JP2020118760A - 光源装置及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー光の断面形状を略円形に変換可能な小型の光源装置及びプロジェクターを提供すること。【解決手段】レーザー光を射出するレーザー光源と、レーザー光を平行化するコリメーター光学系と、を備え、コリメーター光学系は３群のレンズで構成され、第１群は第１の方向に負のパワーを有する第１のアナモフィックレンズを含み、第２群は第１の方向と直交する第２の方向に正のパワーを有する第２のアナモフィックレンズを含み、第３群は第１の方向に正のパワーを有する第３のアナモフィックレンズを含む光源装置に関する。【選択図】図４

Description

本発明は、光源装置及びプロジェクターに関するものである。

従来、プロジェクターに用いられる光源装置として、直交するシリンドリカル面を持つ２つのシリンドリカルレンズを用いることで、レーザー光源から射出したレーザー光の光束形状を略円形状に変換することでレンズアレイにレーザー光を効率良く入射させる技術がある（例えば、下記特許文献１参照）。

特開２０１７−２１１４１７号公報

上記光源装置において、レーザー光の発散角における最大値と最小値との差が大きいため、レーザー光の光束形状を略円形状に変換するため、２つのシリンドリカルレンズ間の距離を大きくする必要があった。そのため、光源装置が大型化してしまうという問題があった。

本発明の第一態様に従えば、レーザー光を射出するレーザー光源と、前記レーザー光を平行化するコリメーター光学系と、を備え、前記コリメーター光学系は３群のレンズで構成され、第１群は第１の方向に負のパワーを有する第１のアナモフィックレンズを含み、第２群は前記第１の方向と直交する第２の方向に正のパワーを有する第２のアナモフィックレンズを含み、第３群は前記第１の方向に正のパワーを有する第３のアナモフィックレンズを含む光源装置が提供される。

上記第一態様において、前記第１のアナモフィックレンズは第１のシリンドリカルレンズで構成され、前記第２のアナモフィックレンズは第２のシリンドリカルレンズで構成され、前記第３のアナモフィックレンズは第３のシリンドリカルレンズで構成されることが好ましい。

上記第一態様において、前記レーザー光源は、前記第１の方向に沿う長手と前記第２の方向に沿う短手を有する矩形状の発光領域を含み、前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第１の方向に沿った母線を有しており、前記第１のシリンドリカルレンズおよび前記第３のシリンドリカルレンズは、前記第２の方向に沿った母線をそれぞれ有することが好ましい。

上記第一態様において、前記第１群は両凹レンズで構成されることが好ましい。

上記第一態様において、前記第２群は凸レンズで構成され、前記凸レンズは少なくとも光射出側のレンズ面が非球面で構成されることが好ましい。

上記第一態様において、前記第２群は、平面からなる光入射面を有する平凸レンズで構成されることが好ましい。

上記第一態様において、前記第３群は凸レンズで構成され、前記凸レンズは少なくとも光射出側のレンズ面が非球面で構成されることが好ましい。

上記第一態様において、前記第３群は、平面からなる光入射面を有する平凸レンズで構成されることが好ましい。

本発明の第二態様に従えば、上記第一態様の光源装置と、前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学装置と、を備えるプロジェクターが提供される。

第一実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。 第１光源装置の構成を示す図である。 レーザー光源の要部構成を示す図である。 コリメーター光学系の構成を示す斜視図である。 第２光源装置の概略構成を示す図である。 第二実施形態のプロジェクターの概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（第一実施形態）
図１は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１は、スクリーンＳＣＲ上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター１は、第１光源装置２Ａと、第２光源装置２Ｂと、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投射光学装置６と、全反射ミラー８ａと、を備えている。

第１光源装置２Ａは青色光ＬＢを射出する。青色光ＬＢは全反射ミラー８ａで全反射されることで光変調装置４Ｂに入射する。第２光源装置２Ｂは黄色の蛍光ＹＬを射出する。黄色の蛍光ＹＬは色分離光学系３によって赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとに分離される。

色分離光学系３は、ダイクロイックミラー７ａと、全反射ミラー８ｂ，８ｃとを備えている。以下、赤色、緑色及び青色を総称してＲＧＢ各色と呼ぶ場合もある。

ダイクロイックミラー７ａは、第２光源装置２Ｂからの黄色の蛍光ＹＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとに分離する。ダイクロイックミラー７ａは、赤色光ＬＲを反射すると共に緑色光ＬＧを透過させる。全反射ミラー８ｂは、赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。全反射ミラー８ｃは、緑色光ＬＧを光変調装置４Ｇに導く。

光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色の画像光を形成する。光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色の画像光を形成する。光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色の画像光を形成する。

光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側及び射出側各々には、偏光板（図示せず。）が配置されている。

また、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂの入射側には、それぞれフィールドレンズ１０Ｒ，フィールドレンズ１０Ｇ，フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。

合成光学系５には、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂからの各画像光が入射する。合成光学系５は、各画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学装置６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられている。

投射光学装置６は、投射レンズ群からなり、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー映像が表示される。

続いて、第１光源装置２Ａの構成について説明する。
図２は第１光源装置２Ａの構成を示す図である。図２に示すように、第１光源装置２Ａは、レーザー光源２０Ｂと、コリメーター光学系３０と、均一化照明光学系１２と、を備える。

レーザー光源２０Ｂは、例えばピーク波長が３８０〜４９５ｎｍの青色光ＬＢを射出する半導体レーザーから構成される。

図３はレーザー光源２０Ｂの要部構成を示す図である。図３に示すように、レーザー光源２０Ｂは発光領域２１を有している。発光領域２１の平面形状は矩形である。以下、矩形状の発光領域２１の長手方向をＸ方向とし、発光領域２１から青色光ＬＢが射出される方向をＹ方向とし、Ｘ方向およびＹ方向に直交し、矩形状の発光領域２１の短手方向をＺ方向とする直交座標系を用いる。

具体的に発光領域２１は、レーザー光源１０から射出された青色光ＬＢの主光線の方向から見て、Ｚ方向に沿う短辺とＸ方向に沿う長辺とを有する略長方形状の平面形状を有している。

レーザー光源２０Ｂから射出される青色光ＬＢは直線偏光である。発光領域２１の短手方向における青色光ＬＢの発散角度は、発光領域２１の長手方向における青色光ＬＢの発散角度よりも大きい。すなわち、青色光ＬＢの光軸に直交する面と平行なＸＺ平面に沿う断面ＤＳはＸ方向に短軸を有し、Ｚ方向に長軸を有する楕円形状となる。

コリメーター光学系３０はレーザー光源２０Ｂからの青色光ＬＢを平行化する。
図４はコリメーター光学系３０の構成を示す斜視図である。図４に示すように、コリメーター光学系３０は３群のレンズで構成される。具体的に、コリメーター光学系３０は、第１群３１と、第２群３２と、第３群３３とを含む。第１群３１、第２群３２および第３群３３は、各々少なくとも１枚のレンズで構成される。

本実施形態において、第１群３１、第２群３２および第３群３３はそれぞれ１枚のレンズで構成されている。第１群３１はＸ方向（第１の方向）に負のパワーを有するアナモフィックレンズ（第１のアナモフィックレンズ）３４を含む。本実施形態において、アナモフィックレンズ３４は第１アナモフィック面３４ａ１と第２アナモフィック面３４ａ２とを両面に有する両凹レンズ３４ａで構成される。
本実施形態の第１アナモフィック面３４ａ１および第２アナモフィック面３４ａ２は、Ｚ方向に沿う母線３４Ｂ１，３４Ｂ２を持つシリンドリカル面からそれぞれ構成される。すなわち、両凹レンズ３４ａはＸＹ面に平行な面内において負のパワーを有する第１のシリンドリカルレンズで構成される。

第１アナモフィック面３４ａ１および第２アナモフィック面３４ａ２は、発光領域２１から発せられた光の発散角のうち、Ｘ方向における発散角を拡げる。すなわち、第１アナモフィック面３４ａ１および第２アナモフィック面３４ａ２は、青色光ＬＢのうち発散角の小さい成分をさらに発散させることができる。

本実施形態において、アナモフィックレンズ３４は両凹レンズ３４ａで構成されるため、光入射時と光射出時とでそれぞれ青色光ＬＢを発散させることでレンズのパワーを稼ぐことができる。したがって、アナモフィックレンズ３４の透過後における青色光ＬＢは、発光領域２１から射出された時点に比べてＸ方向の発散角が大きくなる。例えば、アナモフィックレンズ３４の透過後における青色光ＬＢのＸ方向の発散角は、発光領域２１の短手方向における発散角と同等の大きさとなっている。

アナモフィックレンズ３４を透過した青色光ＬＢは第２群３２に入射する。第２群３２はＸ方向と直交するＺ方向（第２の方向）に正のパワーを有するアナモフィックレンズ（第２のアナモフィックレンズ）３５を含む。本実施形態において、アナモフィックレンズ３５は平凸レンズ３５ａで構成される。平凸レンズ３５ａは平面からなる第１面（光入射面）３５ａ１を有しており、光射出側の第２面３５ａ２が非球面で構成されている。第２面３５ａ２はＸ方向（第１の方向）に沿う母線３５Ｂを持つシリンドリカル面で構成される。すなわち、平凸レンズ３５ａはＺＹ面に平行な面内において正のパワーを有する第２のシリンドリカルレンズで構成される。

第２面３５ａ２は発光領域２１の短手方向に沿うＺ方向に発散された青色光ＬＢの成分を収束して平行化する。すなわち、第２面３５ａ２は青色光ＬＢのうち発散角の大きい成分を収束して平行化する。

したがって、アナモフィックレンズ３５を透過した青色光ＬＢは発散角の大きいＺＹ面に平行な面内で平行化された状態となる。なお、青色光ＬＢはアナモフィックレンズ３５を透過する際、ＸＹ面に平行な面内においてはアナモフィックレンズ３５のパワーの影響を受けないため、青色光ＬＢはＸＹ面に平行な面内を発散し続ける。

本実施形態において、アナモフィックレンズ３５は平凸レンズ３５ａで構成されるため、両面にレンズ面を形成する場合に比べてレンズの製造が容易となるので、コスト低減を図ることができる。また、平凸レンズ３５ａは、青色光ＬＢが入射する光入射側の第１面３５ａ１を平面とし、光射出側の第２面３５ａ２をシリンドリカル面としたので、アナモフィックレンズ３５に入射した青色光ＬＢを平行化するまでの距離を稼ぐことができる。これにより、青色光ＬＢを十分に発散させることでＺ方向の光束幅を拡げることができる。

アナモフィックレンズ３５を透過した青色光ＬＢは第３群３３に入射する。第３群３３はＸ方向に正のパワーを有するアナモフィックレンズ（第３のアナモフィックレンズ）３６を含む。本実施形態において、アナモフィックレンズ３６は平凸レンズ３６ａで構成される。平凸レンズ３６ａは平面からなる第１面（光入射面）３６ａ１を有しており、光射出側の第２面３６ａ２が非球面で構成されている。第２面３６ａ２はＺ方向（第２の方向）に沿う母線３６Ｂを持つシリンドリカル面で構成される。すなわち、平凸レンズ３６ａはＸＹ面に平行な面内において正のパワーを有する第３のシリンドリカルレンズで構成される。

青色光ＬＢは平凸レンズ３６ａに入射する際、ＺＹ面に平行な面内では平行化されているものの、ＸＹ面に平行な面内では発散している。青色光ＬＢのＸＹ面に平行な面内での発散角は発光領域２１の短手方向における発散角と同等まで大きくなっているため、アナモフィックレンズ３５に入射する際、青色光ＬＢのＸ方向の光束幅は大きく拡がっている。第２面３６ａ２はＸＹ面に平行な面内で発散する青色光ＬＢを収束して平行化する。
したがって、アナモフィックレンズ３６を透過した青色光ＬＢは発散角の小さいＸＹ面に平行な面内でも平行化された状態となる。

アナモフィックレンズ３６は平凸レンズ３６ａで構成されるため、レンズの製造が容易となってコスト低減を図ることができる。また、平凸レンズ３６ａは、青色光ＬＢの入射側を平面とし、光射出側をシリンドリカル面としたので、アナモフィックレンズ３６に入射した青色光ＬＢを平行化するまでの距離を稼ぐことができる。これにより、青色光ＬＢを十分に発散させることでＸ方向の光束幅を拡げることができる。

本実施形態のコリメーター光学系３０において、発光領域２１から射出された青色光ＬＢの主光線の光路上における第１群３１、第２群３２および第３群３３各々の距離やレンズパワーは、発光領域２１から射出された青色光ＬＢの断面のアスペクト比が略１となるように設定されている。すなわち、本実施形態において、レーザー光源２０Ｂから射出された青色光ＬＢの断面は、図４に示すように、コリメーター光学系３０によって楕円状から略円形状に変換される。

ここで、本実施形態のコリメーター光学系３０の比較例として、２つのシリンドリカルレンズ（アナモフィックレンズ３５，３６）のみを用いて青色光ＬＢを平行化する場合を考える。この場合、アナモフィックレンズ３５を透過した青色光ＬＢは発散角の大きいＺＹ面に平行な面内で平行化され、アナモフィックレンズ３６を透過することで発散角の小さいＸＹ面に平行な面内でも平行化される。

アナモフィックレンズ３５，３６のみを用いて青色光ＬＢの断面を楕円状から略円形状に変換する場合、青色光ＬＢの主光線の光軸方向におけるアナモフィックレンズ３５およびアナモフィックレンズ３６間の距離を大きくする必要がある。これはアナモフィックレンズ３５およびアナモフィックレンズ３６間の距離が本実施形態のコリメーター光学系３０と同じ距離に設定した場合、発散角の小さいＸＹ面に平行な面内において青色光ＬＢがアナモフィックレンズ３６に入射するまでに十分に発散させることでＸ方向の光束幅をＺ方向の光束幅を同程度まで拡げることができず、青色光ＬＢの断面を略円形状に変換することができないためである。

これに対して、本実施形態のコリメーター光学系３０では、第１群３１のアナモフィックレンズ３４によって発光領域２１の長手方向における青色光ＬＢの発散角度を発光領域２１の短手方向における青色光ＬＢの発散角度と同程度まで拡げた状態で第２群３２のアナモフィックレンズ３５に入射させることができる。よって、青色光ＬＢはアナモフィックレンズ３５によってＺＹ面に平行な面内において平行化された後、アナモフィックレンズ３６に入射するまでの間で十分に発散して光束幅を拡げることができる。したがって、上記比較例の構成に比べてアナモフィックレンズ３５およびアナモフィックレンズ３６間の距離を小さくした状態で青色光ＬＢの断面を略円形状に変換することができる。

本実施形態のコリメーター光学系３０によれば、アナモフィックレンズ３５，３６のみを用いた比較例のコリメーター光学系に比べ、青色光ＬＢの光路上において、発光領域２１とアナモフィックレンズ３５との間に第１群３１のアナモフィックレンズ３４を追加した３群構成を採用することで、発光領域２１からアナモフィックレンズ３６までの距離を小さくできる。したがって、本実施形態のコリメーター光学系３０を備えた第１光源装置２Ａによれば、装置構成を大型化させることなく、青色光ＬＢの光束形状の断面を略円形状に変換することができる。

均一化照明光学系１２は、第１のレンズアレイ９０と、第２のレンズアレイ９１と、重畳レンズ９２とを含む。

第１のレンズアレイ９０は、コリメーター光学系３０から射出された青色光ＬＢを複数の部分光線束に分割するための複数の第１小レンズ９０ａを有する。複数の第１小レンズ９０ａは、第１光源装置２Ａの照明光軸と直交する面内にアレイ状に配列されている。本実施形態において、第１のレンズアレイ９０の光入射領域は例えば、略正方形状とされている。青色光ＬＢはコリメーター光学系３０によって略円形状の断面を有する平行光に変換されているため、青色光ＬＢは第１のレンズアレイ９０の正方形状の入射領域の全域に効率良く入射する。

第２のレンズアレイ９１は、複数の第２小レンズ９１ａを有する。複数の第２小レンズ９１ａの各々は複数の第１小レンズ９０ａに対応している。第２のレンズアレイ９１は、重畳レンズ９２とともに、第１のレンズアレイ９０の各第１小レンズ９０ａの像を光変調装置４Ｂの画像形成領域の近傍に重畳させる。

本実施形態の第１光源装置２Ａによれば、コリメーター光学系３０を備えることで装置の小型化を図りつつ、青色光ＬＢの断面形状を略円形に変換することができる。これにより、第１のレンズアレイ９０に対して青色光ＬＢを効率よく入射させることができる。よって、均一化照明光学系１２における青色光ＬＢの重畳性能を向上させることができる。

図５は第２光源装置２Ｂの概略構成を示す図である。
図５に示すように、第２光源装置２Ｂは、青色アレイ光源５１Ａと、第１コリメーター光学系５２と、アフォーカル光学系５３と、ダイクロイックミラー５５と、第１の集光光学系５６と、蛍光発光素子５７と、第２の集光光学系５９と、第１レンズインテグレーター６１と、偏光変換素子６２と、重畳レンズ６３とを備えている。

青色アレイ光源５１Ａと、第１コリメーター光学系５２と、アフォーカル光学系５３と、第１の位相差板５８ａと、ダイクロイックミラー５５とは、光軸ａｘ１上に順次並んで配置されている。なお、光軸ａｘ１は、青色アレイ光源５１Ａの光軸である。

一方、蛍光発光素子５７と、第１の集光光学系５６と、ダイクロイックミラー５５と、第１レンズインテグレーター６１と、偏光変換素子６２と、重畳レンズ６３とは、照明光軸ａｘ２上に順次並んで配置されている。光軸ａｘ１と照明光軸ａｘ２とは、同一面内にあり、互いに直交する。

青色アレイ光源５１Ａは複数の青色レーザー発光素子５１ａを備える。複数の青色レーザー発光素子５１ａは光軸ａｘ１と直交する面内において、アレイ状に並んで配置されている。青色レーザー発光素子５１ａは、例えば青色の励起光ＢＬ（例えば波長帯が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色レーザー光）を射出する。

青色アレイ光源５１Ａから射出された励起光ＢＬは、第１コリメーター光学系５２に入射する。第１コリメーター光学系５２は、青色アレイ光源５１Ａから射出された励起光ＢＬを平行光に変換する。第１コリメーター光学系５２は、例えばアレイ状に並んで配置された複数のコリメーターレンズ５２ａから構成されている。複数のコリメーターレンズ５２ａは、複数の青色レーザー発光素子５１ａに対応して配置される。

第１コリメーター光学系５２を通過した励起光ＢＬは、アフォーカル光学系５３に入射する。アフォーカル光学系５３は、励起光ＢＬの光束径を調整する。アフォーカル光学系５３は、例えば凸レンズ５３ａ，凹レンズ５３ｂから構成されている。

アフォーカル光学系５３を通過した励起光ＢＬはダイクロイックミラー５５に入射する。ダイクロイックミラー５５は、光軸ａｘ１及び照明光軸ａｘ２に対して４５°の角度をなすように配置される。ダイクロイックミラー５５は、励起光ＢＬを、蛍光発光素子５７に向けて反射するとともに、励起光ＢＬとは波長帯が異なる蛍光ＹＬを透過させる。

具体的に、ダイクロイックミラー５５は励起光ＢＬを反射して第１の集光光学系５６に入射させる。第１の集光光学系５６は、励起光ＢＬを蛍光発光素子５７の蛍光体６４に向けて集光させる。

本実施形態において、第１の集光光学系５６は、例えば第１レンズ５６ａ及び第２レンズ５６ｂから構成される。第１の集光光学系５６から射出された励起光ＢＬは、蛍光発光素子５７に集光した状態で入射する。蛍光発光素子５７は、蛍光体６４と、この蛍光体６４を支持する基板６５と、蛍光体６４を基板６５に固定する固定部材６６とを有している。

本実施形態において、蛍光体６４は、該蛍光体６４の側面と基板６５との間に設けられた固定部材６６により、基板６５に固定される。蛍光体６４は、励起光ＢＬの入射する側と反対側の面において、基板６５に接触する。

蛍光体６４は、励起光ＢＬを吸収して励起される蛍光体粒子を含む。この励起光ＢＬにより励起された蛍光体粒子は、例えば波長帯が５００〜７００ｎｍの蛍光（黄色蛍光）ＹＬを射出する。

蛍光体６４の励起光ＢＬが入射する側とは反対側（第１の集光光学系５６とは反対側）には反射部６７が設けられている。反射部６７は、蛍光体６４で生成された蛍光ＹＬのうち、基板６５に向かって進む成分を反射する。

基板６５の蛍光体６４を支持する面とは反対側の面には、ヒートシンク３８が配置されている。蛍光発光素子５７では、このヒートシンク３８を介して放熱できるため、蛍光体６４の熱劣化を防ぐことができる。

蛍光体６４で生成された蛍光ＹＬのうち、一部の蛍光ＹＬは、反射部６７によって反射され、蛍光体６４の外部へと射出される。また、蛍光体６４で生成された蛍光ＹＬのうち、他の一部の蛍光ＹＬは、反射部６７を介さずに蛍光体６４の外部へと射出される。このようにして、蛍光ＹＬが蛍光体６４から射出される。

蛍光体６４から射出された蛍光ＹＬは、非偏光の光である。蛍光ＹＬは、第１の集光光学系５６を通過した後、ダイクロイックミラー５５に入射する。そして、この蛍光ＹＬは、ダイクロイックミラー５５を透過して第１レンズインテグレーター６１に向けて進む。

蛍光ＹＬは第１レンズインテグレーター６１に向けて射出される。第１レンズインテグレーター６１は、第１マルチレンズ６１ａと第２マルチレンズ６１ｂとを有する。第１マルチレンズ６１ａは蛍光ＹＬを複数の部分光線束に分割するための複数の第１小レンズ６１ａｍを有する。

第１マルチレンズ６１ａのレンズ面（第１小レンズ６１ａｍの表面）と光変調装置４Ｒ，４Ｇの各々の画像形成領域とは互いに共役となっている。そのため、第１小レンズ６１ａｍ各々の形状は、光変調装置４Ｒ，４Ｇの画像形成領域の形状と略相似形（矩形状）となっている。これにより、第１マルチレンズ６１ａから射出された部分光束各々が光変調装置４Ｒ，４Ｇの画像形成領域にそれぞれ効率良く入射する。

第２マルチレンズ６１ｂは、第１マルチレンズ６１ａの複数の第１小レンズ６１ａｍに対応する複数の第２小レンズ６１ｂｍを有する。第２マルチレンズ６１ｂは、重畳レンズ６３とともに、第１マルチレンズ６１ａの各第１小レンズ６１ａｍの像を光変調装置４Ｒ，４Ｇの各々の画像形成領域の近傍に結像させる。

第１レンズインテグレーター６１を透過した蛍光ＹＬは、偏光変換素子６２に入射する。偏光変換素子６２は、偏光分離膜と位相差板（１／２位相差板）とをアレイ状に並べて構成される。偏光変換素子６２は、非偏光の蛍光ＹＬを直線偏光に変換して射出する。

より具体的に、偏光変換素子６２は、光変調装置４Ｒ，４Ｇの光入射側に配置された偏光板（不図示）の透過軸の方向に対応させる。これにより、上述のように蛍光ＹＬを分離して得られる赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧの偏光方向は、各光変調装置４Ｒ，４Ｇの入射側偏光板の透過軸方向に対応する。よって、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧは入射側偏光板でそれぞれ遮光されることなく、光変調装置４Ｒ，４Ｇの画像形成領域にそれぞれ良好に導かれる。

偏光変換素子６２を透過した蛍光ＹＬは、重畳レンズ６３に入射する。重畳レンズ６３は第１レンズインテグレーター６１と協同して、被照明領域における蛍光ＹＬの照度分布を均一化する。

以上のように本実施形態のプロジェクター１によれば、青色光ＬＢの断面形状を略円形に変換可能な第１光源装置２Ａを備えるので、青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに効率よく入射させることで良質な画像を表示できる。また、第１光源装置２Ａの装置構成を小型化できるので、プロジェクター１自体の小型化を図ることができる。

（第二実施形態）
続いて、第二実施形態に係るプロジェクターについて説明する。なお、第一実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、その詳細については説明を省略する。
図６は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
図６に示すように、プロジェクター１０１は、赤色光用光源装置１０２Ｒと、緑色光用光源装置１０２Ｇと、青色光用光源装置１０２Ｂと、光変調装置４Ｒと、光変調装置４Ｇと、光変調装置４Ｂと、フィールドレンズ１０Ｒと、フィールドレンズ１０Ｇと、フィールドレンズ１０Ｂと、合成光学系５と、投射光学装置６と、全反射ミラー１８Ｒと、全反射ミラー１８Ｇと、全反射ミラー１８Ｂと、を備えている。

本実施形態において、青色光用光源装置１０２Ｂは第一実施形態の第１光源装置２Ａで構成されている。そのため、青色光用光源装置１０２Ｂによれば装置構成を大型化させることなく、青色光ＬＢの光束形状の断面を略円形状に変換することができる。青色光用光源装置１０２Ｂから射出された青色光ＬＢは全反射ミラー１８Ｂで全反射されることで光変調装置４Ｂに入射する。

また、緑色光用光源装置１０２Ｇおよび赤色光用光源装置１０２Ｒは、射出する光の色（波長域）が互いに異なるだけであり、装置構成は青色光用光源装置１０２Ｂと同様である。緑色光用光源装置１０２Ｇから射出された緑色光ＬＧは全反射ミラー１８Ｇで全反射されることで光変調装置４Ｇに入射する。赤色光用光源装置１０２Ｒから射出された赤色光ＬＲは全反射ミラー１８Ｒで全反射されることで光変調装置４Ｒに入射する。

緑色光用光源装置１０２Ｇは、レーザー光源２０Ｇと、コリメーター光学系３０Ｇと、均一化照明光学系１２と、を備える。レーザー光源２０Ｇは、例えばピーク波長が４９５ｎｍ〜５８５ｎｍの緑色光ＬＧ１を射出する半導体レーザーから構成される。レーザー光源２０Ｇにおける発光領域の平面形状は矩形となっている。緑色光ＬＧ１の光軸に直交する面と平行な断面はＸ方向に短軸を有し、Ｚ方向に長軸を有する楕円形状となっている。

コリメーター光学系３０Ｇは、図４に示したコリメーター光学系３０と同様の構成を有しており、レーザー光源２０Ｇからの緑色光ＬＧを平行化する。そのため、本実施形態において、レーザー光源２０Ｇから射出された緑色光ＬＧの断面は、コリメーター光学系３０Ｇによって楕円状から略円形状に変換される（図４参照）。

また、赤色光用光源装置１０２Ｒは、レーザー光源２０Ｒと、コリメーター光学系３０Ｒと、均一化照明光学系１２と、を備える。レーザー光源２０Ｒは、例えばピーク波長が５８５ｎｍ〜７２０ｎｍの赤色光ＬＲ１を射出する半導体レーザーから構成される。レーザー光源２０Ｒにおける発光領域の平面形状は矩形となっている。赤色光ＬＲ１の光軸に直交する面と平行な断面はＸ方向に短軸を有し、Ｚ方向に長軸を有する楕円形状となっている。

コリメーター光学系３０Ｒは、図４に示したコリメーター光学系３０と同様の構成を有しており、レーザー光源２０Ｒからの赤色光ＬＲを平行化する。そのため、本実施形態において、レーザー光源２０Ｒから射出された赤色光ＬＲの断面は、コリメーター光学系３０Ｒによって楕円状から略円形状に変換される（図４参照）。

従って、本実施形態のコリメーター光学系３０Ｇを備えた緑色光用光源装置１０２Ｇによれば、装置構成を大型化させることなく、緑色光ＬＧの光束形状の断面を略円形状に変換することができる。また、本実施形態のコリメーター光学系３０Ｒを備えた赤色光用光源装置１０２Ｒによれば、装置構成を大型化させることなく、赤色光ＬＲの光束形状の断面を略円形状に変換することができる。

本実施形態の赤色光用光源装置１０２Ｒ、緑色光用光源装置１０２Ｇ、青色光用光源装置１０２Ｂによれば、各々の均一化照明光学系１２に対して赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢをそれぞれ効率よく入射させることができる。よって、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに対する重畳性能を向上させることができる。

以上のように本実施形態のプロジェクター１０１によれば、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにそれぞれ効率よく入射させることで良質な画像を表示することができる。また、赤色光用光源装置１０２Ｒ、緑色光用光源装置１０２Ｇ及び青色光用光源装置１０２Ｂの装置構成が小型化されるので、プロジェクター１０１自体の小型化を実現できる。

さらに本実施形態のプロジェクター１０１によれば、赤色光用光源装置１０２Ｒ、緑色光用光源装置１０２Ｇ及び青色光用光源装置１０２Ｂから射出される赤色光ＬＲ、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧを全反射ミラー１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂでそれぞれ反射して光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに入射させるため、投射光学装置６の周囲を囲むように赤色光用光源装置１０２Ｒ、緑色光用光源装置１０２Ｇ及び青色光用光源装置１０２Ｂを配置することができる。これにより、投射光学装置６の周辺スペースを各光源装置の配置に有効利用することができる。よって、全反射ミラー１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを用いない場合に比べて、プロジェクター１０１をより小型化できる。

なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
上記実施形態において、コリメーター光学系３０，３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂを構成する第１群３１、第２群３２および第３群３３はそれぞれ１枚のレンズで構成される場合を例に挙げたが、第１群３１、第２群３２および第３群３３の少なくともいずれかは複数のレンズで構成されていてもよい。また、上記実施形態において、アナモフィックレンズ３５，３６を構成する平凸レンズ３５ａ，３６ａの第２面３５ａ２，３６ａ２をそれぞれ非球面とする場合を例に挙げたが、第２面３５ａ２，３６ａ２はそれぞれ球面でもよい。

１，１０１…プロジェクター、４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ…光変調装置、６…投射光学装置、１０，２０Ｂ，２０Ｇ，２０Ｒ…レーザー光源、２１…発光領域、３０，３０Ｇ，３０Ｒ…コリメーター光学系、３１…第１群、３２…第２群、３３…第３群、３４，３５，３６…アナモフィックレンズ、３４…アナモフィックレンズ（第１のアナモフィックレンズ）、３４ａ…両凹レンズ、３５…アナモフィックレンズ（第２のアナモフィックレンズ）、３５ａ，３６ａ…平凸レンズ、３５ａ１，３６ａ１…第１面（光入射面）、３５Ｂ，３６Ｂ，３４Ｂ１，３４Ｂ２…母線、３６…アナモフィックレンズ（第３のアナモフィックレンズ）。

Claims (9)

1. レーザー光を射出するレーザー光源と、
   前記レーザー光を平行化するコリメーター光学系と、を備え、
   前記コリメーター光学系は３群のレンズで構成され、
   第１群は第１の方向に負のパワーを有する第１のアナモフィックレンズを含み、
   第２群は前記第１の方向と直交する第２の方向に正のパワーを有する第２のアナモフィックレンズを含み、
   第３群は前記第１の方向に正のパワーを有する第３のアナモフィックレンズを含む
   光源装置。
2. 前記第１のアナモフィックレンズは第１のシリンドリカルレンズで構成され、
   前記第２のアナモフィックレンズは第２のシリンドリカルレンズで構成され、
   前記第３のアナモフィックレンズは第３のシリンドリカルレンズで構成される
   請求項１に記載の光源装置。
3. 前記レーザー光源は、前記第１の方向に沿う長手と前記第２の方向に沿う短手を有する矩形状の発光領域を含み、
   前記第２のシリンドリカルレンズは、前記第１の方向に沿った母線を有しており、
   前記第１のシリンドリカルレンズおよび前記第３のシリンドリカルレンズは、前記第２の方向に沿った母線をそれぞれ有する
   請求項２に記載の光源装置。
4. 前記第１群は両凹レンズで構成される
   請求項１から３のいずれか一項に記載の光源装置。
5. 前記第２群は凸レンズで構成され、前記凸レンズは少なくとも光射出側のレンズ面が非球面で構成される
   請求項１から４のいずれか一項に記載の光源装置。
6. 前記第２群は、平面からなる光入射面を有する平凸レンズで構成される
   請求項５に記載の光源装置。
7. 前記第３群は凸レンズで構成され、前記凸レンズは少なくとも光射出側のレンズ面が非球面で構成される
   請求項１から６のいずれか一項に記載の光源装置。
8. 前記第３群は、平面からなる光入射面を有する平凸レンズで構成される
   請求項７に記載の光源装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の光源装置と、
   前記光源装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
   前記画像光を投射する投射光学装置と、を備える
   プロジェクター。

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