JP6796751B2 - 光源装置、及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、青色の励起光を出射する光源と、励起光に応じて発光する発光体とを備える光源装置を使用した投写型映像表示装置に関する。

特許文献１には、励起光源として青色レーザー発光器を備え、この励起光源からの射出光を拡散板によって拡散させ、拡散光を青色波長帯域の光源光として使用する光源装置において、青色波長帯域の光源光における波長分布を広くした光源装置を備えることにより、高品質なカラー画像を投影可能なプロジェクタが開示されている。

特開２０１１−１２８５２１号公報

本開示は、青成分光の色度を適正化することが可能な光源装置を備えた投写型映像表示装置を提供する。

本開示の光源装置は、第１の偏光をもつ第１の波長帯の青色光を出射する固体光源と、第１の偏光の青色光と、第１の偏光とは異なる第２の偏光の青色光及びその他の色光のいずれか一方を反射し、他方を透過するダイクロイックミラーと、ダイクロイックミラーで反射または透過された青色光で励起される第１蛍光体が設けられたセグメントが設けられた基板を有する蛍光体ホイールと、青色光の一部を反射し、残余の青色光及びその他の色光を透過する波長選択反射板と、ダイクロイックミラーと基板との間に設けられ、往復して透過することにより第１の偏光を第２の偏光に変換する位相差板と、第１の波長帯より長波長側にあり、第１の波長帯に隣接する第２の波長帯の発光光を発する第２蛍光体が設けられた蛍光板と、波長選択反射板で透過された青色光を集光して蛍光板の第２蛍光体を励起するとともに、第２蛍光体から発光する色光を集光して波長選択反射板に向けて出射する集光素子とを備える。

本開示によれば、投写型映像表示装置で表示される青成分光の色度の改善ができる。

実施の形態１における光源装置を備える投写型映像表示装置を示す図 実施の形態１における蛍光体ホイールを示す図 実施の形態１における色生成の原理を示す図 実施の形態１における色生成の原理を示す図 実施の形態１における色生成の原理を示す図 実施の形態１におけるカラーホイールを示す図 実施の形態１の投写型映像表示装置におけるスペクトル図 実施の形態１の効果を説明するための色度図を示す図 実施の形態２における投写型映像表示装置の主要部を示す図 実施の形態２における投写型映像表示装置の主要部を示す図 実施の形態２における投写型映像表示装置の主要部を示す図 実施の形態３における投写型映像表示装置の主要部を示す図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

［実施の形態１］
（投写型映像表示装置）
以下において、実施の形態１に係る投写型映像表示装置の構成について、図１乃至図６を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００の光学構成を示す図である。実施の形態１では、映像光として、赤成分光Ｒ、緑成分光Ｇ、青成分光Ｂ（青成分光Ｂ_１＋青成分光Ｂ_２）、黄成分光Ｙを用いる場合について例示する。

図１に示すように、第１に、投写型映像表示装置１００は、光源ユニット１０と、ダイクロイックミラー２０と、蛍光体ホイール３０と、λ／４板（１／４波長板）４０と、第２波長帯光発光ユニット３００と、カラーホイール５０と、ロッドインテグレータ６０と、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）７０と、投写ユニット８０とを有する。ここで、λ／４板４０は、位相差板の一例である。

光源ユニット１０は、例えば、レーザダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）や発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの複数の固体光源によって構成される。本実施の形態では固体光源としてレーザダイオード、特に青色光を出射するレーザダイオード１１を使用している。

光源ユニット１０からの出射光は、波長４５５ｎｍの青色光（青成分光Ｂ_１）であり、この青色光はＳ偏光の光であって、蛍光体を励起するための励起光としても用いられる。ただし、光源ユニット１０からの出射光の波長は４５５ｎｍに限定されるものではなく、例えば、波長４４０〜４６０ｎｍであっても良い。（この波長４４０〜４６０ｎｍは、第１の波長帯の一例である。）
光源ユニット１０から出射される青成分光Ｂ_１は、レンズ１１１、レンズ１１２、拡散板１４１を透過してダイクロイックミラー２０に入射する。

ダイクロイックミラー２０は、Ｓ偏光の青色光を反射するが、Ｐ偏光の青色光及びその他の色光は透過する。ダイクロイックミラー２０で反射された青成分光Ｂ_１は、レンズ１１３、１１４で集光されて蛍光体ホイールに入射する。

蛍光体ホイール３０は、図２に示すように、基板３１と、基板３１上に形成された反射膜３２と、反射膜３２上に円環状に塗布形成された蛍光体膜３３と、蛍光体膜３３上に形成された反射防止膜３４と、基板３１を回転させるためのモーター３５とにより構成されている。本実施例では基板３１として波長選択反射板を使用する。この図２において、同図（ａ）は蛍光体ホイールを図１の−ｘ方向に向かって見た図、同図（ｂ）は図１のｚ方向に向かって見た図である。

蛍光体膜３３は、図２（ａ）に示すように、黄色蛍光体膜３３Ｙと、緑色蛍光体膜３３Ｇから構成されている。ここで、黄色蛍光体膜３３Ｙと緑色蛍光体膜３３Ｇは、第１蛍光体の一例である。

蛍光体膜３３は、例えば、セラミック蛍光体を接着剤によって基板に接着することで作製することが可能である。蛍光体膜３３に使用されるセラミック蛍光体としては、例えば、セリウム付活ガーネット構造蛍光体であるＹＡＧ蛍光体やＬＡＧ蛍光体がある。

蛍光体ホイール３０は、図２（ａ）に示すように、円周方向において４つのセグメントから構成される。第１のセグメント（角度領域θ_Ｒ）は、赤成分光Ｒを生成するための領域である。第２のセグメント（角度領域θ_Ｇ）は、緑成分光Ｇを生成するための領域である。第３のセグメント（角度領域θ_Ｂ）は、青成分光Ｂを生成するための領域である。第４のセグメント（角度領域θ_Ｙ）は、黄成分光Ｙを生成するための領域である。

角度領域θ_Ｙ＋θ_Ｒには、黄色蛍光体膜３３Ｙが形成されている。黄色蛍光体膜３３Ｙは、光源ユニット１０から出射される青成分光Ｂ_１（励起光）に応じて黄色の発光光Ｙを発光する蛍光体Ｙを有する。黄色蛍光体膜３３Ｙ上には、反射防止膜が形成されている。なお、黄色蛍光体膜３３Ｙは、蛍光体ホイール３０の回転中において、青成分光Ｂ_１（励起光）が照射される領域である。言い換えると、黄色蛍光体膜３３Ｙ上には、レンズ１１４によって青成分光Ｂ_１が集光される。

角度領域θ_Ｇには、緑色蛍光体膜３３Ｇが形成されている。緑色蛍光体膜３３Ｇは、光源ユニット１０から出射される青成分光Ｂ_１（励起光）に応じて緑色の発光光Ｇ_１を発光する蛍光体Ｇ_１を有する。緑色蛍光体膜３３Ｇ上には、反射防止膜が形成されている。なお、緑色蛍光体膜３３Ｇは、蛍光体ホイール３０の回転中において、青成分光Ｂ_１（励起光）が照射される領域である。言い換えると、緑色蛍光体膜３３Ｇ上には、レンズ１１４によって青成分光Ｂ_１が集光される。

角度領域θ_Ｂには、反射膜３２、蛍光体膜３３、及び反射防止膜３４が形成されていない。光源ユニット１０から出射される青成分光Ｂ_１は、角度領域θ_Ｂにおいて基板３１に入射する。本実施例では波長選択反射板を基板３１として使用しているため、角度領域θ_Ｂは、入射する青成分光Ｂ_１のうち、一部を反射し、残余を透過するとともに、発光光Ｇ_２を透過する波長選択反射セグメントである。角度領域θ_Ｂを波長選択反射セグメントにする他の方法として、例えば金属板を基板３１として使用し、基板３１の角度領域θ_Ｂに切欠きを設けて波長選択反射板を貼り付けても良い。光源ユニット１０から出射されて波長選択反射セグメントを透過した青成分光Ｂ_１は、図１に示すように、第２波長帯光発光ユニット３００に入射する。

第２波長帯光発光ユニット３００は、図１に示すように、レンズ３１２と、ミラー３１１と、第２波長帯蛍光板３３０から構成されている。第２波長帯蛍光板３３０は、図３ｃに示すように、基板３３１と、基板３３１上に形成された反射膜３３２と、反射膜３３２上に塗布形成された第２波長帯蛍光体膜３３３と、第２波長帯蛍光体膜３３３上に形成された反射防止膜３３４から構成されている。第２波長帯蛍光体膜３３３は、光源ユニット１０から出射される青成分光Ｂ_１（励起光）に応じて第２波長帯の発光光Ｇ_２を発光する蛍光体Ｇ_２を有する。ここで、蛍光体Ｇ_２は、第２蛍光体の一例である。

レンズ３１２及びミラー３１１は、第２波長帯光発光ユニット３００に入射した青成分光Ｂ_１を第２波長帯蛍光板３３０に集光するとともに、第２波長帯蛍光板３３０で発光された発光光Ｇ_２を集光して基板３１に向けて出射する。ここでレンズ３１２及びミラー３１１は、集光素子の例である。

ミラー３１１は、本実施例では開口部を１つ設けた楕円面鏡である。図１に示すように、ミラー３１１（楕円面鏡）の二点ある焦点のうち、開口部に近い１点（点Ａ）は蛍光体ホイールの基板３１上の青成分光Ｂ_１が透過する領域に位置し、開口部から遠い１点（点Ｂ）には第２波長帯蛍光板３３０が位置している。

レンズ３１２は、第２波長帯蛍光板３３０上の点Ｂで発光された発光光Ｇ_２のうち、ミラー３１１に反射されずに開口部に向かうものを点Ａに向けて出射するために、点Ａと点Ｂの間に位置にしている。

そのため、第２波長帯光発光ユニット３００に入射する青成分光Ｂ_１は点Ａを通り、一部はミラー３１１に反射されて、残余はレンズ３１２を通って第２波長帯蛍光板３３０上の点Ｂに集光される。点Ｂで発光された発光光Ｇ_２は、一部はミラー３１１に反射されて、残余はレンズ３１２を通って点Ａに集光されることで第２波長帯光発光ユニット３００の外に出射される。

次に、蛍光体ホイール３０の周辺部での色生成の原理について、図３ａ〜図３ｃを用いて説明する。

図３ａは青成分光Ｂ_１（励起光）が蛍光体ホイール３０の角度領域θ_Ｙ、θ_Ｒ、θ_Ｇのいずれかに照射される場合を示している。青成分光Ｂ_１（Ｌ１）は、光源ユニット１０から出射される光であり、本実施の形態ではＳ偏光である。青成分光Ｂ_１（Ｌ１）は、λ／４板４０を透過することで、円偏光の青成分光Ｂ_１（Ｌ２）になる。青成分光Ｂ_１（Ｌ２）は、反射防止膜３４を透過し、青成分光Ｂ_１（Ｌ３）になる。反射防止膜３４の効果により、青成分光Ｂ_１（Ｌ３）の光強度は青成分光Ｂ_１（Ｌ２）の光強度の９５％以上となる。黄色蛍光体膜３３Ｙもしくは緑色蛍光体膜３３Ｇは、青成分光Ｂ_１（Ｌ３）が照射されることで、発光光Ｙもしくは発光光Ｇ_１を発光する。発光光Ｙ及び発光光Ｇ_１は、３６０°全方位に出射されるが、基板３１に向かう方向に出射された光は、反射膜３２によって反射される。したがって、発光光Ｙ及び発光光Ｇ_１は青成分光Ｂ_１（Ｌ３）の進行方向とは逆方向に出射される。なお、発光光Ｙ及び発光光Ｇ_１は、蛍光光であるため無偏光であり、λ／４板４０を透過しても無偏光である。

図３ｂは青成分光Ｂ_１（励起光）が蛍光体ホイール３０の角度領域θ_Ｂに照射される場合を示している。青成分光Ｂ_１（Ｌ１）は、光源ユニット１０から出射される光であり、本実施例ではＳ偏光である。青成分光Ｂ_１（Ｌ１）は、λ／４板４０を透過することで、円偏光の青成分光Ｂ_１（Ｌ２）になる。青成分光Ｂ_１（Ｌ２）は、波長選択反射板である基板３１で、３５％が透過して青成分光Ｂ_１（Ｌ２’）となって第２波長帯光発光ユニット３００に入射し、残りの６５％が反射されて青成分光Ｂ_１（Ｌ４）になる。また、基板３１は発光光Ｇ_２も透過する。すなわち、基板３１は、青成分光Ｂ_１の波長帯（４５５ｎｍ）の光を３５％透過（６５％反射）し、発光光Ｇ_２の波長帯（４６０〜７５０ｎｍ）の光を透過する。発光光Ｇ_２は、蛍光光であるため無偏光であり、λ／４板４０を透過しても無偏光である。また、青成分光Ｂ_１（Ｌ４）は、青成分光Ｂ_１（Ｌ２）と同様に円偏光であり、λ／４板４０を再度透過することで、Ｐ偏光の青成分光Ｂ_１（Ｌ５）になる。なお、基板３１の透過率は、必要に応じて調整されるべきであり、１０〜６０％の範囲であれば良い。ここで、発光光Ｇ_２の波長帯である４６０ｎｍ〜７５０ｎｍの波長帯は第２の波長帯の一例である。

第２波長帯光発光ユニット３００に入射した青成分光Ｂ_１（Ｌ２’）は、図３ｃに示すように第２波長帯蛍光板に照射され、図３ａに示した青成分光Ｂ_１（Ｌ２）と同様の振る舞いをする。すなわち、青成分光Ｂ_１（Ｌ２’）は、反射防止膜３３４を透過し、青成分光Ｂ_１（Ｌ３’）になる。反射防止膜３３４の効果により、青成分光Ｂ_１（Ｌ３’）の光強度は青成分光Ｂ_１（Ｌ２’）の光強度の９５％以上となる。第２波長帯蛍光膜に青成分光Ｂ_１（Ｌ３’）が照射されることで、発光光Ｇ_２を発光する。発光光Ｇ_２は、３６０°全方位に出射されるが、基板３３１に向かう方向に出射された光は、反射膜３３２によって反射される。したがって、発光光Ｇ_２は青成分光Ｂ_１（Ｌ３’）の進行方向とは逆方向に出射される。なお、発光光Ｇ_２は、蛍光光であるため無偏光であり、λ／４板４０を透過しても無偏光である。

このように、蛍光体ホイール３０で生成されλ／４板４０及びダイクロイックミラー２０を介して出射される光は、回転に伴って、角度領域θ_Ｙ＋θ_Ｒにおいては発光光Ｙ、角度領域θ_Ｇにおいては発光光Ｇ_１、角度領域θ_Ｂにおいては、青成分光Ｂ_１（Ｌ５）と発光光Ｇ_２の合成光となる。

ダイクロイックミラー２０から出射される光は、レンズ１３１を透過し、ミラー１２４で直角方向に光路が折り曲げられ、レンズ１３２を透過してカラーホイール５０に入射する。

カラーホイール５０は、図４に示すように、透明な基板５１と、この基板５１上に形成された誘電体多層膜５２と、基板５１を回転させるためのモーター５３とにより構成されている。この図４において、同図（ａ）はカラーホイール５０を図１のｚ方向に向かって見た図、同図（ｂ）は図１のｙ方向に向かって見た図である。誘電体多層膜５２は、所定の角度領域θ_Ｒにおいて形成された赤透過ダイクロイック膜５２Ｒと、所定の角度領域θ_Ｇにおいて形成された緑透過ダイクロイック膜５２Ｇと、所定の角度領域θ_Ｂにおいて形成された青透過ダイクロイック膜５２Ｂと所定の角度領域θ_Ｙにおいて形成された反射防止膜５２Ｃで構成される。

カラーホイール５０は、蛍光体ホイール３０と回転が同期するよう制御されている。すなわち、蛍光体ホイール３０の角度領域θ_Ｒから光が出射されているタイミングでは、カラーホイール５０の角度領域θ_Ｒに光が入射している。蛍光体ホイール３０の角度領域θ_Ｇから光が出射されているタイミングでは、カラーホイール５０の角度領域θ_Ｇに光が入射している。蛍光体ホイール３０の角度領域θ_Ｂから光が出射されているタイミングでは、カラーホイール５０の角度領域θ_Ｂに光が入射している。蛍光体ホイール３０の角度領域θ_Ｙから光が出射されているタイミングでは、カラーホイール５０の角度領域θ_Ｙに光が入射している。

このように、蛍光体ホイール３０とカラーホイール５０によって生成される光は、角度領域θ_Ｒ、θ_Ｇ、θ_Ｂ、θ_Ｙで生成される光が時分割で出射されることになる。すなわち、蛍光体ホイール３０とカラーホイール５０によって、赤成分光、緑成分光、青成分光、黄色成分光を含む各色成分光が生されて時分割で出射されることになる。

以下に、各々の角度領域における色生成について、図５に示すスペクトルを参照しながら説明する。

角度領域θ_Ｒにおいては、蛍光体ホイール３０の黄色蛍光体膜３３Ｙから発光光Ｙ（図５（ａ））が出射され、カラーホイール５０の赤透過ダイクロイック膜５２Ｒを透過することで、赤成分光Ｒ（図５（ａ））になる。カラーホイール５０の赤透過ダイクロイック膜５２Ｒの分光特性を調整することにより、赤成分光Ｒの色純度を調整することができる。

角度領域θ_Ｇにおいては、蛍光体ホイール３０の緑色蛍光体膜３３Ｇから発光光Ｇ_１（図５（ｂ））が出射され、カラーホイール５０の緑透過ダイクロイック膜５２Ｇを透過することで、緑成分光Ｇ（図５（ｂ））になる。カラーホイール５０の緑透過ダイクロイック膜５２Ｇの分光特性を調整することにより、緑成分光Ｇの色純度を調整することができる。

角度領域θ_Ｂにおいては、蛍光体ホイール３０の基板３１（波長選択反射板）で反射された青成分光Ｂ_１と、第２波長帯光発光ユニット３００の第２波長帯蛍光板３３０から出射され蛍光体ホイール３０の基板３１（波長選択反射板）を透過してきた発光光Ｇ_２（発光光Ｇ_２は青成分光Ｂ_２を含む）が合成され、カラーホイール５０の青透過ダイクロイック膜５２Ｂを透過することで、青成分光Ｂ（青成分光Ｂ_１＋青成分光Ｂ_２）になる。青透過ダイクロイック膜５２Ｂは、青成分光Ｂ_１を透過するとともに、発光光Ｇ_２の短波長側を透過することで、青成分光Ｂ_２を抽出する。青成分光Ｂ_２は、波長４５５ｎｍの青成分光Ｂ_１に混色することで、最適な青色色度に調整する。

本実施例では、発光光Ｇ_２の波長帯は４６０ｎｍ〜７５０ｎｍであり、青成分光Ｂ_２の主波長は５１５ｎｍであるが、これらに限定されるものではない。青成分光Ｂ_２の主波長が４７０〜５３０ｎｍの範囲内になるよう、蛍光体Ｇ_２を選定し青透過ダイクロイック膜５２Ｂの分光特性を設計することが望ましい。図５（ｃ）において、青成分光Ｂ_１はスケールを１/１００としている。

角度領域θ_Ｙにおいては、蛍光体ホイール３０の黄色蛍光体膜３３Ｙから発光光Ｙが出射され、カラーホイール５０の反射防止膜５２Ｃを透過することで黄成分光Ｙになる。発光光Ｙがカラーホイール５０の反射防止膜５２Ｃを透過することによる色の変化は無視できるレベルである。

カラーホイール５０から出射された光は、ロッドインテグレータ６０に入射する。ロッドインテグレータ６０は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドである。ロッドインテグレータ６０は、光源ユニット１０から出射される光及び蛍光体ホイール３０から出射される光を均一化する。なお、ロッドインテグレータ６０は、内壁がミラー面によって構成される中空のロッドであってもよい。

ロッドインテグレータ６０から出射された光は、レンズ１５１、レンズ１５２、レンズ１５３を透過して、三角プリズム１６１と三角プリズム１６２からなる全反射プリズムに入射後、ＤＭＤ７０に入射する。

ＤＭＤ７０は、光源ユニット１０、蛍光体ホイール３０、カラーホイール５０によって生成される各色成分光を、時分割で変調する光変調素子である。詳細には、ＤＭＤ７０は、複数の微小ミラーによって構成されており、複数の微小ミラーは可動式である。各微小ミラーは、基本的に１画素に相当する。ＤＭＤ７０は、各微小ミラーの角度を映像信号に応じて変更する変調動作によって、投写ユニット８０側に光を反射するか否かを切り替える。ＤＭＤ７０は、図２及び図４で説明した角度領域θ_Ｒ、θ_Ｇ、θ_Ｂ、θ_Ｙに対応して、各色の階調表現を行う。すなわち、角度領域θ_Ｒに光が照射されている時間においては、赤成分光Ｒ（映像光）を変調する。角度領域θ_Ｇに光が照射されている時間においては、緑成分光Ｇ（映像光）を変調する。角度領域θ_Ｂに光が照射されている時間においては、青成分光Ｂ（映像光）を変調する。角度領域θ_Ｙに光が照射されている時間においては、黄成分光Ｙ（映像光）を変調する。

ＤＭＤ７０で変調されて生成された映像光は、三角プリズム１６１、１６２を透過し、投写ユニット８０に入射する。投写ユニット８０に入射した映像光は図示しないスクリーンに拡大投写する。

図６は色度図を示しており、この色度図に示すように、本実施の形態の投写型映像表示装置１００の色域Ａは、ｓＲＧＢ（各色点のみ図中に示す）を包含していることがわかる。青成分光Ｂ_２の色度は図中三角で示すポイントであり、青成分光Ｂ_１に混色されることにより適正な青色色度になる。一方、青成分光Ｂ_２を用いず、青成分光Ｂ_１のみを映像光として用いる場合の色域Ｂは、ｓＲＧＢを包含しない領域があることがわかる。

（作用及び効果）
実施の形態１では、蛍光体ホイール３０に波長選択反射セグメントを設け、波長選択反射セグメントを透過した青成分光Ｂ_１を第２波長帯光発光ユニット３００によって発光光Ｇ_２に変換することで、青成分光Ｂ_１に青成分光Ｂ_２を混色することができ、青成分光Ｂ_１では包含できなかったｓＲＧＢを包含する色域が実現可能になる。

［実施の形態２］
本実施例では、図１の投写型映像表示装置１００の主要部２００が図７ａに示す形態になっている。実施の形態１ではダイクロイックミラー２０が光源ユニット１０から出射された青成分光Ｂ_１（Ｓ偏光）を反射し、青成分光Ｂ_１（Ｐ偏光）及び無偏光の光は透過していたのに対し、本実施例で使用するダイクロイックミラー２０’は、光源ユニット１０から出射された青成分光Ｂ_１（Ｓ偏光）を透過し、青成分光Ｂ_１（Ｐ偏光）及び無偏光の光は反射する。

また、実施の形態１ではミラー３１１が楕円面鏡であったのに対し、本実施例ではミラー３１１が放物面鏡である。レンズ３１２は、第２波長帯蛍光板３３０上の点Ｂで発光された発光光Ｇ_２のうち、ミラー３１１に当たらない角度のものを平行光にするために、点Ａと点Ｂの間に位置にしている。また、第２波長帯光発光ユニット３００の集光素子としてレンズ３１３及びレンズ３１４が追加されており、点Ａを通って第２波長帯光発光ユニット３００に入射する青成分光Ｂ_１は、レンズ３１３及びレンズ３１４によって平行光になる。

さらに、実施の形態１では波長選択反射板は蛍光体ホイール３０の基板３１として使用されていたが、本実施例では波長選択反射板３２０が基板３１とは別に設けられていて、レンズ３１４とレンズ３１２の間に位置している。基板３１は透明の板または角度領域θ_Ｂが切欠きになっている金属板である。点Ｂはミラー３１１の焦点であり、第２波長帯蛍光板３３０が位置している。

レンズ３１３及びレンズ３１４を通ることによって平行光になった青成分光Ｂ_１は、波長選択反射板３２０に入射し、一部は透過し残余は反射されてレンズ３１４及びレンズ３１３を通って点Ａに戻る。波長選択反射板３２０を透過した青成分光Ｂ_１は、一部はミラー３１１に反射されて、残余はレンズ３１２を通って第２波長帯蛍光板３３０上の点Ｂに集光される。点Ｂで発光された発光光Ｇ_２は、一部はミラー３１１に反射されて、残余はレンズ３１２を通ることで平行光になり、レンズ３１３及びレンズ３１４を通って点Ａに集光されることで第２波長帯光発光ユニット３００の外に出射される。

第２波長帯光発光ユニット３００の中の平行光の中には、第２波長帯蛍光板３３０よりもミラー３１１の頂点に近い位置でミラー３１１によって反射されて点Ｂに向かう光（Ｌ６）になるものもあるため、基板３３１は透明の板であり、図３ｃで示した実施の形態１における反射膜３３２は、本実施例では図７ｂに示すように第１波長帯透過ダイクロイック膜３３５に置き換えられている。第１波長帯透過ダイクロイック膜３３５は、青成分光Ｂ_１を透過し発光光Ｇ_２を反射する。ここで、第１波長帯透過ダイクロイック膜３３５を使用するのは、代わりに発光光Ｇ_２も透過する反射防止膜を使用すると、発光光Ｇ_２のうち第２波長帯蛍光体膜から基板３３１に向かう方向に出射された光が、図７ｃに示すようにミラー３１１の第２波長帯蛍光板より頂点に近い位置で反射されて平行光になるが、その一部がレンズ３１２に入射して平行光ではなくなってしまい、点Ａに集光しなくなるために、光学系の効率が低下するからである。ここで、ミラー３１１、レンズ３１２、３１３、３１４は、集光素子の例である。

［実施の形態３］
本実施例では、図８に示すように、第２波長帯光発光ユニット３００の集光素子としてミラーを使用せずレンズのみを使用している。レンズ３１５はレンズ３１４と同じ形状であり、レンズ３１６はレンズ３１３と同じ形状である。波長選択反射板３２０がレンズ３１４とレンズ３１５の間に位置していており、基板３１は実施の形態２と同じように透明の板または角度領域θ_Ｂが切欠きになっている金属板である。なお、第２波長帯蛍光板は実施の形態１と同じように図３ｃに示す構成になっている。

点Ａを通って第２波長帯光発光ユニット３００に入射する青成分光Ｂ_１は、レンズ３１３及びレンズ３１４を通ることによって平行光になり、波長選択反射板３２０に入射する。波長選択反射板３２０に入射した青成分光Ｂ_１は、一部は透過し残余は反射されてレンズ３１４及びレンズ３１３を通って点Ａに戻る。波長選択反射板３２０を透過した青成分光Ｂ_１は、レンズ３１５及びレンズ３１６によって第２波長帯蛍光板３３０上の点Ｂに集光される。点Ｂで発光された発光光Ｇ_２は、レンズ３１５及びレンズ３１６を通ることによって平行光になり、波長選択反射板３２０、レンズ３１３及びレンズ３１４を通って点Ａに集光されることで第２波長帯光発光ユニット３００の外に出射される。レンズ３１３〜３１６は、集光素子の例である。

［他の実施の形態］
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１、２、３を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１、２、３で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。

そこで、以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態では、光変調素子として、ＤＭＤ７０が例示されているが、実施の形態は、これに限定されるものではない。光変調素子は、１つの液晶パネル或いは３つの液晶パネル（赤液晶パネル、緑液晶パネル及び青液晶パネル）であってもよい。液晶パネルは、透過型であってもよく、反射型であってもよい。

実施の形態では、青成分光Ｂ_１を透過するとともに、発光光Ｇ_２の短波長側を透過することで発光光Ｇ_２からの青成分光Ｂ_２の抽出する青透過ダイクロイック膜が、カラーホイール５０の角度領域θ_Ｂに青透過ダイクロイック膜５２Ｂとして形成されている場合が例示されていたが、実施の形態はこれに限定されるものではない。青透過ダイクロイック膜は、蛍光体ホイール３０の角度領域θ_Ｂに形成されていても良いし、第２波長帯蛍光板３３０上に形成されても良いし、波長選択反射板３２０上に形成されていても良い。

実施の形態１において、光源ユニット１０からの出射光である青成分光をＰ偏光の青成分光とし、蛍光体ホイール３０を出射しλ／４板４０を透過した青成分光がＳ偏光となるようにし、ダイクロイックミラー２０としてＳ偏光を透過、Ｐ偏光を反射する特性のものを使用してもよい。

また、実施の形態２及び実施の形態３において、光源ユニット１０からの出射光である青成分光をＰ偏光の青成分光とし、蛍光体ホイール３０から出射されλ／４板４０を透過した青成分光がＳ偏光となるようにし、ダイクロイックミラー２０としてＳ偏光を反射、Ｐ偏光を透過する特性のものを使用してもよい。

なお、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、プロジェクタ等の投写型映像表示装置に適用できる。

１０ 光源ユニット
１１ レーザダイオード
２０、２０’ ダイクロイックミラー
３０ 蛍光体ホイール
３１ 基板
３２ 反射膜
３３ 蛍光体膜
３３Ｙ 黄色蛍光体膜
３３Ｇ 緑色蛍光体膜
３４ 反射防止膜
３５、５３ モーター
４０ λ／４板
５０ カラーホイール
５１ 基板
５２ 誘電体多層膜
５２Ｒ 赤透過ダイクロイック膜
５２Ｇ 緑透過ダイクロイック膜
５２Ｂ 青透過ダイクロイック膜
５２Ｃ 反射防止膜
６０ ロッドインテグレータ
７０ ＤＭＤ
８０ 投写ユニット
１００ 投写型映像表示装置
１１１、１１２、１１３、１１４ レンズ
１２４ ミラー
１３１、１３２ レンズ
１４１ 拡散板
１５１、１５２、１５３ レンズ
１６１、１６２ 三角プリズム
２００ 主要部
３００ 第２波長帯光発光ユニット
３１１ ミラー
３１２、３１３、３１４、３１５、３１６ レンズ
３２０ 波長選択反射板
３３０ 第２波長帯蛍光板
３３１ 基板
３３２ 反射膜
３３３ 第２波長帯蛍光体膜
３３４ 反射防止膜
３３５ 第１波長帯透過ダイクロイック膜

Claims (8)

1. 第１の偏光をもつ第１の波長帯の青色光を出射する固体光源と、
   前記第１の偏光の青色光と、前記第１の偏光とは異なる第２の偏光の青色光及びその他の色光のいずれか一方を反射し、他方を透過するダイクロイックミラーと、
   前記ダイクロイックミラーで反射または透過された前記青色光で励起される第１蛍光体が設けられたセグメントが設けられた基板を有する蛍光体ホイールと、
   前記青色光の一部を反射し、残余の青色光及びその他の色光を透過する波長選択反射板と、前記ダイクロイックミラーと前記基板との間に設けられ、往復して透過することにより第１の偏光を第２の偏光に変換する位相差板と、
   前記第１の波長帯より長波長側にあり、前記第１の波長帯に隣接する第２の波長帯の発光光を発する第２蛍光体が設けられた蛍光板と、
   前記波長選択反射板で透過された青色光を集光して前記蛍光板の第２蛍光体を励起するとともに、前記第２蛍光体から発光する色光を集光して前記波長選択反射板に向けて出射する集光素子と、
   前記第２の波長帯の発光光が前記第１の波長帯に隣接する第３の波長帯の光を含み、前記青色光と前記第３の波長帯の光のみを透過する青透過ダイクロイック膜と、を備えた、光源装置。
2. 前記波長選択反射板は前記蛍光体ホイールの１つのセグメントに形成されている、請求項１に記載の光源装置。
3. 前記波長選択反射板は前記蛍光体ホイールと前記蛍光板の間に位置している、請求項１に記載の光源装置。
4. 前記青透過ダイクロイック膜が前記蛍光板上に形成された、請求項１に記載の光源装置。
5. 前記青透過ダイクロイック膜が前記波長選択反射板上に形成された、請求項１に記載の光源装置。
6. 前記青透過ダイクロイック膜が前記蛍光体ホイール上の少なくとも一つのセグメントに形成された、請求項１に記載の光源装置。
7. 前記青色光と前記第１蛍光体で発せられた発光光と前記第２の波長帯の発光光が入射するカラーホイールを備え、前記青透過ダイクロイック膜が前記カラーホイール上の少なくとも一つのセグメント上に形成された、請求項１に記載の光源装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の光源装置を使用した投写型映像表示装置。