また、実施例１の光学装置１０Ａにおいて、波長選択手段３０によって発光層構造体２０に戻された第１の波長領域の光５１1における残部５１1-3の光に基づき、第２発光層２２は第２の波長領域を有する光５１2を更に発光する。第１発光層２１は、波長選択手段３０によって発光層構造体２０に戻された第１の波長領域を有する光５１1における残部５１1-3の光を吸収しない。更には、発光層構造体２０の一方の側と波長選択手段３０との間にはレンズ系２５が配設されており、レンズ系２５を通過して波長選択手段３０に向かう光は、レンズ系２５によって平行光（コリメート光）とされる。レンズ系２５の焦点の位置に発光層構造体２０を配置する。【００３５】
第１発光層２１は、エネルギー生成手段５０から与えられたエネルギーに基づき第１の波長領域を有する光５１1を発光する。エネルギー生成手段５０は発光素子から成り、エネルギー生成手段５０から第１発光層２１に与えられるエネルギーは、第３の波長領域を有する光５１3である。【００３６】
更には、発光層構造体２０の他方の側には、光反射手段２４が配設されており、エネルギー生成手段からの光は、発光層構造体２０の一方の側から発光層構造体２０に入射する。即ち、実施例１の光学装置１０Ａは、反射型の光学装置である。加えて、
光透過・反射手段４０を更に備えており、
エネルギー生成手段５０からの光は、光透過・反射手段４０によって反射され、波長選択手段３０を通過して発光層構造体２０に入射し、
発光層構造体２０から出射され、波長選択手段３０を通過した光は、光透過・反射手段４０を通過する。【００３７】
ここで、実施例１において、黄色を発光する第１発光層２１を構成する材料として、Ｃｅ：ＹＡＧやＣｅ：ＬｕＡＧといった蛍光体を挙げることができる。Ｃｅ：ＹＡＧやＣｅ：ＬｕＡＧはスペクトル形状から判るように赤色光の比率が小さいため、長波長の領域（図２Ｂの領域「Ｃ」を参照）を吸収し、赤色光を発光する材料から第２発光層を構成することが好ましい。赤色を発光する第２発光層２２を構成する材料として、量子ドットや、ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕを基本組成とする蛍光体であるＥｕ：ＣＡＳＮ、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ3：Ｅｕを基本組成とする蛍光体であるＥｕ：ＳＣＡＳＮを挙げることができる。第１発光層２１と第２発光層２２とは積層されており、樹脂バインダーやガラスバインダーで発光層２１，２２が保持された構造を有する。発光層構造体２０の第２発光層２２が、光反射手段２４を介して支持基板２３と対向するように、発光層構造体２０は支持基板２３に上に設けられている。光反射手段２４は、例えば、金属薄膜（例えば、銀やアルミニウムあるいはこれらの合金から構成された薄膜）や誘電体多層膜、無機焼結材料膜から構成されている。支持基板２３として、アルミニウム、銅、モリブデンをはじめとする金属や合金から成る基板、セラミックスやサファイア、ガラスから成る基板を挙げることができる。エネルギー生成手段５０は、青色発光レーザ素子から成る。［Ａ］エネルギー生成手段５０からの光（例えば、青色光）は、光透過・反射手段４０によって反射され、［Ｂ］発光層構造体２０から出射され、波長選択手段３０を通過した光（例えば、緑色光及び赤色光）は、光透過・反射手段４０を通過するように、光透過・反射手段４０を構成するダイクロイックミラーを設計すればよい。尚、エネルギー生成手段５０からの光（例えば、青色光）であって、発光層構造体２０に入射し、発光層構造体２０からそのまま出射された光（例えば、青色光）は、あるいは又、発光層構造体２０によって反射された光（例えば、青色光）は、光透過・反射手段４０によって反射され、エネルギー生成手段５０に戻される。但し、このような青色光の説明や図示は、以下の説明や図面において、原則、省略する。【００３８】
以下、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄを参照して、実施例１の光学装置及び光源装置における光の挙動を説明する。尚、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄに示す光の挙動を、本来、１枚の図面で表すべきであるが、図面が複雑になるが故に、図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄに別々に表した。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ｂ、図６Ｃ、図６Ｄ、図７Ｂ、図７Ｃ、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０Ａ及び図１０Ｂにおいても同様とした。【００３９】
図１Ａに示すように、青色発光レーザ素子から成るエネルギー生成手段５０から出射された青色光５１3（細い実線で示す）は、光透過・反射手段４０に入射し、光透過・反射手段４０において反射され、波長選択手段３０へと向かい、波長選択手段３０を通過し、第１発光層２１に衝突する。【００４０】
そして、第１発光層２１は、第１の波長領域を有する光５１1を発光する。具体的には、図１Ｂに示すように、青色光５１3が第１発光層２１に衝突することによって、第１発光層２１は第１の波長領域を有する光（黄色光）５１1を発光する。第１の波長領域を有する光５１1を白抜きの矢印で示す。第１の波長領域を有する光５１1の一部（長い白抜きの矢印の光）は波長選択手段３０に向かうし、第１の波長領域を有する光５１1の残部（短い白抜きの矢印の光）は第２発光層２２に侵入する。【００４１】
図１Ｂに示すように、波長選択手段３０に向かう第１の波長領域を有する光（長い白抜きの矢印の光）５１1は、波長選択手段３０に衝突する。そして、図１Ｃに示すように、波長選択手段３０は、発光層構造体２０からの第１の波長領域を有する光５１1の一部５１1-1，５１1-2（緑色光及び赤色光）を通過させる。第１の波長領域を有する光５１1の一部５１1-1，５１1-2（緑色光及び赤色光）は、光透過・反射手段４０を通過し、光学装置１０Ａ、光源装置の系外（照明光学系）へと出射される。一方、波長選択手段３０は、第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）を発光層構造体２０に戻す。第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）は、第１発光層２１によって吸収されず、第２発光層２２に達する。【００４２】
図１Ｄに示すように、第２発光層２２は、第１発光層２１において発光した光５１1（図１Ｂ参照）に基づき、第２の波長領域を有する光５１2を発光する。併せて、波長選択手段３０によって戻された第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）に基づき(図１Ｃ参照）、第２発光層２２は第２の波長領域を有する光５１2を発光する。第２の波長領域を有する光５１2（光反射手段２４によって反射された第２の波長領域を有する光５１2を含む）は、第１発光層２１を通過し、波長選択手段３０に衝突する。波長選択手段３０は、第２の波長領域を有する光５１2を通過させる。第２の波長領域を有する光５１2は、光透過・反射手段４０を通過し、光学装置１０Ａ、光源装置の系外（照明光学系）へと出射される。【００４３】
尚、第１発光層２１において発光した第１波長帯よりも短波長側の光の内、波長選択手段側に出射された光は、波長選択手段３０によって第１発光層２１へと戻され、第１発光層２１を励起する場合もあるし、エネルギー生成手段５０に戻される場合もある。一方、第２発光層側に出射された光は、第２発光層２２を励起する場合もあるし、光反射手段２４によって反射され第２発光層２２や第１発光層２１を励起する場合もあるし、波長選択手段３０によって第１発光層２１へと戻され、第１発光層２１を励起する場合もある。光源装置に青色光を出射する光源を、別途、設ければ、光源装置から、赤色光、緑色光及び青色光を光源装置の系外（照明光学系）へと出射することができる。【００４４】
Ｃｅ：ＹＡＧから成る第１発光層２１の発光スペクトル（第１の波長領域の光５１1の発光スペクトル）を、模式的に図２Ｂ及び図２Ｃにおいて「Ａ」で示す。また、第１発光層２１において発光した光（第１波長帯の光５１1-1及び第２波長帯の光５１1-2）の発光スペクトルを、模式的に図２Ｂ及び図２Ｃにおいて「Ｂ」及び「Ｃ」で示す。【００４５】
ところで、従来の光学装置から出射される光の光スペクトルを模式的に示す図２Ｃにおいて、第１波長帯の光５１1-1の光強度（「Ｂ」参照）と、第２波長帯の光５１1-2の光強度（「Ｃ」参照）との間には、大きな差異が存在する。従って、従来の光源装置においては、ホワイトバランスを調整するために、フィルタを用いて第１波長帯の光５１1-1の光強度を減じている。この状態における第１波長帯の光５１1-1の光スペクトルを、模式的に図２Ｃにおいて「Ｂ”」で示す。【００４６】
一方、実施例１の光学装置あるいは光源装置にあっては、第１の波長領域を有する光５１1は第２発光層２２に侵入し、第２発光層２２を発光させるだけでなく（図２Ｂの「Ｃ」参照）、波長選択手段３０によって戻された第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）に基づき、第２発光層２２において第２の波長領域を有する光５１2が発光する（図２Ｂの「Ｃ’」参照）。このように、系外（照明光学系）へと出射される第２の波長領域を有する光５１2は、光スペクトル「Ｃ」と「Ｃ’」が加重されたものとなる。従って、ホワイトバランスを調整するために、フィルタを用いて第１波長帯の光５１1-1の光強度を抑制する。この状態における第１波長帯の光５１1-1の光スペクトルを模式的に図２Ｂにおいて「Ｂ’」で示すが、図２Ｃの「Ｂ”」よりも高い光強度である。【００４７】
図２Ｂに示した発光スペクトルの内の領域Ｄ（第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3に相当する）が発光スペクトルに占める割合を２８％と仮定し、領域Ｄの光の９０％が、赤色光に変換されて系外へと出射されると仮定した場合、赤色光の光量は、０．２８×０．９×１００＝２５％の増加となるし、赤色光の光量が増加する結果、ホワイトバランスの調整によって、緑色光の光量も増加させることができる。【００４８】
以上のとおり、実施例１の光学装置、光源装置及びプロジェクタにあっては、第１発光層及び第２発光層の２層構造から構成された発光層構造体と、波長選択手段とを有しており、波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域を有する光の一部を通過させ、残部を発光層構造体に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光を通過させるので、従来、広色域化の際に廃棄されていた波長帯の光を再利用することができ、第２の波長領域及び第２波長帯を有する光の光量が増加する結果、より明るい広色域を有し、高輝度の光学装置、光源装置及びプロジェクタを得ることができる。しかも、プロジェクタにおける光源装置より下流の部分において光を廃棄しなければならない場合、廃棄する光を熱に変換するが、この際の排熱が容易になるため、プロジェクタの小型化を実現することができる。また、照明光学系を含む画像形成部を通過する全光量エネルギーを減少させることができるので、プロジェクタ全体の信頼性の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００４９】
実施例２は、実施例１の変形であり、第１構成の光学装置に関する。実施例２の光学装置１０Ｂ及び光源装置の概念図を図３Ａに示すように、実施例２にあっては、
エネルギー生成手段５０からの光を第１の偏光状態及び第２の偏光状態に制御する位相差板６１、及び、第２の光反射手段６３を更に有しており、
位相差板６１は、エネルギー生成手段５０と光透過・反射手段４０’との間に配置されており、
位相差板６１を通過して波長選択手段３０に入射した光は、第１の偏光状態にあっては、光透過・反射手段４０’によって反射され、波長選択手段３０を通過して発光層構造体２０に入射し、第２の偏光状態にあっては、光透過・反射手段４０’を通過し、第２の光反射手段６３によって反射され、光透過・反射手段４０’に再入射し、光透過・反射手段４０’によって反射される。【００５０】
ここで、光透過・反射手段４０’は偏光ビームスプリッタから構成されており、［Ｃ］エネルギー生成手段５０からのｓ偏光状態の光（例えば、青色光）は、光透過・反射手段４０’によって反射され、［Ｄ］発光層構造体２０から出射され、波長選択手段３０を通過した光（例えば、緑色光及び赤色光）は、光透過・反射手段４０’を通過するように、設計されている。また、位相差板６１は二分の一波長板（λ／２波長板）から構成され、第１の偏光状態及び第２の偏光状態に制御するためにλ／２波長板を回転させる。第２の光反射手段６３は、金属薄膜（例えば、銀やアルミニウムあるいはこれらの合金から構成された薄膜）や誘電体多層膜、無機焼結材料膜から構成されている。また、第２の光反射手段６３に拡散構造や回転機構を追加することで、スペックルを低減することができる。偏光変換素子（図示せず）によって、エネルギー生成手段５０からの光の偏光状態をｐ偏光状態に揃えてもよい。光透過・反射手段４０’と第２の光反射手段６３との間には、四分の一波長板（λ／４波長板）６２が配置されている。また、光透過・反射手段４０’と波長選択手段３０との間にも、四分の一波長板（λ／４波長板）６４が配置されている。尚、四分の一波長板（λ／４波長板）６４と波長選択手段３０とを一体化した構造とすることもできる。具体的には、例えば、波長選択手段３０を構成する基板として位相差板を用いればよい。【００５１】
実施例２の光学装置１０Ｂ及び光源装置における光の挙動を示す概念図を、図４Ａ及び図４Ｂに示す。【００５２】
図４Ａに示すように、例えば、λ／２波長板６１に入射する直前のエネルギー生成手段５０からのｐ偏光状態あるいはｓ偏光状態の光が、回転するλ／２波長板６１によってｐ偏光状態でλ／２波長板から光が出射した場合、第２の偏光状態（ｐ偏光状態）であるが故に、光透過・反射手段４０’を通過し、第２の光反射手段６３によって反射され、光透過・反射手段４０’に再入射する。光透過・反射手段４０’と第２の光反射手段６３との間には、四分の一波長板（λ／４波長板）６２が配置されているので、λ／４波長板６２を、往復、２回、通過し、光透過・反射手段４０’に再入射した光の偏光状態はｓ偏光状態となり、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段４０’によって反射される。【００５３】
一方、図４Ｂに示すように、回転するλ／２波長板６１によってλ／２波長板６１からｓ偏光状態の光が出射した場合、第１の偏光状態（ｓ光状態）であるが故に、この光は、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段４０’によって反射され、四分の一波長板（λ／４波長板）６４及び波長選択手段３０を通過して発光層構造体２０に入射する。一方、発光層構造体２０から出射され、λ／４波長板６４を通過した光（例えば、緑色光及び赤色光）は、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段４０’を通過する。【００５４】
エネルギー生成手段５０からの光（例えば、青色光）であって、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段４０’によって反射され、λ／４波長板６４を通過し、発光層構造体２０に入射し、発光層構造体２０からそのまま出射された光（例えば、青色光）は、あるいは又、発光層構造体２０によって反射された光は、λ／４波長板６４を通過してｐ偏光状態となり、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段４０’を通過する。一方、発光層構造体２０で散乱された光（例えば、無偏光状態となった青色光）は、λ／４波長板６４を通過してｓ偏光状態となり、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段４０’によって反射され、エネルギー生成手段５０に戻される。【００５５】
以上の点を除き、実施例２の光学装置、光源装置及びプロジェクタの構成、構造は、実施例１の光学装置、光源装置及びプロジェクタの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例３】
【００５６】
実施例３も、実施例１の変形であるが、第２構成の光学装置に関する。実施例３の光学装置１０Ｃ及び光源装置の概念図を図３Ｂに示すように、実施例３にあっては、
光透過・反射手段４０’と波長選択手段３０との間には位相差板６５が配設されており、
位相差板６５と波長選択手段３０との間には第２の光透過・反射手段６６が配設されており、
光透過・反射手段４０’によって反射され、位相差板６５を通過した光は第２の光透過・反射手段６６によって一部が反射され、位相差板６５に再入射し、位相差板６５及び光透過・反射手段４０’を通過し、
位相差板６５及び第２の光透過・反射手段６６を通過した光は、波長選択手段３０を通過し、発光層構造体２０に入射する。【００５７】
ここで、光透過・反射手段４０’は、実施例２と同様の偏光ビームスプリッタから構成されている。また、位相差板６５は四分の一波長板（λ／４波長板）から構成されているし、第２の光透過・反射手段６６は、第３の波長領域を有する光の一部を反射し、残部を通過させるダイクロイックミラーから構成されている。偏光変換素子（図示せず）によって、エネルギー生成手段５０からの光の偏光状態をｓ偏光状態に揃えてもよい。尚、位相差板６５と第２の光透過・反射手段６６と波長選択手段３０とを一体化した構造とすることもできる。具体的には、例えば、波長選択手段３０を構成する基板として位相差板を用いればよい。【００５８】
実施例３の光学装置１０Ｃ及び光源装置における光の挙動を示す概念図を、図５Ａ及び図５Ｂに示す。【００５９】
図５Ａに示すように、例えば、エネルギー生成手段５０からのｓ偏光状態の光は、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段４０’によって反射される。そして、位相差板６５に入射し、位相差板６５を通過した光の一部は、第２の光透過・反射手段６６によって反射され、位相差板６５に再入射し、ｐ偏光状態で位相差板６５から出射され、光透過・反射手段４０’を通過する。【００６０】
一方、図５Ｂに示すように、第２の光透過・反射手段６６を通過した光（光の残部）は、波長選択手段３０を通過して発光層構造体２０に入射する。そして、発光層構造体２０からの光（例えば、緑色光及び赤色光）は、第２の光透過・反射手段６６を経由して、位相差板６５に再入射し、位相差板６５から出射され、光透過・反射手段４０’を通過する。【００６１】
エネルギー生成手段５０からの光（例えば、青色光）であって、発光層構造体２０に入射し、発光層構造体２０からそのまま出射された光（例えば、青色光）は、あるいは又、発光層構造体２０によって反射された光は、λ／４波長板から成る位相差板６５を通過してｐ偏光状態となり、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段４０’を通過する。一方、発光層構造体２０で散乱された光（例えば、無偏光状態となった青色光）は、λ／４波長板から成る位相差板６５を通過してｓ偏光状態となり、偏光ビームスプリッタから成る光透過・反射手段４０’によって反射され、エネルギー生成手段５０に戻される。【００６２】
以上の点を除き、実施例３の光学装置、光源装置及びプロジェクタの構成、構造は、実施例１の光学装置、光源装置及びプロジェクタの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例４】
【００６３】
実施例４も、実施例１の変形である。実施例４の光学装置１０Ｄ及び光源装置の概念図を図６Ａに示すように、実施例４にあっては、第１発光層２１’は、エネルギー生成手段を兼ねており、第１の波長領域を有する光５１1を発光する。具体的には、第１発光層２１’は、自発光素子（具体的には、量子ドットＬＥＤを含むＬＥＤ、有機ＥＬ（Electroluminescence）素子や無機ＥＬ素子、これらの単層構造あるいは多層構造）といった発光素子から構成されている。【００６４】
実施例４の光学装置１０Ｄ及び光源装置における光の挙動を示す概念図を、図６Ｂ、図６Ｃ及び図６Ｄに示す。【００６５】
図６Ｂに示すように、第１発光層２１’から出射された第１の波長領域を有する光（黄色光）５１1（白抜きの矢印で示す）は、波長選択手段３０へと向かうし、また、第１の波長領域を有する光５１1は第２発光層２２に侵入する。【００６６】
図６Ｃに示すように、波長選択手段３０に向かう第１の波長領域を有する光５１1は、波長選択手段３０に衝突する。波長選択手段３０は、発光層構造体２０からの第１の波長領域を有する光５１1の一部５１1-1，５１1-2（緑色光及び赤色光）を通過させる。第１の波長領域を有する光５１1の一部５１1-1，５１1-2（緑色光及び赤色光）は、光学装置１０Ｄ、光源装置の系外（照明光学系）へと出射される。一方、波長選択手段３０は、第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）を発光層構造体２０に戻す。第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）は、第１発光層２１によって吸収されず、第２発光層２２に達する。【００６７】
図６Ｄに示すように、第２発光層２２は、第１発光層２１において発光した光５１1（図６Ｂ参照）に基づき、第２の波長領域を有する光５１2を発光する。併せて、波長選択手段３０によって戻された第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）に基づき、第２の波長領域を有する光５１2を発光する。第２の波長領域を有する光５１2（光反射手段２４によって反射された第２の波長領域を有する光５１2を含む）は、第１発光層２１を通過し、波長選択手段３０に衝突する。波長選択手段３０は、第２の波長領域を有する光５１2を通過させる。第２の波長領域を有する光５１2は、光学装置１０Ｄ、光源装置の系外（照明光学系）へと出射される。【００６８】
以上の点を除き、実施例４の光学装置、光源装置及びプロジェクタの構成、構造は、実施例１の光学装置、光源装置及びプロジェクタの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例５】
【００６９】
実施例５も、実施例１の変形であるが、透過型の光学装置に関する。実施例５の光学装置１０Ｅ及び光源装置の概念図を図７Ａに示すように、実施例５にあっては、
発光層構造体２０の他方の側には、光透過・反射手段７１が配設されており、
エネルギー生成手段５０からの光は、光透過・反射手段７１を通過して発光層構造体２０の他方の側から発光層構造体２０に入射し、
発光層構造体２０において発光した光は、光透過・反射手段７１によって反射される。【００７０】
実施例５において、支持基板２６として、サファイアやガラスから成る基板を挙げることができるし、波長選択手段３０’としてダイクロイックミラーを挙げることができる。光透過・反射手段７１はダイクロイックミラーから構成することができる。ここで、光透過・反射手段７１としてのダイクロイックミラーを用いる場合、［Ｅ］エネルギー生成手段５０からの光（例えば、青色光）は、光透過・反射手段７１を通過し、［Ｆ］発光層構造体２０から出射された光（例えば、緑色光及び赤色光）は、光透過・反射手段７１によって反射されるように、光透過・反射手段７１を設計すればよい。【００７１】
実施例５の光学装置１０Ｅ及び光源装置における光の挙動を示す概念図を、図７Ｂ、図７Ｃ、図８Ａ及び図８Ｂに示す。【００７２】
図７Ｂに示すように、青色発光レーザ素子から成るエネルギー生成手段５０から出射された第３の波長領域を有する青色光５１3（細い実線で示す）は、光透過・反射手段７１、第２発光層２２を通過し、第１発光層２１に衝突する。そして、第３の波長領域を有する青色光５１3の一部は、第１発光層２１及び波長選択手段３０’を通過し、光学装置１０Ｅ、光源装置の系外（照明光学系）へと出射される。【００７３】
一方、第１発光層２１に衝突した第３の波長領域を有する青色光５１3の残部によって、第１発光層２１は、第１の波長領域を有する光５１1を発光する。具体的には、図７Ｃに示すように、青色光５１3が第１発光層２１に衝突することによって、第１発光層２１は第１の波長領域を有する光５１1（黄色光）を発光する。第１の波長領域を有する光５１1を白抜きの矢印で示す。第１の波長領域を有する光５１1の一部は波長選択手段３０’に向かうし、第１の波長領域を有する光５１1の残部は第２発光層２２に侵入する。【００７４】
図８Ａに示すように、波長選択手段３０’に向かう第１の波長領域を有する光５１1は、波長選択手段３０’に衝突する。波長選択手段３０’は、発光層構造体２０からの第１の波長領域を有する光５１1の一部５１1-1，５１1-2（緑色光及び赤色光）を通過させる。第１の波長領域を有する光５１1の一部５１1-1，５１1-2（緑色光及び赤色光）は、光学装置１０Ｅ、光源装置の系外（照明光学系）へと出射される。一方、波長選択手段３０’は、第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）を発光層構造体２０に戻す。第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）は、第１発光層２１によって吸収されず、第２発光層２２に達する。【００７５】
図８Ｂに示すように、第２発光層２２は、第１発光層２１において発光した光５１1（図７Ｃ参照）に基づき、第２の波長領域を有する光５１2を発光する。併せて、波長選択手段３０’によって戻された第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）に基づき、第２の波長領域を有する光５１2を発光する。第２の波長領域を有する光５１2（光透過・反射手段７１によって反射された第２の波長領域を有する光５１2を含む）は、第１発光層２１を通過し、波長選択手段３０’に衝突する。波長選択手段３０’は、第２の波長領域を有する光５１2を通過させる。第２の波長領域を有する光５１2は、光学装置１０Ｅ、光源装置の系外（照明光学系）へと出射される。
【実施例６】
【００７６】
実施例６も、実施例１の変形である。実施例６の光学装置１０Ｆ及び光源装置の概念図を図９Ａに示すように、実施例６において、エネルギー生成手段５０”は、発光層構造体２０と波長選択手段３０”との間に配置されており、第３の波長領域を有する光５１3を発光する。具体的には、エネルギー生成手段５０”は、自発光素子（具体的には、量子ドットＬＥＤを含むＬＥＤ、有機ＥＬ（Electroluminescence）素子や無機ＥＬ素子、これらの単層構造あるいは多層構造）といった発光素子から構成されている。また、波長選択手段３０”はダイクロイックミラーから構成することができる。そして、［Ｇ］エネルギー生成手段５０”からの光（例えば、青色光）の一部は通過し、［Ｈ］エネルギー生成手段５０”からの光の残部を反射し、且つ、発光層構造体２０から出射された光（例えば、緑色光及び赤色光）の一部を通過し、残部（例えば、黄色光）を反射するように、ダイクロイックミラーを設計すればよい。【００７７】
実施例６の光学装置１０Ｆ及び光源装置における光の挙動を示す概念図を、図９Ｂ、図９Ｃ、図１０Ａ及び図１０Ｂに示す。【００７８】
図９Ｂに示すように、エネルギー生成手段５０”から出射された第３の波長領域を有する光（青色光）５１3（細い実線で示す）は、波長選択手段３０”へと向かうし、また、第３の波長領域を有する光５１3は第１発光層２１に侵入する。そして、ダイクロイックミラーから構成された波長選択手段３０”は、第３の波長領域を有する光５１3（青色光）の一部を通過させ、残部を反射する。波長選択手段３０”によって反射された第３の波長領域を有する光５１3（青色光）の残部は、エネルギー生成手段５０”を通過し、第１発光層２１に侵入する。【００７９】
図９Ｃに示すように、第１発光層２１は、第３の波長領域を有する光５１3（青色光）によって励起され、第１の波長領域を有する光（黄色光）５１1を発光する。第１の波長領域を有する光５１1を白抜きの矢印で示す。第１の波長領域を有する光５１1の一部（長い白抜きの矢印の光）はエネルギー生成手段５０”を通過して波長選択手段３０”に向かうし、第１の波長領域を有する光５１1の残部（短い白抜きの矢印の光）は第２発光層２２に侵入する。【００８０】
図１０Ａに示すように、波長選択手段３０”に向かう第１の波長領域を有する光（長い白抜きの矢印の光）５１1は、波長選択手段３０”に衝突する。そして、波長選択手段３０”は、発光層構造体２０からの第１の波長領域を有する光５１1の一部５１1-1，５１1-2（緑色光及び赤色光）を通過させる。第１の波長領域を有する光５１1の一部５１1-1，５１1-2（緑色光及び赤色光）は、光学装置１０Ａ、光源装置の系外（照明光学系）へと出射される。一方、波長選択手段３０”は、第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）を発光層構造体２０に戻す。第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）は、エネルギー生成手段５０”、第１発光層２１によって吸収されず、第２発光層２２に達する。【００８１】
図１０Ｂに示すように、第２発光層２２は、第１発光層２１において発光した光５１1（図９Ｃ参照）に基づき、第２の波長領域を有する光５１2を発光する。併せて、波長選択手段３０”によって戻された第１の波長領域を有する光５１1の残部５１1-3（黄色光）に基づき(図１０Ａ参照）、及び、第２発光層２２は第２の波長領域を有する光５１2を発光する。第２の波長領域を有する光５１2（光反射手段２４によって反射された第２の波長領域を有する光５１2を含む）は、第１発光層２１、エネルギー生成手段５０”を通過し、波長選択手段３０”に衝突する。波長選択手段３０”は、第２の波長領域を有する光５１2を通過させる。第２の波長領域を有する光５１2は、光学装置１０Ａ、光源装置の系外（照明光学系）へと出射される。【００８２】
以上の点を除き、実施例６の光学装置、光源装置及びプロジェクタの構成、構造は、実施例１の光学装置、光源装置及びプロジェクタの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。【００８３】
以上、本開示の光学装置、光源装置及びプロジェクタを好ましい実施例に基づき説明したが、本開示の光学装置、光源装置及びプロジェクタの構成、構造は例示であり、適宜、変更することができるし、本開示の光学装置を構成する材料も例示であり、適宜、変更することができる。【００８４】
本開示のプロジェクタを構成する照明光学系、画像形成部及び投影光学系は、周知の照明光学系、画像形成部及び投影光学系とすることができる。【００８５】
プロジェクタは、光源装置、照明光学系、画像形成部、及び、投影光学系から構成される。光源装置を出射した光は照明光学系に入射し、均一な空間プロファイルに整形される。照明光学系を出射した光は、画像形成部で空間的又は時間的に分光され、画像を形成する。画像形成部の構成タイプは、大別して３種類ある。１つは、赤色光に基づき画像を形成する赤色光用パネル、緑色光に基づき画像を形成する緑色光用パネル及び青色光に基づき画像を形成する青色光用パネルの３枚のパネルを使用した３板式、別の１つは、光源装置を時間的に変調し、１枚のパネルを使用する単板式、更に別の１つは、これらの中間である２板式である。パネルとして、透過型又は反射型の液晶パネルやＭＥＭＳミラーパネル等を挙げることができる。パネルにおいて形成された画像は投影光学系で、面や物体、空間に投影される。【００８６】
以下、図１３を参照してプロジェクタの構成を説明する。図１３は、光源装置１１０を備えたプロジェクタ１００の全体構成を表す模式図である。尚、反射型の液晶パネル（ＬＣＤ）により光変調を行う反射型３ＬＣＤ方式のプロジェクタを例示して説明する。光源装置１１０は、実施例１〜実施例６において説明した光源装置から構成することができる。【００８７】
プロジェクタ１００は、光源装置１１０、照明光学系１２０、画像形成部１３０、及び、投影光学系１４０を、順に備えている。【００８８】
照明光学系１２０は、例えば光源装置１１０に近い位置から、フライアイレンズ１２１（１２１Ａ，１２１Ｂ）、偏光変換素子１２２、レンズ１２３、ダイクロイックミラー１２４Ａ，１２４Ｂ、反射ミラー１２５Ａ，１２５Ｂ、レンズ１２６Ａ，１２６Ｂ、ダイクロイックミラー１２７、及び、偏光板１２８Ａ，１２８Ｂ，１２８Ｃを有している。【００８９】
フライアイレンズ１２１（１２１Ａ，１２１Ｂ）は、光源装置１１０からの白色光の照度分布の均質化を図る。偏光変換素子１２２は、入射光の偏光軸を所定方向に揃えるように機能し、例えば、ｐ偏光以外の光をｐ偏光に変換する。レンズ１２３は、偏光変換素子１２２からの光をダイクロイックミラー１２４Ａ，１２４Ｂへ向けて集光する。ダイクロイックミラー１２４Ａ，１２４Ｂは、所定の波長域の光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を選択的に透過させる。例えばダイクロイックミラー１２４Ａは、主に赤色光を反射ミラー１２５Ａの方向へ反射させる。また、ダイクロイックミラー１２４Ｂは、主に青色光を反射ミラー１２５Ｂの方向へ反射させる。従って、主に緑色光がダイクロイックミラー１２４Ａ，１２４Ｂの双方を透過し、画像形成部１３０の反射型偏光板１３１Ｃへ向かう。反射ミラー１２５Ａは、ダイクロイックミラー１２４Ａからの光（主に赤色光）をレンズ１２６Ａに向けて反射し、反射ミラー１２５Ｂは、ダイクロイックミラー１２４Ｂからの光（主に青色光）をレンズ１２６Ｂに向けて反射する。レンズ１２６Ａは、反射ミラー１２５Ａからの光（主に赤色光）を透過し、ダイクロイックミラー１２７へ集光させる。レンズ１２６Ｂは、反射ミラー１２５Ｂからの光（主に青色光）を透過し、偏光板１２８Ｂへ集光させる。ダイクロイックミラー１２７は、緑色光を選択的に反射すると共に、それ以外の波長域の光を選択的に透過する。ここでは、透過レンズ１２６Ａからの光の内、赤色光成分を透過する。透過レンズ１２６Ａからの光に緑色光成分が含まれる場合、緑色光成分を偏光板１２８Ｃへ向けて反射する。偏光板１２８Ａ，１２８Ｂ，１２８Ｃは、所定方向の偏光軸を有する偏光子を含んでいる。例えば、偏光変換素子１２２においてｐ偏光に変換されている場合、偏光板１２８Ａ，１２８Ｂ，１２８Ｃはｐ偏光の光を透過し、ｓ偏光の光を反射する。【００９０】
画像形成部１３０は、反射型偏光板１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃと、反射型液晶パネル１３２Ａ，１３２Ｂ，１３２Ｃと、ダイクロイックプリズム１３３とを有する。【００９１】
反射型偏光板１３１Ａ，１３１Ｂ，１３１Ｃは、それぞれ、偏光板１２８Ａ，１２８Ｂ，１２８Ｃからの偏光光の偏光軸と同じ偏光軸の光（例えばｐ偏光）を透過し、それ以外の偏光軸の光（ｓ偏光）を反射する。具体的には、反射型偏光板１３１Ａは、偏光板１２８Ａからのｐ偏光の赤色光を反射型液晶パネル１３２Ａの方向へ透過させる。反射型偏光板１３１Ｂは、偏光板１２８Ｂからのｐ偏光の青色光を反射型液晶パネル１３２Ｂの方向へ透過させる。反射型偏光板１３１Ｃは、偏光板１２８Ｃからのｐ偏光の緑色光を反射型液晶パネル１３２Ｃの方向へ透過させる。また、ダイクロイックミラー１２４Ａ，１２４Ｂの双方を透過して反射型偏光板１３１Ｃに入射したｐ偏光の緑色光は、そのまま反射型偏光板１３１Ｃを透過してダイクロイックプリズム１３３に入射する。更に、反射型偏光板１３１Ａは、反射型液晶パネル１３２Ａからのｓ偏光の赤色光を反射してダイクロイックプリズム１３３に入射させる。反射型偏光板１３１Ｂは、反射型液晶パネル１３２Ｂからのｓ偏光の青色光を反射してダイクロイックプリズム１３３に入射させる。反射型偏光板１３１Ｃは、反射型液晶パネル１３２Ｃからのｓ偏光の緑色光を反射してダイクロイックプリズム１３３に入射させる。【００９２】
反射型液晶パネル１３２Ａ，１３２Ｂ，１３２Ｃは、それぞれ、赤色光、青色光及び緑色光の空間変調を行う。【００９３】
ダイクロイックプリズム１３３は、入射される赤色光、青色光及び緑色光を合成し、投影光学系１４０へ向けて射出する。投影光学系１４０は、レンズ１４２〜１４６と、ミラー１４１とを有する。投影光学系１４０は、画像形成部１３０からの出射光を拡大してスクリーン（図示せず）等へ投影する。【００９４】
図１４に、別の構成のプロジェクタの模式図を示す。このプロジェクタにあっては、透過型の液晶パネル（ＬＣＤ）により光変調を行う透過型３ＬＣＤ方式のプロジェクタである。【００９５】
プロジェクタ２００は、光源装置１１０、光源装置１１０から発せられる光を用いて画像を生成する画像形成部２２０（照明光学系を含む）、及び、画像形成部２２０で生成された画像光を投影する投影光学系２４０を備えている。【００９６】
照明光学系を含む画像形成部２２０は、インテグレータ素子２２１、偏光変換素子２２２、集光レンズ２２３、ダイクロイックミラー２２４，２２５、ミラー２２６，２２７，２２８、及び、リレーレンズ２３１，２３２を有する。また、画像形成部２２０は、フィールドレンズ２３３（２３３Ｒ、２３３Ｇ，２３３Ｂ）、液晶ライトバルブ２３４Ｒ，２３４Ｇ，２３４Ｂ、ダイクロイックプリズム２３５を有する。【００９７】
インテグレータ素子２２１は、全体として、光源装置１１０から液晶ライトバルブ２３４Ｒ，２３４Ｇ，２３４Ｂを照射する入射光を、均一な輝度分布に整える機能を有する。例えば、インテグレータ素子２２１は、二次元に配列された複数のマイクロレンズ（図示せず）を有する第１のフライアイレンズ２２１Ａ、及び、各マイクロレンズに１つずつ対応するように配列された複数のマイクロレンズを有する第２のフライアイレンズ２２１Ｂを含んでいる。【００９８】
光源装置１１０からインテグレータ素子２２１に入射する平行光は、第１のフライアイレンズ２２１Ａのマイクロレンズによって複数の光束に分割され、第２のフライアイレンズ２２１Ｂにおける対応するマイクロレンズにそれぞれ結像される。第２のフライアイレンズ２２１Ｂのマイクロレンズのそれぞれが、二次光源として機能し、複数の平行光を偏光変換素子２２２に入射光として照射する。【００９９】
偏光変換素子２２２は、インテグレータ素子２２１等を介して入射する入射光の、偏光状態を揃える機能を有する。この偏光変換素子２２２は、例えば光源装置１１０の出射側に配置された集光レンズ２２３等を介して、青色光Ｂ３、緑色光Ｇ３及び赤色光Ｒ３を含む出射光を出射する。【０１００】
ダイクロイックミラー２２４，２２５は、所定の波長域の光を選択的に反射し、それ以外の波長域の光を透過させる性質を有する。例えば、ダイクロイックミラー２２４は、赤色光Ｒ３を選択的に反射する。ダイクロイックミラー２２５は、ダイクロイックミラー２２４を透過した緑色光Ｇ３及び青色光Ｂ３の内、緑色光Ｇ３を選択的に反射する。残る青色光Ｂ３は、ダイクロイックミラー２２５を透過する。これにより、光源装置１１０から出射された光が、異なる色の複数の光に分離される。【０１０１】
分離された赤色光Ｒ３は、ミラー２２６により反射され、フィールドレンズ２３３Ｒを通ることによって平行光化された後、赤色光の変調用の液晶ライトバルブ２３４Ｒに入射する。緑色光Ｇ３は、フィールドレンズ２３３Ｇを通ることによって平行光化された後、緑色光の変調用の液晶ライトバルブ２３４Ｇに入射する。青色光Ｂ３は、リレーレンズ２３１を通ってミラー２２７により反射され、更に、リレーレンズ２３２を通ってミラー２２８により反射される。ミラー２２８により反射された青色光Ｂ３は、フィールドレンズ２３３Ｂを通ることによって平行光化された後、青色光の変調用の液晶ライトバルブ２３４Ｂに入射する。【０１０２】
液晶ライトバルブ２３４Ｒ，２３４Ｇ，２３４Ｂは、画像情報を含んだ画像信号を供給する図示しない信号源（例えばパーソナルコンピューター等）と電気的に接続されている。液晶ライトバルブ２３４Ｒ，２３４Ｇ，２３４Ｂは、供給される各色の画像信号に基づき、入射光を画素毎に変調し、それぞれ赤色画像、緑色画像及び青色画像を生成する。変調された各色の光（形成された画像）は、ダイクロイックプリズム２３５に入射して合成される。ダイクロイックプリズム２３５は、３つの方向から入射した各色の光を重ね合わせて合成し、投影光学系２４０に向けて出射する。【０１０３】
投影光学系２４０は、複数のレンズ２４１等を有し、ダイクロイックプリズム２３５によって合成された光を図示しないスクリーンに照射する。これにより、フルカラーの画像が表示される。【０１０４】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《光学装置》
第１発光層及び第２発光層から構成された発光層構造体と、波長選択手段とを有し、
波長選択手段は、発光層構造体の一方の側に配置されており、
第１発光層は、第１の波長領域を有する光を発光し、
第２発光層は、第１発光層において発光した光に基づき第２の波長領域を有する光を発光し、
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域を有する光の一部を通過させ、残部を発光層構造体に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光を通過させる光学装置。
［Ａ０２］波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域の内、第１波長帯及び第２波長帯の光を通過させ、
第２の波長領域と第２波長帯とは、少なくとも部分的に重なっている［Ａ０１］に記載の光学装置。
［Ａ０３］波長選択手段によって発光層構造体に戻された第１の波長領域における残部の光に基づき、第２発光層は第２の波長領域を有する光を更に発光する［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の光学装置。
［Ａ０４］第１発光層は、波長選択手段によって発光層構造体に戻された第１の波長領域における残部の光を吸収しない［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０５］発光層構造体の一方の側と波長選択手段との間にはレンズ系が配設されており、
レンズ系を通過して波長選択手段に向かう光は、レンズ系によって平行光とされる［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０６］第１発光層は、エネルギー生成手段から与えられたエネルギーに基づき第１の波長領域を有する光を発光する［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０７］エネルギー生成手段は発光素子から成る［Ａ０６］に記載の光学装置。
［Ａ０８］エネルギー生成手段から第１発光層に与えられるエネルギーは、第３の波長領域を有する光である［Ａ０７］に記載の光学装置。
［Ａ０９］発光層構造体の他方の側には、光反射手段が配設されており、
エネルギー生成手段からの光は、発光層構造体の一方の側から発光層構造体に入射する［Ａ０８］に記載の光学装置。
［Ａ１０］光透過・反射手段を更に備えており、
エネルギー生成手段からの光は、光透過・反射手段によって反射され、波長選択手段を通過して発光層構造体に入射し、
発光層構造体から出射され、波長選択手段を通過した光は、光透過・反射手段を通過する［Ａ０９］に記載の光学装置。
［Ａ１１］エネルギー生成手段からの光を第１の偏光状態及び第２の偏光状態に制御する位相差板、及び、第２の光反射手段を更に有しており、
位相差板は、エネルギー生成手段と光透過・反射手段との間に配置されており、
位相差板を通過して波長選択手段に入射した光は、第１の偏光状態にあっては、光透過・反射手段によって反射され、波長選択手段を通過して発光層構造体に入射し、第２の偏光状態にあっては、光透過・反射手段を通過し、第２の光反射手段によって反射され、光透過・反射手段に再入射し、光透過・反射手段によって反射される［Ａ１０］に記載の光学装置。
［Ａ１２］光透過・反射手段と波長選択手段との間には位相差板が配設されており、
位相差板と波長選択手段との間には第２の光透過・反射手段が配設されており、
光透過・反射手段によって反射され、位相差板を通過した光は第２の光透過・反射手段によって一部が反射され、位相差板に再入射し、位相差板及び光透過・反射手段を通過し、
位相差板及び第２の光透過・反射手段を通過した光は、波長選択手段を通過し、発光層構造体に入射する［Ａ１０］に記載の光学装置。
［Ａ１３］発光層構造体の他方の側には、光透過・反射手段が配設されており、
エネルギー生成手段からの光は、光透過・反射手段を通過して発光層構造体の他方の側から発光層構造体に入射し、
発光層構造体において発光した光は、光透過・反射手段によって反射される［Ａ０８］に記載の光学装置。
［Ａ１４］第１発光層は、エネルギー生成手段を兼ねており、第１の波長領域を有する光を発光する［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１５］第１発光層は発光素子から成る［Ａ１４］に記載の光学装置。
［Ａ１６］エネルギー生成手段は、発光層構造体と波長選択手段との間に配置されている［Ａ０８］に記載の光学装置。
［Ｂ０１］《光源装置》
第１発光層及び第２発光層から構成された発光層構造体と、波長選択手段とを有する光学装置、並びに、
エネルギー生成手段、
を備えた光源装置であって、
波長選択手段は、発光層構造体の一方の側に配置されており、
第１発光層は、第１の波長領域を有する光を発光し、
第２発光層は、第１発光層において発光した光に基づき第２の波長領域を有する光を発光し、
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域を有する光の一部を通過させ、残部を発光層構造体に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光を通過させる光源装置。
［Ｂ０２］《光源装置》
［Ａ０１］乃至［Ａ１６］のいずれか１項に記載の光学装置、並びに、
エネルギー生成手段、
を備えた光源装置であって、
波長選択手段は、発光層構造体の一方の側に配置されており、
第１発光層は、第１の波長領域を有する光を発光し、
第２発光層は、第１発光層において発光した光に基づき第２の波長領域を有する光を発光し、
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域を有する光の一部を通過させ、残部を発光層構造体に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光を通過させる光源装置。
［Ｃ０１］《プロジェクタ》
第１発光層及び第２発光層から構成された発光層構造体と、波長選択手段とを有する光学装置、及び、エネルギー生成手段を備えた光源装置、
照明光学系、
画像形成部、並びに、
投影光学系、
を備えており、
波長選択手段は、発光層構造体の一方の側に配置されており、
第１発光層は、第１の波長領域を有する光を発光し、
第２発光層は、第１発光層において発光した光に基づき第２の波長領域を有する光を発光し、
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域を有する光の一部を通過させ、残部を発光層構造体に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光を通過させ、
波長選択手段を通過した光によって、画像形成部にて画像が形成され、
画像形成部にて形成された画像が、投影光学系に送られるプロジェクタ。
［Ｃ０２］《プロジェクタ》
［Ａ０１］乃至［Ａ１６］のいずれか１項に記載の光学装置、及び、エネルギー生成手段を備えた光源装置、
照明光学系、
画像形成部、並びに、
投影光学系、
を備えており、
波長選択手段は、発光層構造体の一方の側に配置されており、
第１発光層は、第１の波長領域を有する光を発光し、
第２発光層は、第１発光層において発光した光に基づき第２の波長領域を有する光を発光し、
波長選択手段は、発光層構造体からの第１の波長領域を有する光の一部を通過させ、残部を発光層構造体に戻し、且つ、第２の波長領域を有する光を通過させ、
波長選択手段を通過した光によって、画像形成部にて画像が形成され、
画像形成部にて形成された画像が、投影光学系に送られるプロジェクタ。
【符号の説明】
【０１０５】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ・・・光学装置、２０，２０’・・・発光層構造体、２１・・・第１発光層、２１’・・・自発光の第１発光層、２２・・・第２発光層、２３，２６・・・支持基板、２４・・・光反射手段、２５・・・レンズ系、３０，３０’，３０”・・・波長選択手段、４０，４０’・・・光透過・反射手段、５０，５０”・・・エネルギー生成手段、５１1・・・第１の波長領域を有する光、５１1-1，５１1-2・・・第１の波長領域を有する光の一部、５１1-3・・・第１の波長領域を有する光の残部、５１2・・・第２の波長領域を有する光、５１3・・・第３の波長領域を有する光、６１・・・位相差板、６２，６４・・・四分の一波長板（λ／４波長板）、６３・・・第２の光反射手段、６５・・・位相差板（四分の一波長板（λ／４波長板））、６６・・・第２の光透過・反射手段、７１・・・光透過・反射手段
【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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【図１４】
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【国際調査報告】
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