JP2022150713A - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】純度が高い緑色光を含む照明光を出射できる光源装置及びプロジェクターを提供する。【解決手段】照明光を出射する光源装置は、青色光を出射する第１光源と、緑色光を出射する第２光源と、第１光源から出射された青色光の波長を変換して蛍光を生成する波長変換素子と、を備え、照明光は、青色光成分、緑色光成分及び赤色光成分を含み、青色光成分は、第１光源から出射された青色光を含み、緑色光成分は、第２光源から出射された緑色光を含み、赤色光成分は、蛍光において５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光を含む。【選択図】図３

Description

本開示は、光源装置及びプロジェクターに関する。

従来、光源装置から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成した画像を投射するプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターに用いられる光源装置として、光源から出射された励起光を蛍光に変換して出射する波長変換素子を備える光源装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１に記載の波長変換素子は、複数の蛍光体粒子を含有する蛍光体層を有する。蛍光体粒子は、蛍光体材料と、発光中心となる賦活剤とを含有する粒子である。賦活剤としては、例えばＣｅ、Ｅｕ、Ｐｒ、Ｃｒ、Ｇｄ及びＧａが挙げられ、蛍光体材料としては、ＹＡＧ蛍光体材料が挙げられる。

特開２０２０－１５４０３１号公報

しかしながら、励起光として青色光が入射した場合に、賦活剤としてＣｅを含有するＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体材料から出射される蛍光には、緑色光成分が多く、赤色光成分が少ない。すなわち、ＹＡＧ：Ｃｅ蛍光体材料から出射される蛍光は、約５５０ｎｍにピークを有し、約７５０ｎｍに達するまで略直線状に光量が低下する分光特性を有する。このため、例えば５９０ｎｍにて蛍光を、緑色光と赤色光とに分けた場合には、緑色光の実際の色度座標値が黄色光寄りの座標値となる。このような波長変換素子を有する光源装置をプロジェクターに採用した場合、形成する画像の種類によっては、ユーザーの所望の色味を再現できなくなる可能性がある。
純度が高い緑色光を含む照明光を出射できる光源装置が要望されてきた。

本開示の第１態様に係る光源装置は、照明光を出射する光源装置であって、青色光を出射する第１光源と、緑色光を出射する第２光源と、前記第１光源から出射された青色光の波長を変換して蛍光を生成する波長変換素子と、を備え、前記照明光は、青色光成分、緑色光成分及び赤色光成分を含み、前記青色光成分は、前記第１光源から出射された青色光を含み、前記緑色光成分は、前記第２光源から出射された緑色光を含み、前記赤色光成分は、前記蛍光において５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光を含む。

本開示の第２態様に係るプロジェクターは、上記第１態様に係る光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。

第１実施形態におけるプロジェクターの構成を示す模式図。 第１実施形態における光源装置の構成を示す模式図。 第１実施形態における拡散素子、反射素子及び波長変換素子を示す断面図。 第２実施形態におけるプロジェクターが備える光源装置の構成を示す模式図。

［第１実施形態］
以下、本開示の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、後述する光源装置４から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、形成した画像をスクリーン等の被投射面上に拡大投射する。プロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２と、外装筐体２内に配置される画像投射装置３と、を備える。この他、図示を省略するが、プロジェクター１は、プロジェクター１の動作を制御する制御装置、プロジェクター１を構成する電子部品に電力を供給する電源装置、及び、プロジェクター１を構成する冷却対象を冷却する冷却装置を備える。

［外装筐体の構成］
外装筐体２は、プロジェクター１の外装を構成する。外装筐体２は、画像投射装置３、制御装置、電源装置及び冷却装置を収容する。外装筐体２は、図示しない天面部及び底面部と、正面部２１、背面部２２、左側面部２３及び右側面部２４とを有し、略直方体形状に形成されている。
正面部２１は、後述する投射光学装置３６の一部を露出させる開口部２１１を有しており、投射光学装置３６によって投射される画像は、開口部２１１を通過する。また、正面部２１は、プロジェクター１内の冷却対象を冷却した冷却気体が外装筐体２の外部に排出される排気口２１２を有する。更に、右側面部２４は、外装筐体２外の気体を冷却気体として内部に導入する導入口２４１を有する。

［画像投射装置の構成］
画像投射装置３は、画像情報に応じた画像を形成して投射する。画像投射装置３は、光源装置４、均一化装置３１、色分離装置３２、リレー装置３３、画像形成装置３４、光学部品用筐体３５及び投射光学装置３６を備える。
光源装置４は、光を出射する。光源装置４の構成は、後に詳述する。

均一化装置３１は、光源装置４から出射された光を均一化する。均一化装置３１によって均一化された光は、色分離装置３２及びリレー装置３３を経て、画像形成装置３４の後述する光変調装置３４３の変調領域を照明する。均一化装置３１は、２つのレンズアレイ３１１，３１２、偏光変換素子３１３及び重畳レンズ３１４を備える。
色分離装置３２は、均一化装置３１から入射される光を赤、緑及び青の各色光に分離する。色分離装置３２は、２つのダイクロイックミラー３２１，３２２と、ダイクロイックミラー３２１によって分離された青色光を反射させる反射ミラー３２３と、を備える。なお、ダイクロイックミラー３２２は、緑色光と赤色光とを分離する。ダイクロイックミラー３２２の透過波長は、５９０ｎｍ以上である。このため、５９０ｎｍ未満の波長を有する緑色光は、ダイクロイックミラー３２２にて反射され、５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光は、ダイクロイックミラー３２２を通過してリレー装置３３に入射する。

リレー装置３３は、青色光の光路及び緑色光の光路より長い赤色光の光路に設けられ、赤色光の損失を抑制する。リレー装置３３は、入射側レンズ３３１、リレーレンズ３３３、反射ミラー３３２，３３４を備える。
なお、本実施形態では、赤色光の光路にリレー装置３３を設けているが、これに限らず、例えば他の色光より光路が長い色光を青色光とし、青色光の光路上にリレー装置３３を設ける構成としてもよい。

画像形成装置３４は、入射される赤、緑及び青の各色光を変調し、変調された各色光を合成して、投射光学装置３６によって投射される画像を形成する。画像形成装置３４は、入射される各色光に応じて設けられる３つのフィールドレンズ３４１、３つの入射側偏光板３４２、３つの光変調装置３４３及び３つの出射側偏光板３４４と、１つの色合成装置３４５と、を備える。
光変調装置３４３は、光源装置４から出射された光を画像情報に応じて変調する。３つの光変調装置３４３は、赤色光を変調する光変調装置３４３Ｒ、緑色光を変調する光変調装置３４３Ｇ、及び、青色光を変調する光変調装置３４３Ｂを含む。本実施形態では、光変調装置３４３は、透過型の液晶パネルによって構成されており、入射側偏光板３４２、光変調装置３４３及び出射側偏光板３４４によって液晶ライトバルブが構成される。
色合成装置３４５は、光変調装置３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒによって変調された各色光を合成して画像を形成する。本実施形態では、色合成装置３４５は、クロスダイクロイックプリズムによって構成されているが、これに限らず、例えば複数のダイクロイックミラーによって構成することも可能である。

光学部品用筐体３５は、均一化装置３１、色分離装置３２、リレー装置３３及び画像形成装置３４を内部に収容する。なお、画像投射装置３には、設計上の光軸である照明光軸Ａｘが設定されており、光学部品用筐体３５は、照明光軸Ａｘにおける所定位置に均一化装置３１、色分離装置３２、リレー装置３３及び画像形成装置３４を保持する。光源装置４及び投射光学装置３６は、照明光軸Ａｘにおける所定位置に配置される。

投射光学装置３６は、画像形成装置３４から入射される画像を被投射面上に拡大投射する。すなわち、投射光学装置３６は、光変調装置３４３Ｂ，３４３Ｇ，３４３Ｒによって変調された光を投射する。投射光学装置３６は、例えば筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成される。

［光源装置の構成］
図２は、光源装置４の構成を示す模式図である。
光源装置４は、図２に示すように、第１光源４１、第２光源４２、光合成部材４３、角度変換素子４４、反射部材４５、集光素子４６、拡散素子４７、反射素子４８及び波長変換素子４９を備える。
光源装置４は、均一化装置３１に照明光を出射する。光源装置４が出射する照明光は、青色光成分、緑色光成分及び赤色光成分を含む白色光である。詳しくは後述するが、青色光成分は、第１光源４１から出射された青色光を含む。緑色光成分は、第２光源４２から出射された緑色光を含む。赤色光成分は、波長変換素子４９から出射された蛍光ＦＬから分離した赤色光を含む。
以下の説明では、互いに直交する三方向を＋Ｘ方向、＋Ｙ方向及び＋Ｚ方向とする。＋Ｘ方向を光源装置４が照明光を出射する方向とする。また、図示を省略するが、＋Ｘ方向とは反対方向を－Ｘ方向とし、＋Ｙ方向とは反対方向を－Ｙ方向とし、＋Ｚ方向とは反対方向を－Ｚ方向とする。

［第１光源の構成］
第１光源４１は、＋Ｚ方向に沿って青色光ＢＬを出射する。第１光源４１は、第１固体発光素子４１１、第１光源支持基板４１２、第１平行化レンズ４１３及び第１アフォーカル光学素子４１４を有する。
第１固体発光素子４１１は、波長変換素子４９が含有する蛍光体を励起させる励起光である青色光ＢＬを出射する固体光源である。詳述すると、第１固体発光素子４１１は、半導体レーザーであり、第１固体発光素子４１１が出射する青色光ＢＬは、例えばピーク波長が４５５ｎｍのレーザー光である。なお、第１固体発光素子４１１は、複数設けられていてもよい。
第１光源支持基板４１２は、第１固体発光素子４１１を支持する。第１光源支持基板４１２は、熱伝導性を有する金属製部材であり、第１光源支持基板４１２には、図示しない放熱部材が熱的に接続される。このため、第１固体発光素子４１１の熱は、第１光源支持基板４１２を介して放熱部材に伝達される。

第１平行化レンズ４１３は、第１固体発光素子４１１から出射された青色光ＢＬを平行化する。
第１アフォーカル光学素子４１４は、第１平行化レンズ４１３によって平行化された青色光ＢＬを縮径する。第１アフォーカル光学素子４１４は、第１平行化レンズ４１３から入射する青色光ＢＬを集光する第１レンズ４１５と、第１レンズ４１５によって集光された青色光ＢＬを平行化する第２レンズ４１６とにより構成されている。なお、第１アフォーカル光学素子４１４は無くてもよい。

［第２光源の構成］
第２光源４２は、＋Ｘ方向に沿って緑色光ＧＬを出射する。詳述すると、第２光源４２は、第１光源４１による青色光ＢＬの出射方向に交差する方向に緑色光ＧＬを出射する。第２光源４２は、第２固体発光素子４２１、第２光源支持基板４２２、第２平行化レンズ４２３及び第２アフォーカル光学素子４２４を有する。
第２固体発光素子４２１は、緑色光ＧＬを出射する固体光源である。詳述すると、第２固体発光素子４２１は、半導体レーザーであり、第２固体発光素子４２１が出射する緑色光ＧＬは、５００ｎｍ以上、５４０ｎｍ以下のレーザー光である。好ましくは、第２固体発光素子４２１が出射する緑色光ＧＬは、５１０ｎｍ以上、５３０ｎｍ以下のレーザー光であり、本実施形態では、ピーク波長が５２５ｎｍのレーザー光である。なお、第２固体発光素子４２１は、複数設けられていてもよい。

第２光源支持基板４２２、第２平行化レンズ４２３及び第２アフォーカル光学素子４２４は、第１光源支持基板４１２、第１平行化レンズ４１３及び第１アフォーカル光学素子４１４と同様の構成及び機能を有する。
すなわち、第２光源支持基板４２２は、第２固体発光素子４２１を支持する。第２光源支持基板４２２は、熱伝導性を有する金属製部材であり、図示しない放熱部材に第２固体発光素子４２１の熱を伝達する。
第２平行化レンズ４２３は、第２固体発光素子４２１から出射された緑色光ＧＬを平行化する。
第２アフォーカル光学素子４２４は、第２平行化レンズ４２３によって平行化された緑色光ＧＬを縮径する第１レンズ４２５と、第１レンズ４２５によって縮径された緑色光ＧＬを平行化する第２レンズ４２６とにより構成されている。なお、第２アフォーカル光学素子４２４は無くてもよい。

［光合成部材の構成］
光合成部材４３は、第１光源４１から出射された青色光ＢＬの光路と、第２光源４２から出射された緑色光ＧＬの光路との交差部分に設けられ、青色光ＢＬと緑色光ＧＬとを合成する。詳述すると、光合成部材４３は、第１光源４１から出射された青色光ＢＬを＋Ｚ方向に通過させ、青色光ＢＬが光合成部材４３を通過する＋Ｚ方向に、第２光源４２から＋Ｘ方向に出射された緑色光ＧＬを反射して、青色光ＢＬと緑色光ＧＬとを合成する。光合成部材４３は、青色光ＢＬを通過させ、緑色光ＧＬを反射するダイクロイックミラーによって構成されている。
以下、光合成部材４３によって青色光ＢＬ及び緑色光ＧＬが合成された光を、合成光ＳＬという。

［角度変換素子の構成］
角度変換素子４４は、光合成部材４３に対して＋Ｚ方向に配置されている。角度変換素子４４は、光合成部材４３から入射する合成光ＳＬに干渉して、合成光ＳＬの進行方向に数度以下のばらつきを持たせる。合成光ＳＬの進行方向にばらつきが生じることによって、波長変換素子４９の波長変換層４９１における１点に合成光ＳＬが集光して、波長変換層４９１が損傷することを抑制する。
このような角度変換素子４４は、例えば、光入射側から見て矩形状に形成された放物面状の凹面が＋Ｚ方向に対する直交面において縦横に配列された構成を有するものでもよい。或いは、角度変換素子４４は、球面状の凹面、或いは、角錐状の凹面が縦横に配列されたものでもよい。すなわち、角度変換素子４４は、入射される光束に対する高調波の干渉が最小となる構成を有していればよい。

［反射部材の構成］
反射部材４５は、角度変換素子４４に対する＋Ｚ方向に配置されている。反射部材４５は、反射部４５１及び透過部４５２を有する。
反射部４５１は、角度変換素子４４から入射する合成光ＳＬを－Ｘ方向に反射して集光素子４６に入射させる。－Ｚ方向から見て反射部４５１の寸法は、角度変換素子４４から出射された合成光ＳＬの全てが入射可能な最小の寸法である。

透過部４５２は、－Ｚ方向から見て反射部４５１の外側に設けられている。本実施形態では、透過部４５２は、反射部４５１を支持する透光性基板である。
透過部４５２は、反射素子４８にて反射されて拡散素子４７及び集光素子４６を介して－Ｘ方向から入射する緑色光ＧＬを＋Ｘ方向に透過する。透過部４５２は、波長変換素子４９から反射素子４８、拡散素子４７及び集光素子４６を介して－Ｘ方向から入射する青色光ＢＬを＋Ｘ方向に透過する。透過部４５２は、波長変換素子４９にて生成されて反射素子４８、拡散素子４７及び集光素子４６を介して－Ｘ方向から入射する赤色光ＲＬを＋Ｘ方向に透過する。このため、反射部材４５から＋Ｘ方向に出射される光は、青色光ＢＬ、緑色光ＧＬ及び赤色光ＲＬを含む。
このような透過部４５２を有する反射部材４５は、緑色光ＧＬ、青色光ＢＬ及び赤色光ＲＬを合成して＋Ｚ方向に出射する光合成部材ということができる。そして、透過部４５２を＋Ｘ方向に透過した各色光は、光源装置４から出射される照明光を構成する。

［集光素子の構成］
集光素子４６は、反射部４５１にて反射された合成光ＳＬを波長変換素子４９に集光する。また、集光素子４６は、拡散素子４７から＋Ｘ方向に入射する赤色光ＲＬ、緑色光ＧＬ及び青色光ＢＬを平行化して、透過部４５２に出射する。
図２の例では、集光素子４６は、１つのレンズによって構成されている。しかしながら、集光素子４６を構成するレンズの数は、適宜変更可能である。

［拡散素子の構成］
図３は、ＸＺ平面に沿う拡散素子４７、反射素子４８及び波長変換素子４９の断面を示す図である。
拡散素子４７は、入射される光を拡散して出射する。拡散素子４７は、図２及び図３に示すように、反射部材４５にて反射された合成光ＳＬの光路において集光素子４６と反射素子４８との間に設けられている。詳述すると、拡散素子４７は、波長変換素子４９に対する合成光ＳＬの入射側に、波長変換素子４９との隙間が例えば０．１ｍｍ程度となるように配置される。

拡散素子４７において＋Ｘ方向の面は、合成光ＳＬが入射する入射面４７１である。すなわち、拡散素子４７は、合成光ＳＬが入射する入射面４７１を有する。
入射面４７１は、合成光ＳＬの入射側から見て微小な凹曲面４７２がアレイ状に複数配列された構成を有する。凹曲面４７２のピッチは、例えば略０．１ｍｍであり、凹曲面４７２の最大傾斜角は、略２０°である。
このような複数の凹曲面４７２が設けられた入射面４７１には、反射防止層４７３が形成されている。すなわち、拡散素子４７は、反射防止層４７３を有する。

入射面４７１に入射される合成光ＳＬは、複数の凹曲面４７２によって、最大略１３°の入射角度が加算されて、拡散素子４７の内部に入射する。また、拡散素子４７の外部に出射される光は、複数の凹曲面４７２によって拡散されて出射される。
本実施形態では、拡散素子４７は、石英ガラス等のガラスによって形成された透光性部材であり、＋Ｘ方向に沿う拡散素子４７の寸法は、略０．３ｍｍである。複数の凹曲面４７２は、透光性部材において入射面４７１となる面をエッチングすることによって形成可能である。しかしながら、これに限らず、拡散素子４７は、樹脂等の他の材料によって形成されていてもよく、複数の凹曲面４７２の形成方法は、他の方法でもよい。

［反射素子の構成］
反射素子４８は、拡散素子４７から入射する合成光ＳＬのうち、一部の光を透過させ、他の光を反射させるものであり、誘電体多層膜によって形成されている。具体的に、反射素子４８は、入射する合成光ＳＬのうち、緑色光ＧＬを反射し、青色光ＢＬを透過する。すなわち、反射素子４８は、５２２ｎｍ以上、５２８ｎｍ以下の波長帯の緑色光を反射し、４５０ｎｍ以上、４６０ｎｍ以下の波長帯の青色光、及び、略５３０ｎｍ以上の波長帯の黄色光を透過させる。このため、反射素子４８は、入射する５２５ｎｍの波長を有する緑色光の略全てを反射し、５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光を透過する。
反射素子４８によって反射された緑色光ＧＬは、拡散素子４７に入射され、入射面４７１に設けられた複数の凹曲面４７２によって拡散される。拡散された緑色光ＧＬは、最大約６０°の角度をもつ散乱光として集光素子４６に入射されて平行化される。これにより、集光素子４６から反射部材４５に向かって出射される緑色光ＧＬは、反射部材４５の反射部４５１に入射時の光線幅よりも広い光線幅の光となって平行化される。

なお、反射素子４８において合成光ＳＬの入射側には、略４５５ｎｍの波長を有する青色光のうち、略２割の青色光を反射する反射層を設けてもよい。この場合、反射素子４８によって、入射される合成光ＳＬのうち一部の青色光ＢＬを反射することによって、白色光の色度を調節できる。
一方、反射素子４８は、ｓ偏光の青色光ＢＬ及びｓ偏光の緑色光ＧＬを反射し、ｐ偏光の青色光ＢＬ及びｐ偏光の緑色光ＧＬを透過する構成としてもよい。
また、本実施形態では、反射素子４８は、拡散素子４７において波長変換素子４９側の平坦面である面４７４に設けられている。しかしながら、これに限らず、複数の凹曲面４７２を有する入射面４７１に設けられていてもよく、波長変換素子４９の入射面４９２に微細な凸面を形成した後に設けられてもよい。更に、反射素子４８は、拡散素子４７と波長変換素子４９との間に、独立して設けられていてもよい。

［波長変換素子の構成］
波長変換素子４９は、第１波長帯の第１光を第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する。具体的に、波長変換素子４９には、反射素子４８から入射する青色光ＢＬの波長を変換し、変換した変換光である蛍光ＦＬを出射する。本実施形態では、波長変換素子４９は、青色光ＢＬの入射側に蛍光ＦＬを出射する反射型の波長変換素子である。
なお、蛍光ＦＬは、例えばピーク波長が５００～７００ｎｍの光であり、緑色光及び赤色光を含む。蛍光ＦＬは、第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光の一例である。

波長変換素子４９は、波長変換層４９１、反射層４９３及び基板４９４を有する。
波長変換層４９１は、青色光ＢＬの波長よりも長い波長を有する蛍光ＦＬを生成する蛍光体を含む。具体的に、波長変換層４９１は、ＹＡＧを含む蛍光体（ＹＡＧ蛍光体）と賦活剤であるＣｅとを含有する波長変換層によって生成される蛍光の色度よりも赤寄りの色度を有する蛍光を生成する蛍光体を含有する。例えば、波長変換層４９１は、ＹＧｄＡＧを含む蛍光体（ＹＧｄＡＧ蛍光体）と、賦活剤としてのＣｅとを含有する。また例えば、波長変換層４９１は、Ｌａ_３Ｓｉ_６Ｎ_１１を含む蛍光体（ＬＳＮ蛍光体）と、賦活剤としてのＣｅとを含有する。また例えば、波長変換層４９１は、ＹＡＧ及びＣｒを含む蛍光体（Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体）と、賦活剤としてのＣｅとを含有する。なお、波長変換層４９１は、直径が１μｍ以下の気孔が体積比で１％以上含まれていてもよい。

波長変換層４９１における＋Ｚ方向の面は、反射素子４８を透過した青色光ＢＬが入射する入射面４９２である。すなわち、波長変換素子４９は、青色光ＢＬが入射する入射面４９２を有する。
なお、反射素子４８が緑色光ＧＬの一部を通過させる場合には、反射素子４８を通過した緑色光ＧＬは、波長変換層４９１に入射される。また、波長変換層４９１から出射されて反射素子４８にて反射された緑色光ＧＬは、波長変換層４９１に再度入射する。波長変換層４９１に含有される蛍光体が、緑色光によって励起される蛍光体である場合には、波長変換層４９１に入射される緑色光ＧＬによって励起される。この場合、波長変換層４９１は、黄色から赤の範囲のスペクトルの光を生成する。このときの波長変換層４９１の発光効率は高くなる。また、このとき、波長変換層４９１によって生成される５３０ｎｍ以下の光は僅かであり、全体の明るさ及び色への影響は無視できる。なお、５３０ｎｍ以下の光は、再吸収されて、当該光の一部は赤色に変換される場合もある。

反射層４９３は、波長変換層４９１に対して青色光ＢＬの入射側とは反対側に設けられる。すなわち、反射層４９３は、波長変換層４９１と基板４９４との間に設けられている。反射層４９３は、波長変換層４９１から入射する光を＋Ｘ方向に反射する。
基板４９４は、波長変換層４９１及び反射層４９３を支持する。基板４９４は、例えば熱伝導性を有するＡｇ等の金属によって形成されており、波長変換層４９１にて生じた熱を、図示しない放熱部材に伝達させる。放熱部材は、反射層４９３及び基板４９４を介して伝達される波長変換層４９１の熱を放熱して、波長変換層４９１を冷却する。

［光源装置から出射される照明光］
上記のように、反射部材４５の反射部４５１によって反射された合成光ＳＬは、拡散素子４７を介して反射素子４８に入射される。反射素子４８に入射された合成光ＳＬのうち、青色光ＢＬは、反射素子４８を通過して、波長変換素子４９に入射され、緑色光ＧＬは、反射素子４８にて拡散素子４７側に反射される。拡散素子４７に入射された緑色光ＧＬは、拡散素子４７の外部に出射されるときに、拡散素子４７の入射面４７１に設けられた複数の凹曲面４７２によって散乱光となって＋Ｘ方向に出射される。散乱光となった緑色光ＧＬは、集光素子４６によって平行化され、反射部材４５の透過部４５２を＋Ｘ方向に通過する。

反射素子４８を通過した少なくとも一部の青色光ＢＬは、波長変換素子４９の波長変換層４９１に入射して、蛍光ＦＬに変換される。蛍光ＦＬは、上記のように、緑色光ＧＬ及び赤色光ＲＬを含む。
波長変換層４９１にて生成された緑色光ＧＬは、波長変換層４９１から外部に直接出射されるか、或いは、反射層４９３によって反射されて、波長変換層４９１の外部に出射される。波長変換層４９１から外部に出射された緑色光ＧＬは、反射素子４８にて反射されて再び波長変換層４９１に入射する。この緑色光によって波長変換層４９１に含有された蛍光体が励起される場合には、上記のように、赤色光ＲＬが生成される。

波長変換層４９１にて生成された赤色光ＲＬは、波長変換層４９１から散乱光として外部に出射される。波長変換層４９１から出射された赤色光ＲＬは、反射素子４８を透過し、拡散素子４７を＋Ｘ方向に通過する過程にて更に散乱される。拡散素子４７にて散乱された赤色光ＲＬは、集光素子４６にて平行化され、反射部材４５の透過部４５２を＋Ｘ方向に通過する。

ここで、本実施形態では、波長変換層４９１における＋Ｚ方向の寸法は、入射された青色光ＢＬのうち、略２割の青色光を外部に出射する寸法である。すなわち、波長変換層４９１に入射された青色光ＢＬのうち、２割の青色光ＢＬは、波長変換層４９１によって蛍光ＦＬに変換されることなく、波長変換層４９１の外部に出射される。
このような青色光ＢＬは、波長変換層４９１から出射される赤色光ＲＬと同様に、反射素子４８を＋Ｚ方向に通過して拡散素子４７に入射される。拡散素子４７に入射された青色光ＢＬは、拡散素子４７によって散乱される。拡散素子４７にて散乱された青色光ＢＬは、集光素子４６にて平行化され、反射部材４５の透過部４５２を＋Ｘ方向に通過する。

このように、透過部４５２を通過した赤色光ＲＬ、緑色光ＧＬ及び青色光ＢＬは、光源装置４から白色光として出射される。光源装置４から出射された白色光は、照明光として均一化装置３１に入射される。
このため、光源装置４が出射する照明光は、青色光成分、緑色光成分及び赤色光成分を含む。そして、青色光成分は、第１光源４１から出射された青色光ＢＬを含み、緑色光成分は、第２光源４２から出射された緑色光ＧＬを含み、赤色光成分は、波長変換素子４９から出射された蛍光ＦＬに含まれる赤色光ＲＬが含む。蛍光ＦＬに含まれる赤色光ＲＬは、反射素子４８及びダイクロイックミラー３２２を通過可能な５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光ＲＬを含む。

［蛍光体による発光特性］
ここで、ＹＡＧ蛍光体、ＹＧｄＡＧ蛍光体及びＬＳＮ蛍光体のそれぞれに青色光を照射した場合の発光特性について説明する。なお、各蛍光体は、賦活剤としてＣｅが添加されたものとする。
青色光を照射したＹＡＧ蛍光体は、略５３０ｎｍにピークを有し、波長が大きくなるに従って略直線的に強度が低下する波長特性の蛍光を出射する。
このため、ＹＡＧ蛍光体から出射された蛍光のうち、５９０ｎｍ未満の光を緑色光とし、５９０ｎｍ以上の光を赤色光として分離した場合、緑色光の強度及び赤色光の強度のバランスは、例えば画像形成に対して良好なバランスとなる。

しかしながら、分離された緑色光は、５５０ｎｍ以上、５９０ｎｍ未満の黄色光を含む緑色光となる。すなわち、分離された緑色光は、黄色味を帯びた緑色光となり、緑色光の純度が低い。
一方、ＹＡＧ蛍光体にて生成された蛍光から分離された緑色光及び赤色光と、固体発光素子から出射された青色光とを合成した白色光の色度は、目標値に近い値となる。しかしながら、緑色光の純度を高めるために、当該白色光に、固体発光素子から出射された緑色光を更に合成した場合、白色光の色度が緑側に寄ってしまうという問題がある。

一方、青色光が照射されたＹＧｄＡＧ蛍光体は、略５４５ｎｍにピークを有し、波長が大きくなるに従って略直線的に強度が低下する波長特性の蛍光を出射する。また、青色光が照射されたＬＳＮ蛍光体は、略５６０ｎｍにピークを有し、波長が大きくなるに従って略直線的に強度が低下する波長特性の蛍光を出射する。すなわち、ＹＧｄＡＧ蛍光体によって生成される蛍光の波長特性、及び、ＬＳＮ蛍光体によって生成される蛍光の波長特性は、ＹＡＧ蛍光体によって生成される蛍光の波長特性が高波長側にシフトした波長特性となる。
このため、ＹＧｄＡＧ蛍光体又はＬＳＮ蛍光体から出射された蛍光のうち、５９０ｎｍ未満の光を緑色光とし、５９０ｎｍ以上の光を赤色光として分離すると、ＹＡＧ蛍光体を用いた場合に比べ、緑色光の強度が低下し、赤色光の強度が増加する。この場合、赤色光の強度に対して、緑色光の強度が低下する。

これに対し、ＹＧｄＡＧ蛍光体又はＬＳＮ蛍光体を含有する波長変換層から出射された蛍光から分離される赤色光と、第２光源４２から出射された緑色光とを合成することによって、緑色光の強度と赤色光の強度とのバランスを調整できる他、緑色光の純度を高めることができる。そして、これら赤色光及び緑色光に、第１光源４１から出射された青色光を合成することによって、白色光の色度を目標値に合わせることができる。
なお、ＬＳＮ蛍光体を含有する波長変換層４９１は、例えば、粒径が２０μｍ以上、３０μｍ以下のＬＳＮ粉末蛍光体を、低融点ガラス上で焼成してバルク状にし、反射層４９３上に固定することによって製造される。低融点ガラスは、融点が６００℃以下のガラスである。

一方、賦活剤であるＣｅに加えてＣｒを含有するＹＡＧ蛍光体（Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体）は、青色光が照射されると、略５５０ｎｍに最大ピークを有し、波長が大きくなるに従って略直線的に強度が低下するとともに、略６９０ｎｍに２つ目のピークを有する波長特性の蛍光を出射する。
このため、Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体から出射された蛍光のうち、５９０ｎｍ未満の光を緑色光とし、５９０ｎｍ以上の光を赤色光として分離すると、ＹＡＧ蛍光体を用いた場合に比べて、緑色光の強度が低下し、赤色光の強度が増加する。この場合、赤色光の強度に対して、緑色光の強度が低下する。

これに対し、ＹＧｄＡＧ蛍光体又はＬＳＮ蛍光体を用いた場合と同様に、Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体を含有する波長変換層から出射された蛍光から分離される赤色光と、第２光源４２から出射された緑色光とを合成することによって、緑色光の強度と赤色光の強度とのバランスを調整できる他、緑色光の純度を高めることができる。そして、これら赤色光及び緑色光に、第１光源４１から出射された青色光を合成することによって、白色光の色度を目標値に合わせることができる。
なお、Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体は、略３５０ｎｍ以上、４６０ｎｍ以下の波長帯の光、及び、５１０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下の波長帯の光によって励起される。このようなＣｒ＋ＹＡＧ蛍光体の励起スペクトルでは、略４１０ｎｍに最大ピークを有し、略略５５５ｎｍに２つ目のピークを有する。このため、Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体は、青色光だけでなく、緑色光によっても励起される。このため、Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体に入射された場合でもＣｒ＋ＹＡＧ蛍光体を励起させないために、第２光源４２の第２固体発光素子４２１は、略５１０ｎｍにピークを有する緑色のレーザー光を出射することが好ましい。

このように、青色光が照射される波長変換層４９１が、ＹＧｄＡＧ蛍光体、ＬＳＮ蛍光体及びＣｒ＋ＹＡＧ蛍光体のうち少なくとも１つの蛍光体と、Ｃｅ等の賦活剤とを含有することによって、白色光の色度を目標値に合わせることができる他、緑色光の純度を高めることができる。

［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１は、以下の効果を奏する。
プロジェクター１は、光源装置４と、光源装置４から出射された光を変調する光変調装置３４３と、光変調装置３４３によって変調された光を投射する投射光学装置３６と、を備える。
光源装置４は、光変調装置３４３を照明する照明光を出射する。光源装置４は、青色光ＢＬを出射する第１光源４１と、緑色光ＧＬを出射する第２光源４２と、第１光源４１から出射された青色光ＢＬの波長を変換して蛍光ＦＬを生成する波長変換素子４９と、を備える。光源装置４から出射される照明光は、青色光成分、緑色光成分及び赤色光成分を含む。青色光成分は、第１光源４１から出射された青色光を含む。緑色光成分は、第２光源４２から出射された緑色光ＧＬを含む。赤色光成分は、蛍光ＦＬにおいて５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光ＲＬを含む。

このような構成によれば、照明光に含まれる青色光成分を、純度の高い青色光とすることができ、照明光に含まれる緑色光成分を、純度の高い緑色光とすることができる。また、照明光に含まれる赤色光成分は、５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光であることから、赤色光成分も純度の高い赤色光とすることができる。従って、照明光に含まれる各色光を、純度が高い色光とすることができる。また、これにより、プロジェクター１が投射する画像の色再現性を高めることができる。

光源装置４では、波長変換素子４９は、ＹＧｄＡＧを含む蛍光体（ＹＧｄＡＧ蛍光体）と、賦活剤であるＣｅとを含有してもよい。
ここで、ＹＧｄＡＧ蛍光体とＣｅとを含有する波長変換素子４９から出射される蛍光ＦＬのピーク波長は、ＹＡＧを含む蛍光体（ＹＡＧ蛍光体）とＣｅとを含有する波長変換素子から出射される蛍光のピーク波長に比べて大きい。このため、ＹＧｄＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子４９から出射される蛍光ＦＬの光量と、ＹＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子から出射される蛍光の光量とが同じである場合には、波長変換素子４９から出射される蛍光ＦＬにおける赤色光ＲＬの光量を増やすことができる。

光源装置４では、波長変換素子４９は、Ｌａ_３Ｓｉ_６Ｎ_１１を含む蛍光体（ＬＳＮ蛍光体）と、賦活剤であるＣｅとを含有してもよい。
このような構成によれば、ＬＳＮ蛍光体とＣｅとを含有する波長変換素子４９から出射される蛍光ＦＬのピーク波長は、ＹＡＧ蛍光体とＣｅとを含有する波長変換素子から出射される蛍光のピーク波長に比べて大きい。このため、ＬＳＮ蛍光体を含有する波長変換素子４９から出射される蛍光ＦＬの光量と、ＹＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子から出射される蛍光の光量とが同じである場合には、波長変換素子４９から出射される蛍光ＦＬにおける赤色光ＲＬの光量を増やすことができる。

光源装置４では、波長変換素子４９は、ＹＡＧ及びＣｒを含む蛍光体（Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体）と、賦活剤であるＣｅとを含有していてもよい。
ここで、Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体とＣｅとを含有する波長変換素子４９から出射される蛍光ＦＬにおける赤色光成分の光量は、ＹＡＧ蛍光体とＣｅとを含有する波長変換素子から出射される蛍光における赤色光成分の光量よりも大きい。このため、Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子４９から出射される蛍光ＦＬの光量と、ＹＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子から出射される蛍光の光量とが同じである場合には、波長変換素子４９から出射される蛍光ＦＬにおける赤色光ＲＬの光量を増やすことができる。

光源装置４は、光合成部材４３、拡散素子４７及び反射素子４８を備える。光合成部材４３は、第１光源４１から出射された青色光ＢＬと、第２光源４２から出射された緑色光ＧＬとを合成した合成光ＳＬを出射する。拡散素子４７は、波長変換素子４９に対して合成光ＳＬの入射側に設けられ、入射する光を拡散させる。反射素子４８は、拡散素子４７と波長変換素子４９との間に設けられ、入射する緑色光ＧＬの少なくとも一部を反射させる。
このような構成によれば、第２光源４２から出射されて、拡散素子４７によって拡散された緑色光ＧＬを光源装置４から出射される照明光に含めることができる。従って、純度の高い緑色光を照明光に含ませることができる。

光源装置４では、波長変換素子４９は、波長変換層４９１及び反射層４９３を有する。波長変換層４９１は、合成光ＳＬのうち青色光ＢＬを蛍光ＦＬに変換する。反射層４９３は、波長変換層４９１に対する青色光ＢＬの入射側とは反対側に設けられ、入射する光を反射する反射層４９３と、を有する。波長変換層４９１は、入射される青色光ＢＬのうち、一部の青色光ＢＬを出射する。
このような構成によれば、波長変換素子４９にて生じた蛍光ＦＬを、反射素子４８を介して拡散素子４７に入射させ、拡散素子４７にて拡散させることができる。また、波長変換層４９１は、入射される青色光ＢＬの一部を出射するので、波長変換層４９１から出射された青色光ＢＬを、反射素子４８を介して拡散素子４７に入射させ、拡散素子４７にて拡散させることができる。従って、光源装置４から出射される照明光における照度分布を均一化できる。なお、本実施形態では、反射素子４８を用いたが、波長変換層４９１の中に波長の２倍つまり１μｍよりも小さな直径を有する気孔を体積比で１％以上、望ましくは、２％以上含有させてもよい。当該気孔によってミー散乱を生じさせ、青色光ＢＬが蛍光ＦＬに波長変換される前に、青色光ＢＬの一部を乱反射させ、青色光ＢＬの光入射方向に反射させることで、反射素子４８の機能を代替でき、その場合は、反射素子４８を省略できる。

［第２実施形態］
次に、本開示の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成を備えるが、光源装置の構成が異なる。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

［光源装置の構成］
図４は、本実施形態に係るプロジェクターが備える光源装置５の構成を示す模式図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係る光源装置４に代えて、図４に示す光源装置５を備える他は、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。
光源装置５は、光源装置４と同様に、光変調装置３４３を照明する照明光を均一化装置３１に出射する。光源装置５は、第１光源４１、波長変換素子５１、第１平行化素子５２、第２光源５３、集光素子５４、拡散装置５５、第２平行化素子５６、光合成素子５７及び反射素子５８を有する。

光源装置５には、第１光源４１による青色光の出射方向に沿う第１照明光軸と、第１照明光軸と交差する第２照明光軸とが設定されている。第１照明光軸は、＋Ｘ方向に沿う光軸であり、第２照明光軸は、＋Ｚ方向に沿う光軸である。
第１光源４１、波長変換素子５１、第１平行化素子５２及び光合成素子５７は、第１照明光軸上に配置されている。
第２光源５３、集光素子５４、拡散装置５５、第２平行化素子５６、光合成素子５７及び反射素子５８は、第２照明光軸上に配置されている。
光合成素子５７は、第１照明光軸と第２照明光軸との交差部分に配置されている。

［波長変換素子の構成］
波長変換素子５１は、第１光源４１から出射された青色光ＢＬによって励起され、青色光ＢＬとは波長帯が異なる蛍光ＦＬを出射する。波長変換素子５１においても、青色光ＢＬは、第１波長帯の第１光の一例であり、蛍光ＦＬは、第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光の一例である。

波長変換素子５１は、波長変換層５１１、反射層５１２及び基板５１３を有する。波長変換素子５１は、青色光ＢＬの入射順に、基板５１３、反射層５１２、波長変換層５１１が配置されるように、第１照明光軸上に配置される。
波長変換層５１１において、青色光ＢＬの一部は、蛍光ＦＬに変換され、青色光ＢＬの残りは、第１平行化素子５２側に出射される。波長変換層５１１は、ＹＧｄＡＧ蛍光体、ＬＳＮ蛍光体及びＣｒ＋ＹＡＧ蛍光体の少なくとも１つの蛍光体と、賦活剤としてのＣｅとを含有する。このため、波長変換層５１１から出射される蛍光ＦＬは、主に黄色光ＹＬ及び赤色光ＲＬを含む他、僅かな量の緑色光ＧＬを含む蛍光である。
なお、＋Ｘ方向に沿う波長変換層５１１の寸法は、波長変換層５１１に入射された青色光ＢＬのうち、蛍光ＦＬに変換されない青色光が、波長変換層５１１から散乱されて出射される程度の寸法である。本実施形態では、＋Ｘ方向に沿う波長変換層５１１の寸法は、波長変換層５１１に入射した青色光ＢＬのうち２割の青色光ＢＬが出射される程度の寸法である。
波長変換層５１１がＬＳＮ蛍光体を含有する場合、波長変換層５１１は、例えば、粒径が１０μｍ以上、３０μｍ以下のＬＳＮ蛍光体粉末をホウ酸ガラス又は低融点ガラスにより焼結し、基板５１３上に塗布することによって構成される。

反射層５１２は、基板５１３と波長変換層５１１との間に配置される。反射層５１２は、透過波長が５３０ｎｍ以下である誘電体多層膜によって形成されている。反射層５１２は、第１光源４１から波長変換層５１１に入射する青色光ＢＬを透過し、波長変換層５１１にて生成されて－Ｘ方向に入射される蛍光ＦＬを＋Ｘ方向に反射する。
なお、波長変換層５１１にて散乱されて出射される青色光ＢＬのうち、反射層５１２に入射される青色光ＢＬは、基板５１３を介して第１光源４１から入射される青色光ＢＬの角度に比べて大きな角度で反射層５１２に入射される。このため、反射層５１２を構成する誘電体多層膜の透過波長が５３０ｎｍ以下であることによって、反射層５１２を基板５１３側に進行する青色光ＢＬに対する誘電体多層膜の透過波長は、より低い波長にずれる。このため、基板５１３側に反射層５１２を通過する青色光の光量を低減でき、より多くの青色光を波長変換層５１１から第１平行化素子５２に入射させることができる。

基板５１３は、少なくとも青色光ＢＬを透過する透光性基板によって形成されており、本実施形態ではサファイア基板である。基板５１３は、波長変換層５１１及び反射層５１２を支持するとともに、波長変換層５１１から反射層５１２を介して伝達される熱を放熱する。なお、基板５１３において青色光ＢＬの入射領域以外の領域に接続され、基板５１３から伝達される熱を放熱する放熱部材が設けられていてもよい。

［第１平行化素子の構成］
第１平行化素子５２は、波長変換素子５１に対して＋Ｘ方向に配置されている。第１平行化素子５２は、波長変換素子５１から＋Ｘ方向に出射された青色光ＢＬ及び蛍光ＦＬを平行化する。第１平行化素子５２によって平行化された青色光ＢＬ及び蛍光ＦＬは、＋Ｘ方向に沿って光合成素子５７に入射する。

［第２光源の構成］
第２光源５３は、＋Ｚ方向に沿って緑色光ＧＬを出射する。すなわち、第２光源５３は、第１光源４１による青色光ＢＬの出射方向に交差する方向に緑色光ＧＬを出射する。第２光源５３は、第２固体発光素子４２１、第２光源支持基板４２２及び第２平行化レンズ４２３を有する。すなわち、第２光源５３は、第２アフォーカル光学素子４２４を備えない他は、第２光源４２と同様の構成及び機能を備える。すなわち、第２光源５３は、第２固体発光素子４２１、第２光源支持基板４２２及び第２平行化レンズ４２３を有する。
第２固体発光素子４２１は、波長変換素子５１から出射される蛍光ＦＬと合成される緑色光ＧＬを、＋Ｚ方向に出射する。

［集光素子、拡散装置及び第２平行化素子の構成］
集光素子５４は、第２光源５３から出射された緑色光ＧＬを拡散装置５５に集光する。
拡散装置５５は、集光素子５４から入射される緑色光ＧＬを拡散させる。拡散装置５５は、緑色光ＧＬを拡散させつつ透過させる拡散素子５５１と、第２照明光軸に沿う回転軸を中心として拡散素子５５１を回転させるモーター等の駆動素子５５２と、を有する。駆動素子５５２が拡散素子５５１を回転させることによって、緑色光ＧＬにスペックルノイズが発生することを抑制できる。なお、拡散素子５５１は、石英ガラスの表面を深さ略１０μｍ前後、幅略１００μｍにエッチングしたものを例示できる。
第２平行化素子５６は、拡散装置５５から入射する緑色光ＧＬを平行化する。第２平行化素子５６にて平行化された緑色光ＧＬは、＋Ｚ方向に沿って光合成素子５７に入射される。

［光合成素子の構成］
光合成素子５７は、第１光源４１から出射された青色光ＢＬの一部と、波長変換素子５１にて生成された蛍光ＦＬと、第２光源５３から出射された緑色光ＧＬとを合成する。詳述すると、光合成素子５７は、波長変換素子５１を通過して第１平行化素子５２から入射する青色光ＢＬと、波長変換素子５１にて生成されて第１平行化素子５２から入射する蛍光ＦＬと、第２平行化素子５６から入射する緑色光ＧＬと、を合成する。
具体的に、光合成素子５７は、緑色光に相当する波長帯の光を反射し、他の波長帯の光を透過するバンドパスフィルターであり、誘電体多層膜が透光性基板に設けられた構成を有する。このため、第１平行化素子５２から入射する青色光ＢＬと、第１平行化素子５２から入射される蛍光ＦＬのうち緑色光ＧＬを除く黄色光ＹＬ及び赤色光ＲＬとを＋Ｘ方向に通過させ、第２平行化素子５６から入射する緑色光ＧＬを＋Ｘ方向に反射する。すなわち、第１光源４１から出射された青色光ＢＬに由来する青色光ＢＬ、黄色光ＹＬ及び赤色光ＲＬと、第２光源５３から出射された緑色光ＧＬとが、光合成素子５７によって合成されて、光源装置５から出射される。

［反射素子の構成］
反射素子５８は、光合成素子５７に対して＋Ｚ方向に配置されている。反射素子５８は、光合成素子５７に＋Ｘ方向に入射して＋Ｚ方向に反射された緑色光ＧＬを光合成素子５７に向かって反射する。すなわち、光合成素子５７は、蛍光ＦＬに含まれる緑色光ＧＬを光合成素子５７に反射する。
反射素子５８から光合成素子５７に入射した緑色光ＧＬは、波長変換素子５１の波長変換層５１１に入射し、波長変換層５１１に含まれる蛍光体を励起させる。なお、上記のように、蛍光体の種類によって、蛍光体は、緑色光ＧＬでは励起されない。
なお、光合成素子５７は、第１平行化素子５２から入射する蛍光ＦＬに含まれる緑色光の少なくとも一部を＋Ｘ方向に透過させてもよい。この場合は、反射素子５８を省略してもよい。

このような光源装置５は、光合成素子５７から＋Ｘ方向に出射された各色光を含む照明光を出射する。このため、光源装置５が出射する照明光は、青色光成分、緑色光成分及び赤色光成分を含む。青色光成分は、第１光源４１から出射された青色光ＢＬを含み、緑色光成分は、第２光源５３から出射された緑色光ＧＬを含み、赤色光成分は、波長変換素子５１から出射された蛍光ＦＬに含まれる赤色光ＲＬを含む。蛍光ＦＬに含まれる赤色光ＲＬは、光合成素子５７及びダイクロイックミラー３２２を通過可能な５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光を含む。

［第２実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクターは、第１実施形態に係るプロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏する。
光源装置５は、波長変換素子５１から出射された光と第２光源５３から出射された緑色光ＧＬとを合成する光合成素子５７を備える。波長変換素子５１は、波長変換層５１１及び反射層５１２を有する。波長変換層５１１は、第１光源４１から出射された青色光ＢＬを蛍光ＦＬに変換する。反射層５１２は、第１光源４１と波長変換層５１１との間に設けられ、第１光源４１から出射された青色光ＢＬを透過し、波長変換層５１１から入射する蛍光ＦＬを反射する。波長変換層５１１は、蛍光ＦＬと、第１光源４１から出射された青色光ＢＬの一部とを光合成素子５７に向けて出射する。
このような構成によれば、第１光源４１から出射された青色光ＢＬと、蛍光ＦＬに含まれる赤色光ＲＬと、第２光源４２から出射された緑色光ＧＬとを光合成素子５７にて合成して出射できる。従って、純度の高い色光を含む照明光を光源装置５から出射できる。

［実施形態の変形］
本開示は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形及び改良等は、本開示に含まれるものである。
上記第１実施形態では、反射素子４８の構成によっては、光源装置４から出射される照明光の緑色光成分に、第２光源４２から出射された緑色光ＧＬの他、波長変換素子４９から出射された蛍光ＦＬに含まれる緑色光が含まれるとした。上記第２実施形態では、光合成素子５７の構成によっては、光源装置５から出射される照明光の緑色光成分に、波長変換素子５１にて生じた蛍光ＦＬに含まれる緑色光が含まれるとした。しかしながら、これに限らず、光源装置４，５から出射される照明光の緑色光成分は、第２光源４２，５３から出射された緑色光であってもよい。すなわち、光源装置４，５から出射される照明光の緑色光成分に、蛍光ＦＬ由来の緑色光が含まれていても、含まれていなくてもよい。

上記各実施形態では、波長変換素子４９，５１の波長変換層４９１，５１１は、ＹＧｄＡＧ蛍光体、ＬＳＮ蛍光体及びＣｒ＋ＹＡＧ蛍光体のうちの１つの蛍光体と賦活剤であるＣｅとを含有するとした。しかしながら、これに限らず、波長変換素子が含有する蛍光体は、他の蛍光体であってもよく、波長変換素子は、複数種類の蛍光体を含有していてもよい。また、賦活剤は、Ｃｅに限らず、例えばＥｕ、Ｐｒ、Ｃｒ、Ｇｄ及びＧａの少なくとも１つであってもよい。

上記第１実施形態では、光源装置４は、光合成部材４３によって、第１光源４１から出射された青色光ＢＬと、第２光源４２から出射された緑色光ＧＬとを合成した合成光ＳＬを生成し、合成光ＳＬを拡散素子４７及び反射素子４８に入射させ、合成光ＳＬに含まれる青色光ＢＬを波長変換素子４９に入射させるとした。しかしながら、これに限らず、光合成部材４３によって第１光源４１から出射された青色光ＢＬと第２光源４２から出射された緑色光ＧＬとを合成させずに、青色光ＢＬを波長変換素子４９に入射させ、波長変換素子４９から出射された青色光ＢＬ及び蛍光ＦＬと、第２光源４２から出射された緑色光ＧＬとを合成してもよい。
すなわち、光合成部材４３、拡散素子４７及び反射素子４８は無くてもよい。

上記第１実施形態では、波長変換素子４９は、波長変換層４９１、反射層４９３及び基板４９４を有するとした。しかしながら、これに限らず、光源装置４は、光源装置５と同様に、青色光ＢＬの入射方向に沿って蛍光ＦＬを出射する透過型の波長変換素子を備えていてもよい。すなわち、光源装置４を構成する光学部品、及び、光学部品のレイアウトは、上記に限定されない。このため、角度変換素子４４、反射部材４５及び集光素子４６のうち、少なくとも１つは無くてもよく、他の光学部品に置き換えられてもよい。

上記第２実施形態では、光源装置５は、波長変換素子５１から出射された蛍光ＦＬ及び青色光ＢＬと、第２光源５３から出射された緑色光ＧＬとを合成する光合成素子５７を備えるとした。また、波長変換素子５１は、第１光源４１から出射された青色光ＢＬを蛍光ＦＬに変換する波長変換層５１１と、第１光源４１と波長変換層５１１との間に設けられ、第１光源４１から出射された青色光ＢＬを透過し、波長変換層５１１から入射する蛍光ＦＬを反射する反射層５１２と、を有するとした。更に、波長変換層５１１は、蛍光ＦＬと、第１光源４１から出射された青色光ＢＬの一部とを光合成素子５７に向けて出射するとした。しかしながら、これに限らず、波長変換素子５１は、青色光ＢＬを出射せず、蛍光ＦＬのみを出射してもよい。この場合、光合成素子５７をクロスダイクロイックプリズムとし、クロスダイクロイックプリズムに対して－Ｘ方向から第１光源４１から出射された青色光ＢＬの一部、又は、他の光源から出射された青色光を入射させてもよい。この場合、クロスダイクロイックプリズムが、＋Ｘ方向に沿って入射する蛍光ＦＬを＋Ｘ方向に透過し、第２光源５３から＋Ｚ方向に出射された緑色光ＧＬを＋Ｘ方向に反射し、－Ｚ方向から入射する青色光を＋Ｘ方向に反射することによって、各色光が含まれる合成光を照明光として出射できる。
すなわち、光源装置５を構成する光学部品、及び、光学部品のレイアウトは、上記に限定されない。

上記各実施形態では、プロジェクターは、３つの光変調装置３４３（３４３Ｒ，３４３Ｇ，３４３Ｂ）を備えるとした。しかしながら、これに限らず、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を備えたプロジェクターにも、本開示を適用可能である。
上記各実施形態では、画像投射装置３は、図１に示した構成及びレイアウトを備えるものとして説明した。しかしながら、これに限らず、画像投射装置３の構成及びレイアウトは、上記に限定されない。

上記各実施形態では、光変調装置３４３は、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネルを備えるとした。しかしながら、これに限らず、光変調装置３４３は、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを備えるものでもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置であってもよい。

上記各実施形態では、本開示の光源装置４，５をプロジェクターに適用した例を挙げた。しかしながら、これに限らず、本開示の光源装置は、例えば照明器具及び自動車等のヘッドライト等に採用可能である。

［本開示のまとめ］
以下、本開示のまとめを付記する。
本開示の第１態様に係る光源装置は、照明光を出射する光源装置であって、青色光を出射する第１光源と、緑色光を出射する第２光源と、前記第１光源から出射された青色光の波長を変換して蛍光を生成する波長変換素子と、を備え、前記照明光は、青色光成分、緑色光成分及び赤色光成分を含み、前記青色光成分は、前記第１光源から出射された青色光を含み、前記緑色光成分は、前記第２光源から出射された緑色光を含み、前記赤色光成分は、前記蛍光において５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光を含む。

このような構成によれば、光源装置から出射される照明光のうち、青色光成分は、第１光源から出射された青色光を含み、緑色光成分は、第２光源から出射された緑色光を含む。これによれば、照明光に含まれる青色光成分を、純度の高い青色光とすることができ、照明光に含まれる緑色光成分を、純度の高い緑色光とすることができる。また、照明光に含まれる赤色光成分は、５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光であることから、赤色光成分も純度の高い赤色光とすることができる。従って、照明光に含まれる各色光を、純度が高い色光とすることができる。

上記第１態様では、前記波長変換素子は、ＹＧｄＡＧを含む蛍光体と、賦活剤であるＣｅとを含有していてもよい。
ここで、ＹＧｄＡＧを含む蛍光体（ＹＧｄＡＧ蛍光体）と賦活剤であるＣｅとを含有する波長変換素子から出射される蛍光のピーク波長は、ＹＡＧを含む蛍光体（ＹＡＧ蛍光体）とＣｅとを含有する波長変換素子から出射される蛍光のピーク波長に比べて高い。このため、ＹＧｄＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子から出射される蛍光の光量と、ＹＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子から出射される蛍光の光量とが同じである場合には、波長変換素子から出射される蛍光における赤色光の光量を増やすことができる。

上記第１態様では、前記波長変換素子は、Ｌａ_３Ｓｉ_６Ｎ_１１を含む蛍光体と、賦活剤であるＣｅとを含有していてもよい。
このような構成によれば、Ｌａ_３Ｓｉ_６Ｎ_１１を含む蛍光体（ＬＳＮ蛍光体）と賦活剤であるＣｅとを含有する波長変換素子から出射される蛍光のピーク波長は、ＹＡＧ蛍光体とＣｅとを含有する波長変換素子から出射される蛍光のピーク波長に比べて高い。このため、ＹＧｄＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子と同様に、ＬＳＮ蛍光体を含有する波長変換素子から出射される蛍光の光量と、ＹＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子から出射される蛍光の光量とが同じである場合には、波長変換素子から出射される蛍光における赤色光の光量を増やすことができる。

上記第１態様では、前記波長変換素子は、ＹＡＧ及びＣｒを含む蛍光体と、賦活剤であるＣｅとを含有していてもよい。
ここで、ＹＡＧ及びＣｒを含む蛍光体（Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体）とＣｅとを含有する波長変換素子から出射される蛍光における赤色光成分の光量は、ＹＡＧ蛍光体とＣｅとを含有する波長変換素子から出射される蛍光における赤色光成分の光量よりも大きい。このため、ＹＧｄＡＧ蛍光体又はＬＳＮ蛍光体を含有する波長変換素子と同様に、Ｃｒ＋ＹＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子から出射される蛍光の光量と、ＹＡＧ蛍光体を含有する波長変換素子から出射される蛍光の光量とが同じである場合には、波長変換素子から出射される蛍光における赤色光の光量を増やすことができる。

上記第１態様では、前記第１光源から出射された青色光と、前記第２光源から出射された緑色光とを合成した合成光を出射する光合成部材と、前記波長変換素子に対して前記合成光の入射側に設けられ、入射する光を拡散させる拡散素子と、前記拡散素子と前記波長変換素子との間に設けられ、入射する緑色光の少なくとも一部を反射させる反射素子と、を備えてもよい。
このような構成によれば、第２光源から出射されて、拡散素子によって拡散された緑色光を光源装置から出射される照明光に含めることができる。従って、純度の高い緑色光を照明光に含ませることができる。

上記第１態様では、前記波長変換素子は、前記合成光のうち青色光を前記蛍光に変換する波長変換層と、前記波長変換層に対する青色光の入射側とは反対側に設けられ、入射する光を反射する反射層と、を有し、前記波長変換層は、入射される青色光のうち、一部の青色光を出射していてもよい。
このような構成によれば、波長変換素子にて生じた蛍光を、反射素子を介して拡散素子に入射させ、拡散素子にて拡散させることができる。また、波長変換層は、入射される青色光の一部を出射するので、波長変換層から出射された青色光を、反射素子を介して拡散素子に入射させ、拡散素子にて拡散させることができる。従って、光源装置から出射される照明光における照度分布を均一化できる。

上記第１態様では、前記波長変換素子から出射された光と前記第２光源から出射された緑色光とを合成する光合成素子を備え、前記波長変換素子は、前記第１光源から出射された青色光を前記蛍光に変換する波長変換層と、前記第１光源と前記波長変換層との間に設けられ、前記第１光源から出射された青色光を透過し、前記波長変換層から入射する前記蛍光を反射する反射層と、を有し、前記波長変換層は、前記蛍光と、前記第１光源から出射された青色光の一部とを前記光合成素子に向けて出射してもよい。
このような構成によれば、第１光源から出射された青色光と、蛍光に含まれる赤色光と、第２光源から出射された緑色光とを光合成素子にて合成して出射できる。従って、純度の高い色光を含む照明光を光源装置から出射できる。

本開示の第２態様に係るプロジェクターは、上記第１態様に係る光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。
このような構成によれば、第１態様に係る光源装置と同様の効果を奏することができ、これにより、投射する画像の色再現性を高めることができる。

１…プロジェクター、３４３（３４３Ｒ，３４３Ｇ，３４３Ｂ）…光変調装置、３６…投射光学装置、４，５…光源装置、４１…第１光源、４１１…第１固体発光素子、４１２…第１光源支持基板、４１３…第１平行化レンズ、４１４…第１アフォーカル光学素子、４１５…第１レンズ、４１６…第２レンズ、４２…第２光源、４２１…第２固体発光素子、４２２…第２光源支持基板、４２３…第２平行化レンズ、４２４…第２アフォーカル光学素子、４２５…第１レンズ、４２６…第２レンズ、４３…光合成部材、４４…角度変換素子、４５…反射部材、４５１…反射部、４５２…透過部、４６…集光素子、４７…拡散素子、４７１…入射面、４７２…凹曲面、４７３…反射防止層、４８…反射素子、４９…波長変換素子、４９１…波長変換層、４９２…入射面、４９３…反射層、４９４…基板、５…光源装置、５１…波長変換素子、５１１…波長変換層、５１２…反射層、５１３…基板、５２…第１平行化素子、５３…第２光源、５４…集光素子、５５…拡散装置、５５１…拡散素子、５５２…駆動素子、５６…第２平行化素子、５７…光合成素子、５８…反射素子、ＢＬ…青色光、ＦＬ…蛍光、ＧＬ…緑色光、ＲＬ…赤色光、ＳＬ…合成光。

Claims (8)

1. 照明光を出射する光源装置であって、
   青色光を出射する第１光源と、
   緑色光を出射する第２光源と、
   前記第１光源から出射された青色光の波長を変換して蛍光を生成する波長変換素子と、を備え、
   前記照明光は、青色光成分、緑色光成分及び赤色光成分を含み、
   前記青色光成分は、前記第１光源から出射された青色光を含み、
   前記緑色光成分は、前記第２光源から出射された緑色光を含み、
   前記赤色光成分は、前記蛍光において５９０ｎｍ以上の波長を有する赤色光を含むことを特徴とする光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記波長変換素子は、ＹＧｄＡＧを含む蛍光体と、賦活剤であるＣｅとを含有することを特徴とする光源装置。
3. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記波長変換素子は、Ｌａ_３Ｓｉ_６Ｎ_１１を含む蛍光体と、賦活剤であるＣｅとを含有することを特徴とする光源装置。
4. 請求項１に記載の光源装置において、
   前記波長変換素子は、ＹＡＧ及びＣｒを含む蛍光体と、賦活剤であるＣｅとを含有することを特徴とする光源装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記第１光源から出射された青色光と、前記第２光源から出射された緑色光とを合成した合成光を出射する光合成部材と、
   前記波長変換素子に対して前記合成光の入射側に設けられ、入射する光を拡散させる拡散素子と、
   前記拡散素子と前記波長変換素子との間に設けられ、入射する緑色光の少なくとも一部を反射させる反射素子と、を備えることを特徴とする光源装置。
6. 請求項５に記載の光源装置において、
   前記波長変換素子は、
   前記合成光のうち青色光を前記蛍光に変換する波長変換層と、
   前記波長変換層に対する青色光の入射側とは反対側に設けられ、入射する光を反射する反射層と、を有し、
   前記波長変換層は、入射される青色光のうち、一部の青色光を出射することを特徴とする光源装置。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光源装置において、
   前記波長変換素子から出射された光と前記第２光源から出射された緑色光とを合成する光合成素子を備え、
   前記波長変換素子は、
   前記第１光源から出射された青色光を前記蛍光に変換する波長変換層と、
   前記第１光源と前記波長変換層との間に設けられ、前記第１光源から出射された青色光を透過し、前記波長変換層から入射する前記蛍光を反射する反射層と、を有し、
   前記波長変換層は、前記蛍光と、前記第１光源から出射された青色光の一部とを前記光合成素子に向けて出射することを特徴とする光源装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光源装置と、
   前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
   前記光変調装置によって変調された光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とするプロジェクター。
   

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