JP2013195846A - 光源装置及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】ダイクロイックミラーによる光の損失の影響を低減することが可能な光源装置、及びこの光源装置を備えたプロジェクタを提供すること。
【解決手段】光源装置として光源部１５は、青色の光を透過し且つ緑色の光を反射するダイクロイックミラー１５０を、第１の光源１１０から射出された励起光が該ダイクロイックミラー１５０を通過して蛍光体１６６に照射され、記第２の光源１２０から射出される青色の光が該ダイクロイックミラー１５０を通過して所定の射出方向に射出され、蛍光体１６６から射出される発光光が該ダイクロイックミラー１５０によって反射されて前記所定の射出方向に射出され、且つ、第３の光源１３０からの赤色の光の少なくとも一部が該ダイクロイックミラー１５０に入射すること無く外側を通過して前記所定の射出方向に射出される、よう構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、光源装置及びこの光源装置を備えたプロジェクタに関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、更にメモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置としてのデータプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から射出された光をデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ；登録商標）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として発光ダイオードやレーザダイオード、或いは、有機ＥＬ、蛍光体発光等を用いる開発や提案が多々なされている。例えば、特許文献１では、青色の波長を有する励起光を射出するレーザ光源からの励起光を拡散することで得た青色光と、赤色光を射出する赤色発光ダイオードからの赤色光と、前記レーザ光源からの励起光を受けて緑色光を発光する蛍光体からの緑色光と、を射出する光源装置についての提案がなされている。この光源装置では、各光源からの青色光、緑色光、赤色光を一つの画像表示素子上に合成するために、任意の波長を透過、反射できるダイクロイックミラーを用いている。

特開２０１１−１３３２０号公報

このように、異なる波長の光を合成して画像表示素子に光を照射する光源装置の場合、波長ごとに反射、透過する特性を持つダイクロイックミラーが必要となる。しかしながら、ダイクロイックミラーは、ダイクロイック膜の特性上、透過率は素ガラスより悪く、反射率は全反射ミラーより悪いため、光が透過、反射するたびに光学効率が下がってしまうという問題がある。このダイクロイックミラーによる光の損失により、光源装置から画像表示素子に照射される光の光量が低下し、結果として、プロジェクタから投影される画像が暗くなってしまうことになる。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたもので、ダイクロイックミラーによる光の損失の影響を低減することが可能な光源装置、及びこの光源装置を備えたプロジェクタを提供することを目的とする。

前記目的を果たすため、本発明の一態様による光源装置は、励起光を射出する第１の光源と、第１の波長帯域の光を射出する第２の光源と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を射出する第３の光源と、前記第１の光源からの前記励起光を受けて、前記第１及び第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の発光光を発光射出する蛍光体と、前記第１の波長帯域の光を透過し且つ前記第３の波長帯域の光を反射するダイクロイックミラーと、を具備し、所定の射出方向に前記第１乃至第３の波長帯域の光を射出する光源装置であって、前記ダイクロイックミラーを、前記第１の光源から射出された前記励起光が前記ダイクロイックミラーを通過して前記蛍光体に照射され、前記第２の光源から射出される前記第１の波長の光が前記ダイクロイックミラーを通過して前記所定の射出方向に射出され、前記蛍光体から射出される前記発光光が、前記ダイクロイックミラーによって反射されて前記所定の射出方向に射出され、且つ、前記第３の光源からの前記第２の波長の光の少なくとも一部が、前記ダイクロイックミラーに入射すること無く外側を通過して前記所定の射出方向に射出される、よう構成したことを特徴とする。

また、前記目的を果たすため、本発明の一態様によるプロジェクタは、光源装置と、表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像を投影する投影側光学系と、前記光源装置及び前記表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を具備し、前記光源装置が、前記本発明の一態様による光源装置であることを特徴とする。

本発明によれば、第１の波長の光の少なくとも一部がダイクロイックミラーを透過せずに他の波長の光と合成されるため、ダイクロイックミラーによる光の損失の影響を低減することが可能な光源装置、及びこの光源装置を備えたプロジェクタを提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタの構成例の概略を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る光源装置を含む光学系の一例の概略を示す図である。 図３は、本発明の第２実施形態に係る光源装置を含む光学系の一例の概略を示す図である。 図４は、本発明の第３実施形態に係る光源装置を含む光学系の一例の概略を示す図である。 図５（Ａ）は、第３実施形態に係る光源装置の変形例の要部の概略を示す図であり、図５（Ｂ）は、退避手段の一例の概略を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るプロジェクタは、マイクロミラー表示素子を用いたＤｉｇｉｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（ＤＬＰ：登録商標）方式を用いている。本実施形態のプロジェクタ１０の構成の概略を図１に示す。このプロジェクタ１０は、入力部１１と、画像変換部１２と、光源装置及び表示素子を制御するプロジェクタ制御手段としての投影処理部１３と、表示素子としてのマイクロミラー素子１４と、本発明の第１実施形態に係る光源装置としての光源部１５と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系としてのミラー１６と、前記表示素子から射出された画像をスクリーン等に投影する投影側光学系としての投影レンズ部１７と、ＣＰＵ１８と、メインメモリ１９と、プログラムメモリ２０と、操作部２１と、音声処理部２２と、スピーカ２３と、を有している。

入力部１１には、例えばピンジャック（ＲＣＡ）タイプのビデオ入力端子や、Ｄ−ｓｕｂ１５タイプのＲＧＢ入力端子といった端子が設けられており、アナログ画像信号が入力される。入力部１１は、入力された各種規格のアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。入力部１１は、変換したデジタル画像信号を、システムバスＳＢを介して画像変換部１２に出力する。なお、入力部１１には、例えばＨＤＭＩ（登録商標）端子等も設けられ、アナログ画像信号に加えて、又は代えて、デジタル画像信号も入力され得るようにしてもよい。また、入力部１１には、アナログ又はデジタル信号による音声信号が入力される。入力部１１は、入力された音声信号をシステムバスＳＢを介して音声処理部２２に出力する。

画像変換部１２は、スケーラとも称される。画像変換部１２は、入力された画像データを投影に適した所定のフォーマットの画像データに変換し、変換データを投影処理部１３に送信する。必要に応じて画像変換部１２は、Ｏｎ Ｓｃｒｅｅｎ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＯＳＤ）用の各種動作状態を示すシンボルを重畳した画像データを、加工画像データとして投影処理部１３に送信する。

光源部１５は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の原色光を含む複数色の光を射出する。光源部１５から射出された光は、ミラー１６で全反射し、マイクロミラー素子１４に入射する。ここで、光源部１５は、複数色の色を時分割で順次射出するように構成されている。あるいは、複数色の色の全てを常時射出するように構成しても良い。何れとするかは、面順次でカラー画像を表現するのか否かによる。以下、面順次の場合を例にして、各部の構成を説明する。

マイクロミラー素子１４は、アレイ状に配列された複数の微小ミラーを有する。各微小ミラーは、高速でオン／オフ動作して、光源部１５から照射された光を投影レンズ部１７の方向に反射させたり、投影レンズ部１７の方向からそらしたりする。マイクロミラー素子１４には、微小ミラーが例えばＷＸＧＡ（Ｗｉｄｅ ｅＸｔｅｎｄｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃ Ａｒｒａｙ）（横１２８０画素×縦８００画素）分だけ並べられている。各微小ミラーにおける反射によって、マイクロミラー素子１４は、例えばＷＸＧＡ解像度の画像を形成する。このように、マイクロミラー素子１４は、空間的光変調素子として機能する。

投影処理部１３は、画像変換部１２から送信された画像データに応じて、その画像データが表す画像を表示させるため、マイクロミラー素子１４を駆動する。すなわち、投影処理部１３は、マイクロミラー素子１４の各微小ミラーをオン／オフ動作させる。ここで投影処理部１３は、マイクロミラー素子１４を高速に時分割駆動する。単位時間の分割数は、所定のフォーマットに従ったフレームレート、例えば６０［フレーム／秒］と、色成分の分割数と、表示階調数とを乗算して得られる数である。また、投影処理部１３は、マイクロミラー素子１４の動作と同期させて光源部１５の動作も制御する。すなわち、投影処理部１３は、各フレームを時分割して、フレーム毎に全色成分の光を順次射出するように光源部１５の動作を制御する。

投影レンズ部１７は、マイクロミラー素子１４から導かれた光を、例えば図示しないスクリーン等に投影する光に調整する。したがって、マイクロミラー素子１４による反射光で形成された光像は、投影レンズ部１７を介して、スクリーンに投影表示される。

音声処理部２２は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備える。入力部１１から入力されたアナログ音声データに基づいて、又は投影動作時に与えられたデジタル音声データをアナログ化した信号に基づいて、音声処理部２２は、スピーカ２３を駆動して拡声放音させる。また、音声処理部２２は、必要に応じてビープ音等を発生させる。スピーカ２３は、音声処理部２２から入力された信号に基づいて音声を射出する一般的なスピーカである。

ＣＰＵ１８は、画像変換部１２、投影処理部１３及び音声処理部２２の動作を制御する。このＣＰＵ１８は、メインメモリ１９及びプログラムメモリ２０と接続されている。メインメモリ１９は、例えばＳＲＡＭで構成される。メインメモリ１９は、ＣＰＵ１８のワークメモリとして機能する。プログラムメモリ２０は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成される。プログラムメモリ２０は、ＣＰＵ１８が実行する動作プログラムや各種定型データ等を記憶する。また、ＣＰＵ１８は、操作部２１と接続されている。操作部２１は、プロジェクタ１０の本体に設けられるキー操作部と、プロジェクタ１０専用の図示しないリモートコントローラからの赤外光を受光する赤外線受光部と、を含む。操作部２１は、ユーザが本体のキー操作部又はリモートコントローラで操作したキーに基づくキー操作信号をＣＰＵ１８に出力する。ＣＰＵ１８は、メインメモリ１９及びプログラムメモリ２０に記憶されたプログラムやデータを用いて、操作部２１からのユーザの指示に応じてプロジェクタ１０の各部の動作を制御する。

次に、光源部１５、ミラー１６、マイクロミラー素子１４及び投影レンズ部１７を含む本実施形態に係るプロジェクタ１０の光学系を、図２を参照して説明する。

本発明の第１実施形態に係る光源装置としての光源部１５には、青色励起光を射出する第１の光源１１０と、青色光を射出する第２の光源１２０と、赤色光を射出する第３の光源１３０と、ダイクロイックミラー１５０と、蛍光体ユニット１６０と、光学系１７０と、が設けられている。

第１の光源１１０は、青色の励起光を発する半導体発光素子である青色半導体レーザ（レーザダイオード；ＬＤ）１１２を１つ又は複数有する。また、第１の光源１１０は、各青色ＬＤ１１２に対応させて、第１のコリメータレンズ１１４とミラー１１６とを有する。このような構成の第１の光源１１０は、青色ＬＤ１１２からの青色励起光（レーザ光）を第１のコリメータレンズ１１４により概ね平行光に変換して、ミラー１１６により反射して、ダイクロイックミラー１５０の方向へ射出する。

第２の光源１２０は、青色の光を放射する半導体発光素子である青色発光ダイオード（ＬＥＤ）１２２を１つ又は複数有する。各青色ＬＥＤ１２２は、その光軸が前記第１の光源１１０の光軸と概ね９０度の角度となるように配置されている。また、第２の光源１２０は、各青色ＬＥＤ１２２に対応させて１つ又は複数の第２のコリメータレンズ１２４を有する。このような構成の第２の光源１２０は、青色ＬＥＤ１２２からの青色光を第２のコリメータレンズ１２４により概ね平行光に変換して、ダイクロイックミラー１５０の方向へ射出する。

第３の光源１３０は、赤色の光を放射する半導体発光素子である赤色ＬＥＤ１３２を１つ又は複数有する。なお、複数個の赤色ＬＥＤ１３２を有する場合には、図２に示すように、第２の光源１２０を挟み込むように、振り分けて配置される。そして、各赤色ＬＥＤ１３２は、その光軸が前記第１の光源１１０の光軸と概ね９０度の角度となるように配置されている。また、第３の光源１３０は、各赤色ＬＥＤ１３２に対応させて複数の第３のコリメータレンズ１３４を有する。このような構成の第３の光源１３０は、赤色ＬＥＤ１３２からの赤色光を第３のコリメータレンズ１３４により概ね平行光に変換して、ダイクロイックミラー１５０の方向へ射出する。

ダイクロイックミラー１５０は、前記第１の光源１１０の光軸と前記第２及び第３の光源１２０，１３０の光軸との両方に関して４５度の傾きを持って配置されている。このダイクロイックミラー１５０は、青色波長帯の光を透過させ、緑色波長帯の光を反射する特性を持つダイクロイック膜を有している。よって、このダイクロイックミラー１５０は、第１の光源１１０の各青色ＬＤ１１２から到来した青色励起光を透過させて、蛍光体ユニット１６０に照射させるとともに、第２の光源１２０から到来した青色光を透過して、光学系１７０に照射させることができる。また、ダイクロイックミラー１５０は、後述の蛍光体ユニット１６０から射出された緑色の発光光を反射して光学系１７０に導く。

なお、第３の光源１３０からダイクロイックミラー１５０の方向へ射出された赤色光は、ダイクロイックミラー１５０には入射せずに、その外側を通過して、光学系１７０に照射される。このように、本第１実施形態に係る光源装置では、第３の光源１３０からの赤色光がダイクロイックミラー１５０の外側を通過するように、ダイクロイックミラー１５０のサイズ、及び、ダイクロイックミラー１５０と第３の光源１３０の配置位置が設計されている。

蛍光体ユニット１６０は、集光光学系１６２と、蛍光体板１６４と、を有する。集光光学系１６２は、ダイクロイックミラー１５０から入射した青色励起光を蛍光体板１６４の蛍光体１６６に集光させる。蛍光体板１６４の蛍光体１６６は、青色励起光により励起されて５００〜６００ｎｍの波長成分（緑色波長帯域）を多く含む、幅広い波長分布を持つ発光光を発光する。この発光光は、蛍光体１６６から等方的に放射されるが、蛍光体板１６４に設けられた反射板（図示せず）により集光光学系１６２の方向へ射出され、集光光学系１６２を介してダイクロイックミラー１５０の方向へ進行する。そして、ダイクロイックミラー１５０によって反射されて、前記第１の光源１１０からの青色励起光の光軸に対して９０度で交差するように光軸の向きを変更される。その結果として、蛍光体ユニット１６０からの緑色波長成分を多く含んだ発光光が、光学系１７０に導かれる。

光学系１７０は、マイクロレンズアレイ１７２と、レンズ１７４と、を有する。マイクロレンズアレイ１７２は、複数のマイクロレンズ（図示せず）が２次元のアレイ状に寄せ集められた構成を有する。マイクロレンズアレイ１７２は、ダイクロイックミラー１５０から到来した光を平面光とする。この平面光は、レンズ１７４に照射される。レンズ１７４は、マイクロレンズアレイ１７２から到来した平面光、すなわち第１の光源１１０から射出された青色励起光による蛍光発光の緑色波長成分を多く含んだ緑色発光光と、第２の光源１２０から射出された青色光と、第３の光源１３０から射出された赤色光と、をマイクロミラー素子１４に照射させるため、ミラー１６へ導く。

ミラー１６で反射された緑色発光光、青色光、赤色光はそれぞれ、マイクロミラー素子１４に照射される。マイクロミラー素子１４は、投影レンズ部１７方向への反射光によって光像を形成する。この光像は、投影レンズ部１７を介して、投影対象の図示しないスクリーン等に照射される。

次に、本実施形態に係るプロジェクタ１０の動作を説明する。なお、以下の動作は、ＣＰＵ１８の制御の下、投影処理部１３が実行するものである。例えば、緑色発光光のための青色ＬＤ１１２と赤色光のための赤色ＬＥＤ１３２と青色光のための青色ＬＥＤ１２２との発光タイミング、マイクロミラー素子１４の動作等は、何れも投影処理部１３により制御される。

赤色光（Ｒ）、緑色発光光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の３色の光をマイクロミラー素子１４に入射させる場合を例に挙げて説明する。赤色光をマイクロミラー素子１４に入射させるタイミングにおいては、赤色ＬＥＤ１３２は点灯し、青色ＬＤ１１２及び青色ＬＥＤ１２２は消灯する。緑色発光光をマイクロミラー素子１４に入射させるタイミングにおいては、青色ＬＤ１１２は点灯し、青色ＬＥＤ１２２及び赤色ＬＥＤ１３２は消灯する。青色光をマイクロミラー素子１４に入射させるタイミングにおいては、青色ＬＥＤ１２２は点灯し、青色ＬＤ１１２及び赤色ＬＥＤ１３２は消灯する。このようにして、マイクロミラー素子１４には、赤色光、緑色発光光、及び青色光が順次入射する。

すなわち、赤色ＬＥＤ１３２が点灯すると、赤色ＬＥＤ１３２から射出された赤色光は、第３のコリメータレンズ１３４を介して、ダイクロイックミラー１５０の外側を通って光学系１７０に導かれ、そこで平面光とされる。この平面光は、ミラー１６を介してマイクロミラー素子１４に入射する。

マイクロミラー素子１４は、赤色の光について、微小ミラー毎（画素毎）に、画像データに基づく輝度が高い程入射した光を投影レンズ部１７に導く時間を長くし、輝度が低い程入射した光を投影レンズ部１７に導く時間を短くする。すなわち、投影処理部１３は、輝度が高い画素に対応する微小ミラーが長時間オン状態となるように、輝度が低い画素に対応する微小ミラーが長時間オフ状態となるように、マイクロミラー素子１４を制御する。このようにして、投影レンズ部１７から射出される光について、微小ミラー毎（画素毎）に赤色の輝度が表現される。

同様に、青色ＬＥＤ１２２が点灯すると、青色ＬＥＤ１２２から射出された青色光は、第２のコリメータレンズ１２４を介してダイクロイックミラー１５０に照射される。この青色光は、ダイクロイックミラー１５０を通過して、光学系１７０で平面光とされる。この平面光は、ミラー１６を介してマイクロミラー素子１４に入射する。マイクロミラー素子１４によって微小ミラー毎（画素毎）に青色の輝度が表現される。

青色ＬＤ１１２が点灯すると、青色ＬＤ１１２から射出された青色励起光は、第１のコリメータレンズ１１４を介してミラー１１６で反射され、ダイクロイックミラー１５０に照射される。そして、ダイクロイックミラー１５０を通過して、蛍光体ユニット１６０に入射する。入射した青色励起光により、蛍光体ユニット１６０から緑色波長成分を多く含む発光光が射出される。この緑色発光光は、ダイクロイックミラー１５０で反射されて、光学系１７０及びミラー１６を介してマイクロミラー素子１４に入射する。マイクロミラー素子１４によって微小ミラー毎（画素毎）に緑色の輝度が表現される。

フレーム毎に、微小ミラーがオンになっている時間で表現された輝度を各色について組み合わせることで画像が表現される。以上のようにして、投影レンズ部１７からは、画像が表現された投影光が射出される。この投影光が、例えばスクリーン等に投影されることで、そのスクリーン等には画像が表示される。

以上のように、本実施形態によれば、光源部１５を、第１の波長である青色の励起光を射出する第１の光源１１０と、前記第１の波長である青色の光を射出する第２の光源１２０と、前記第１の波長とは異なる第２の波長である赤色の光を射出する第３の光源１３０と、前記第１の光源１１０からの前記励起光を受けて、前記第１及び第２の波長とは異なる第３の波長である緑色成分を多く含む幅広い波長分布を持つ発光光を発光射出する蛍光体１６６と、青色の光を透過し且つ緑色の光を反射するダイクロイックミラー１５０と、を具備し、光学系１７０の方向である所定の射出方向に前記青色、緑色、赤色の光を射出する光源装置とする。そして、前記ダイクロイックミラー１５０を、前記第１の光源１１０から射出された前記青色の励起光が前記ダイクロイックミラー１５０を通過して前記蛍光体１６６に照射され、前記第２の光源１２０から射出される青色の光が前記ダイクロイックミラーを通過して前記所定の射出方向に射出され、前記蛍光体１６６から射出される前記発光光が、前記ダイクロイックミラー１５０によって反射されて前記所定の射出方向に射出され、且つ、前記第３の光源１３０からの赤色の光の少なくとも一部が、前記ダイクロイックミラー１５０に入射すること無く外側を通過して前記所定の射出方向に射出される、ようなサイズ及び位置に構成している。

このような構成の光源部１５によれば、３種類の波長の光のうちの１種類の波長の光はダイクロイックミラー１５０を通過することなく射出されるので、ダイクロイックミラー１５０による光の損失の影響を低減することが可能な光源装置、及びこの光源装置を備えたプロジェクタを提供することができる。

特に、本実施形態においては、前記ダイクロイックミラー１５０は、前記第３の光源１３０からの赤色の光の全部が、前記ダイクロイックミラー１５０に入射すること無く外側を通過して射出されるようなサイズ及び位置に構成されている。従って、ダイクロイックミラー１５０は、赤色波長帯についての透過特性が不要となるため、より適切な反射特性設計が容易に行い得る。特に、蛍光体１６６からの発光光は、緑色成分を多く含む幅広い波長分布を持っている。しかるに、従来の赤色も透過するように構成されたダイクロイックミラーでは、赤色波長帯近傍の緑色成分は反射されずに透過されてしまっていたため、蛍光体１６６からの発光光の損失が発生していた。これに対して、本実施形態では、赤色波長帯を考慮して設計する必要が無くなり、従来は損失となっていた赤色波長帯近傍の緑色成分も反射するよう広い緑色波長帯の反射特性を持たせる設計が可能となり、蛍光体１６６からの発光光を有効に利用できるようになる。よって、本実施形態に係る光源装置では、明るい赤色の光が得られるだけでなく、緑色の光についても明るい光を得ることができる。よって、射出する光の総光量が上がり、このような光源装置を備えた本実施形態に係るプロジェクタ１０は、画像を明るく投影することが可能となる。

また、第２の光源１２０からの光は、第１の光源１１２からの励起光と近い波長の光であるため、ダイクロイックミラー１５０の透過特性の設計においては、第１の光源１１２からの励起光の青色波長帯のみを考慮すれば良よいので、ダイクロイックミラー１５０のより適切な透過特性設計が容易に行い得る。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本第２実施形態に係るプロジェクタは、光源部１５のダイクロイックミラー１５０の構成が異なるだけで、その他の構成は前記第１実施形態と同様であるので、同様の部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。

本第２実施形態に係る光源装置としての光源部１５は、図３に示すような構成のダイクロイックミラー１５０を備えている。

すなわち、本第２実施形態においては、ダイクロイックミラー１５０は、第１の波長である青色の光に加えて第２の波長である赤色の光も透過するように構成される。そして、第２の光源１２０を挟んで隣接配置される２個の第３の光源１３０からの赤色の光の内、一方の赤色の光は、前記ダイクロイックミラー１５０に入射すること無く外側を通過して光学系１７０の方向である前記所定の射出方向に射出され、且つ、他方の赤色の光は、前記ダイクロイックミラー１５０を透過して前記所定の射出方向に射出されるようなサイズ及び位置となるように、ダイクロイックミラー１５０を構成している。すなわち、本実施形態におけるダイクロイックミラー１５０は、前記第１実施形態のダイクロイックミラーの一方の側（図では下側）が延在されて、他方の第３の光源１３０から射出される赤色の光の光路に入り込んでいる。

本第２実施形態では、前述の第１実施形態に比較して、赤色の光の光量は、赤色光の一部がダイクロイックミラー１５０を透過するために下がるが、従来のように赤色光の全てがダイクロイックミラー１５０を透過する場合よりは上がるため、従来よりは明るい光が得られる。

また、緑色は視感度が高い波長であるため、できるだけ緑色成分を取り込んだ方が、見た目の明るさは明るくなる。本第２実施形態では、ダイクロイックミラー１５０は他方の第３の光源１３０から射出される赤色の光の光路にまで延在されており、この延在された領域で、前記蛍光体ユニット１６０の蛍光体１６６からの発光光を、光学系１７０の方向に反射することができるため、該光源部１５から射出される緑色光の光量を上げることができる。

よって、第１実施形態に係る光源装置に比して、視認上は、ほぼ近い明るさが得られる。

このように、本第２実施形態に係る光源装置としての光源部１５によれば、３種類の波長の光のうちの１種類の波長の光は、その一部がダイクロイックミラー１５０を通過することなく射出されるので、ダイクロイックミラー１５０による光の損失の影響を低減することが可能な光源装置、及びこの光源装置を備えたプロジェクタを提供することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。本第３実施形態に係るプロジェクタは、光源部１５のダイクロイックミラー１５０の構成が異なるだけで、その他の構成は前記第２実施形態と同様であるので、同様の部分の説明は省略し、異なる部分についてのみ説明する。

本第３実施形態に係る光源装置としての光源部１５は、図４に示すような構成のダイクロイックミラー１５０を備えている。

すなわち、本第３実施形態においては、ダイクロイックミラー１５０は、第２の光源１２０を挟んで隣接配置される２個の第３の光源１３０からの赤色の光の内、一方の赤色の光は、前記ダイクロイックミラー１５０に入射すること無く外側を通過して光学系１７０の方向である前記所定の射出方向に射出され、且つ、他方の赤色の光は、その一部が前記ダイクロイックミラー１５０を透過し、残りが前記ダイクロイックミラー１５０に入射すること無く外側を通過して前記所定の射出方向に射出されるようなサイズ及び位置となるように構成している。すなわち、本実施形態におけるダイクロイックミラー１５０は、前記第２実施形態のダイクロイックミラーの一方の側（図では下側）の延在長さが、前記第２実施形態よりも短くされている。

本第３実施形態では、前述の第１実施形態に比較して、赤色の光の光量は、赤色光の一部がダイクロイックミラー１５０を透過するために下がるが、前述の第２実施形態よりは、その通過する領域が少ないので、第２実施形態よりも明るい光が得られる。

ただし、前記蛍光体ユニット１６０の蛍光体１６６からの発光光を光学系１７０の方向に反射する領域は小さくなるので、該光源部１５から射出される緑色光の光量は第２実施形態よりも下がる。しかし、前述の第１実施形態よりは光量を上げることができる。

よって、本第３実施形態に係る光源装置も、第１実施形態に係る光源装置に比して、視認上は、ほぼ近い明るさが得られる。

このように、本第３実施形態に係る光源装置としての光源部１５によれば、３種類の波長の光のうちの１種類の波長の光は、その一部がダイクロイックミラー１５０を通過することなく射出されるので、ダイクロイックミラー１５０による光の損失の影響を低減することが可能な光源装置、及びこの光源装置を備えたプロジェクタを提供することができる。

［第３実施形態の変形例］
なお、前記第３の光源１３０を点灯して第２の波長である赤色の光を射出するとき、ダイクロイックミラー１５０は、図５（Ａ）に示すように、前記延在された一方の側が、前記第３の光源１３０からの赤色の光の光路から退避されるような構成としても良い。

そのための退避手段は、どのようなものであっても良い。例えば、図５（Ｂ）に示すように、ダイクロイックミラー１５０の延在されていない他方側（図では上側）に回動支点となるロッド１５２を設ける。そして、一方の延在側には、第１の光源１１０からの青色励起光及び第２の光源１２０からの青色の光の光路に重ならない位置、例えば、突起部１５４を設けてその位置に、圧電素子１５６を配置し、該圧電素子１５６を伸縮させることで、前記ロッド１５２を支点としてダイクロイックミラー１５０を回動させる。

このようにして、赤色の光を射出する際にはダイクロイックミラー１５０を赤色の光の光路から退避させることで、赤色の光については前述の第１実施形態と同様の明るい光が得られ、且つ、緑色の光を射出する際にはダイクロイックミラー１５０を赤色の光の光路となる位置に戻すことで、緑色の光については前述の第３実施形態と同様の明るい光が得られる。よって、本変形例に係る光源装置は、第１実施形態に係る光源装置よりも明るい光が得られるようになる。なお、本変形例ではダイクロイックミラー１５０の前記延在された一方の側が前記第３の光源１３０からの赤色の光の光路から退避されるような構成としたが、ダイクロイックミラー１５０の回動支点１５２をダイクロイックミラー１５０の中心に設け、ダイクロイックミラー１５０の他方の側も延在された構成とし、ダイクロイックミラー１５０を回動させて、他方の側も前記第３の光源１３０からの赤色の光の光路から退避される構成でも同様の効果を得られる。

なお、前記第１乃至第３実施形態（及び変形例）においては、緑色波長成分を多く含む蛍光発光を発生させるため、励起光に青色成分光を用いているが、例えば紫外光等、他の色の光が用いられても良いことは勿論である。その場合、もちろんダイクロイックミラー１５０は、励起光の波長成分が透過するよう構成される。

また、蛍光体ユニット１６０は、固定の蛍光体板１６４を用いたが、前記特許文献１に開示されているような、蛍光ホイールを用いることで、一ヶ所に励起光が当たり続けない構成としても良い。

すなわち、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。

以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
（１） 励起光を射出する第１の光源と、
第１の波長帯域の光を射出する第２の光源と、
前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を射出する第３の光源と、
前記第１の光源からの前記励起光を受けて、前記第１及び第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の発光光を発光射出する蛍光体と、
前記第１の波長帯域の光を透過し且つ前記第３の波長帯域の光を反射するダイクロイックミラーと、
を具備し、所定の射出方向に前記第１乃至第３の波長帯域の光を射出する光源装置であって、
前記ダイクロイックミラーを、
前記第１の光源から射出された前記励起光が前記ダイクロイックミラーを通過して前記蛍光体に照射され、
前記第２の光源から射出される前記第１の波長の光が前記ダイクロイックミラーを通過して前記所定の射出方向に射出され、
前記蛍光体から射出される前記発光光が、前記ダイクロイックミラーによって反射されて前記所定の射出方向に射出され、且つ、
前記第３の光源からの前記第２の波長の光の少なくとも一部が、前記ダイクロイックミラーに入射すること無く外側を通過して前記所定の射出方向に射出される、
よう構成したことを特徴とする光源装置。
（２） 前記ダイクロイックミラーは、前記第３の光源からの前記第２の波長帯域の光の全部が、前記ダイクロイックミラーに入射すること無く外側を通過して前記所定の射出方向に射出されるよう構成されることを特徴とする（１）に記載の光源装置。
（３） 前記第３の光源は、前記第２の光源を挟んで隣接配置され、
前記ダイクロイックミラーは、
前記第１の波長帯域の光に加えて前記第２の波長帯域の光を透過するように構成され、且つ
前記第２の光源の一方の側に配置された前記第３の光源からの前記第２の波長帯域の光が、前記ダイクロイックミラーに入射すること無く外側を通過して前記所定の射出方向に射出され、且つ、前記第２の光源の他方の側に配置された前記第３の光源からの前記第２の波長帯域の光の少なくとも一部が、前記ダイクロイックミラーを透過して前記所定の射出方向に射出される、
よう構成されることを特徴とする（１）に記載の光源装置。
（４） 前記ダイクロイックミラーは、前記第２の光源の他方の側に配置された前記第３の光源からの前記第２の波長帯域の光の全部が、前記ダイクロイックミラーを通過して前記所定の射出方向に射出されるようなサイズ及び位置に構成されることを特徴とする（３）に記載の光源装置。
（５） 前記第３の光源が点灯されるとき、前記ダイクロイックミラーを前記第３の光源からの前記第２の波長帯域の光の光路から退避させる退避手段をさらに具備することを特徴とする（３）に記載の光源装置。
（６） 光源装置と、表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像を投影する投影側光学系と、前記光源装置及び前記表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を具備し、
前記光源装置が、（１）乃至（５）の何れかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。

１０…プロジェクタ、 １１…入力部、 １２…画像変換部、 １３…投影処理部、 １４…マイクロミラー素子、 １５…光源部、 １６…ミラー、 １７…投影レンズ部、 １８…ＣＰＵ、 １９…メインメモリ、 ２０…プログラムメモリ、 ２１…操作部、 ２２…音声処理部、 ２３…スピーカ、 １１０…第１の光源、 １１２…青色半導体レーザ（ＬＤ）、 １１２…第１の光源、 １１４…第１のコリメータレンズ、 １１６…ミラー、 １２０…第２の光源、 １２２…青色発光ダイオード（ＬＥＤ）、 １２４…第２のコリメータレンズ、 １３０…第３の光源、 １３２…赤色ＬＥＤ、 １３４…第３のコリメータレンズ、 １５０…ダイクロイックミラー、 １５２…ロッド、 １５４…突起部、 １５６…圧電素子、 １６０…蛍光体ユニット、 １６２…集光光学系、 １６４…蛍光体板、 １６６…蛍光体、 １７０…光学系、 １７２…マイクロレンズアレイ、 １７４…レンズ。

Claims (6)

1. 励起光を射出する第１の光源と、
   第１の波長帯域の光を射出する第２の光源と、
   前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を射出する第３の光源と、
   前記第１の光源からの前記励起光を受けて、前記第１及び第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の発光光を発光射出する蛍光体と、
   前記第１の波長帯域の光を透過し且つ前記第３の波長帯域の光を反射するダイクロイックミラーと、
   を具備し、所定の射出方向に前記第１乃至第３の波長帯域の光を射出する光源装置であって、
   前記ダイクロイックミラーを、
   前記第１の光源から射出された前記励起光が前記ダイクロイックミラーを通過して前記蛍光体に照射され、
   前記第２の光源から射出される前記第１の波長の光が前記ダイクロイックミラーを通過して前記所定の射出方向に射出され、
   前記蛍光体から射出される前記発光光が、前記ダイクロイックミラーによって反射されて前記所定の射出方向に射出され、且つ、
   前記第３の光源からの前記第２の波長の光の少なくとも一部が、前記ダイクロイックミラーに入射すること無く外側を通過して前記所定の射出方向に射出される、
   よう構成したことを特徴とする光源装置。
2. 前記ダイクロイックミラーは、前記第３の光源からの前記第２の波長帯域の光の全部が、前記ダイクロイックミラーに入射すること無く外側を通過して前記所定の射出方向に射出されるよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記第３の光源は、前記第２の光源を挟んで隣接配置され、
   前記ダイクロイックミラーは、
   前記第１の波長帯域の光に加えて前記第２の波長帯域の光を透過するように構成され、且つ
   前記第２の光源の一方の側に配置された前記第３の光源からの前記第２の波長帯域の光が、前記ダイクロイックミラーに入射すること無く外側を通過して前記所定の射出方向に射出され、且つ、前記第２の光源の他方の側に配置された前記第３の光源からの前記第２の波長帯域の光の少なくとも一部が、前記ダイクロイックミラーを透過して前記所定の射出方向に射出される、
   よう構成されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
4. 前記ダイクロイックミラーは、前記第２の光源の他方の側に配置された前記第３の光源からの前記第２の波長帯域の光の全部が、前記ダイクロイックミラーを通過して前記所定の射出方向に射出されるようなサイズ及び位置に構成されることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記第３の光源が点灯されるとき、前記ダイクロイックミラーを前記第３の光源からの前記第２の波長帯域の光の光路から退避させる退避手段をさらに具備することを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
6. 光源装置と、表示素子と、前記光源装置からの光を前記表示素子に導光する光源側光学系と、前記表示素子から射出された画像を投影する投影側光学系と、前記光源装置及び前記表示素子を制御するプロジェクタ制御手段と、を具備し、
   前記光源装置が、請求項１乃至請求項５の何れかに記載の光源装置であることを特徴とするプロジェクタ。

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