JP2020154148A - Light source device, image projection device, and light source optical system - Google Patents

Light source device, image projection device, and light source optical system Download PDF

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Abstract

To provide a light source device, an image projection device, and a light source optical system that have excellent efficiency for light utilization, while preventing an increase in size of an optical system.SOLUTION: A light source device (20) comprises: a first light emitting unit (21) that emits light with a first wavelength; a wavelength conversion unit (24) on which the light with the first wavelength emitted from the first light emitting unit is incident and that emits light with a second wavelength different from the first wavelength; a wavelength separation unit (23) that transmits therethrough any one of the light with the first wavelength and the light with the second wavelength, and reflects the other; and light guide means (70) that switches between the presence and the absence of the incidence of the light with the first wavelength emitted from the first light emitting unit on the wavelength conversion unit. The light with the first wavelength emitted from the first light emitting unit is made incident in order from the wavelength separation unit to the wavelength conversion unit, or in order from the wavelength conversion unit to the wavelength separation unit.SELECTED DRAWING: Figure 16

Description

本発明は、光源装置、画像投射装置及び光源光学系に関する。 The present invention relates to a light source device, an image projection device, and a light source optical system.

今日、様々な映像を拡大投影するプロジェクタ（画像投射装置）が広く普及している。プロジェクタは、光源から出射された光をデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）または液晶表示素子といった空間光変調素子に集光させ、映像信号により変調された空間光変調素子からの出射光をスクリーン上にカラー映像として表示させるものである。 Today, projectors (image projection devices) that magnify and project various images are widely used. The projector collects the light emitted from the light source on a spatial light modulation element such as a digital micromirror device (DMD) or a liquid crystal display element, and emits light from the spatial light modulation element modulated by a video signal on the screen. Is to be displayed as a color image.

従来、プロジェクタには主に高輝度の超高圧水銀ランプ等が用いられてきたが、寿命が短いため、メンテナンスを頻繁に行う必要があった。そのため、近年、超高圧水銀ランプに変えてレーザ光源やＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源等を使用したプロジェクタが増加している。これは、レーザ光源やＬＥＤ光源が超高圧水銀ランプと比較して寿命が長く、また、その単色性により色再現性も良いためである。 Conventionally, high-brightness ultra-high pressure mercury lamps and the like have been mainly used for projectors, but due to their short life, maintenance has been required frequently. Therefore, in recent years, the number of projectors using a laser light source, an LED (Light Emitting Diode) light source, or the like instead of an ultra-high pressure mercury lamp is increasing. This is because the laser light source and the LED light source have a longer life than the ultra-high pressure mercury lamp, and their monochromaticity has good color reproducibility.

プロジェクタでは、ＤＭＤ等の画像表示素子に、例えば色の三原色である赤色・緑色・青色の三色を照射することにより映像を形成している。この三色の全てをレーザ光源で生成することも可能ではあるが、緑色レーザや赤色レーザの発光効率が青色レーザに比べて低いため、好ましくはない。そのため、青色レーザを励起光として蛍光体に照射して、蛍光体で波長変換された蛍光光から赤色光と緑色光を生成する方法が用いられている。 In a projector, an image is formed by irradiating an image display element such as a DMD with three colors, for example, red, green, and blue, which are the three primary colors. Although it is possible to generate all of these three colors with a laser light source, it is not preferable because the luminous efficiency of the green laser and the red laser is lower than that of the blue laser. Therefore, a method is used in which a phosphor is irradiated with a blue laser as excitation light to generate red light and green light from the fluorescent light whose wavelength is converted by the phosphor.

ＤＭＤ及び蛍光体を用いた光源装置として、蛍光体の温度上昇による効率低下及び劣化を防ぐために蛍光体を円板上に形成して回転可能とした蛍光体ホイールが広く用いられている。その中でも装置全体を簡素化するために蛍光体ホイールの一部を透過板としている装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術では、蛍光体ホイールを透過した励起光をミラーで複数回反射させて、蛍光光と同じ方向に導いている。これによって励起光及び蛍光は同一光路に合成され、ＤＭＤに照射される。 As a light source device using a DMD and a phosphor, a phosphor wheel in which a phosphor is formed on a disk and made rotatable in order to prevent efficiency decrease and deterioration due to a temperature rise of the phosphor is widely used. Among them, an apparatus in which a part of the phosphor wheel is used as a transmission plate has been proposed in order to simplify the entire apparatus (see, for example, Patent Document 1). In the technique described in Patent Document 1, the excitation light transmitted through the phosphor wheel is reflected by the mirror a plurality of times and guided in the same direction as the fluorescent light. As a result, the excitation light and fluorescence are combined in the same optical path and irradiated to the DMD.

さらに、ＤＭＤおよび蛍光体ホイールを用いた光源装置として、装置全体を小型化するために蛍光ホイールの一部を反射板としている装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された技術では、励起光は、蛍光と同じ方向に蛍光体ホイールで反射され、反射した励起光及び蛍光が励起光源に戻らないように、位相差板（１／４波長板）及び偏光分離素子を用いて光路を分離している。これによって、励起光及び蛍光は、同一光路に合成され、ＤＭＤに照射される。 Further, as a light source device using a DMD and a phosphor wheel, a device in which a part of the fluorescent wheel is used as a reflector in order to reduce the size of the entire device has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In the technique described in Patent Document 2, the excitation light is reflected by the phosphor wheel in the same direction as the fluorescence, and the retardation plate (1/4 wave plate) is used so that the reflected excitation light and fluorescence do not return to the excitation light source. ) And the polarization separation element are used to separate the optical paths. As a result, the excitation light and fluorescence are combined in the same optical path and irradiated to the DMD.

特許第４７１１１５６号公報Japanese Patent No. 471156 特許第５８１７１０９号公報Japanese Patent No. 5817109

しかしながら、上述した特許文献１においては、励起光の光路が迂回するため、装置全体が大型化するデメリットがある。一方、特許文献２は、特許文献１に比べて装置全体を小型化することができるが、光路分離のために位相差板と偏光分離素子を用いるため、コストが高くなる、これらの光学素子を透過することにより効率が低下する、というデメリットがある。さらに、特許文献１及び特許文献２のいずれも、蛍光体ホイールを用いているために装置の大型化を招き、また、蛍光を取り込むためのレンズを備えているために光学系サイズの増大を招いている。 However, in the above-mentioned Patent Document 1, since the optical path of the excitation light is bypassed, there is a demerit that the entire apparatus becomes large. On the other hand, in Patent Document 2, the entire apparatus can be downsized as compared with Patent Document 1, but since a retardation plate and a polarizing separation element are used for optical path separation, the cost is high. There is a demerit that efficiency decreases due to transmission. Further, in both Patent Document 1 and Patent Document 2, since the phosphor wheel is used, the size of the device is increased, and since the lens for capturing the fluorescence is provided, the size of the optical system is increased. I am.

本発明は、以上の問題意識に基づいて完成されたものであり、光学系サイズの増大を抑制しながら光利用効率に優れた光源装置、画像投射装置及び光源光学系を提供することを目的とする。 The present invention has been completed based on the above awareness of the problems, and an object of the present invention is to provide a light source device, an image projection device, and a light source optical system having excellent light utilization efficiency while suppressing an increase in the size of the optical system. To do.

本実施形態の光源装置は、第１の波長の光を出射する第１の発光部と、前記第１の発光部から出射される前記第１の波長の光が入射して前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を出射する波長変換部と、前記第１の波長の光及び前記第２の波長の光の少なくとも一方を均一化する均一化光学素子と、前記波長変換部と前記均一化光学素子との光路上に配置され、前記第１の波長の光と前記第２の波長の光のうちいずれか一方を透過し他方を反射し、或いは、前記第１の波長の光における第１の偏光方向の光と前記第２の偏光方向の光のうちいずれか一方を透過し他方を反射する光路分離部と、前記波長変換部に対する前記第１の発光部から出射される前記第１の波長の光の入射の有無を切り替える導光手段と、を備え、前記第１の発光部から出射された前記第１の波長の光は、前記光路分離部から前記波長変換部の順に、或いは、前記波長変換部から前記光路分離部の順に入射されることを特徴としている。 In the light source device of the present embodiment, the first light emitting unit that emits light of the first wavelength and the light of the first wavelength emitted from the first light emitting unit are incident and the first wavelength. A wavelength conversion unit that emits light having a second wavelength different from that of the above, a homogenizing optical element that homogenizes at least one of the light of the first wavelength and the light of the second wavelength, and the wavelength conversion unit. It is arranged on the optical path with the homogenizing optical element, transmits one of the first wavelength light and the second wavelength light and reflects the other, or the first wavelength light. An optical path separation unit that transmits one of the light in the first polarization direction and the light in the second polarization direction and reflects the other, and the light emitting unit that is emitted from the first light emitting unit with respect to the wavelength conversion unit. A light guide means for switching whether or not light of the first wavelength is incident is provided, and the light of the first wavelength emitted from the first light emitting unit is in the order of the optical path separation unit to the wavelength conversion unit. Alternatively, it is characterized in that the light is incident in the order from the wavelength conversion unit to the optical path separation unit.

本発明によれば、光学系サイズの増大を抑制しながら光利用効率に優れた光源装置、画像投射装置及び光源光学系を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a light source device, an image projection device, and a light source optical system having excellent light utilization efficiency while suppressing an increase in the size of the optical system.

第１実施形態に係る光源装置を備えたプロジェクタ装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the projector apparatus provided with the light source apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the light source apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１実施形態に係る光源装置が有する波長分離部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the wavelength separation part which the light source apparatus which concerns on 1st Embodiment has. 第１実施形態に係る光源装置が有する波長分離部の周辺の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure around the wavelength separation part which the light source apparatus which concerns on 1st Embodiment has. 第１実施形態の比較例に係る光源装置が有する波長分離部の周辺の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure around the wavelength separation part which the light source apparatus which concerns on the comparative example of 1st Embodiment has. 第１実施形態に係る光源装置が有する波長分離部にダイクロイックミラーを用いた場合の模式図である。It is a schematic diagram in the case where the dichroic mirror is used for the wavelength separation part which the light source apparatus which concerns on 1st Embodiment has. 第１実施形態に係る光源装置が有する波長分離部と均一化光学素子とを一体化した場合の模式図である。It is a schematic diagram in the case where the wavelength separation part and the homogenizing optical element which the light source apparatus which concerns on 1st Embodiment have are integrated. 第２実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the light source apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the light source apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態に係る光源装置が有する均一化光学素子を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the uniformized optical element which the light source apparatus which concerns on 3rd Embodiment has. 第４実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the light source apparatus which concerns on 4th Embodiment. 第５実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the light source apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第５実施形態に係る光源装置が有する光源光学系における光路の説明図である。It is explanatory drawing of the optical path in the light source optical system which the light source apparatus which concerns on 5th Embodiment has. 第５実施形態に係る光源装置が有する波長分離部及び均一化光学素子の変形例の説明図である。It is explanatory drawing of the modification of the wavelength separation part and the homogenizing optical element which the light source apparatus which concerns on 5th Embodiment has. 第６実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the light source apparatus which concerns on 6th Embodiment. 第７実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the light source apparatus which concerns on 7th Embodiment. 第７実施形態に係る光源装置が有する反射／透過ホイールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the reflection / transmission wheel which the light source apparatus which concerns on 7th Embodiment has. 第８実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the light source apparatus which concerns on 8th Embodiment. 第８実施形態に係る光源装置が有する偏光ホイールの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the polarization wheel included in the light source device which concerns on 8th Embodiment. 第９実施形態に係る光源装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the light source apparatus which concerns on 9th Embodiment.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光源装置２０を備えたプロジェクタ装置（画像投射装置）１を示す概略構成図である。図１に示すように、プロジェクタ装置１は、筐体１０と、光源装置２０と、照明光学系３０と、画像形成素子（画像表示素子）４０と、投射光学系５０とを有している。 (First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a projector device (image projection device) 1 including the light source device 20 according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the projector device 1 includes a housing 10, a light source device 20, an illumination optical system 30, an image forming element (image display element) 40, and a projection optical system 50.

筐体１０は、光源装置２０と、照明光学系３０と、画像形成素子４０と、投射光学系５０とを収納する。光源装置２０は、例えば、ＲＧＢの各色に対応する波長を含んだ光を出射する。なお、光源装置２０の内部構成については、後に詳細に説明する。 The housing 10 houses the light source device 20, the illumination optical system 30, the image forming element 40, and the projection optical system 50. The light source device 20 emits light including wavelengths corresponding to each color of RGB, for example. The internal configuration of the light source device 20 will be described in detail later.

照明光学系３０は、後述する光源装置２０の均一化光学素子２５で均一化された光で画像形成素子４０を略均一に照明する。照明光学系３０は、例えば、１枚以上のレンズや１面以上の反射面等を有している。 The illumination optical system 30 illuminates the image forming element 40 substantially uniformly with the light homogenized by the homogenizing optical element 25 of the light source device 20 described later. The illumination optical system 30 has, for example, one or more lenses, one or more reflecting surfaces, and the like.

画像形成素子４０は、照明光学系３０により照明される光（光源装置２０の光源光学系からの光）を変調することにより画像を形成する。画像形成素子４０は、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）や液晶表示素子で構成される。画像形成素子４０は、照明光学系３０から照射される光（青色光、緑色光、赤色光、黄色光）と同期して微小鏡面を駆動させ、カラー画像を生成する。 The image forming element 40 forms an image by modulating the light illuminated by the illumination optical system 30 (light from the light source optical system of the light source device 20). The image forming element 40 is composed of, for example, a digital micromirror device (DMD) or a liquid crystal display element. The image forming element 40 drives a micro mirror surface in synchronization with the light (blue light, green light, red light, yellow light) emitted from the illumination optical system 30 to generate a color image.

投射光学系５０は、画像形成素子４０が形成した画像（カラー画像）を、プロジェクタ装置１外に設置されたスクリーン（被投射面）６０に拡大投射する。投射光学系５０は、例えば、１枚以上のレンズを有している。 The projection optical system 50 magnifies and projects an image (color image) formed by the image forming element 40 onto a screen (projected surface) 60 installed outside the projector device 1. The projection optical system 50 has, for example, one or more lenses.

図２は、第１実施形態による光源装置２０を示す概略構成図である。図２に示すように、光源装置２０は、光の伝搬方向に沿って順に配置された、第１の発光部２１と、集光レンズ群２２と、波長分離部２３と、波長変換部２４と、均一化光学素子２５と、波長選択素子２６とを有している。また、光源装置２０は、第２の発光部２７と、カップリングレンズ２８とを有している。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a light source device 20 according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the light source device 20 includes a first light emitting unit 21, a condensing lens group 22, a wavelength separation unit 23, and a wavelength conversion unit 24, which are arranged in order along the light propagation direction. , A uniform optical element 25 and a wavelength selection element 26. Further, the light source device 20 has a second light emitting unit 27 and a coupling lens 28.

第１の発光部２１は、レーザ光源（励起光源）を構成するものであり、第１の波長の光の一例として発光強度の中心が４５５［ｎｍ］の青色帯域の光（青色のレーザ光）を出射する。以下では、青色レーザ光を、単に青色光と称する。第１の発光部２１は、例えば、複数のレーザ光を出射する光源がアレイ状に配置されている。第１の発光部２１に複数の光源を設けることで更に明るい光源装置２０を実現することができる。 The first light emitting unit 21 constitutes a laser light source (excitation light source), and as an example of light having a first wavelength, light in a blue band having a center of emission intensity of 455 [nm] (blue laser light). Is emitted. Hereinafter, the blue laser light is simply referred to as blue light. In the first light emitting unit 21, for example, light sources that emit a plurality of laser beams are arranged in an array. A brighter light source device 20 can be realized by providing a plurality of light sources in the first light emitting unit 21.

第１の発光部２１から出射される青色光は、後述する波長変換部２４を構成する蛍光体を励起させる励起光として用いられる。なお、第１の発光部２１から出射される光は、波長変換部２４（蛍光体）を励起させることができる波長の光であればよく、青色波長帯域の光に限定されるものではない。また、第１の発光部２１は、複数の光源を有するものとしたが、これに限定されるものではなく、１個の光源で構成されるものとしてもよい。 The blue light emitted from the first light emitting unit 21 is used as excitation light for exciting the phosphor constituting the wavelength conversion unit 24 described later. The light emitted from the first light emitting unit 21 may be any light having a wavelength capable of exciting the wavelength conversion unit 24 (fluorescent body), and is not limited to light in the blue wavelength band. Further, although the first light emitting unit 21 has a plurality of light sources, the present invention is not limited to this, and the first light emitting unit 21 may be composed of one light source.

集光レンズ群２２は、全体として正のパワーを有しており、第１の発光部２１の側から波長分離部２３の側に向かって順に、大口径レンズ２２ａ及び負レンズ２２ｂを有している。大口径レンズ２２ａは、正のパワーを有し、第１の発光部２１から出射された平行光を集光及び合成するレンズで構成される。負レンズ２２ｂは、大口径レンズ２２ａにより集光された青色光を平行光に変換するレンズで構成される。集光レンズ群２２は、第１の発光部２１から略平行光となって入射した青色光（励起光）を収束させながら波長分離部２３に導く。 The condensing lens group 22 has positive power as a whole, and has a large-diameter lens 22a and a negative lens 22b in this order from the side of the first light emitting unit 21 toward the side of the wavelength separation unit 23. There is. The large-diameter lens 22a has a positive power and is composed of a lens that collects and synthesizes parallel light emitted from the first light emitting unit 21. The negative lens 22b is composed of a lens that converts blue light focused by the large-diameter lens 22a into parallel light. The condensing lens group 22 guides the blue light (excitation light) incident from the first light emitting unit 21 as substantially parallel light to the wavelength separation unit 23 while converging it.

波長分離部２３は、光路分離部の一例を構成するものであり、例えば、三角プリズムで構成されている。波長分離部２３を構成する三角プリズムは、第１の発光部２１から出射される青色光の伝播方向に対して傾斜して配置される傾斜面２３ａを有している。傾斜面２３ａは、青色光の伝播方向に対して４５°傾斜して配置されている。傾斜面２３ａは、青色光を透過する一方、青色光を励起光として波長変換部２４から出射される蛍光光を反射する。なお、第１の発光部２１に対する傾斜面２３ａの角度は、４５°に限定されず、任意の角度でよい。 The wavelength separation unit 23 constitutes an example of the optical path separation unit, and is composed of, for example, a triangular prism. The triangular prism constituting the wavelength separation unit 23 has an inclined surface 23a arranged so as to be inclined with respect to the propagation direction of the blue light emitted from the first light emitting unit 21. The inclined surface 23a is arranged so as to be inclined by 45 ° with respect to the propagation direction of blue light. While the inclined surface 23a transmits blue light, it reflects fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 using blue light as excitation light. The angle of the inclined surface 23a with respect to the first light emitting unit 21 is not limited to 45 ° and may be any angle.

波長変換部２４は、例えば、蛍光体で構成される。波長変換部２４を構成する蛍光体は、青色光を励起光として作用させ、青色光とは異なる波長域の蛍光光に変換する。例えば、波長変換部２４で変換される蛍光光は、第２の波長の光の一例を構成するものであり、発光強度の中心が５５０［ｎｍ］の黄色の波長域の光（黄色光）である。波長変換部２４は、第１の発光部２１から出射された青色光が入射して蛍光光を出射可能に構成されている。 The wavelength conversion unit 24 is composed of, for example, a phosphor. The phosphor constituting the wavelength conversion unit 24 causes blue light to act as excitation light and converts it into fluorescent light in a wavelength range different from that of blue light. For example, the fluorescent light converted by the wavelength conversion unit 24 constitutes an example of light having a second wavelength, and is light in the yellow wavelength region (yellow light) having a center of emission intensity of 550 [nm]. is there. The wavelength conversion unit 24 is configured so that blue light emitted from the first light emitting unit 21 can be incident and emit fluorescent light.

波長変換部２４は、波長分離部２３を構成する三角プリズムに接して配置されている。例えば、波長変換部２４を構成する蛍光体は、固定して配置されている。その際、蛍光体には、耐熱性の高い単結晶蛍光体を用いることができる。なお、波長変換部２４に２種類以上の蛍光体を備え、それぞれに対応する励起光を用いるようにしてもよい。また、波長変換部２４には、蛍光体の代わりに燐光体を用いてもよい。 The wavelength conversion unit 24 is arranged in contact with the triangular prism constituting the wavelength separation unit 23. For example, the phosphors constituting the wavelength conversion unit 24 are fixedly arranged. At that time, a single crystal phosphor having high heat resistance can be used as the phosphor. The wavelength conversion unit 24 may be provided with two or more types of phosphors, and excitation light corresponding to each may be used. Further, a phosphorescent body may be used for the wavelength conversion unit 24 instead of the phosphor.

均一化光学素子２５は、例えば、４枚のミラーを組み合わせたライトトンネルで構成される。均一化光学素子２５を構成するライトトンネルは、４つのミラーが四角柱の内側になるように形成された光学素子で、四角柱の一端の開口部（入射側開口部）から入射した光を内部のミラーで複数回反射させることで光の分布を均一化する素子である。 The homogenizing optical element 25 is composed of, for example, a light tunnel in which four mirrors are combined. The light tunnel constituting the uniform optical element 25 is an optical element formed so that four mirrors are inside the quadrangular prism, and the light incident from the opening at one end of the quadrangular prism (incident side opening) is inside. It is an element that makes the distribution of light uniform by reflecting it multiple times with the mirror.

均一化光学素子２５は、波長分離部２３を構成する三角プリズムに接して配置されている。また、均一化光学素子２５は、後述する第２の発光部２７から出射される青色光の光軸上に配置されている。均一化光学素子２５は、光ミキシング素子と呼ばれることがあり、ここでは、その一例としてライトトンネルを示しているが、これに限定されず、ロッドインテグレータやフライアイレンズ等を用いることも可能である。 The homogenizing optical element 25 is arranged in contact with the triangular prism constituting the wavelength separation unit 23. Further, the homogenizing optical element 25 is arranged on the optical axis of blue light emitted from the second light emitting unit 27, which will be described later. The homogenizing optical element 25 is sometimes called an optical mixing element, and here, a light tunnel is shown as an example thereof, but the present invention is not limited to this, and a rod integrator, a fly-eye lens, or the like can also be used. ..

波長選択素子２６は、例えば、カラーホイールで構成される。波長選択素子２６を構成するカラーホイールは、均一化光学素子２５から入射された青色光及び蛍光光を、所望の色に分離する光学部材である。例えば、カラーホイールは、駆動モータ２６ａにより回転駆動される円環形状部材２６ｂを有している。円環形状部材２６ｂは、円周方向に区画された青透過セグメント、赤透過セグメント、緑透過セグメント及び黄透過セグメントを有している。 The wavelength selection element 26 is composed of, for example, a color wheel. The color wheel constituting the wavelength selection element 26 is an optical member that separates blue light and fluorescent light incident from the homogenizing optical element 25 into desired colors. For example, the color wheel has an annular member 26b that is rotationally driven by a drive motor 26a. The ring-shaped member 26b has a blue transmission segment, a red transmission segment, a green transmission segment, and a yellow transmission segment partitioned in the circumferential direction.

駆動モータ２６ａが回転駆動することにより、円環形状部材２６ｂが円周方向に回転する。円環形状部材２６ｂが円周方向に回転することによって、後述する第２の発光部２７から出射された青色光は青透過セグメントへ入射し、波長変換部２４から出射された蛍光光は赤透過セグメント、緑透過セグメント及び黄透過セグメントへ順次入射することになる。第１の発光部２１、第２の発光部２７から出射された光（蛍光光及び青色光）が、カラーホイールを透過することによって、青色光、緑色光、赤色光及び黄色光が順次出射される。 When the drive motor 26a is rotationally driven, the annular member 26b rotates in the circumferential direction. When the annular member 26b rotates in the circumferential direction, the blue light emitted from the second light emitting unit 27, which will be described later, is incident on the blue transmission segment, and the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 is transmitted in red. The light will be incident on the segment, the green transmission segment, and the yellow transmission segment in sequence. The light (fluorescent light and blue light) emitted from the first light emitting unit 21 and the second light emitting unit 27 passes through the color wheel, so that blue light, green light, red light, and yellow light are sequentially emitted. To.

第２の発光部２７は、蛍光光の波長と異なる第３の波長の光の一例として、発光強度の中心が４６０［ｎｍ］の青色光を出射する。第２の発光部２７は、第１の発光部２１と同様の波長の光を出射するようにしてもよい。第２の発光部２７は、例えば、複数のレーザ光を出射する光源がアレイ状に配置されている。第２の発光部２７から出射される青色光は、第１の発光部２１から出射される青色光、波長変換部２４から出射される蛍光光と異なる方向から波長分離部２３に入射される。光源装置２０において、第２の発光部２７は、出射される青色光が、第１の発光部２１から出射される青色光と直交するように配置されている。また、第２の発光部２７は、均一化光学素子２５と対向する位置（正対する位置）に配置されている。 The second light emitting unit 27 emits blue light having a center of emission intensity of 460 [nm] as an example of light having a third wavelength different from the wavelength of fluorescent light. The second light emitting unit 27 may emit light having the same wavelength as that of the first light emitting unit 21. In the second light emitting unit 27, for example, light sources that emit a plurality of laser beams are arranged in an array. The blue light emitted from the second light emitting unit 27 is incident on the wavelength separation unit 23 from a direction different from the blue light emitted from the first light emitting unit 21 and the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24. In the light source device 20, the second light emitting unit 27 is arranged so that the emitted blue light is orthogonal to the blue light emitted from the first light emitting unit 21. Further, the second light emitting unit 27 is arranged at a position (opposite position) facing the uniform optical element 25.

カップリングレンズ２８は、第２の発光部２７から出射された青色光を入射し、平行光（コリメート光）に変換するレンズである。なお、以下において、平行光とは、完全にコリメート（平行化）された光に限らず、略平行化された光を含む概念とする。カップリングレンズ２８の数は、第２の発光部２７の光源の数に対応していればよく、第２の発光部２７の光源の数の増減に応じて増減することができる。 The coupling lens 28 is a lens that incidents blue light emitted from the second light emitting unit 27 and converts it into parallel light (collimated light). In the following, the concept of parallel light is not limited to completely collimated light, but includes substantially parallelized light. The number of coupling lenses 28 may increase or decrease as long as it corresponds to the number of light sources of the second light emitting unit 27, and can be increased or decreased according to the increase or decrease of the number of light sources of the second light emitting unit 27.

このような構成を有する光源装置２０における光路について説明する。まず、第１の発光部２１から出射される青色光（励起光）の光路について説明する。第１の発光部２１から出射された青色光は、集光レンズ群２２の大口径レンズ２２ａによって集光及び合成された後、負レンズ２２ｂによって平行光に変換される。負レンズ２２ｂから出射された青色光は、波長分離部２３を透過し、波長変換部２４に入射される。 The optical path in the light source device 20 having such a configuration will be described. First, the optical path of blue light (excitation light) emitted from the first light emitting unit 21 will be described. The blue light emitted from the first light emitting unit 21 is condensed and combined by the large-diameter lens 22a of the condensing lens group 22, and then converted into parallel light by the negative lens 22b. The blue light emitted from the negative lens 22b passes through the wavelength separation unit 23 and is incident on the wavelength conversion unit 24.

波長変換部２４では、集光レンズ群２２から入射した青色光を励起光として作用させ、蛍光光（黄色光）に変換する。波長変換部２４で変換された蛍光光は、略ランバート分布で青色光の入射面側（波長分離部２３の傾斜面２３ａ側）に出射される。波長変換部２４から出射された蛍光光は、主に波長分離部２３の傾斜面２３ａで反射され、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した蛍光光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、均一化光学素子２５から出射される。 The wavelength conversion unit 24 causes the blue light incident from the condensing lens group 22 to act as excitation light and converts it into fluorescent light (yellow light). The fluorescent light converted by the wavelength conversion unit 24 is emitted to the incident surface side of the blue light (the inclined surface 23a side of the wavelength separation unit 23) in a substantially Lambert distribution. The fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 is mainly reflected by the inclined surface 23a of the wavelength separation unit 23 and incident on the uniform optical element 25. The fluorescent light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then emitted from the homogenizing optical element 25.

均一化光学素子２５から出射した蛍光光は、波長選択素子２６に入射する。第１の発光部２１、第２の発光部２７及び波長選択素子２６は同期されており、第１の発光部２１が発光しているタイミングでは波長選択素子２６の赤透過セグメント、緑透過セグメント又は黄透過セグメントが光路上に配置される。赤透過セグメントでは入射した蛍光光（黄色光）から赤の波長帯の光のみが透過する。同様に、緑透過セグメント及び黄透過セグメントでは、それぞれ黄色光から緑色及び黄色の波長帯の光が透過する。波長選択素子２６を透過した光は、照明光学系３０に出射される。 The fluorescent light emitted from the homogenizing optical element 25 is incident on the wavelength selection element 26. The first light emitting unit 21, the second light emitting unit 27, and the wavelength selection element 26 are synchronized, and when the first light emitting unit 21 is emitting light, the red transmission segment, the green transmission segment, or the wavelength selection element 26 of the wavelength selection element 26 is emitted. Yellow transmission segments are placed on the optical path. In the red transmission segment, only the light in the red wavelength band is transmitted from the incident fluorescent light (yellow light). Similarly, in the green transmission segment and the yellow transmission segment, light in the wavelength bands of green to yellow is transmitted from yellow light, respectively. The light transmitted through the wavelength selection element 26 is emitted to the illumination optical system 30.

次に、第２の発光部２７から出射される青色光の光路について説明する。第２の発光部２７から出射された光は、カップリングレンズ２８により略コリメート光に変換される。カップリングレンズ２８から出射された青色光は、波長分離部２３を透過し、そのまま均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した青色光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、均一化光学素子２５から出射される。 Next, the optical path of blue light emitted from the second light emitting unit 27 will be described. The light emitted from the second light emitting unit 27 is converted into substantially collimated light by the coupling lens 28. The blue light emitted from the coupling lens 28 passes through the wavelength separation unit 23 and is directly incident on the uniform optical element 25. The blue light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then emitted from the homogenizing optical element 25.

均一化光学素子２５から出射した青色光は、波長選択素子２６に入射する。第１の発光部２１、第２の発光部２７及び波長選択素子２６は同期されており、第２の発光部２７が発光しているタイミングでは波長選択素子２６の青透過セグメントが光路上に配置される。青透過セグメントでは入射した青色光が透過する。均一化光学素子２５を透過した光は、照明光学系３０に出射される。このようにして光源装置２０から各色の光を得ることができる。 The blue light emitted from the homogenizing optical element 25 is incident on the wavelength selection element 26. The first light emitting unit 21, the second light emitting unit 27, and the wavelength selection element 26 are synchronized, and the blue transmission segment of the wavelength selection element 26 is arranged on the optical path at the timing when the second light emitting unit 27 is emitting light. Will be done. The incident blue light is transmitted in the blue transmission segment. The light transmitted through the homogenizing optical element 25 is emitted to the illumination optical system 30. In this way, light of each color can be obtained from the light source device 20.

第１実施形態に係る光源装置２０においては、第１の発光部２１から出射された青色光が波長分離部２３、波長変換部２４の順に入射される。より具体的には、第１の発光部２１から出射された青色光が波長分離部２３で反射された後、他の光学部品を介在することなく波長変換部２４に入射される。これにより、波長分離部２３と波長変換部２４とを接近して配置する配置することができるので、光学系のサイズの増大を抑制でき、光源装置２０を小型化することができる。また、波長分離部２３を透過した青色光を直接的に波長変換部２４に入射させることができるので、他の光学部品が配置される場合と比べて光学系における光利用効率を向上することができる。 In the light source device 20 according to the first embodiment, the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is incident on the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 in this order. More specifically, after the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is reflected by the wavelength separation unit 23, it is incident on the wavelength conversion unit 24 without interposing other optical components. As a result, the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 can be arranged close to each other, so that an increase in the size of the optical system can be suppressed and the light source device 20 can be miniaturized. Further, since the blue light transmitted through the wavelength separation unit 23 can be directly incident on the wavelength conversion unit 24, the light utilization efficiency in the optical system can be improved as compared with the case where other optical components are arranged. it can.

特に、光源装置２０においては、波長分離部２３と波長変換部２４とが接して配置されている。これにより、更に光学系のサイズを小さくできると共に、波長変換部２４から出射された蛍光光を効率良く波長分離部２３へ伝達することができる。なお、ここでは、波長分離部２３と波長変換部２４とが接する場合について説明しているが、これに限定されない。波長分離部２３と波長変換部２４との間にレンズなどの部品を配置しないことを前提としてこれらを任意の位置に配置することができる。波長分離部２３と波長変換部２４との間に部品を配置しないことにより、これらを近付けて配置でき、光学系のサイズを小型化することができる。 In particular, in the light source device 20, the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 are arranged in contact with each other. As a result, the size of the optical system can be further reduced, and the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 can be efficiently transmitted to the wavelength separation unit 23. Although the case where the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 are in contact with each other is described here, the present invention is not limited to this. These can be arranged at arbitrary positions on the premise that parts such as lenses are not arranged between the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24. By not arranging the components between the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24, they can be arranged close to each other, and the size of the optical system can be reduced.

また、光源装置２０においては、波長分離部２３に三角プリズムを用いている。このため、波長分離部２３と波長変換部２４とを押し当てて近接させることが容易となる。これにより、複雑な構造を必要とすることなく、波長分離部２３と波長変換部２４とを隙間なく密着させることができる。この結果、波長変換部２４から出射された光を全て波長分離部２３に導くことができるので、光源装置２０における光利用効率を向上することができる。 Further, in the light source device 20, a triangular prism is used for the wavelength separation unit 23. Therefore, the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 can be easily pressed against each other to be brought close to each other. As a result, the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 can be brought into close contact with each other without requiring a complicated structure. As a result, all the light emitted from the wavelength conversion unit 24 can be guided to the wavelength separation unit 23, so that the light utilization efficiency in the light source device 20 can be improved.

さらに、光源装置２０においては、波長分離部２３と均一化光学素子２５とが接して配置されている。これにより、光源光学系（光源装置２０）を小型化することができる。また、波長分離部２３から出射された光を光路外に漏れることなく均一化光学素子２５に導くことができるので、光源装置２０における光利用効率を向上することができる。 Further, in the light source device 20, the wavelength separation unit 23 and the uniform optical element 25 are arranged in contact with each other. As a result, the light source optical system (light source device 20) can be miniaturized. Further, since the light emitted from the wavelength separation unit 23 can be guided to the uniform optical element 25 without leaking out of the optical path, the light utilization efficiency in the light source device 20 can be improved.

上述したように、光源装置２０においては、波長分離部２３に三角プリズムを用いている。このため、波長分離部２３と均一化光学素子２５とを押し当てて近接させることが容易となる。これにより、複雑な構造を必要とすることなく、波長分離部２３と均一化光学素子２５とを隙間なく密着させることができる。この結果、波長変換部２４から出射された光を全て均一化光学素子２５に導くことができるので、光源装置２０における光利用効率を向上することができる。 As described above, in the light source device 20, a triangular prism is used for the wavelength separation unit 23. Therefore, the wavelength separation unit 23 and the homogenizing optical element 25 can be easily pressed against each other to be brought close to each other. As a result, the wavelength separation unit 23 and the homogenizing optical element 25 can be brought into close contact with each other without requiring a complicated structure. As a result, all the light emitted from the wavelength conversion unit 24 can be guided to the uniform optical element 25, so that the light utilization efficiency in the light source device 20 can be improved.

さらに、光源装置２０においては、第２の発光部２７から出射される青色光は、第１の発光部２１から出射される青色光とは異なる方向から波長分離部２３に入射する。また、均一化光学素子２５は、第２の発光部２７と正対する位置に配置され、第２の発光部２７の光軸上に配置されている。このため、第２の発光部２７から出射された青色光は、均一化光学素子２５に上下左右対称に入射する。これにより、均一化光学素子２５を通過した後の青色光を偏りのない均一な分布とすることができる。 Further, in the light source device 20, the blue light emitted from the second light emitting unit 27 is incident on the wavelength separation unit 23 from a direction different from the blue light emitted from the first light emitting unit 21. Further, the homogenizing optical element 25 is arranged at a position facing the second light emitting unit 27, and is arranged on the optical axis of the second light emitting unit 27. Therefore, the blue light emitted from the second light emitting unit 27 is vertically and horizontally symmetrically incident on the uniform optical element 25. As a result, the blue light after passing through the uniform optical element 25 can be uniformly distributed without any bias.

以上のように、第１実施形態に係る光源装置２０においては、波長変換部２４、波長分離部２３及び均一化光学素子２５を近付けて配置すると共に、波長変換部２４の前にレンズ等の光学部品を配置しないことから、光学系のサイズを小型化しながら、光利用効率に優れた光源装置２０を実現することができる。 As described above, in the light source device 20 according to the first embodiment, the wavelength conversion unit 24, the wavelength separation unit 23, and the homogenizing optical element 25 are arranged close to each other, and optics such as a lens are placed in front of the wavelength conversion unit 24. Since no component is arranged, it is possible to realize a light source device 20 having excellent light utilization efficiency while reducing the size of the optical system.

なお、光源装置２０において、波長変換部２４は、波長変換部接続部材を含んでいてもよい。波長変換部接続部材とは、例えば、波長変換部２４上に備えるガラス板や、波長変換部２４を固定する固定部材である。図２に示す波長変換部２４上にガラス板を備えることにより、組み付け時などの波長変換部２４の損傷を防ぐことができる。また、波長変換部２４に固定部材を備えることで、振動などによって波長変換部２４の位置がずれるのを防ぐことができる。また、第１の発光部２１からの青色光（励起光）の入射時に波長変換部２４で発生した熱を固定部材に逃すことができるので、波長変換部２４の冷却効果を向上でき、波長変換効率の低下や波長変換部２４の劣化を防ぐことができる。 In the light source device 20, the wavelength conversion unit 24 may include a wavelength conversion unit connecting member. The wavelength conversion unit connecting member is, for example, a glass plate provided on the wavelength conversion unit 24 or a fixing member for fixing the wavelength conversion unit 24. By providing a glass plate on the wavelength conversion unit 24 shown in FIG. 2, it is possible to prevent damage to the wavelength conversion unit 24 during assembly or the like. Further, by providing the wavelength conversion unit 24 with a fixing member, it is possible to prevent the position of the wavelength conversion unit 24 from being displaced due to vibration or the like. Further, since the heat generated by the wavelength conversion unit 24 when the blue light (excitation light) from the first light emitting unit 21 is incident can be released to the fixing member, the cooling effect of the wavelength conversion unit 24 can be improved and the wavelength conversion can be performed. It is possible to prevent a decrease in efficiency and deterioration of the wavelength conversion unit 24.

また、光源装置２０において、波長分離部２３を構成する三角プリズムのうち、傾斜面２３ａ、波長変換部２４が接触する平面２３ｂ及び均一化光学素子２５が接触する平面２３ｃの全てに隣り合う平面（図２における紙面の奥側及び手前側の平面）に対して、波長変換部２４から出射される蛍光光を反射する誘電体多層膜コートを施すことは実施形態として望ましい。これらの平面に誘電体多層膜コートを施すことにより、波長変換部２４から出射される蛍光光を効率よく均一化光学素子２５に導くことができ、光利用効率を向上することができる。 Further, in the light source device 20, among the triangular prisms constituting the wavelength separation unit 23, a plane adjacent to all of the inclined surface 23a, the plane 23b in contact with the wavelength conversion unit 24, and the plane 23c in contact with the homogenizing optical element 25 ( It is desirable as an embodiment to apply a dielectric multilayer film coat that reflects the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 to the planes on the back side and the front side of the paper surface in FIG. By applying a dielectric multilayer film coating to these planes, the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 can be efficiently guided to the uniform optical element 25, and the light utilization efficiency can be improved.

同様に、上述した波長変換部２４が接触する平面２３ｂのうち、波長変換部２４の非接触領域２３ｂ１、２３ｂ２に対して、同様の誘電体多層膜コートを施すことは実施形態として望ましい（図３参照）。このように非接触領域２３ｂ１、２３ｂ２に誘電体多層膜コートを施すことにより、図３に示すように、三角プリズムの傾斜面２３ａで反射後に非接触領域２３ｂ１、２３ｂ２に進行した蛍光光を再度反射させることができる。これにより、波長分離部２３から蛍光光が漏れることが抑制されるので、効率よく均一化光学素子２５に導くことができ、光利用効率を更に向上することができる。 Similarly, it is desirable as an embodiment to apply the same dielectric multilayer film coating to the non-contact regions 23b 1 and 23b 2 of the wavelength conversion unit 24 among the planes 23b that the wavelength conversion unit 24 contacts. (See FIG. 3). By applying the dielectric multilayer film coating to the non-contact regions 23b 1 and 23b 2 in this way, as shown in FIG. 3, the fluorescence progressed to the non-contact regions 23b 1 and 23b 2 after being reflected by the inclined surface 23a of the triangular prism. The light can be reflected again. As a result, the leakage of fluorescent light from the wavelength separation unit 23 is suppressed, so that it can be efficiently guided to the uniform optical element 25, and the light utilization efficiency can be further improved.

さらに、光源装置２０においては、装置本体の小型化及び光利用効率の向上の観点から波長分離部２３、波長変換部２４及び均一化光学素子２５の寸法や配置等を選択することが望ましい。例えば、図４に示すように、均一化光学素子２５の入射側開口部２５ａの長辺方向の長さをＤとし、均一化光学素子２５の開口の法線方向における均一化光学素子２５の入射側開口部２５ａから、波長変換部２４に入射される青色光（励起光）の投影範囲２４ａにおける均一化光学素子２５側の端部までの距離をＬとするものとする。この場合、光源装置２０においては、距離Ｌが以下の（式１）を満たすことが望ましい。距離Ｌをこのような範囲に設定することにより、波長変換部２４から均一化光学素子２５までの光路長を短縮でき、光源装置２０が有する光学系のサイズを小型化することができる。
０ ≦ Ｌ ≦ Ｄ （式１） Further, in the light source device 20, it is desirable to select the dimensions and arrangement of the wavelength separation unit 23, the wavelength conversion unit 24, and the uniform optical element 25 from the viewpoint of downsizing the main body of the device and improving the light utilization efficiency. For example, as shown in FIG. 4, the length of the incident side opening 25a of the uniform optical element 25 in the long side direction is D, and the incident of the uniform optical element 25 in the normal direction of the opening of the uniform optical element 25. Let L be the distance from the side opening 25a to the end of the uniformed optical element 25 in the projection range 24a of the blue light (excitation light) incident on the wavelength conversion unit 24. In this case, in the light source device 20, it is desirable that the distance L satisfies the following (Equation 1). By setting the distance L in such a range, the optical path length from the wavelength conversion unit 24 to the uniform optical element 25 can be shortened, and the size of the optical system of the light source device 20 can be reduced.
0 ≤ L ≤ D (Equation 1)

図５に、距離Ｌが（式１）を満たさない場合の波長分離部２３の周辺の構成について説明する。図５Ａにおいては、距離Ｌが長さＤより大きい場合について示し、図５Ｂにおいては、距離Ｌが０より小さい場合について示している。図５において、図４と同一の構成については、共通の符号を付与し、その説明を省略する。 FIG. 5 describes the configuration around the wavelength separation unit 23 when the distance L does not satisfy (Equation 1). FIG. 5A shows a case where the distance L is larger than the length D, and FIG. 5B shows a case where the distance L is smaller than 0. In FIG. 5, a common reference numeral is given to the same configuration as in FIG. 4, and the description thereof will be omitted.

図５Ａに示すように、距離Ｌが長さＤよりも大きい場合、波長変換部２４から均一化光学素子２５までの光路長が長くなり、光源装置２０が有する光学系のサイズの増大を招く。また、波長分離部２３に三角プリズムを用いた場合、均一化光学素子２５のサイズよりも三角プリズムが大きくなり、波長変換部２４から照射された蛍光光のうち、均一化光学素子２５に入射しない蛍光光が生じ、光利用効率の低下を招く。このことから、光学系サイズの小型化及び光利用効率の向上の観点から距離Ｌは、長さＤ以下であることが望ましい。 As shown in FIG. 5A, when the distance L is larger than the length D, the optical path length from the wavelength conversion unit 24 to the uniform optical element 25 becomes long, which causes an increase in the size of the optical system of the light source device 20. Further, when a triangular prism is used for the wavelength separation unit 23, the triangular prism is larger than the size of the uniform optical element 25, and the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 does not enter the uniform optical element 25. Fluorescent light is generated, which causes a decrease in light utilization efficiency. From this, it is desirable that the distance L is the length D or less from the viewpoint of reducing the size of the optical system and improving the light utilization efficiency.

一方、図５Ｂに示すように、距離Ｌが０より小さい場合とは、波長変換部２４における青色光（励起光）の投影範囲２４ａが均一化光学素子２５の側面に位置することを意味する。均一化光学素子２５がライトトンネルで構成される場合、波長変換部２４から出射する光のうち、比較的強度の高い波長変換部２４の表面の法線方向の光は、ライトトンネルのミラー面に垂直に当たる。このため、均一化光学素子２５の出射側開口部２５ｂには向かわず波長変換部２４に戻ることとなり、光利用効率が低下する。更に、波長変換部２４の表面の法線方向よりもライトトンネルの入射側開口部２５ａの方向側に出射される光は、ライトトンネルの出射側開口部２５ｂには向かわないため、光利用効率が低下する。このことから、光利用効率の向上の観点から距離Ｌは０以上であることが望ましい。 On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the distance L is smaller than 0, it means that the projection range 24a of blue light (excitation light) in the wavelength conversion unit 24 is located on the side surface of the uniform optical element 25. When the homogenizing optical element 25 is composed of a light tunnel, among the light emitted from the wavelength conversion unit 24, the light in the normal direction of the surface of the wavelength conversion unit 24 having a relatively high intensity is directed to the mirror surface of the light tunnel. It hits vertically. Therefore, the uniform optical element 25 returns to the wavelength conversion unit 24 without facing the exit side opening 25b, and the light utilization efficiency is lowered. Further, the light emitted toward the incident side opening 25a of the light tunnel with respect to the normal direction of the surface of the wavelength conversion unit 24 does not go toward the exit side opening 25b of the light tunnel, so that the light utilization efficiency is improved. descend. From this, it is desirable that the distance L is 0 or more from the viewpoint of improving the light utilization efficiency.

さらに、光源装置２０においては、波長分離部２３を三角プリズムで構成する場合について説明している。しかしながら、波長分離部２３の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、波長分離部２３には、四角プリズムやダイクロイックミラーを用いることもできる。 Further, in the light source device 20, a case where the wavelength separation unit 23 is composed of a triangular prism will be described. However, the configuration of the wavelength separation unit 23 is not limited to this, and can be changed as appropriate. For example, a square prism or a dichroic mirror can be used for the wavelength separation unit 23.

図６は、波長分離部２３にダイクロイックミラーを用いた場合の光源装置２０の概略構成図である。図６において、図２と共通する構成については、同一の符号を付与し、その説明を省略する。図６に示すように、波長分離部２３をダイクロイックミラーで構成する場合においても、ダイクロイックミラーは、三角プリズムの傾斜面２３ａと同様に、第１の発光部２１から出射される青色光の伝播方向に対して傾斜して配置される。ダイクロイックミラーは、傾斜面２３ａと同様に、青色光を透過する一方、青色光を励起光として波長変換部２４から出射される蛍光光を反射する光学特性を有している。 FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the light source device 20 when a dichroic mirror is used for the wavelength separation unit 23. In FIG. 6, the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 6, even when the wavelength separation unit 23 is composed of a dichroic mirror, the dichroic mirror has a propagation direction of blue light emitted from the first light emitting unit 21 as in the inclined surface 23a of the triangular prism. It is arranged at an angle with respect to. Similar to the inclined surface 23a, the dichroic mirror has an optical property of transmitting blue light and reflecting fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 using blue light as excitation light.

なお、図６に示す光源装置２０においては、波長変換部２４を冷却する冷却部２１０を備えている。冷却部２１０は、第１の発光部２１から出射される青色光の光路上に配置されている。例えば、冷却部２１０は、ヒートシンクなどで構成される。冷却部２１０には、更なる冷却のためにファンを設けても良い。ファンを設けることにより、更に波長変換部２４に対する冷却効果を向上することができる。 The light source device 20 shown in FIG. 6 includes a cooling unit 210 for cooling the wavelength conversion unit 24. The cooling unit 210 is arranged on the optical path of the blue light emitted from the first light emitting unit 21. For example, the cooling unit 210 is composed of a heat sink or the like. The cooling unit 210 may be provided with a fan for further cooling. By providing the fan, the cooling effect on the wavelength conversion unit 24 can be further improved.

波長変換部２４は、冷却部２１０における第１の発光部２１との対向面上に配置されている。波長変換部２４を冷却部２１０上に配置することにより、波長変換部２４の温度上昇を抑制できるので、青色光が入射した場合の波長変換部２４の温度上昇に起因して波長変換効率の低下や波長変換部２４自体の破損を防止することができる。 The wavelength conversion unit 24 is arranged on the surface of the cooling unit 210 facing the first light emitting unit 21. By arranging the wavelength conversion unit 24 on the cooling unit 210, the temperature rise of the wavelength conversion unit 24 can be suppressed, so that the wavelength conversion efficiency is lowered due to the temperature rise of the wavelength conversion unit 24 when blue light is incident. And the wavelength conversion unit 24 itself can be prevented from being damaged.

なお、波長分離部２３にダイクロイックミラーを用いる場合においても、三角プリズムを用いた場合と同様に、図６における波長分離部２３の紙面手前側及び奥側の一部に、誘電体多層膜コート等が施された反射面を設けることが望ましい。同様に、冷却部２１０の表面（図６に示す左方側側面）のうち、波長変換部２４の非接触領域２１０ａ、２１０ｂを同様の反射面とすることが望ましい。これにより、波長分離部２３から蛍光光が漏れることが抑制されるので、効率よく均一化光学素子２５に導くことができ、光利用効率を更に向上することができる。 Even when a dichroic mirror is used for the wavelength separation unit 23, a dielectric multilayer film coating or the like is applied to a part of the front side and the back side of the paper surface of the wavelength separation unit 23 in FIG. 6, as in the case of using a triangular prism. It is desirable to provide a reflective surface with. Similarly, of the surface of the cooling unit 210 (the left side surface shown in FIG. 6), it is desirable that the non-contact regions 210a and 210b of the wavelength conversion unit 24 have the same reflecting surface. As a result, the leakage of fluorescent light from the wavelength separation unit 23 is suppressed, so that it can be efficiently guided to the uniform optical element 25, and the light utilization efficiency can be further improved.

また、光利用効率の向上の観点から、波長分離部２３と均一化光学素子２５とを一体化することは実施形態として望ましい。図７は、波長分離部２３と均一化光学素子２５とを一体化した場合の模式図である。図７に示す均一化光学素子２５は、例えば、４枚のミラーを組み合わせて構成される。均一化光学素子２５を構成するミラーにおける波長分離部２３側の端部は、波長分離部２３の側縁部に接続される。このように波長分離部２３と均一化光学素子２５とを一体化することにより、図２に示す波長分離部２３（三角プリズム）の紙面の手前側及び奥側の側面を反射面とした場合と同様に、波長変換部２４から出射した蛍光光を効率良く均一化光学素子２５に導くことができる。 Further, from the viewpoint of improving the light utilization efficiency, it is desirable as an embodiment to integrate the wavelength separation unit 23 and the uniform optical element 25. FIG. 7 is a schematic view when the wavelength separation unit 23 and the homogenizing optical element 25 are integrated. The homogenizing optical element 25 shown in FIG. 7 is configured by, for example, combining four mirrors. The end portion of the mirror constituting the homogenizing optical element 25 on the wavelength separation portion 23 side is connected to the side edge portion of the wavelength separation portion 23. By integrating the wavelength separation unit 23 and the uniform optical element 25 in this way, the front side and the back side of the paper surface of the wavelength separation unit 23 (triangular prism) shown in FIG. 2 are used as reflection surfaces. Similarly, the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 can be efficiently guided to the uniform optical element 25.

なお、図７に示す構成においては、波長変換部２４を備える側面のうち、波長変換部２４と対向する領域以外の領域を反射面とすることが望ましい。これにより、図２と同様の効果が得られ、波長変換部２４から出射された蛍光光を効率良く均一化光学素子２５に導くことができる。また、波長分離部２３と均一化光学素子２５を一体とすることで、波長分離部２３と均一化光学素子２５の間に隙間が形成されないので、光が漏れることがなく、波長分離部２３で反射した光を全て均一化光学素子２５に導くことができ、光利用効率を向上することができる。なお、ここでは、波長分離部２３と均一化光学素子２５とを一体化する場合について説明しているが、これらを隣り合うように配置してもよい。 In the configuration shown in FIG. 7, it is desirable that, of the side surfaces provided with the wavelength conversion unit 24, a region other than the region facing the wavelength conversion unit 24 is a reflection surface. As a result, the same effect as in FIG. 2 can be obtained, and the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 can be efficiently guided to the homogenizing optical element 25. Further, by integrating the wavelength separation unit 23 and the uniform optical element 25, a gap is not formed between the wavelength separation unit 23 and the uniform optical element 25, so that light does not leak and the wavelength separation unit 23 All the reflected light can be guided to the uniform optical element 25, and the light utilization efficiency can be improved. Although the case where the wavelength separation unit 23 and the uniform optical element 25 are integrated is described here, they may be arranged so as to be adjacent to each other.

（第２実施形態）
第２実施形態に係る光源装置２０１は、波長分離部２３と均一化光学素子２５との間に集光レンズを備える点で、第１実施形態に係る光源装置２０と相違する。以下、第２実施形態に係る光源装置２０１の構成について、第１実施形態に係る光源装置２０との相違点を中心に説明する。図８は、第２実施形態に係る光源装置２０１を示す概略構成図である。図８において、図２と共通の構成については、同一の符号を付与して説明を省略する。 (Second Embodiment)
The light source device 201 according to the second embodiment is different from the light source device 20 according to the first embodiment in that a condensing lens is provided between the wavelength separation unit 23 and the uniform optical element 25. Hereinafter, the configuration of the light source device 201 according to the second embodiment will be described focusing on the differences from the light source device 20 according to the first embodiment. FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing the light source device 201 according to the second embodiment. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.

図８に示すように、第２実施形態に係る光源装置２０１においては、波長分離部２３と均一化光学素子２５とが一定の空間を空けた状態で配置されている。集光レンズ２１１は、この空間に配置されている。集光レンズ２１１は、入射面及び出射面が、それぞれ波長分離部２３の出射面を構成する平面２３ｃ及び均一化光学素子２５の入射側開口部２５ａと対向するように配置されている。例えば、集光レンズ２１１は、その光軸が第２の発光部２７の光軸と一致する位置に配置されている。集光レンズ２１１は、波長分離部２３から出射される青色光及び蛍光光を集光する。これにより、波長分離部２３から出射された青色光等が光路外に進行するのを防止でき、青色光等を効率よく均一化光学素子２５に導くことができる。 As shown in FIG. 8, in the light source device 201 according to the second embodiment, the wavelength separation unit 23 and the homogenizing optical element 25 are arranged in a state of leaving a certain space. The condensing lens 211 is arranged in this space. The condensing lens 211 is arranged so that the incident surface and the exit surface face each other of the plane 23c forming the exit surface of the wavelength separation unit 23 and the entrance side opening 25a of the homogenizing optical element 25. For example, the condensing lens 211 is arranged at a position where its optical axis coincides with the optical axis of the second light emitting unit 27. The condensing lens 211 collects blue light and fluorescent light emitted from the wavelength separation unit 23. As a result, it is possible to prevent the blue light or the like emitted from the wavelength separation unit 23 from traveling out of the optical path, and it is possible to efficiently guide the blue light or the like to the uniform optical element 25.

（第３実施形態）
第３実施形態に係る光源装置２０２は、均一化光学素子２５の構成が異なる点で、第１実施形態に係る光源装置２０と相違する。以下、第３実施形態に係る光源装置２０２の構成について、第１実施形態に係る光源装置２０との相違点を中心に説明する。図９は、第３実施形態に係る光源装置２０２を示す概略構成図である。図９において、図２と共通の構成については、同一の符号を付与して説明を省略する。 (Third Embodiment)
The light source device 202 according to the third embodiment is different from the light source device 20 according to the first embodiment in that the configuration of the homogenizing optical element 25 is different. Hereinafter, the configuration of the light source device 202 according to the third embodiment will be described focusing on the differences from the light source device 20 according to the first embodiment. FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing the light source device 202 according to the third embodiment. In FIG. 9, the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.

図９に示すように、光源装置２０２は、入射側開口部２５ａよりも出射側開口部２５ｂの方が大きく構成された均一化光学素子２５１を備えている。例えば、均一化光学素子２５１は、テーパー型ライトトンネルで構成される。均一化光学素子２５１は、直方体形状を有する直方体部２５１ａ（第１ライトトンネル）と、テーパー形状を有するテーパー部２５１ｂ（第２ライトトンネル）とを組み合わせて（連結させて）構成されている。テーパー部２５１ｂは、直方体部２５１ａの後段に接続されている。直方体部２５１ａは、波長分離部２３の傾斜面２３ａに対向して配置される入射側開口部２５ａを有している。テーパー部２５１ｂは、波長選択素子２６に対向して配置されており、波長選択素子２６に対向して出射側開口部２５ｂを有している。 As shown in FIG. 9, the light source device 202 includes a homogenizing optical element 251 in which the exit side opening 25b is larger than the incident side opening 25a. For example, the homogenizing optical element 251 is composed of a tapered light tunnel. The homogenizing optical element 251 is configured by combining (connecting) a rectangular parallelepiped portion 251a (first light tunnel) having a rectangular parallelepiped shape and a tapered portion 251b (second light tunnel) having a tapered shape. The tapered portion 251b is connected to the subsequent stage of the rectangular parallelepiped portion 251a. The rectangular parallelepiped portion 251a has an incident side opening 25a arranged so as to face the inclined surface 23a of the wavelength separation portion 23. The tapered portion 251b is arranged so as to face the wavelength selection element 26, and has an exit side opening 25b facing the wavelength selection element 26.

直方体部２５１ａにおいては、入射した光が複数回反射することより均一な光を得ることができるが、光の出射角度が入射角度と同一である。一方、テーパー部２５１ｂにおいては、出射光の角度分布は小さくなるが、開口が出射側開口部２５ｂに向けて大きくなっていく。このため、均一化光学素子２５の内部における光の反射回数は、直方体部２５１ａの場合よりも少なくなり、均一化効果は得にくくなる。均一化効果を高めるためには，均一化光学素子を長くする必要があり、光学系サイズの増大を招く。そこで、第３実施形態に係る光源装置２０２においては、直方体部２５１ａとテーパー部２５１ｂとを組み合わせることで、直方体部２５１ａでは光を均一にし、テーパー部２５１ｂでは光の出射角度分布を小さくしている。これにより、均一化光学素子２５１より後段の光学系を小型化できると共に、効率よく波長選択素子２６に青色光等を導くことができる。 In the rectangular parallelepiped portion 251a, uniform light can be obtained by reflecting the incident light a plurality of times, but the emission angle of the light is the same as the incident angle. On the other hand, in the tapered portion 251b, the angular distribution of the emitted light becomes smaller, but the opening becomes larger toward the emitting side opening 25b. Therefore, the number of times of reflection of light inside the uniform optical element 25 is smaller than that in the case of the rectangular parallelepiped portion 251a, and it becomes difficult to obtain the uniform effect. In order to enhance the homogenization effect, it is necessary to lengthen the homogenization optical element, which causes an increase in the size of the optical system. Therefore, in the light source device 202 according to the third embodiment, by combining the rectangular parallelepiped portion 251a and the tapered portion 251b, the light is made uniform in the rectangular parallelepiped portion 251a and the light emission angle distribution is reduced in the tapered portion 251b. .. As a result, the optical system in the stage after the uniform optical element 251 can be miniaturized, and blue light or the like can be efficiently guided to the wavelength selection element 26.

なお、図９に示す光源装置２０２においては、直方体部２５１ａとテーパー部２５１ｂとを組み合わせて均一化光学素子２５１を構成する場合について示しているが、均一化光学素子２５の構成については、これに限定されるものではなく適宜変更が可能である。例えば、均一化光学素子２５１は、直方体部２５１ａ又はテーパー部２５１ｂのいずれかのみで構成してもよい。均一化光学素子２５１において、入射側開口部２５ａよりも出射側開口部２５ｂの方が大きく構成されることは実施の形態として望ましい。 In the light source device 202 shown in FIG. 9, the case where the rectangular parallelepiped portion 251a and the tapered portion 251b are combined to form the uniform optical element 251 is shown, but the configuration of the uniform optical element 25 is described in this case. It is not limited and can be changed as appropriate. For example, the uniform optical element 251 may be composed of only the rectangular parallelepiped portion 251a or the tapered portion 251b. In the uniform optical element 251, it is desirable as an embodiment that the exit side opening 25b is larger than the incident side opening 25a.

また、光源装置２０２が有する均一化光学素子２５１においては、図１０に示すように、直方体部２５１ａとテーパー部２５１ｂとを離間させ、これらの間に光学素子の一例であるカップリングレンズ２５１ｃを配置してもよい。このように直方体部２５１ａとテーパー部２５１ｂとの間にカップリングレンズ２５１ｃを介在させることにより、均一化光学素子２５１の製造を容易化することができる。また、カップリングレンズ２５１ｃによって直方体部２５１ａからの出射光を効率良くテーパー部２５１ｂに入射させることができるので、図９に示す均一化光学素子２５１と同等の効果を得ることができる。 Further, in the uniform optical element 251 of the light source device 202, as shown in FIG. 10, the rectangular parallelepiped portion 251a and the tapered portion 251b are separated from each other, and a coupling lens 251c which is an example of the optical element is arranged between them. You may. By interposing the coupling lens 251c between the rectangular parallelepiped portion 251a and the tapered portion 251b in this way, the production of the uniform optical element 251 can be facilitated. Further, since the light emitted from the rectangular parallelepiped portion 251a can be efficiently incident on the tapered portion 251b by the coupling lens 251c, the same effect as that of the uniform optical element 251 shown in FIG. 9 can be obtained.

（第４実施形態）
第４実施形態に係る光源装置２０３は、波長分離部として四角プリズムを使用する点及び波長変換部２４と第２の発光部２７とが逆に配置される点で、第１実施形態に係る光源装置２０と相違する。以下、第４実施形態に係る光源装置２０３の構成について、第１実施形態に係る光源装置２０との相違点を中心に説明する。図１１は、第４実施形態に係る光源装置２０３を示す概略構成図である。図１１において、図２と共通の構成については、同一の符号を付与して説明を省略する。 (Fourth Embodiment)
The light source device 203 according to the fourth embodiment is a light source according to the first embodiment in that a square prism is used as a wavelength separation unit and the wavelength conversion unit 24 and the second light emitting unit 27 are arranged in reverse. It is different from the device 20. Hereinafter, the configuration of the light source device 203 according to the fourth embodiment will be described focusing on the differences from the light source device 20 according to the first embodiment. FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing the light source device 203 according to the fourth embodiment. In FIG. 11, the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.

図１１に示すように、光源装置２０３において、波長分離部２３は、四角プリズムで構成されている。波長分離部２３を構成する四角プリズムは、その内部に、第１の発光部２１から出射される青色光の伝播方向に対して傾斜して配置される傾斜面２３ｄを有している。傾斜面２３ｄは、青色光の伝播方向に対して４５°傾斜して配置されている。傾斜面２３ｄは、第１の発光部２１及び第２の発光部２７から出射される青色光を反射する一方、青色光を励起光として波長変換部２４から出射される蛍光光を透過する。なお、第１の発光部２１に対する傾斜面２３ｄの角度は、４５°に限定されず、任意の角度でよい。 As shown in FIG. 11, in the light source device 203, the wavelength separation unit 23 is composed of a square prism. The square prism constituting the wavelength separation unit 23 has an inclined surface 23d inside which the square prism is arranged so as to be inclined with respect to the propagation direction of the blue light emitted from the first light emitting unit 21. The inclined surface 23d is arranged so as to be inclined by 45 ° with respect to the propagation direction of blue light. The inclined surface 23d reflects the blue light emitted from the first light emitting unit 21 and the second light emitting unit 27, while transmitting the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 using the blue light as excitation light. The angle of the inclined surface 23d with respect to the first light emitting unit 21 is not limited to 45 ° and may be any angle.

光源装置２０３において、波長変換部２４、第２の発光部２７は、それぞれ波長分離部２３を構成する四角プリズムの側面２３ｅ、２３ｆに接して配置されている。波長変換部２４は、波長分離部２３及び均一化光学素子２５を挟んで波長選択素子２６に対向する位置に配置されている。第２の発光部２７は、集光レンズ群２２及び波長分離部２３を挟んで第１の発光部２１に対向する位置に配置されている。 In the light source device 203, the wavelength conversion unit 24 and the second light emitting unit 27 are arranged in contact with the side surfaces 23e and 23f of the square prism constituting the wavelength separation unit 23, respectively. The wavelength conversion unit 24 is arranged at a position facing the wavelength selection element 26 with the wavelength separation unit 23 and the uniform optical element 25 interposed therebetween. The second light emitting unit 27 is arranged at a position facing the first light emitting unit 21 with the condensing lens group 22 and the wavelength separation unit 23 interposed therebetween.

このような構成を有する光源装置２０３における光路について説明する。第１の発光部２１から出射された青色光は、集光レンズ群２２の大口径レンズ２２ａによって集光及び合成された後、負レンズ２２ｂによって平行光に変換される。負レンズ２２ｂから出射された青色光は、波長分離部２３の傾斜面２３ｄで反射し、波長変換部２４に入射される。 The optical path in the light source device 203 having such a configuration will be described. The blue light emitted from the first light emitting unit 21 is condensed and combined by the large-diameter lens 22a of the condensing lens group 22, and then converted into parallel light by the negative lens 22b. The blue light emitted from the negative lens 22b is reflected by the inclined surface 23d of the wavelength separation unit 23 and is incident on the wavelength conversion unit 24.

波長変換部２４で変換された蛍光光は、略ランバート分布で青色光の入射面側（波長分離部２３の傾斜面２３ｄ側）に出射される。波長変換部２４から出射された蛍光光は、波長分離部２３の傾斜面２３ｄを透過し、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した蛍光光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、波長選択素子２６に入射する。波長選択素子２６に入射した蛍光光は、赤透過セグメント、緑透過セグメント又は黄透過セグメントを透過して照明光学系３０に出射される。 The fluorescent light converted by the wavelength conversion unit 24 is emitted to the incident surface side of the blue light (the inclined surface 23d side of the wavelength separation unit 23) in a substantially Lambert distribution. The fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 passes through the inclined surface 23d of the wavelength separation unit 23 and is incident on the uniform optical element 25. The fluorescent light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then incident on the wavelength selection element 26. The fluorescent light incident on the wavelength selection element 26 passes through the red transmission segment, the green transmission segment, or the yellow transmission segment and is emitted to the illumination optical system 30.

一方、第２の発光部２７から出射された青色光は、波長分離部２３の傾斜面２３ｄで反射し、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した蛍光光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、波長選択素子２６に入射する。波長選択素子２６に入射した青色光は、青透過セグメントを透過して照明光学系３０に出射される。このようにして光源装置２０３から各色の光を得ることができる。 On the other hand, the blue light emitted from the second light emitting unit 27 is reflected by the inclined surface 23d of the wavelength separation unit 23 and is incident on the uniform optical element 25. The fluorescent light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then incident on the wavelength selection element 26. The blue light incident on the wavelength selection element 26 passes through the blue transmission segment and is emitted to the illumination optical system 30. In this way, light of each color can be obtained from the light source device 203.

第４実施形態に係る光源装置２０３においては、第１の発光部２１から出射された青色光が波長分離部２３、波長変換部２４の順に入射される。より具体的には、第１の発光部２１から出射された青色光が波長分離部２３で反射された後、他の光学部品を介在することなく波長変換部２４に入射される。これにより、波長分離部２３と波長変換部２４とを接近して配置する配置することができるので、光学系のサイズの増大を抑制でき、光源装置２０を小型化することができる。また、波長分離部２３を透過した青色光を直接的に波長変換部２４に入射させることができるので、他の光学部品が配置される場合と比べて光学系における光利用効率を向上することができる。 In the light source device 203 according to the fourth embodiment, the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is incident on the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 in this order. More specifically, after the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is reflected by the wavelength separation unit 23, it is incident on the wavelength conversion unit 24 without interposing other optical components. As a result, the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 can be arranged close to each other, so that an increase in the size of the optical system can be suppressed and the light source device 20 can be miniaturized. Further, since the blue light transmitted through the wavelength separation unit 23 can be directly incident on the wavelength conversion unit 24, the light utilization efficiency in the optical system can be improved as compared with the case where other optical components are arranged. it can.

特に、光源装置２０３においては、波長分離部２３と波長変換部２４とが接して配置されている。これにより、光学系のサイズを小型化することができる。また、波長分離部２３で反射された青色光を波長変換部２４に効率よく伝達することができるので、光学系における光利用効率を向上することができる。なお、ここでは、波長分離部２３と波長変換部２４とが接する場合について説明しているが、これに限定されない。波長分離部２３と波長変換部２４とは、所定の空間を挟んで配置されてもよい。 In particular, in the light source device 203, the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 are arranged in contact with each other. As a result, the size of the optical system can be reduced. Further, since the blue light reflected by the wavelength separation unit 23 can be efficiently transmitted to the wavelength conversion unit 24, the light utilization efficiency in the optical system can be improved. Although the case where the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 are in contact with each other is described here, the present invention is not limited to this. The wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 may be arranged with a predetermined space in between.

なお、光源装置２０３においては、第１実施形態の光源装置２０と同様に、四角プリズムの側面のうち、図１１に示す紙面の奥側及び手前側の平面に対して、波長変換部２４から出射される蛍光光を反射する誘電体多層膜コートを施すことは実施形態として望ましい。同様に、波長変換部２４が接触する側面２３ｅのうち、波長変換部２４の非接触領域２３ｅ１、２３ｅ２に対して、同様の誘電体多層膜コートを施すことは実施形態として望ましい（図１１参照）。また、第２の発光部２７が接触する側面２３ｆのうち、第２の発光部２７の非接触領域２３ｆ１、２３ｆ２に対して、同様の誘電体多層膜コートを施すことは実施形態として望ましい（図１１参照）。さらに、四角プリズムにおける第１の発光部２１側の平面２３ｇは、第１の発光部２１からの青色光を透過し、波長変換部２４からの蛍光光を反射するコートが施されていることが望ましい。これらにより、第１の発光部２１からの青色光を効率良く波長変換部２４に導くと共に、波長変換部２４、第２の発光部２７から出射された光を効率良く均一化光学素子２５に導くことができる。 In the light source device 203, similarly to the light source device 20 of the first embodiment, the wavelength conversion unit 24 emits light from the side surface of the square prism with respect to the planes on the back side and the front side of the paper surface shown in FIG. It is desirable as an embodiment to apply a dielectric multilayer film coating that reflects the fluorescent light. Similarly, among the side surfaces 23e that the wavelength conversion unit 24 contacts, it is desirable as an embodiment to apply the same dielectric multilayer film coating to the non-contact regions 23e 1 and 23e 2 of the wavelength conversion unit 24 (FIG. 11). reference). Further, it is desirable as an embodiment to apply the same dielectric multilayer film coating to the non-contact regions 23f 1 and 23f 2 of the second light emitting unit 27 among the side surfaces 23f that the second light emitting unit 27 contacts. (See FIG. 11). Further, the flat surface 23g on the first light emitting portion 21 side of the square prism is coated with a coating that transmits blue light from the first light emitting portion 21 and reflects fluorescent light from the wavelength conversion unit 24. desirable. As a result, the blue light from the first light emitting unit 21 is efficiently guided to the wavelength conversion unit 24, and the light emitted from the wavelength conversion unit 24 and the second light emitting unit 27 is efficiently guided to the uniform optical element 25. be able to.

（第５実施形態）
第５実施形態に係る光源装置２０４は、波長分離部２３を構成する三角プリズムの設置角度が異なる点、並びに、第１の発光部２１及び第２の発光部２７から配置が異なる点で、第１実施形態に係る光源装置２０と相違する。以下、第５実施形態に係る光源装置２０４の構成について、第１実施形態に係る光源装置２０との相違点を中心に説明する。図１２は、第５実施形態に係る光源装置２０４を示す概略構成図である。図１２において、図２と共通の構成については、同一の符号を付与して説明を省略する。 (Fifth Embodiment)
The light source device 204 according to the fifth embodiment has a difference in the installation angle of the triangular prisms constituting the wavelength separation unit 23 and a difference in arrangement from the first light emitting unit 21 and the second light emitting unit 27. It is different from the light source device 20 according to the first embodiment. Hereinafter, the configuration of the light source device 204 according to the fifth embodiment will be described focusing on the differences from the light source device 20 according to the first embodiment. FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing the light source device 204 according to the fifth embodiment. In FIG. 12, the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.

図１２に示すように、第５実施形態に係る光源装置２０４において、波長分離部２３を構成する三角プリズムは、傾斜面２３ｈが均一化光学素子２５の入射側開口部２５ａに対向した状態で配置されている。また、光源装置２０４においては、波長分離部２３を構成する三角プリズムの傾斜面２３ｈと対向する側面２３ｉ、２３ｊのうち、側面２３ｊに波長変換部２４が接した状態で配置されている。 As shown in FIG. 12, in the light source device 204 according to the fifth embodiment, the triangular prisms constituting the wavelength separation unit 23 are arranged in a state where the inclined surface 23h faces the incident side opening 25a of the uniform optical element 25. Has been done. Further, in the light source device 204, of the side surfaces 23i and 23j facing the inclined surface 23h of the triangular prism constituting the wavelength separation unit 23, the wavelength conversion unit 24 is arranged in contact with the side surface 23j.

第１の発光部２１及び第２の発光部２７は、側面２３ｉの外表面に青色光を出射する位置に配置されている。第１の発光部２１は、その光軸が側面２３ｉを介して側面２３ｊ上に配置された波長変換部２４と交わる位置に配置される。第２の発光部２７は、その光軸が側面２３ｉに垂直に交わる位置に配置されている。 The first light emitting unit 21 and the second light emitting unit 27 are arranged at positions where blue light is emitted from the outer surface of the side surface 23i. The first light emitting unit 21 is arranged at a position where its optical axis intersects with the wavelength conversion unit 24 arranged on the side surface 23j via the side surface 23i. The second light emitting unit 27 is arranged at a position where its optical axis intersects the side surface 23i perpendicularly.

波長分離部２３を構成する三角プリズムの側面２３ｉは、第１の発光部２１及び第２の発光部２７から出射される青色光を透過する一方、波長変換部２４から出射される蛍光光を反射する。三角プリズムの傾斜面２３ｈは、第１の発光部２１から出射される青色光及び波長変換部２４から出射される蛍光光を透過する。 The side surface 23i of the triangular prism constituting the wavelength separation unit 23 transmits the blue light emitted from the first light emitting unit 21 and the second light emitting unit 27, while reflecting the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24. To do. The inclined surface 23h of the triangular prism transmits blue light emitted from the first light emitting unit 21 and fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24.

このような構成を有する光源装置２０４における光路について説明する。第１の発光部２１から出射された青色光は、集光レンズ群２２の大口径レンズ２２ａによって集光及び合成された後、負レンズ２２ｂによって平行光に変換される。負レンズ２２ｂから出射された青色光は、波長分離部２３の側面２３ｉを透過し、波長変換部２４に入射される。 The optical path in the light source device 204 having such a configuration will be described. The blue light emitted from the first light emitting unit 21 is condensed and combined by the large-diameter lens 22a of the condensing lens group 22, and then converted into parallel light by the negative lens 22b. The blue light emitted from the negative lens 22b passes through the side surface 23i of the wavelength separation unit 23 and is incident on the wavelength conversion unit 24.

波長変換部２４で変換された蛍光光は、略ランバート分布で傾斜面２３ｈ側に出射される。波長変換部２４から出射された蛍光光は、波長分離部２３の傾斜面２３ｈを透過し、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した蛍光光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、波長選択素子２６に入射する。波長選択素子２６に入射した蛍光光は、赤透過セグメント、緑透過セグメント又は黄透過セグメントを透過して照明光学系３０に出射される。 The fluorescent light converted by the wavelength conversion unit 24 is emitted to the inclined surface 23h side in a substantially Lambert distribution. The fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 passes through the inclined surface 23h of the wavelength separation unit 23 and is incident on the uniform optical element 25. The fluorescent light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then incident on the wavelength selection element 26. The fluorescent light incident on the wavelength selection element 26 passes through the red transmission segment, the green transmission segment, or the yellow transmission segment and is emitted to the illumination optical system 30.

一方、第２の発光部２７から出射された青色光は、波長分離部２３の側面２３ｉ及び傾斜面２３ｈを透過し、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した蛍光光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、波長選択素子２６に入射する。波長選択素子２６に入射した青色光は、青透過セグメントを透過して照明光学系３０に出射される。このようにして光源装置２０４から各色の光を得ることができる。 On the other hand, the blue light emitted from the second light emitting unit 27 passes through the side surface 23i and the inclined surface 23h of the wavelength separation unit 23 and is incident on the uniform optical element 25. The fluorescent light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then incident on the wavelength selection element 26. The blue light incident on the wavelength selection element 26 passes through the blue transmission segment and is emitted to the illumination optical system 30. In this way, light of each color can be obtained from the light source device 204.

ここで、第５実施形態に係る光源装置２０４が有する光学系における光路の詳細について、図１３を参照して説明する。図１３は、第５実施形態に係る光源装置２０４が有する光学系における光路の説明図である。図１３に示すように波長分離部２３を配置することにより、強度の高い波長変換部２４の表面に対して、法線方向付近を進む蛍光光を含む多くの蛍光光が三角プリズム内で反射されることなく均一化光学素子２５に入射する。このため、光源装置２０４（光源光学系）における光利用効率を向上することができる。 Here, the details of the optical path in the optical system of the light source device 204 according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is an explanatory diagram of an optical path in the optical system included in the light source device 204 according to the fifth embodiment. By arranging the wavelength separation unit 23 as shown in FIG. 13, a large amount of fluorescent light including fluorescent light traveling near the normal direction is reflected in the triangular prism on the surface of the wavelength conversion unit 24 having high intensity. It is incident on the uniform optical element 25 without any trouble. Therefore, the light utilization efficiency in the light source device 204 (light source optical system) can be improved.

なお、光源装置２０４においても、第１実施形態の光源装置２０等と同様に、三角プリズムの側面のうち、図１２に示す紙面の奥側及び手前側の平面等に対して、波長変換部２４から出射される蛍光光を反射する誘電体多層膜コートを施すことが望ましい。これらのように誘電体多層膜コートを施すことにより、光源装置２０４（光源光学系）における光利用効率を更に向上することができる。 In the light source device 204 as well, similarly to the light source device 20 and the like of the first embodiment, the wavelength conversion unit 24 with respect to the planes on the back side and the front side of the paper surface shown in FIG. 12 on the side surface of the triangular prism. It is desirable to apply a dielectric multilayer film coat that reflects the fluorescent light emitted from the light source. By applying the dielectric multilayer film coating as described above, the light utilization efficiency in the light source device 204 (light source optical system) can be further improved.

図１４は、第５実施形態に係る光源装置２０４が有する波長分離部２３及び均一化光学素子２５の変形例の説明図である。図１４に示すように、波長分離部２３は、四角錐形状を有するプリズム（以下、適宜「四角錐プリズム」という）で構成されている。均一化光学素子２５２は、直方体部２５２ａとテーパー部２５２ｂとを組み合わせた（連結させた）ライトトンネルで構成されている。均一化光学素子２５２の構成は、図９に示す均一化光学素子２５１と同様である。四角錐形状を有する波長分離部２３は、四角形状を有する底面相当部分にて均一化光学素子２５２の入射側開口部２５ａに接続されている。 FIG. 14 is an explanatory diagram of a modified example of the wavelength separation unit 23 and the homogenizing optical element 25 included in the light source device 204 according to the fifth embodiment. As shown in FIG. 14, the wavelength separation unit 23 is composed of a prism having a quadrangular pyramid shape (hereinafter, appropriately referred to as a “quadrangular pyramid prism”). The homogenizing optical element 252 is composed of a light tunnel in which a rectangular parallelepiped portion 252a and a tapered portion 252b are combined (connected). The configuration of the homogenizing optical element 252 is the same as that of the homogenizing optical element 251 shown in FIG. The wavelength separation portion 23 having a quadrangular pyramid shape is connected to the incident side opening 25a of the homogenizing optical element 252 at a portion corresponding to the bottom surface having a quadrangular shape.

波長変換部２４は、波長分離部２３を構成する四角錐プリズムの側面２３ｋに配置されている。第１の発光部２１、第２の発光部２７は、この側面２３ｋの反対側に配置された側面２３ｌに対して青色光を出射可能な位置に配置されている（図１２参照）。これらの側面２３ｋと、側面２３ｌとの間に側面２３ｍ、側面２３ｎが配置されている。図１４においては、第１の発光部２１から出射される青色光を実線の矢印で示し、第２の発光部２７から出射される青色光を一点鎖線の矢印で示している。 The wavelength conversion unit 24 is arranged on the side surface 23k of the quadrangular pyramid prism constituting the wavelength separation unit 23. The first light emitting unit 21 and the second light emitting unit 27 are arranged at positions capable of emitting blue light with respect to the side surface 23l arranged on the opposite side of the side surface 23k (see FIG. 12). A side surface 23m and a side surface 23n are arranged between the side surface 23k and the side surface 23l. In FIG. 14, the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is indicated by a solid arrow, and the blue light emitted from the second light emitting unit 27 is indicated by a alternate long and short dash arrow.

図１４に示すように、波長分離部２３を四角錐プリズムで構成することにより、図１３で説明したような光利用効率改善の効果を、対向する側面２３ｋ、２３ｌだけでなく、隣り合う側面２３ｍ、２３ｎに対しても得ることができる。つまり、図１４において、波長変換部２４からの蛍光光は、三次元方向に略ランバート分布で出射される。この場合において、蛍光光は、直接的に均一化光学素子２５２に入射するか、波長分離部２３で少ない回数反射してから均一化光学素子２５２に入射するので、反射による光利用効率の低下を防ぎ、光利用効率を向上することができる。 As shown in FIG. 14, by configuring the wavelength separation unit 23 with a quadrangular pyramid prism, the effect of improving the light utilization efficiency as described in FIG. 13 can be obtained not only on the opposing side surfaces 23k and 23l but also on the adjacent side surfaces 23m. , 23n can also be obtained. That is, in FIG. 14, the fluorescent light from the wavelength conversion unit 24 is emitted in the three-dimensional direction with a substantially Lambert distribution. In this case, the fluorescent light is directly incident on the uniform optical element 252 or is reflected by the wavelength separation unit 23 a small number of times and then is incident on the uniform optical element 252, so that the light utilization efficiency is lowered due to the reflection. It can be prevented and the light utilization efficiency can be improved.

（第６実施形態）
第６実施形態に係る光源装置２０５は、透過型の波長変換部を使用する点、並びに、第１の発光部２１及び集光レンズ群２２の位置が異なる点で、第４実施形態に係る光源装置２０３と相違する。以下、第６実施形態に係る光源装置２０５の構成について、第４実施形態に係る光源装置２０３との相違点を中心に説明する。図１５は、第６実施形態に係る光源装置２０５を示す概略構成図である。図１５において、図１１と共通の構成については、同一の符号を付与して説明を省略する。 (Sixth Embodiment)
The light source device 205 according to the sixth embodiment uses a transmission type wavelength conversion unit, and the positions of the first light emitting unit 21 and the condensing lens group 22 are different from each other. Different from device 203. Hereinafter, the configuration of the light source device 205 according to the sixth embodiment will be described focusing on the differences from the light source device 203 according to the fourth embodiment. FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing the light source device 205 according to the sixth embodiment. In FIG. 15, the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIG. 11, and the description thereof will be omitted.

図１５に示すように、光源装置２０５においては、透過型の波長変換部２４１を備えている。波長変換部２４１は、図１１に示す波長変換部２４と同様に、波長分離部２３を構成する四角プリズムの側面２３ｅに配置されている。波長変換部２４１は、側面２３ｅに接するように配置されている。 As shown in FIG. 15, the light source device 205 includes a transmission type wavelength conversion unit 241. The wavelength conversion unit 241 is arranged on the side surface 23e of the square prism constituting the wavelength separation unit 23, similarly to the wavelength conversion unit 24 shown in FIG. The wavelength conversion unit 241 is arranged so as to be in contact with the side surface 23e.

波長変換部２４１における第１の発光部２１側の側面２４１ａには、第１の発光部２１から出射された青色光を透過し、波長分離部２３から出射された光を反射するコーティングが施されている。波長変換部２４１の波長分離部２３側の側面２４１ｂには、第１の発光部２１からの青色光を反射し、波長分離部２３から出射された蛍光光を透過するコーティングが施されている。青色光の反射率は、１００％に近いほど好ましい。波長変換部２４１の波長分離部２３側の側面２４１ｂが第１の光源部２１からの青色光を反射することにより、青色光の一部が波長変換部で変換されないときでも青色光を波長変換部に戻すことができ、当該青色光を波長変換部で蛍光に変更することができる。これにより、第１の発光部２１からの青色光を効率良く波長変換部２４１での発光に使用でき、波長変換部２４から出射された蛍光光を効率良く波長分離部２３に向かわせることができる。 The side surface 241a of the wavelength conversion unit 241 on the first light emitting unit 21 side is coated with a coating that transmits blue light emitted from the first light emitting unit 21 and reflects the light emitted from the wavelength separation unit 23. ing. The side surface 241b of the wavelength conversion unit 241 on the wavelength separation unit 23 side is coated with a coating that reflects blue light from the first light emitting unit 21 and transmits fluorescent light emitted from the wavelength separation unit 23. The reflectance of blue light is preferably close to 100%. The side surface 241b of the wavelength conversion unit 241 on the wavelength separation unit 23 side reflects the blue light from the first light source unit 21, so that the blue light is converted into the wavelength conversion unit even when a part of the blue light is not converted by the wavelength conversion unit. The blue light can be changed to fluorescence by the wavelength conversion unit. As a result, the blue light from the first light emitting unit 21 can be efficiently used for light emission by the wavelength conversion unit 241 and the fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 can be efficiently directed to the wavelength separation unit 23. ..

また、光源装置２０５において、波長変換部２４及び第２の発光部２７は、図１５に示すように、波長分離部２３を構成する四角プリズムに近接して配置されている。このため、波長分離部２３との間にレンズを設ける必要がないため、光学系のサイズを小型化できると共に、光利用効率に優れた光源装置２０５を実現することができる。 Further, in the light source device 205, the wavelength conversion unit 24 and the second light emitting unit 27 are arranged close to the square prism constituting the wavelength separation unit 23, as shown in FIG. Therefore, since it is not necessary to provide a lens between the wavelength separation unit 23 and the wavelength separation unit 23, the size of the optical system can be reduced and the light source device 205 having excellent light utilization efficiency can be realized.

なお、光源装置２０５においては、第１の発光部２１から出射された青色光が波長変換部２４に入射し、波長変換部２４から出射した蛍光が波長分離部２３の順にする。より具体的には、第１の発光部２１から出射された青色光が波長変換部２４で蛍光に変換された後、他の光学部品を介在することなく波長分離部２３に入射される。これにより、波長変換部２４と波長分離部２３とを接近して配置する配置することができるので、光学系のサイズの増大を抑制でき、光源装置２０５を小型化することができる。また、波長変換部２４から出射した蛍光を直接的に波長分離部２３に入射させることができるので、他の光学部品が配置される場合と比べて光学系における光利用効率を向上することができる。 In the light source device 205, the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is incident on the wavelength conversion unit 24, and the fluorescence emitted from the wavelength conversion unit 24 is in the order of the wavelength separation unit 23. More specifically, after the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is converted into fluorescence by the wavelength conversion unit 24, it is incident on the wavelength separation unit 23 without interposing other optical components. As a result, the wavelength conversion unit 24 and the wavelength separation unit 23 can be arranged close to each other, so that an increase in the size of the optical system can be suppressed and the light source device 205 can be miniaturized. Further, since the fluorescence emitted from the wavelength conversion unit 24 can be directly incident on the wavelength separation unit 23, the light utilization efficiency in the optical system can be improved as compared with the case where other optical components are arranged. ..

（第７実施形態）
第７実施形態に係る光源装置２０６は、第２の発光部２７を備えず、第１の発光部２１のみを備える点及び第１の発光部２１からの出射光を波長分離部２３に導く導光部材（導光手段）を備える点で、第１実施形態に係る光源装置２０と相違する。以下、第７実施形態に係る光源装置２０６の構成について、第１実施形態に係る光源装置２０との相違点を中心に説明する。図１６は、第７実施形態に係る光源装置２０６を示す概略構成図である。なお、図１６において、図２と共通の構成については、同一の符号を付与して説明を省略する。 (7th Embodiment)
The light source device 206 according to the seventh embodiment does not include the second light emitting unit 27 but includes only the first light emitting unit 21 and guides the light emitted from the first light emitting unit 21 to the wavelength separation unit 23. It differs from the light source device 20 according to the first embodiment in that it includes an optical member (light guide means). Hereinafter, the configuration of the light source device 206 according to the seventh embodiment will be described focusing on the differences from the light source device 20 according to the first embodiment. FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing the light source device 206 according to the seventh embodiment. In FIG. 16, the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.

図１６に示すように、光源装置２０６においては、反射／透過ホイール７０、第１の反射部７１及び第２の反射部７２を有している。これらは、集光レンズ群２２と波長分離部２３との間において、第１の発光部２１から出射される青色光の伝播方向に沿って反射／透過ホイール７０、第１の反射部７１及び第２の反射部７２の順に配置されている。反射／透過ホイール７０は、波長変換部２４に対する、第１の発光部２１から出射される青色光の入射の有無を切り替える導光手段（反射／透過切替え部材）の一例を構成する。 As shown in FIG. 16, the light source device 206 includes a reflection / transmission wheel 70, a first reflection portion 71, and a second reflection portion 72. These are the reflection / transmission wheel 70, the first reflection unit 71, and the first reflection unit 71 along the propagation direction of the blue light emitted from the first light emitting unit 21 between the condensing lens group 22 and the wavelength separation unit 23. The reflecting portions 72 of 2 are arranged in this order. The reflection / transmission wheel 70 constitutes an example of a light guide means (reflection / transmission switching member) for switching whether or not blue light emitted from the first light emitting unit 21 is incident on the wavelength conversion unit 24.

ここで、第７実施形態に係る光源装置２０６が有する反射／透過ホイール７０の構成について、図１７を参照して説明する。図１７は、光源装置２０６が有する反射／透過ホイール７０の概略構成図である。図１７に示すように、反射／透過ホイール７０は、円周方向に反射領域７０ａと透過領域７０ｂとに区画された円盤形状を有している。反射／透過ホイール７０は、駆動部７０ｃにより回転駆動可能に構成されている。 Here, the configuration of the reflection / transmission wheel 70 included in the light source device 206 according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a schematic configuration diagram of the reflection / transmission wheel 70 included in the light source device 206. As shown in FIG. 17, the reflection / transmission wheel 70 has a disk shape divided into a reflection region 70a and a transmission region 70b in the circumferential direction. The reflection / transmission wheel 70 is configured to be rotationally driveable by a drive unit 70c.

反射／透過ホイール７０においては、駆動部７０ｃからの駆動力により回転することで、反射領域７０ａと透過領域７０ｂとが第１の発光部２１の光路上に順次配置される。図１６Ａにおいては、第１の発光部２１の光路上に反射領域７０ａが配置された場合を示し、図１６Ｂにおいては、第１の発光部２１の光路上に透過領域７０ｂが配置された場合を示している。 In the reflection / transmission wheel 70, the reflection region 70a and the transmission region 70b are sequentially arranged on the optical path of the first light emitting unit 21 by rotating by the driving force from the driving unit 70c. FIG. 16A shows a case where the reflection region 70a is arranged on the light path of the first light emitting unit 21, and FIG. 16B shows a case where the transmission region 70b is arranged on the light path of the first light emitting unit 21. Shown.

第１の反射部７１、第２の反射部７２は、反射／透過ホイール７０から反射する青色光を波長分離部２３に導く位置に配置される。第１の反射部７１は、反射／透過ホイール７０から反射した青色光を第２の反射部７２側に反射する。第２の反射部７２は、第１の反射部７１から反射した青色光を波長分離部２３側に反射する。 The first reflection unit 71 and the second reflection unit 72 are arranged at positions that guide the blue light reflected from the reflection / transmission wheel 70 to the wavelength separation unit 23. The first reflecting portion 71 reflects the blue light reflected from the reflecting / transmitting wheel 70 toward the second reflecting portion 72 side. The second reflecting unit 72 reflects the blue light reflected from the first reflecting unit 71 toward the wavelength separating unit 23.

このような構成を有する光源装置２０６における光路について説明する。まず、第１の発光部２１の光路上に反射領域７０ａが配置された場合の光路について説明する（図１６Ａ参照）。第１の発光部２１から出射された青色光は、集光レンズ群２２の大口径レンズ２２ａによって集光及び合成された後、負レンズ２２ｂによって平行光に変換される。負レンズ２２ｂから出射された青色光は、反射／透過ホイール７０の反射領域７０ａで反射される。 The optical path in the light source device 206 having such a configuration will be described. First, an optical path when the reflection region 70a is arranged on the optical path of the first light emitting unit 21 will be described (see FIG. 16A). The blue light emitted from the first light emitting unit 21 is condensed and combined by the large-diameter lens 22a of the condensing lens group 22, and then converted into parallel light by the negative lens 22b. The blue light emitted from the negative lens 22b is reflected by the reflection region 70a of the reflection / transmission wheel 70.

反射／透過ホイール７０で反射された青色光は、第１の反射部７１及び第２の反射部７２で反射された後、波長分離部２３を構成する三角プリズムを透過し、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した青色光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、均一化光学素子２５から出射して波長選択素子２６に入射する。波長選択素子２６に入射した青色光は、青透過セグメントを透過して照明光学系３０に出射される。 The blue light reflected by the reflection / transmission wheel 70 is reflected by the first reflection unit 71 and the second reflection unit 72, and then passes through the triangular prism constituting the wavelength separation unit 23 to make the uniform optical element 25. Is incident on. The blue light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then emitted from the homogenizing optical element 25 and incident on the wavelength selection element 26. The blue light incident on the wavelength selection element 26 passes through the blue transmission segment and is emitted to the illumination optical system 30.

次に、第１の発光部２１の光路上に透過領域７０ｂが配置された場合の光路について説明する（図１６Ｂ参照）。上述の場合と同様に、第１の発光部２１から出射された青色光は、集光レンズ群２２の大口径レンズ２２ａによって集光及び合成された後、負レンズ２２ｂによって平行光に変換される。負レンズ２２ｂから出射された青色光は、反射／透過ホイール７０の透過領域７０ｂを透過する。 Next, the optical path when the transmission region 70b is arranged on the optical path of the first light emitting unit 21 will be described (see FIG. 16B). Similar to the above case, the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is condensed and combined by the large-diameter lens 22a of the condensing lens group 22, and then converted into parallel light by the negative lens 22b. .. The blue light emitted from the negative lens 22b passes through the transmission region 70b of the reflection / transmission wheel 70.

反射／透過ホイール７０を透過した青色光は、波長分離部２３を構成する三角プリズムを透過し、波長変換部２４に入射される。波長変換部２４で変換された蛍光光は、略ランバート分布で青色光の入射面側（波長分離部２３の傾斜面２３ａ側）に出射される。波長変換部２４から出射された蛍光光は、波長分離部２３の傾斜面２３ａで反射され、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した蛍光光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、波長選択素子２６に入射する。波長選択素子２６に入射した蛍光光は、赤透過セグメント、緑透過セグメント又は黄透過セグメントを透過して照明光学系３０に出射される。このようにして光源装置２０６から各色の光を得ることができる。 The blue light transmitted through the reflection / transmission wheel 70 passes through the triangular prism constituting the wavelength separation unit 23 and is incident on the wavelength conversion unit 24. The fluorescent light converted by the wavelength conversion unit 24 is emitted to the incident surface side of the blue light (the inclined surface 23a side of the wavelength separation unit 23) in a substantially Lambert distribution. The fluorescent light emitted from the wavelength conversion unit 24 is reflected by the inclined surface 23a of the wavelength separation unit 23 and is incident on the uniform optical element 25. The fluorescent light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then incident on the wavelength selection element 26. The fluorescent light incident on the wavelength selection element 26 passes through the red transmission segment, the green transmission segment, or the yellow transmission segment and is emitted to the illumination optical system 30. In this way, light of each color can be obtained from the light source device 206.

第７実施形態に係る光源装置２０６においては、第１の発光部２１からの青色光（励起光）のみを用いて各色の光を得ることから、光源装置２０６における部品点数を削減でき、光源装置２０６を小型化することができる。また、光源として第１の発光部２１のみを備えることから、冷却対象となる部品点数も低減でき、光源装置２０６を更に小型化することができる。 In the light source device 206 according to the seventh embodiment, since light of each color is obtained by using only blue light (excitation light) from the first light emitting unit 21, the number of parts in the light source device 206 can be reduced, and the light source device can be reduced. The 206 can be miniaturized. Further, since only the first light emitting unit 21 is provided as the light source, the number of parts to be cooled can be reduced, and the light source device 206 can be further miniaturized.

また、第７実施形態に係る光源装置２０６においても、第１の発光部２１から出射された青色光が波長分離部２３、波長変換部２４の順に入射される。より具体的には、第１の発光部２１から出射された青色光が波長分離部２３を透過した後、他の光学部品を介在することなく波長変換部２４に入射される。これにより、波長分離部２３と波長変換部２４とを接近して配置する配置することができるので、光学系のサイズの増大を抑制でき、光源装置２０６を小型化することができる。また、波長分離部２３を透過した青色光を直接的に波長変換部２４に入射させることができるので、他の光学部品が配置される場合と比べて光学系における光利用効率を向上することができる。 Further, also in the light source device 206 according to the seventh embodiment, the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is incident on the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 in this order. More specifically, after the blue light emitted from the first light emitting unit 21 passes through the wavelength separation unit 23, it is incident on the wavelength conversion unit 24 without interposing other optical components. As a result, the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 can be arranged close to each other, so that an increase in the size of the optical system can be suppressed and the light source device 206 can be miniaturized. Further, since the blue light transmitted through the wavelength separation unit 23 can be directly incident on the wavelength conversion unit 24, the light utilization efficiency in the optical system can be improved as compared with the case where other optical components are arranged. it can.

（第８実施形態）
第８実施形態に係る光源装置２０７は、導光部材として第１の発光部２１から出射される青色光の偏光方向を操作する光学部品を備える点で、第１実施形態に係る光源装置２０と相違する。以下、第８実施形態に係る光源装置２０７の構成について、第１実施形態に係る光源装置２０との相違点を中心に説明する。図１８は、第８実施形態に係る光源装置２０７を示す概略構成図である。なお、図１８において、図１６と共通の構成については、同一の符号を付与して説明を省略する。 (8th Embodiment)
The light source device 207 according to the eighth embodiment is different from the light source device 20 according to the first embodiment in that it includes an optical component as a light guide member that controls the polarization direction of blue light emitted from the first light emitting unit 21. It's different. Hereinafter, the configuration of the light source device 207 according to the eighth embodiment will be described focusing on the differences from the light source device 20 according to the first embodiment. FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing the light source device 207 according to the eighth embodiment. In FIG. 18, the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIG. 16, and the description thereof will be omitted.

図１８に示すように、光源装置２０７においては、偏光ホイール７３、偏光分離部７４、１／４波長板７５及び反射部７６を有している。これらは、集光レンズ群２２と均一化光学素子２５との間において、第１の発光部２１から出射される青色光の伝播方向に沿って偏光ホイール７３、偏光分離部７４、１／４波長板７５及び反射部７６の順に配置されている。偏光ホイール７３は、波長変換部２４に対する、第１の発光部２１から出射される青色光の入射の有無を切り替える導光手段（偏光切替え部材）の一例を構成する。 As shown in FIG. 18, the light source device 207 includes a polarization wheel 73, a polarization separation unit 74, a 1/4 wave plate 75, and a reflection unit 76. These are the polarization wheel 73, the polarization separation unit 74, and the 1/4 wavelength along the propagation direction of the blue light emitted from the first light emitting unit 21 between the condensing lens group 22 and the uniform optical element 25. The plate 75 and the reflecting portion 76 are arranged in this order. The polarization wheel 73 constitutes an example of a light guide means (polarization switching member) for switching whether or not blue light emitted from the first light emitting unit 21 is incident on the wavelength conversion unit 24.

ここで、第８実施形態に係る光源装置２０７が有する偏光ホイール７３の構成について、図１９を参照して説明する。図１９は、光源装置２０７が有する偏光ホイール７３の概略構成図である。図１９に示すように、偏光ホイール７３は、円周方向に１／２波長板領域７３ａと透過領域７３ｂとに区画された円盤形状を有している。１／２波長板領域７３ａは、第１の発光部２１から出射された青色光の偏光方向をＰ偏光からＳ偏光に変換する。透過領域７３ｂは、第１の発光部２１から出射された光のＰ偏光を透過する。 Here, the configuration of the polarizing wheel 73 included in the light source device 207 according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a schematic configuration diagram of a polarizing wheel 73 included in the light source device 207. As shown in FIG. 19, the polarizing wheel 73 has a disk shape divided into a 1/2 wave plate region 73a and a transmission region 73b in the circumferential direction. The 1/2 wave plate region 73a converts the polarization direction of the blue light emitted from the first light emitting unit 21 from P-polarized light to S-polarized light. The transmission region 73b transmits the P-polarized light of the light emitted from the first light emitting unit 21.

偏光ホイール７３は、駆動部７３ｃにより回転駆動可能に構成されている。偏光ホイール７３においては、駆動部７３ｃからの駆動力により回転することで、１／２波長板領域７３ａと透過領域７３ｂとが第１の発光部２１の光路上に順次配置される。偏光ホイール７３は、第１の発光部２１の光路上に配置される領域を切り替えることで、第１の発光部２１から出射された青色光の偏光方向を、Ｐ偏光とＳ偏光との間で切り替える。図１８Ａにおいては、第１の発光部２１の光路上に１／２波長板領域７３ａが配置された場合を示し、図１８Ｂにおいては、第１の発光部２１の光路上に透過領域７３ｂが配置された場合を示している。 The polarizing wheel 73 is configured to be rotationally driveable by a drive unit 73c. In the polarizing wheel 73, the 1/2 wave plate region 73a and the transmission region 73b are sequentially arranged on the optical path of the first light emitting unit 21 by rotating by the driving force from the driving unit 73c. The polarization wheel 73 switches the polarization direction of the blue light emitted from the first light emitting unit 21 between P-polarized light and S-polarized light by switching the region arranged on the optical path of the first light emitting unit 21. Switch. FIG. 18A shows a case where the 1/2 wavelength plate region 73a is arranged on the optical path of the first light emitting unit 21, and FIG. 18B shows a case where the transmission region 73b is arranged on the optical path of the first light emitting unit 21. It shows the case where it was done.

第１の発光部２１は、青色のレーザ光（青色光）を出射し、偏光分離部７４に対してＰ偏光である。偏光分離部７４は、光路分離部の一例を構成するものであり、例えば、偏光ビームスプリッタ（Polarizing Beam Splitter：ＰＢＳ）で構成される。偏光分離部７４は、青色の波長帯のＰ偏光（第１の偏光方向の光）を透過する一方、Ｓ偏光（第２の偏光方向の光）を反射する。また、偏光分離部７４は、黄色の波長帯の光（蛍光光）を反射する。 The first light emitting unit 21 emits blue laser light (blue light) and is P-polarized with respect to the polarization separating unit 74. The polarization splitting unit 74 constitutes an example of an optical path separation unit, and is composed of, for example, a polarization beam splitter (PBS). The polarization separating unit 74 transmits P-polarized light (light in the first polarization direction) in the blue wavelength band, and reflects S-polarized light (light in the second polarization direction). Further, the polarization separating unit 74 reflects light (fluorescent light) in the yellow wavelength band.

１／４波長板７５は、偏光分離部７４と対向する位置に配置されている。１／４波長板７５は、偏光分離部７４から反射された光の偏光方向をＳ偏光から円偏光に変換する。反射部７６は、１／４波長板７５を挟んで偏光分離部７４と反対側の位置に配置されている。反射部７６は、１／４波長板７５を介して入射した円偏光を偏光分離部７４側に反射する。 The 1/4 wave plate 75 is arranged at a position facing the polarization separating portion 74. The 1/4 wave plate 75 converts the polarization direction of the light reflected from the polarization separation unit 74 from S polarization to circular polarization. The reflection unit 76 is arranged at a position opposite to the polarization separation unit 74 with the 1/4 wave plate 75 interposed therebetween. The reflection unit 76 reflects the circularly polarized light incident on the 1/4 wave plate 75 toward the polarization separation unit 74.

このような構成を有する光源装置２０７における光路について説明する。まず、第１の発光部２１の光路上に１／２波長板領域７３ａが配置された場合の光路について説明する（図１８Ａ参照）。第１の発光部２１から出射された青色光は、集光レンズ群２２で集光され、偏光ホイール７３の１／２波長板領域７３ａに入射される。そして、１／２波長板領域７３ａにて、Ｓ偏光に変換された後、偏光分離部７４に入射される。 The optical path in the light source device 207 having such a configuration will be described. First, the optical path when the 1/2 wavelength plate region 73a is arranged on the optical path of the first light emitting unit 21 will be described (see FIG. 18A). The blue light emitted from the first light emitting unit 21 is condensed by the condensing lens group 22 and incident on the 1/2 wavelength plate region 73a of the polarizing wheel 73. Then, in the 1/2 wave plate region 73a, after being converted into S-polarized light, it is incident on the polarization separating unit 74.

偏光分離部７４に入射された光はＳ偏光であるため、偏光分離部７４で反射され、１／４波長板７５に入射される。そして、１／４波長板７５を通過することで円偏光に変換される。円偏光に変換された光は、反射部７６で反射され、再び１／４波長板７５に入射される。そして、１／４波長板７５を通過することでＰ偏光に変換され、偏光分離部７４に入射される。 Since the light incident on the polarization separation unit 74 is S-polarized light, it is reflected by the polarization separation unit 74 and incident on the 1/4 wave plate 75. Then, it is converted into circularly polarized light by passing through the 1/4 wave plate 75. The light converted to circularly polarized light is reflected by the reflecting unit 76 and is again incident on the 1/4 wave plate 75. Then, by passing through the 1/4 wave plate 75, it is converted into P-polarized light and incident on the polarization separating unit 74.

偏光分離部７４に入射された光はＰ偏光であるため、偏光分離部７４を透過し、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、均一化光学素子２５から出射して波長選択素子２６に入射する。波長選択素子２６に入射した光（青色光）は、青透過セグメントを透過して照明光学系３０に出射される。 Since the light incident on the polarization separation unit 74 is P-polarized light, it passes through the polarization separation unit 74 and is incident on the homogenizing optical element 25. The light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then emitted from the homogenizing optical element 25 and incident on the wavelength selection element 26. The light (blue light) incident on the wavelength selection element 26 passes through the blue transmission segment and is emitted to the illumination optical system 30.

次に、第１の発光部２１の光路上に透過領域７３ｂが配置された場合の光路について説明する（図１８Ｂ参照）。上述の場合と同様に、第１の発光部２１から出射された光は、集光レンズ群２２で集光され、偏光ホイール７３の透過領域７３ｂを透過し、偏光分離部７４に入射される。 Next, the optical path when the transmission region 73b is arranged on the optical path of the first light emitting unit 21 will be described (see FIG. 18B). Similar to the above case, the light emitted from the first light emitting unit 21 is collected by the condensing lens group 22, passes through the transmission region 73b of the polarization wheel 73, and is incident on the polarization separation unit 74.

偏光分離部７４に入射された光はＰ偏光であるため、偏光分離部７４を透過し、波長変換部２４に入射される。波長変換部２４では、第１の発光部２１からの光（青色光）を励起光として黄色の光（蛍光光）を出射する。波長変換部２４から出射された光は、偏光分離部７４で反射され、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、均一化光学素子２５から出射して波長選択素子２６に入射する。波長選択素子２６に入射した光は、赤透過セグメント、緑透過セグメント又は黄透過セグメントを透過して照明光学系３０に出射される。このようにして光源装置２０６から各色の光を得ることができる。 Since the light incident on the polarization separation unit 74 is P-polarized light, it passes through the polarization separation unit 74 and is incident on the wavelength conversion unit 24. The wavelength conversion unit 24 emits yellow light (fluorescent light) using the light (blue light) from the first light emitting unit 21 as excitation light. The light emitted from the wavelength conversion unit 24 is reflected by the polarization separation unit 74 and incident on the uniform optical element 25. The light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then emitted from the homogenizing optical element 25 and incident on the wavelength selection element 26. The light incident on the wavelength selection element 26 passes through the red transmission segment, the green transmission segment, or the yellow transmission segment and is emitted to the illumination optical system 30. In this way, light of each color can be obtained from the light source device 206.

第８実施形態に係る光源装置２０７においては、第７実施形態に係る光源装置２０６と同様に、第１の発光部２１からの光のみを用いて各色の光を得ることから、光源装置２０７における部品点数を削減でき、光源装置２０７を小型化することができる。また、光源として第１の発光部２１のみを備えることから、冷却対象となる部品点数も低減でき、光源装置２０７を更に小型化することができる。 In the light source device 207 according to the eighth embodiment, as in the light source device 206 according to the seventh embodiment, the light of each color is obtained by using only the light from the first light emitting unit 21, so that the light source device 207 The number of parts can be reduced, and the light source device 207 can be miniaturized. Further, since only the first light emitting unit 21 is provided as the light source, the number of parts to be cooled can be reduced, and the light source device 207 can be further miniaturized.

また、第８実施形態に係る光源装置２０７においても、第１の発光部２１から出射された青色光が波長分離部２３、波長変換部２４の順に入射される。より具体的には、第１の発光部２１から出射された青色光が波長分離部２３を透過した後、他の光学部品を介在することなく波長変換部２４に入射される。これにより、波長分離部２３と波長変換部２４とを接近して配置する配置することができるので、光学系のサイズの増大を抑制でき、光源装置２０７を小型化することができる。また、波長分離部２３を透過した青色光を直接的に波長変換部２４に入射させることができるので、他の光学部品が配置される場合と比べて光学系における光利用効率を向上することができる。 Further, also in the light source device 207 according to the eighth embodiment, the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is incident on the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 in this order. More specifically, after the blue light emitted from the first light emitting unit 21 passes through the wavelength separation unit 23, it is incident on the wavelength conversion unit 24 without interposing other optical components. As a result, the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 can be arranged close to each other, so that an increase in the size of the optical system can be suppressed and the light source device 207 can be miniaturized. Further, since the blue light transmitted through the wavelength separation unit 23 can be directly incident on the wavelength conversion unit 24, the light utilization efficiency in the optical system can be improved as compared with the case where other optical components are arranged. it can.

（第９実施形態）
第９実施形態に係る光源装置２０８は、偏光ホイール７３の代わりに、偏光スイッチ素子を備える点で、第８実施形態に係る光源装置２０７と相違する。以下、第９実施形態に係る光源装置２０８の構成について、第８実施形態に係る光源装置２０７との相違点を中心に説明する。図２０は、第９実施形態に係る光源装置２０８を示す概略構成図である。なお、図２０において、図１８と共通の構成については、同一の符号を付与して説明を省略する。 (9th Embodiment)
The light source device 208 according to the ninth embodiment is different from the light source device 207 according to the eighth embodiment in that it includes a polarization switch element instead of the polarization wheel 73. Hereinafter, the configuration of the light source device 208 according to the ninth embodiment will be described focusing on the differences from the light source device 207 according to the eighth embodiment. FIG. 20 is a schematic configuration diagram showing a light source device 208 according to a ninth embodiment. In FIG. 20, the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIG. 18, and the description thereof will be omitted.

図２０に示すように、光源装置２０８においては、集光レンズ群２２と偏光分離部７４との間に偏光スイッチ素子７７を有している。偏光スイッチ素子７７は、例えば、液晶偏波ローテータで構成される。この場合、偏光スイッチ素子７７は、電圧を印加することで偏光を回転することができ、第１の発光部２１から出射された光のＰ偏光をＳ偏光に変換することができる。図２０Ａにおいては、偏光スイッチ素子７７で偏光が回転された場合を示し、図２０Ｂにおいては、偏光スイッチ素子７７で偏光が回転されていない場合を示している。偏光スイッチ素子７７は、波長変換部２４に対する、第１の発光部２１から出射される青色光の入射の有無を切り替える導光手段（偏光切替え部材）の一例を構成する。 As shown in FIG. 20, the light source device 208 has a polarization switch element 77 between the condensing lens group 22 and the polarization separation unit 74. The polarization switch element 77 is composed of, for example, a liquid crystal polarization rotator. In this case, the polarization switch element 77 can rotate the polarized light by applying a voltage, and can convert the P-polarized light of the light emitted from the first light emitting unit 21 into S-polarized light. FIG. 20A shows a case where the polarized light is rotated by the polarization switch element 77, and FIG. 20B shows a case where the polarized light is not rotated by the polarization switch element 77. The polarization switch element 77 constitutes an example of a light guide means (polarization switching member) for switching whether or not blue light emitted from the first light emitting unit 21 is incident on the wavelength conversion unit 24.

このような構成を有する光源装置２０８における光路について説明する。まず、偏光スイッチ素子７７で偏光が回転された場合の光路について説明する（図２０Ａ参照）。第１の発光部２１から出射された光は、集光レンズ群２２で集光され、偏光スイッチ素子７７に入射される。偏光スイッチ素子７７により偏光が回転されることから、偏光スイッチ素子７７にて、Ｓ偏光に変換された後、偏光分離部７４に入射される。 The optical path in the light source device 208 having such a configuration will be described. First, an optical path when polarized light is rotated by the polarized switch element 77 will be described (see FIG. 20A). The light emitted from the first light emitting unit 21 is collected by the condensing lens group 22 and incident on the polarizing switch element 77. Since the polarized light is rotated by the polarized switch element 77, it is converted into S polarized light by the polarized switch element 77 and then incident on the polarized light separating unit 74.

偏光分離部７４に入射された光はＳ偏光であるため、偏光分離部７４で反射され、１／４波長板７５に入射される。そして、１／４波長板７５を通過することで円偏光に変換される。円偏光に変換された光は、反射部７６で反射され、再び１／４波長板７５に入射される。そして、１／４波長板７５を通過することでＰ偏光に変換され、偏光分離部７４に入射される。 Since the light incident on the polarization separation unit 74 is S-polarized light, it is reflected by the polarization separation unit 74 and incident on the 1/4 wave plate 75. Then, it is converted into circularly polarized light by passing through the 1/4 wave plate 75. The light converted to circularly polarized light is reflected by the reflecting unit 76 and is again incident on the 1/4 wave plate 75. Then, by passing through the 1/4 wave plate 75, it is converted into P-polarized light and incident on the polarization separating unit 74.

偏光分離部７４に入射された光はＰ偏光であるため、偏光分離部７４を透過し、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、均一化光学素子２５から出射して波長選択素子２６に入射する。波長選択素子２６に入射した光（青色光）は、青透過セグメントを透過して照明光学系３０に出射される。 Since the light incident on the polarization separation unit 74 is P-polarized light, it passes through the polarization separation unit 74 and is incident on the homogenizing optical element 25. The light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then emitted from the homogenizing optical element 25 and incident on the wavelength selection element 26. The light (blue light) incident on the wavelength selection element 26 passes through the blue transmission segment and is emitted to the illumination optical system 30.

次に、偏光スイッチ素子７７で偏光が回転されていない場合の光路について説明する（図２０Ｂ参照）。上述の場合と同様に、第１の発光部２１から出射された光は、集光レンズ群２２で集光され、偏光スイッチ素子７７に入射される。偏光スイッチ素子７７により偏光が回転されないことから、第１の発光部２１から出射された光は、Ｐ偏光のままで偏光分離部７４に入射される。 Next, the optical path when the polarized light is not rotated by the polarized switch element 77 will be described (see FIG. 20B). Similar to the above case, the light emitted from the first light emitting unit 21 is collected by the condensing lens group 22 and incident on the polarizing switch element 77. Since the polarized light is not rotated by the polarized switch element 77, the light emitted from the first light emitting unit 21 is incident on the polarized light separating unit 74 with the P polarized light as it is.

偏光分離部７４に入射された光はＰ偏光であるため、偏光分離部７４を透過し、波長変換部２４に入射される。波長変換部２４では、第１の発光部２１からの光（青色光）を励起光として黄色の光（蛍光光）を出射する。波長変換部２４から出射された光は、偏光分離部７４で反射され、均一化光学素子２５に入射される。均一化光学素子２５に入射した光は、均一化光学素子２５の内部で複数回反射され、均一化された後、均一化光学素子２５から出射して波長選択素子２６に入射する。波長選択素子２６に入射した光は、赤透過セグメント、緑透過セグメント又は黄透過セグメントを透過して照明光学系３０に出射される。このようにして光源装置２０６から各色の光を得ることができる。 Since the light incident on the polarization separation unit 74 is P-polarized light, it passes through the polarization separation unit 74 and is incident on the wavelength conversion unit 24. The wavelength conversion unit 24 emits yellow light (fluorescent light) using the light (blue light) from the first light emitting unit 21 as excitation light. The light emitted from the wavelength conversion unit 24 is reflected by the polarization separation unit 74 and incident on the uniform optical element 25. The light incident on the homogenizing optical element 25 is reflected a plurality of times inside the homogenizing optical element 25, homogenized, and then emitted from the homogenizing optical element 25 and incident on the wavelength selection element 26. The light incident on the wavelength selection element 26 passes through the red transmission segment, the green transmission segment, or the yellow transmission segment and is emitted to the illumination optical system 30. In this way, light of each color can be obtained from the light source device 206.

第９実施形態に係る光源装置２０８においては、第７実施形態に係る光源装置２０６や第８実施形態に係る光源装置２０７と同様に、第１の発光部２１からの光のみを用いて各色の光を得ることから、光源装置２０８における部品点数を削減でき、光源装置２０８を小型化することができる。また、光源として第１の発光部２１のみを備えることから、冷却対象となる部品点数も低減でき、光源装置２０８を更に小型化することができる。 In the light source device 208 according to the ninth embodiment, similarly to the light source device 206 according to the seventh embodiment and the light source device 207 according to the eighth embodiment, only the light from the first light emitting unit 21 is used for each color. Since the light is obtained, the number of parts in the light source device 208 can be reduced, and the light source device 208 can be miniaturized. Further, since only the first light emitting unit 21 is provided as the light source, the number of parts to be cooled can be reduced, and the light source device 208 can be further miniaturized.

また、第８実施形態に係る光源装置２０８においても、第１の発光部２１から出射された青色光が波長分離部２３、波長変換部２４の順に入射される。より具体的には、第１の発光部２１から出射された青色光が波長分離部２３を透過した後、他の光学部品を介在することなく波長変換部２４に入射される。これにより、波長分離部２３と波長変換部２４とを接近して配置する配置することができるので、光学系のサイズの増大を抑制でき、光源装置２０８を小型化することができる。また、波長分離部２３を透過した青色光を直接的に波長変換部２４に入射させることができるので、他の光学部品が配置される場合と比べて光学系における光利用効率を向上することができる。 Further, also in the light source device 208 according to the eighth embodiment, the blue light emitted from the first light emitting unit 21 is incident on the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 in this order. More specifically, after the blue light emitted from the first light emitting unit 21 passes through the wavelength separation unit 23, it is incident on the wavelength conversion unit 24 without interposing other optical components. As a result, the wavelength separation unit 23 and the wavelength conversion unit 24 can be arranged close to each other, so that an increase in the size of the optical system can be suppressed and the light source device 208 can be miniaturized. Further, since the blue light transmitted through the wavelength separation unit 23 can be directly incident on the wavelength conversion unit 24, the light utilization efficiency in the optical system can be improved as compared with the case where other optical components are arranged. it can.

なお、上述した各実施形態では、本発明の好適な実施具体例を示したが、本発明はその内容に限定されることはない。特に、各実施形態で例示した各部の具体的形状および数値は、本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例にすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。このように、本発明は、本実施形態で説明した内容に限定されることはなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することができる。 In each of the above-described embodiments, preferred embodiments of the present invention have been shown, but the present invention is not limited to the contents thereof. In particular, the specific shapes and numerical values of the respective parts illustrated in each embodiment are merely examples of the implementation of the present invention, and the technical scope of the present invention may be construed in a limited manner by these. It shouldn't be. As described above, the present invention is not limited to the contents described in the present embodiment, and can be appropriately modified without departing from the gist thereof.

１ ：プロジェクタ装置
１０ ：筐体
２０、２０１〜２０８：光源装置
２１ ：第１の発光部
２２ ：集光レンズ群
２２ａ ：大口径レンズ
２２ｂ ：負レンズ
２３ ：波長分離部
２４、２４１：波長変換部
２５、２５１、２５２：均一化光学素子
２５ａ ：入射側開口部
２５ｂ ：出射側開口部
２６ ：波長選択素子
２６ａ ：駆動モータ
２６ｂ ：円環形状部材
２７ ：第２の発光部
２８ ：カップリングレンズ
３０ ：照明光学系
４０ ：画像形成素子
５０ ：投射光学系
７０ ：反射／透過ホイール
７１ ：第１の反射部
７２ ：第２の反射部
７３ ：偏光ホイール
７４ ：偏光分離部
７５ ：１／４波長板
７６ ：反射部
７７ ：偏光スイッチ素子 1: Projector device 10: Housing 20, 201-208: Light source device 21: First light emitting unit 22: Condensing lens group 22a: Large-diameter lens 22b: Negative lens 23: Polarizing unit 24, 241: Polarizing unit 25, 251, 252: Uniformized optical element 25a: Incident side opening 25b: Exit side opening 26: Wavelength selection element 26a: Drive motor 26b: Ring-shaped member 27: Second light emitting part 28: Coupling lens 30 : Illumination optical system 40: Image forming element 50: Projection optical system 70: Reflection / transmission wheel 71: First reflection unit 72: Second reflection unit 73: Polarizing wheel 74: Polarization separation unit 75: 1/4 wavelength plate 76: Reflector 77: Polarizing switch element

Claims (17)

第１の波長の光を出射する第１の発光部と、
前記第１の発光部から出射される前記第１の波長の光が入射して前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を出射する波長変換部と、
前記第１の波長の光及び前記第２の波長の光の少なくとも一方を均一化する均一化光学素子と、
前記波長変換部と前記均一化光学素子との光路上に配置され、前記第１の波長の光と前記第２の波長の光のうちいずれか一方を透過し他方を反射し、或いは、前記第１の波長の光における第１の偏光方向の光と前記第２の偏光方向の光のうちいずれか一方を透過し他方を反射する光路分離部と、
前記波長変換部に対する前記第１の発光部から出射される前記第１の波長の光の入射の有無を切り替える導光手段と、を備え、
前記第１の発光部から出射された前記第１の波長の光は、前記光路分離部から前記波長変換部の順に、或いは、前記波長変換部から前記光路分離部の順に入射されることを特徴とする光源装置。 A first light emitting unit that emits light of the first wavelength,
A wavelength conversion unit in which light of the first wavelength emitted from the first light emitting unit is incident and emits light of a second wavelength different from the first wavelength.
A homogenizing optical element that homogenizes at least one of the light having the first wavelength and the light having the second wavelength.
It is arranged on the optical path of the wavelength conversion unit and the homogenizing optical element, and transmits one of the light of the first wavelength and the light of the second wavelength and reflects the other, or the first. An optical path separation unit that transmits one of the light in the first polarization direction and the light in the second polarization direction and reflects the other in the light having one wavelength,
A light guide means for switching whether or not light of the first wavelength emitted from the first light emitting unit is incident on the wavelength conversion unit is provided.
The light of the first wavelength emitted from the first light emitting unit is characterized in that it is incident in the order of the optical path separation unit to the wavelength conversion unit, or from the wavelength conversion unit to the optical path separation unit. Light source device. 前記波長変換部は、波長変換部接続部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, wherein the wavelength conversion unit includes a wavelength conversion unit connecting member. 前記光路分離部は、プリズムで構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1 or 2, wherein the optical path separating portion is composed of a prism. 前記波長変換部は、前記プリズムに接して配置されることを特徴とする請求項３に記載の光源装置。 The light source device according to claim 3, wherein the wavelength conversion unit is arranged in contact with the prism. 前記均一化光学素子は、前記プリズムに接して配置されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の光源装置。 The light source device according to claim 3 or 4, wherein the uniform optical element is arranged in contact with the prism. 前記均一化光学素子は、前記光路分離部に隣り合って配置され、或いは、前記光路分離部に一体化して配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1 or 2, wherein the uniform optical element is arranged adjacent to the optical path separation portion or integrally arranged with the optical path separation portion. 前記光路分離部と前記均一化光学素子との間に、前記第１の波長の光及び／又は前記第２の波長の光を集光する集光素子を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の光源装置。 According to claim 1, a condensing element for condensing light having the first wavelength and / or light having the second wavelength is provided between the optical path separating portion and the homogenizing optical element. The light source device according to any one of claim 4. 前記均一化光学素子は、ライトトンネルで構成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 7, wherein the uniform optical element is composed of a light tunnel. 前記ライトトンネルは、直方体形状を有する直方体部及びテーパー形状を有するテーパー部の一方又は双方を有することを特徴とする請求項８に記載の光源装置。 The light source device according to claim 8, wherein the light tunnel has one or both of a rectangular parallelepiped portion having a rectangular parallelepiped shape and a tapered portion having a tapered shape. 前記均一化光学素子は、直方体形状を有する直方体部からなる第１ライトトンネルと、テーパー形状を有するテーパー部からなる第２ライトトンネルと、前記第１ライトトンネルと前記第２ライトトンネルとの間に配置される光学素子とで構成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の光源装置。 The homogenizing optical element is formed between a first light tunnel formed of a rectangular parallelepiped portion having a rectangular parallelepiped shape, a second light tunnel formed of a tapered portion having a tapered shape, and the first light tunnel and the second light tunnel. The light source device according to any one of claims 1 to 7, wherein the light source device is composed of an arranged optical element. 前記テーパー部は、前記第１の波長の光及び／又は前記第２の波長の光の入射側開口部より出射側開口部の方が大きいことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の光源装置。 The ninth or tenth aspect of the present invention, wherein the tapered portion is larger in the exit side opening than in the incident side opening of the light of the first wavelength and / or the light of the second wavelength. Light source device. 前記均一化光学素子の入射側開口部の長辺方向の長さをＤとし、前記均一化光学素子の開口の法線方向における前記均一化光学素子の入射側開口部から前記波長変換部に入射される第１の波長の光の投影範囲における前記均一化光学素子側の端部までの距離をＬとした場合に、前記Ｌは、
０ ≦ Ｌ ≦ Ｄ
を満たすことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載の光源装置。 Let D be the length of the incident side opening of the uniform optical element in the long side direction, and be incident on the wavelength conversion unit from the incident side opening of the uniform optical element in the normal direction of the opening of the uniform optical element. When the distance to the end on the uniform optical element side in the projection range of the light of the first wavelength to be uniform is L, the L is
0 ≤ L ≤ D
The light source device according to any one of claims 1 to 11, wherein the light source device according to any one of claims 1 to 11. 前記導光手段は、前記第１発光部から出射される前記第１の波長の光を透過させる透過領域と、前記第１発光部から出射される前記第１の波長の光を反射させる反射領域とを含み、前記第１の発光部から出射される前記第１の波長の光の光路上に前記透過領域と前記反射領域とを切り替えて配置する反射／透過切替え部材を有し、
前記光路分離部は、前記第１の波長の光と前記第２の波長の光のうちいずれか一方を透過し他方を反射する波長分離部で構成されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の光源装置。 The light guide means has a transmission region that transmits light of the first wavelength emitted from the first light emitting unit and a reflection region that reflects light of the first wavelength emitted from the first light emitting unit. It has a reflection / transmission switching member which switches and arranges the transmission region and the reflection region on the optical path of the light having the first wavelength emitted from the first light emitting unit.
The first aspect of claim 1, wherein the optical path separation unit is composed of a wavelength separation unit that transmits one of the light of the first wavelength and the light of the second wavelength and reflects the other. Item 2. The light source device according to any one of Items 12. 前記導光手段は、前記第１発光部から出射される前記第１の波長の光の偏光方向を、第１の偏光方向と第２の偏光方向とで切り替える偏光切替え部材を有し、
前記光路分離部は、前記偏光切替え手段から出射された光のうち、前記第１の偏光方向の光を透過させ、前記第２の偏光方向の光を反射させる偏光分離部で構成されることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載の光源装置。 The light guide means has a polarization switching member that switches the polarization direction of the light having the first wavelength emitted from the first light emitting unit between the first polarization direction and the second polarization direction.
The optical path separation unit is composed of a polarization separation unit that transmits light in the first polarization direction and reflects light in the second polarization direction among the light emitted from the polarization switching means. The light source device according to any one of claims 1 to 12, characterized by this. 前記導光手段は、前記反射／透過切替え部材で反射された前記第１の波長の光又は前記偏光切替え部材で反射された前記第２の偏光方向の光を前記均一化光学素子側に導く光学部材を有することを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の光源装置。 The light guide means optics that guide the light of the first wavelength reflected by the reflection / transmission switching member or the light of the second polarization direction reflected by the polarization switching member to the uniform optical element side. The light source device according to claim 13 or 14, characterized in that it has a member. 請求項１から請求項１５のいずれかに記載の光源装置と、
前記光源装置から出射された光を画像表示素子へ導く照明光学系と、
前記照明光学系により導かれた光を用いて前記画像表示素子により生成された画像を投影する投射光学系と、を備えることを特徴とする画像投射装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 15.
An illumination optical system that guides the light emitted from the light source device to the image display element, and
An image projection apparatus comprising: a projection optical system for projecting an image generated by the image display element using light guided by the illumination optical system. 第１の波長の光を出射する発光部と用いられる光源光学系であって、
前記第１の発光部から出射される前記第１の波長の光が入射して前記第１の波長とは異なる第２の波長の光を出射する波長変換部と、
前記第１の波長の光と前記第２の波長の光のうちいずれか一方を透過し他方を反射し、或いは、前記第１の波長の光における第１の偏光方向の光と前記第２の偏光方向の光のうちいずれか一方を透過し他方を反射する光路分離部と、を備え、
前記波長変換部に対する前記第１の発光部から出射される前記第１の波長の光の入射の有無を切り替える導光手段と、を備え、
前記第１の発光部から出射された前記第１の波長の光は、前記光路分離部から前記波長変換部の順に、或いは、前記波長変換部から前記光路分離部の順に入射されることを特徴とする光源光学系。 A light source optical system used as a light emitting unit that emits light of the first wavelength.
A wavelength conversion unit in which light of the first wavelength emitted from the first light emitting unit is incident and emits light of a second wavelength different from the first wavelength.
The light of the first wavelength and the light of the second wavelength are transmitted through one of them and reflected by the other, or the light in the first polarization direction of the light of the first wavelength and the second light. It is provided with an optical path separator that transmits one of the light in the polarization direction and reflects the other.
A light guide means for switching whether or not light of the first wavelength emitted from the first light emitting unit is incident on the wavelength conversion unit is provided.
The light of the first wavelength emitted from the first light emitting unit is characterized in that it is incident in the order of the optical path separation unit to the wavelength conversion unit, or from the wavelength conversion unit to the optical path separation unit. Light source optical system.
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