JP2023152298A - 光源装置、及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率で色再現性のよい光源装置、及び画像表示装置を提供すること。
【解決手段】本技術の一形態に係る光源装置は、第１の光源部と、偏光分離素子と、第２の光源部と、光合成部と、偏光合成素子とを具備する。前記第１の光源部は、所定の波長帯域を有し無偏光状態の光を出射する。前記偏光分離素子は、前記第１の光源部から出射された出射光を、第１の偏光状態の第１の分離光と、第２の偏光状態の第２の分離光とに分離する。前記第２の光源部は、波長帯域が前記所定の波長帯域に含まれる１以上のレーザ光を出射する。前記光合成部は、前記第１の分離光と前記１以上のレーザ光とを合成し、前記第１の偏光状態の合成光として出射する。前記偏光合成素子は、前記合成光と前記第２の分離光とを合成する。
【選択図】図３

Description

本技術は、光源装置、及び画像表示装置に関する。

特許文献１に記載の光源装置では、第１の光源部２４と第２の光源部２５とが備えられる。第１の光源部２４は、蛍光体材料に対する照射用（励起用）の光源として用いられる。第２の光源部２５は、第１の光源の光と蛍光体材料からの発光光との合成光に対して不足している色の波長域の光を出射する。これにより、高効率で色再現性のよい光源装置が実現されている（特許文献１の明細書段落［００１５］［００２９］等）。

特開２０１４－１８６１１５号公報

このように、高効率で色再現性のよい光源装置が求められている。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、高効率で色再現性のよい光源装置、及び画像表示装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本技術の一形態に係る光源装置は、第１の光源部と、偏光分離素子と、第２の光源部と、光合成部と、偏光合成素子とを具備する。
前記第１の光源部は、所定の波長帯域を有し無偏光状態の光を出射する。
前記偏光分離素子は、前記第１の光源部から出射された出射光を、第１の偏光状態の第１の分離光と、第２の偏光状態の第２の分離光とに分離する。
前記第２の光源部は、波長帯域が前記所定の波長帯域に含まれる１以上のレーザ光を出射する。
前記光合成部は、前記第１の分離光と前記１以上のレーザ光とを合成し、前記第１の偏光状態の合成光として出射する。
前記偏光合成素子は、前記合成光と前記第２の分離光とを合成する。

この光源装置では、所定の波長帯域を有し無偏光状態の光が第１の分離光と第２の分離光とに分離される。第１の分離光は１以上のレーザ光と合成され、その合成光が第２の分離光と合成される。これにより高効率で色再現性のよい光源装置を実現することが可能となる。

前記第１の光源部は、ランプ光、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光、又は発光材料からの発光光を出射してもよい。

前記第１の光源部は、黄色の波長帯域を少なくとも有する光を出射してもよい。この場合、前記第２の光源部は、赤色レーザ光、又は緑色レーザ光の少なくとも一方を出射してもよい。

前記光合成部は、前記１以上のレーザ光の光路に配置されたフィルタ素子と、前記第１の分離光を前記フィルタ素子に向けて出射する光学素子とを有してもよい。

前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域の光を透過させ、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域とは異なる波長帯域の光を反射する波長フィルタであり、前記１以上のレーザ光を透過させ前記第１の分離光を反射することで、前記合成光を出射してもよい。

前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域の光を反射し、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域とは異なる波長帯域の光を透過させる波長フィルタであり、前記１以上のレーザ光を反射し前記第１の分離光を透過させることで、前記合成光を出射してもよい。

前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の光路の位置に開口が構成され、前記１以上のレーザ光の光路とは異なる位置にミラーが構成された空間フィルタであり、前記１以上のレーザ光を前記開口から透過させ、前記第１の分離光を前記ミラーで反射することで、前記合成光を出射してもよい。

前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の光路の位置にミラーが構成され、前記１以上のレーザ光の光路とは異なる位置に開口が構成された空間フィルタであり、前記１以上のレーザ光を前記ミラーで反射し、前記第１の分離光を前記開口から透過させることで、前記合成光を出射してもよい。

前記偏光分離素子は、前記第１の光源部から出射された出射光を、前記第１の分離光であるＳ偏光と、前記第２の分離光であるＰ偏光とに分離してもよい。この場合、前記第２の光源部は、前記Ｓ偏光と同じ偏光状態の光として、前記１以上のレーザ光を出射してもよい。また前記光合成部は、前記Ｓ偏光と同じ偏光状態の光として、前記合成光を出射してもよい。また前記偏光合成素子は、前記合成光と、前記Ｐ偏光とを合成してもよい。

前記偏光分離素子は、前記第１の光源部から出射された出射光を、前記第１の分離光であるＰ偏光と、前記第２の分離光であるＳ偏光とに分離してもよい。この場合、前記第２の光源部は、前記Ｐ偏光と同じ偏光状態の光として、前記１以上のレーザ光を出射してもよい。また前記光合成部は、前記Ｐ偏光と同じ偏光状態の光として、前記合成光を出射してもよい。前記偏光合成素子は、前記合成光と、前記Ｓ偏光とを合成してもよい。

前記偏光分離素子及び前記偏光合成素子の各々は、偏光ビームスプリッタであってもよい。

前記第１の光源部は、励起光源と、前記励起光源から出射される励起光により励起されて発光する発光材料とを有してもよい。この場合、前記励起光源は、前記第１の偏光状態の光として、前記励起光を出射してもよい。また前記光学素子は、前記励起光の波長帯域の光を透過させ、前記励起光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を反射してもよい。また前記励起光は、前記光学素子を透過した後に、前記偏光分離素子を介して、前記発光体に照射されてもよい。

前記第１の光源部は、励起光源と、前記励起光源から出射される励起光により励起されて発光する発光材料とを有してもよい。この場合、前記励起光源は、前記第１の偏光状態の光として、前記励起光を出射してもよい。また前記光学素子は、前記励起光の波長帯域の光を反射し、前記励起光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を透過させてもよい。また前記励起光は、前記光学素子で反射された後に、前記偏光分離素子を介して、前記発光体に照射されてもよい。

前記光源装置は、さらに、前記第１の分離光のうち前記フィルタ素子により前記合成光として出射されなかった漏れ光を、前記光学素子から前記フィルタ素子までの前記第１の分離光の光路を逆向きに進むように反射するミラーを具備してもよい。

本技術の一形態に係る画像表示装置は、前記光源部と、画像生成システムと、投射システムとを具備する。
前記画像生成システムは、前記光源装置からの光をもとに画像を生成する。
前記投射システムは、前記画像生成システムにより生成された画像を投射する。

本技術の一実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す概略図である。 光源装置の概要を説明するための模式図である。 光源装置の具体的な構成例を示す模式図である。 光源装置に含まれる光学素子や光源の特性を説明するためのグラフである。 比較例として挙げる光源装置の構成例を示す模式図である。 比較例として挙げる光源装置に含まれる光学素子や光源の特性を説明するためのグラフである。 光源装置の他の構成例を示す模式図である。 第１の光源部の他の例を示す模式図である。 図８に示す構成が採用された場合の各デバイス及び光の特性を説明するための模式図である。 反射型の蛍光体光源が用いられる場合の、光源装置の構成例を示す模式図である。 光源装置の他の構成例を示す模式図である。 光源装置の適用例を示す模式図である。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

［画像表示装置］
図１は、本技術の一実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す概略図である。
画像表示装置１００は、例えばプレゼンテーション用、もしくはデジタルシネマ用、フライトシミュレーション用のプロジェクタとして用いられる。その他の用途に用いられる画像表示装置にも、以下に説明する本技術は適用可能である。

画像表示装置１００は、光源装置１と、画像生成システム２と、投射システム３とを有する。
光源装置１は、白色光Ｗ１を画像生成システム２に出射する。光源装置１については、後に詳しく説明する。

画像生成システム２は、光源装置１から出射された白色光Ｗ１に基づいて画像を生成する。
画像生成システム２は、インテグレータ光学系５と、照明光学系６と、画像生成素子としての液晶ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂと、ダイクロイックプリズム８とを有する。

インテグレータ光学系５は、インテグレータ素子９と、偏光変換素子１０と、集光レンズ１１とを有する。
インテグレータ素子９は、二次元に配列された複数のマイクロレンズを有する第１のフライアイレンズ９ａと、その複数のマイクロレンズに一つずつ対応するように配列された複数のマイクロレンズを有する第２のフライアイレンズ９ｂとを有する。
インテグレータ素子９に入射した白色光Ｗ１は、第１のフライアイレンズ９ａのマイクロレンズによって複数の光束に分割され、第２のフライアイレンズ９ｂに設けられた対応するマイクロレンズにそれぞれ結像される。第２のフライアイレンズ９ｂのマイクロレンズのそれぞれが二次光源として機能し、輝度がそろった複数の平行光を、後段の偏光変換素子１０に出射する。
偏光変換素子１０は、インテグレータ素子９を介して入射する入射光の偏光状態をそろえる機能を有する。偏光変換素子１０を通った光は、集光レンズ１１を介して照明光学系６に出射される。

照明光学系６は、ダイクロイックミラー１３及び１４、ミラー１５、１６及び１７、フィールドレンズ１８Ｒ、１８Ｇ及び１８Ｂ、リレーレンズ１９及び２０を有する。
ダイクロイックミラー１３は、白色光Ｗ１に含まれる赤色光Ｒ１を透過させ、黄色光（緑色光Ｇ１及び青色光Ｂ１）を反射する。
ダイクロイックミラー１４は、ダイクロイックミラー１３により反射された緑色光Ｇ１を反射し、青色光Ｂ１を透過させる。
これによりＲＧＢの各色光が、それぞれ異なる光路に分離される。なおＲＧＢの各色光を分離するための構成や、用いられるデバイス等は限定されない。

ダイクロイックミラー１３を透過した赤色光Ｒ１は、ミラー１５により反射され、フィールドレンズ１８Ｒにより平行化された後、赤色光の変調用の液晶ライトバルブ７Ｒに入射する。
ダイクロイックミラー１４により反射された緑色光Ｇ１は、フィールドレンズ１８Ｇにより平行化された後、緑色光の変調用の液晶ライトバルブ７Ｇに入射する。
ダイクロイックミラー１４を透過した青色光Ｂ１はリレーレンズ１９を通ってミラー１６によって反射され、さらにリレーレンズ２０を通ってミラー１７によって反射される。ミラー１７により反射された青色光Ｂ１は、フィールドレンズ１８Ｂにより平行化された後、青色光の変調用の液晶ライトバルブ７Ｂに入射する。

液晶ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂは、画像情報を含んだ画像信号を供給する図示しない信号源（例えばＰＣ等）と電気的に接続されている。
液晶ライトバルブ７Ｒ、７Ｇ及び７Ｂは、供給される各色の画像信号に基づき、入射光を画素毎に変調し、それぞれ赤色画像、緑色画像及び青色画像を生成する。変調された各色の光（形成された画像）は、ダイクロイックプリズム８に入射して合成される。
ダイクロイックプリズム８は、３つの方向から入射した各色の光を重ね合わせて合成し、投射システム３に向けて出射する。なお光の合成は、光の合波とも言える。

投射システム３は、画像生成システム２により生成された画像を投射する。投射システム３は、複数のレンズ２２等を有し、ダイクロイックプリズム８によって合成された光を図示しないスクリーン等に投射する。
これによりフルカラーの画像が表示される。投射システム３の具体的な構成は限定されない。

[光源装置]
図２は、光源装置１の概要を説明するための模式図である。
光源装置１は、第１の光源部２４と、第２の光源部２５と、偏光分離素子２６と、光合成部２７と、偏光合成素子２８とを有する。

第１の光源部２４は、所定の波長帯域を有し無偏光状態の光Ｌ１を出射する。
所定の波長帯域の具体的な値は限定されない。典型的には、可視光の波長帯域に含まれる波長帯域が選択される。
例えば赤色の波長帯域、緑色の波長帯域、及び青色の波長帯域を含む、白色の波長帯域を有する白色光が出射される。
これに限定されず、赤色の波長帯域、及び緑色の波長帯域を含む、黄色の波長帯域を有する黄色光が出射されてもよい。その他の波長帯域の光が出射されてもよい。
典型的には、いわゆるブロードな波長帯域の光、すなわち広波長帯域の光が出射される。

無偏光状態の光とは、偏光していない状態の光であり、例えば自然光等が含まれる。また偏光方向が全方向に対して略均一に分布する光も、無偏光状態の光に含まれる。また様々な偏光状態の光を含む光も、無偏光状態の光に含まれる。また偏光成分の強度が互いに略等しく、偏光方向が互いに異なる複数の光を含む光も、無偏光状態の光に含まれる。
例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光、ランプ光、及び発光材料からの発光光等も、無偏光状態の光に含まれる。
発光材料としては、例えば、励起光により励起されて蛍光を発光する蛍光材料が挙げられる。この場合、蛍光材料から発せられる蛍光が、発光光に相当する。
また発光材料として、量子ドット（ＱＤ：Quantum dot）が用いられてもよい。量子ドットからの発光光も、無偏光状態の光に含まれる。

第２の光源部２５は、波長帯域が、第１の光源部２４の出射光Ｌ１の波長帯域に含まれる１以上のレーザ光Ｌ２を出射する。
本開示では、レーザ光の中心波長が出射光Ｌ１の波長帯域に含まれる場合、当該レーザ光の波長帯域は、出射光Ｌ１の波長帯域に含まれるものとする。
従って、第２の光源部２５は、中心波長が、第１の光源部２４の出射光Ｌ１の波長帯域に含まれる１以上のレーザ光Ｌ２を出射するとも言える。
図２では、１つのレーザ光Ｌ２が図示されているが、第２の光源部２５から出射されるレーザ光の数は限定されない。

例えば、出射光Ｌ１が白色光である場合、第２の光源部２５から赤色レーザ光、緑色レーザ光、又は青色レーザ光の少なくとも１つが、１以上のレーザ光Ｌ２として出射される。
出射光Ｌ１が黄色光である場合、第２の光源部２５から赤色レーザ光、又は緑色レーザ光の少なくとも一方が、１以上のレーザ光Ｌ２として出射される。このような構成を採用することが可能である。
なおＲＧＢの各色のレーザ光は、ＲＧＢの各色のレーザ光源（ＬＤ：Laser Diode）を設置することで出射することが可能となる。

偏光分離素子２６は、第１の光源部２４から出射された出射光Ｌ１を偏光分離する。すなわち偏光分離素子２６は、出射光Ｌ１を、第１の偏光状態の第１の分離光Ｌ３と、第２の偏光状態の第２の分離光Ｌ４とに分離する。
例えば、偏光分離素子２６として、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ：Polarizing Beam Splitter）が用いられる。そして、出射光Ｌ１が、第１の分離光Ｌ３及び第２の分離光Ｌ４として、Ｓ偏光及びＰ偏光に分離される。
この場合、Ｓ偏光を第１の分離光Ｌ３とし、Ｐ偏光を第２の分離光Ｌ４として、本技術を適用することが可能である。これに限定されず、Ｐ偏光を第１の分離光Ｌ３とし、Ｓ偏光を第２の分離光Ｌ４として、本技術を適用することが可能である。
すなわち偏光分離素子２６は、第１の光源部２４から出射された出射光Ｌ１を、第１の分離光Ｌ３であるＳ偏光と、第２の分離光Ｌ４であるＰ偏光とに分離することが可能である。また、偏光分離素子２６は、第１の光源部２４から出射された出射光Ｌ１を、第１の分離光Ｌ３であるＰ偏光と、第２の分離光Ｌ４であるＳ偏光とに分離することが可能である。

ＰＢＳとしては、例えば、プリズム型のＰＢＳや、ワイヤグリッド型のＰＢＳ等、任意の構成のＰＢＳが用いられてよい。なお、プリズム型のＰＢＳと比べて、ワイヤグリッド型のＰＢＳは、熱の発生による影響が大きい場合がある。
従って、プリズム型のＰＢＳの方が、熱の影響を十分に低減することが可能となる。またプリズム型のＰＢＳが用いられる場合、硝材として石英（合成石英）を用いる。これにより、ＰＢＳ内を進行する光の偏光状態の維持に有利となり、偏光状態の乱れによる漏れ光の発生等を抑制することが可能となる。この結果、光の高効率化を実現することが可能となる。
なお偏光分離素子２６として、ＰＢＳ以外の光学素子が用いられてもよい。また第１の分離光Ｌ３及び第２の分離光Ｌ４として、偏光方向が高いに直交する直線偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光等）とは異なる偏光状態の２つの光が出射されてもよい。

光合成部２７は、第１の分離光Ｌ３と１以上のレーザ光Ｌ２とを合成し、第１の偏光状態の合成光Ｌ５として出射する。
例えば光合成部２７により、合成光Ｌ５の偏光状態が、合成される前の第１の分離光Ｌ３の偏光状態と等しくなるように、合成光Ｌ５が生成される。このような合成光Ｌ５は、第１の偏光状態の合成光Ｌ５に含まれる。
例えば、偏光分離素子２６により、出射光Ｌ１が、Ｐ偏光及びＳ偏光に分離されたとする。すなわち第１の分離光Ｌ３として、偏光方向が所定の方向となる直線偏光が出射されたとする。この場合、光合成部２７は、合成前の第１の分離光Ｌ３の偏光方向と同じ偏光方向の直線偏光となるように、合成光Ｌ５を生成して出射する。これにより、第１の偏光状態の合成光Ｌ５を出射することが可能となる。
もちろん、このような合成光Ｌ５が生成される場合に限定される訳ではない。

偏光合成素子２８は、合成光Ｌ５と第２の分離光Ｌ４とを偏光合成する。すなわち偏光合成素子２８は、第１の偏光状態の合成光Ｌ５と、第２の偏光状態の第２の分離光Ｌ４とを合成する。合成された光が、光源装置１の出射光Ｌ６となる。
例えば、偏光合成素子２８として、ＰＢＳを用いることが可能である。具体的には、２つのＰＢＳを、偏光分離素子２６及び偏光合成素子２８として用いることが可能である。
この場合、偏光合成素子２８は、第２の分離光Ｌ４及び合成光Ｌ５が、光学面に対してＰ偏光及びＳ偏光（組み合わせは任意）となるように構成される。これにより、第２の分離光Ｌ４及び合成光Ｌ５を、同軸上に合成して出射することが可能となる。
例えば、同一のＰＢＳを２つ準備し、偏光分離素子２６及び偏光合成素子２８として用いることが可能である。もちろん、異なるＰＢＳが２つ用いられてもよい。
また、ＰＢＳに限定されず、合成光Ｌ５と第２の分離光Ｌ４とを偏光合成することが可能に任意の光学素子が用いられてもよい。
なお、図１に例示するような画像表示装置１００が構成される場合、出射光Ｌ１として白色光Ｗ１が出射される。

画像表示装置１００による画像の表示に関して、再現可能（表現可能）な色の範囲を表す色域の調整は重要である。
本実施形態では、第１の光源部２４の出射光Ｌ１の色（波長帯域）に対して、適当な色（波長帯域）のレーザ光Ｌ２を、アシスト光として用いることが可能である。これにより、色再現性のよい画像表示装置１００（光源装置１）を実現することが可能となる。
１以上のレーザ光Ｌ２の数や波長帯域は、例えば所望の色域（色再現性）が実現されるように適宜設定されてよい。

図３は、光源装置１の具体的な構成例を示す模式図である。
図４は、光源装置１に含まれる光学素子や光源の特性を説明するためのグラフである。

図３に示す光源装置１は、白色ＬＥＤ３０と、コリメータレンズ３１と、赤色ＬＤ３２と、緑色ＬＤ３３と、青色ＬＤ３４と、レンズ系３５とを有する。また光源装置１は、２つのＰＢＳ３６及び３７と、ミラー３８と、波長フィルタ３９とを有する。

白色ＬＥＤ３０は、白色光Ｗ２を出射する。
例えば、青色ＬＥＤと黄色光を発光する蛍光材料とを含む白色ＬＥＤ３０が用いられる。そして、図４Ａに示す波長スペクトルを有する白色光Ｗ２が出射される。もちろん、本技術の適用に関して、白色ＬＥＤ３０の構成や白色光Ｗ２の波長スペクトルが限定される訳ではない。
白色光Ｗ２は、所定の方向を出射方向として、白色ＬＥＤ３０から出射される。
白色ＬＥＤ３０は、図２に示す第１の光源部２４の一実施形態となる。また白色光Ｗ２は、図２に示す、所定の波長域を有する無偏光状態の光Ｌ１に相当する。

赤色ＬＤ３２、緑色ＬＤ３３、及び青色ＬＤ３４は、赤色レーザ光Ｒ２、緑色レーザ光Ｇ２、及び青色レーザ光Ｂ２を出射する。図４Ｂに示すように、赤色レーザ光Ｒ２、緑色レーザ光Ｇ２、及び青色レーザ光Ｂ２の各々は、中心波長が白色光Ｗ２の波長帯域に含まれるレーザ光となる。
赤色ＬＤ３２、緑色ＬＤ３３、及び青色ＬＤ３４（以下、ＲＧＢの各ＬＤと記載する場合がある）は、赤色レーザ光Ｒ２、緑色レーザ光Ｇ２、及び青色レーザ光Ｂ２（以下、ＲＧＢの各レーザ光と記載する場合がある）の出射方向が互いに等しくなるように配置される。
またＲＧＢの各レーザ光は、偏光方向がそろえられて（すなわち、同じ偏光状態で）、直線偏光として出射される。
ＲＧＢの各ＬＤは、図２に示す第２の光源部２５の一実施形態となる。ＲＧＢの各レーザ光は、図２に示す１以上のレーザ光Ｌ２に相当する。

図２に示すように、本実施形態では、ＲＧＢの各レーザ光の出射方向は、白色ＬＥＤ３０からの白色光Ｗ２の出射方向と直交するように設定される。
以下、説明をわかりやすくするために、ＲＧＢの各レーザ光の出射方向をＸ方向とし、白色光Ｗの出射方向をＹ方向として説明を行う。
また、Ｘ方向を左右方向とし、Ｙ方向を上下方向として説明を行う。Ｘ方向の矢印が向いている側が右側となり、その反対側が左側となる。またＹ方向の矢印が向いている側が上方側となり、その反対側が下方側となる。
もちろん、本技術の適用に関して、光源装置１が使用される向き等が限定される訳ではない。

本実施形態では、図２に示すように、白色ＬＥＤ３０は、Ｙ方向に沿って上方側に向けて白色光Ｗ２を出射する。
ＲＧＢの各ＬＤは、白色ＬＥＤ３０に対して、左上方側に配置される。ＲＧＢの各ＬＤは、Ｘ方向に沿って右側に向けて、ＲＧＢの各レーザ光を出射する。

コリメータレンズ３１は、白色ＬＥＤ３０の出射側に配置され、白色光Ｗ２を平行化する。
レンズ系３５は、ＲＧＢの各ＬＤの出射側に配置される。レンズ系３５は、例えば、集光レンズやコリメータレンズを有し、ＲＧＢの各レーザ光を、所定の光路に沿って出射する。

ＰＢＳ３６は、白色ＬＥＤ３０から出射される白色光Ｗ２の光路上に配置される。
ＰＢＳ３６は、白色光Ｗ２をＰ偏光ＬｐとＳ偏光Ｌｓとに分離する光学面３６ａを有する。光学面３６ａは、白色光Ｗ２の出射方向（Ｙ方向）に対して、４５度の角度となるように配置される。
白色光ＷのうちＰ偏光Ｌｐは、ＰＢＳ３６の光学面３６ａを透過し、Ｙ方向に沿って上方側に進行する。
白色光ＷのうちＳ偏光Ｌｓは、ＰＢＳ３６の光学面３６ａにより反射され、Ｘ方向に沿って左側に進行する。
ＰＢＳ３６は、図２に示す偏光分離素子２６の一実施形態となる。また、Ｓ偏光Ｌｓは、図２に示す第１の分離光Ｌ３に相当し、Ｐ偏光Ｌｐは第２の分離光Ｌ４に相当する。従って、本実施形態では、ＰＢＳ３６は、白色ＬＥＤ３０から出射された白色光Ｗ２を、第１の分離光Ｌ３であるＳ偏光Ｌｓと、第２の分離光Ｌ４であるＰ偏光とに分離する。

以下、Ｐ偏光Ｌｐと同じ偏光状態の光をＰ偏光の光と記載し、Ｓ偏光Ｌｓと同じ偏光状態の光を、Ｓ偏光の光と記載する場合がある。また図中では、Ｐ偏光が破線で図示されている。

ミラー３８は、ＰＢＳ３６により反射されたＳ偏光Ｌｓの光路上に配置される。従って、ミラー３８は、ＰＢＳ３６に対して、Ｘ方向に沿って左側に並ぶように配置される。またミラー３８は、Ｓ偏光Ｌｓの出射方向（Ｘ方向）に対して、４５度の角度となるように配置される。
ミラー３８は、Ｘ方向に沿って左側に反射されたＳ偏光を、Ｙ方向に沿って上方側に反射する。この際に、Ｓ偏光Ｌｓの偏光状態は維持される。

図３に示すように、波長フィルタ３９は、ＲＧＢの各ＬＤから出射されるＲＧＢの各レーザ光の光路上に配置される。また波長フィルタ３９は、ミラー３８により反射されたＳ偏光の光路上に配置される。
また波長フィルタは、ＲＧＢの各レーザ光の出射方向（Ｘ方向）、及びＳ偏光Ｌｓの出射方向（Ｙ方向）の各々に対して、４５度の角度となるように配置される。

波長フィルタ３９は、所定の波長帯域の光を透過させ、他の波長帯域の光を反射するフィルタ特性を有する。すなわち波長フィルタ３９として、ダイクロイックミラーが用いられる。波長フィルタ３９を、波長分離フィルタと呼ぶことも可能である。
本実施形態では波長フィルタ３９は、図４Ｃに示すように、ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域の光を透過させ、ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を反射する。
従って、波長フィルタ３９は、ＲＧＢの各ＬＤから出射されるＲＧＢの各レーザ光を、Ｘ方向に沿って右側に透過させる。また、波長フィルタ３９は、ミラー３８により反射されたＳ偏光Ｌｓのうち、ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を、Ｘ方向に沿って右側に反射する。
これにより、波長フィルタ３９により、ＲＧＢの各レーザ光と、Ｓ偏光Ｌｓとが合成され、合成光ＬＣとしてＸ方向に沿って右側に出射される。

本実施形態では、ＲＧＢの各レーザ光は、波長フィルタ３９により合成されるＳ偏光Ｌｓと同じ偏光状態の光として、ＲＧＢの各ＬＤから出射される。
従って、波長フィルタ３９からは、Ｓ偏光Ｌｓと同じ偏光状態の光、すなわちＳ偏光として合成光ＬＣが出射される。
波長フィルタの具体的な構成等は限定されず、ノッチフィルタ等の任意のフィルタ素子が用いられてよい。
なお、ＲＧＢの各レーザ光がＳ偏光として出射されるので、当該偏光状態にあわせて波長フィルタ３９を設計することが可能である。すなわち、Ｓ偏光に特化した設計により、フィルタ特性が高い波長フィルタ３９を設計することが可能である。この結果、光の利用効率を向上させることが可能となる。

本実施形態では、図２に示す光合成部２７として、１以上のレーザ光Ｌ２の光路に配置されたフィルタ素子と、第１の分離光Ｌ３をフィルタに向けて出射する光学素子とを有する構成が採用されている。
図３に示す波長フィルタ３９がフィルタ素子の一実施形態となり、ミラー３８が光学素子の一実施形態となる。
すなわち本実施形態では、波長フィルタ３９と、ミラー３８により、図２に示す光合成部２７が実現されている。
もちろん、このような構成に限定される訳ではない。
また、合成光ＬＣは、図２に示す第１の偏光状態の合成光Ｌ５に相当する。

ＰＢＳ３７は、ＰＢＳ３６を透過するＰ偏光Ｌｐの光路上に配置される。またＰＢＳ３７は、ＲＧＢの各レーザ光とＳ偏光Ｌｓとの合成光ＬＣの光路上に配置される。
従って、２つのＰＢＳ３６及び３７は、白色ＬＥＤ３０に対して、Ｙ方向に沿って上方側に並ぶように配置される。またＰＢＳ３７は、ＲＧＢの各ＬＤに対して、Ｘ方向に沿って右側に並ぶように配置される。

ＰＢＳ３７は、光学面３７ａに対してＰ偏光となる光と、Ｓ偏光となる光とを合成して、同軸上に出射する。
本実施形態では、光学面３７ａは、ＰＢＳ３６を透過するＰ偏光Ｌｐと、ＲＧＢの各レーザ光とＳ偏光Ｌｓとの合成光ＬＣとを合成可能に設計される。また光学面３７ａは、Ｐ偏光Ｌｐの出射方向（Ｙ方向）、及び合成光ＬＣの出射方向（Ｘ方向）の各々に対して、４５度の角度となるように配置される。
従って、光学面３７ａは、ＰＢＳ３６を透過したＰ偏光Ｌｐを、Ｙ方向に沿って上方側に透過させる。また光学面３７ａは、Ｘ方向に沿って左側から入射する合成光ＬＣをＹ方向に沿って上方側に反射する。
この結果、ＰＢＳ３７により、Ｐ偏光Ｌｐと合成光ＬＣとが合成され、図１に示す白色光Ｗ１として、Ｙ方向に沿って上方側に出射される。
ＰＢＳ３７は、図２に示す偏光合成素子２８の一実施形態となる。また白色光Ｗ１は、図２に示す合成光Ｌ５に相当する。

図４Ｄは、白色光Ｗ１の波長スペクトルを示すグラフである。
白色光Ｗ１は、Ｐ偏光Ｌｐと、ＲＧＢの各レーザ光と、Ｓ偏光ＬｓのうちＲＧＢの各レーザ光の波長帯域とは異なる波長帯域の光とを含む光である。
Ｐ偏光Ｌｐ及びＳ偏光Ｌｓについて、光量（光の強度）は、白色光Ｗ２全体の半分となる。
図４Ｃに示す波長フィルタ３９の透過率のうち、透過率０％となる波長帯域（ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域とは異なる波長帯域）では、Ｐ偏光Ｌｐ及びＳ偏光Ｌｓが含まれるので、白色光Ｗ２がそのまま出射される。
透過率１００％となる波長帯域（ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域）では、ＲＧＢの各レーザ光、及びＰ偏光Ｌｐが含まれる。従って、当該波長帯域では、白色光Ｗ１の光量は半分となる。
もちろん、各光において、光源装置１内を進行する際に、若干の光のロス（光の損失）が発生する場合はあり得る。しかしながら、図４Ｄに例示する波長スペクトルを基本とした白色光Ｗ１を出射することが可能である。

図５は、比較例として挙げる光源装置９０の構成例を示す模式図である。
図６は、光源装置９０に含まれる光学素子や光源の特性を説明するためのグラフである。

光源装置９０では、２つのＰＢＳ３６及び２７は用いられない。すなわち光源装置９０では、図２に示す偏光分離素子２６及び偏光合成素子２８は用いられない。
光源装置９０では、波長フィルタ（ダイクロイックミラー）９１により、白色光Ｗ２と、ＲＧＢの各レーザ光とが合成される。

図５に示すように、光源装置９０では、白色ＬＥＤ３０からＹ方向に沿って上方側に、白色光Ｗ２が出射される。また赤色ＬＤ３２、緑色ＬＤ３３、及び青色ＬＤ３４から、赤色レーザ光Ｒ２、緑色レーザ光Ｇ２、及び青色レーザ光Ｂ２が、Ｘ方向に沿って右側に出射される。

波長フィルタ９１は、白色ＬＥＤ３０からの白色光Ｗ２の光路上に配置される。また、波長フィルタ９１は、ＲＧＢの各ＬＤから出射されるＲＧＢの各レーザ光の光路上に配置される。
また波長フィルタは、白色光Ｗ２の出射方向（Ｙ方向）、及びＲＧＢの各レーザ光の出射方向（Ｘ方向）の各々に対して、４５度の角度となるように配置される。

また波長フィルタ９１は、図６Ａに示すように、ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域の光を反射し、ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を透過させる。
従って、波長フィルタ９１は、ＲＧＢの各ＬＤから出射されるＲＧＢの各レーザ光を、Ｙ方向に沿って上方側に反射する。また波長フィルタ３９は、白色光Ｗ２のうち、ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を、Ｙ方向に沿って上方側に透過させる。
これにより、波長フィルタ９１により、ＲＧＢの各色のレーザ光と、白色光Ｗ２とが合成され、白色光Ｗ３としてＹ方向に沿って上方側に出射される。

図６Ｂは、白色光Ｗ３の波長スペクトルを示すグラフである。
白色光Ｗ３は、ＲＧＢの各レーザ光と、白色光Ｗ２のうちＲＧＢの各レーザ光の波長帯域とは異なる波長帯域の光とを含む光である。
図６Ａに示す波長フィルタ９１の透過率のうち、透過率１００％となる波長帯域（ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域とは異なる波長帯域）では、白色光Ｗ２がそのまま出射される。
透過率０％となる波長帯域（ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域）では、ＲＧＢの各レーザ光がそのまま出射される。一方、当該波長帯域では、白色光Ｗ２は、カットされてしまう。従って、当該波長帯域では、各色のレーザ光のみが出射される。

このように、光源装置９０では、白色光Ｗ２と各色のレーザ光とを合成する際に、白色光Ｗ２の一部がカットされる。従って光の利用効率が低下してしまう。
またＲＧＢの各レーザ光の波長帯域では、ＲＧＢの各レーザ光のみが出射されるので、各レーザ光のコヒーレント性に起因するスペックルが生じやすい。スペックルが発生すると、画像表示装置１００により表示される画像の画質の低下につながってしまう。

これに対して、本実施形態に係る光源装置１では、図４Ｄに示す波長スペクトルを有する白色光Ｗ２を出射することが可能である。すなわち、ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域において、白色光Ｗ２のＰ偏光Ｌｐを出射することが可能となる。
これにより、光の利用効率を向上させることが可能となり、画像表示装置１００（光源装置１）の高輝度化を実現することが可能となる。また各レーザ光のコヒーレント性に起因するスペックルの発生を抑制することが可能となる。この結果、高品質な画像の表示を実現することが可能となる。

なお、図５に示す光源装置９０でも、図３に示す光源装置１と同様に、緑色ＬＤ３３により出射される緑色レーザ光Ｇ２を、アシスト光として用いる構成が採用されている。
この緑色レーザ光Ｇ２をアシスト光として用いる点は、従来にない技術であり、本発明者が新規に考案した技術である。
光源装置９０においても、緑色レーザ光Ｇ２をアシスト光として用いることで、高い色再現性が実現されている。

図７は、光源装置１の他の構成例を示す模式図である。
図７に示す光源装置１では、白色ＬＥＤ３０が、ＰＢＳ３６に対してＸ方向に沿って右側に並ぶように配置される。そして、Ｘ方向に沿って左側に向けて、白色ＬＥＤ３０から白色光Ｗ２が出射される。
また図７にて破線で図示されているように、ＲＧＢの各ＬＤは、Ｐ偏光の光として、各色のレーザ光を出射する。

ＰＢＳ３６は、白色光Ｗ２のうちＰ偏光Ｌｐを、Ｘ方向に沿って左側に透過させる。またＰＢＳ３６は、白色光Ｗ２のうちＳ偏光Ｌｓを、Ｙ方向に沿って上方側に反射する。
本実施形態では、Ｐ偏光Ｌｐが図２に示す第１の分離光Ｌ３に相当し、Ｓ偏光Ｌｓが第２の分離光Ｌ４に相当する。従って、本実施形態では、ＰＢＳ３６は、白色ＬＥＤ３０から出射された白色光Ｗ２を、第１の分離光Ｌ３であるＰ偏光Ｌｐと、第２の分離光Ｌ４であるＳ偏光とに分離する。

ミラー３８は、Ｘ方向に沿って左側に透過されたＰ偏光Ｌｐを、Ｙ方向に沿って上方側に反射する。この際に、Ｐ偏光Ｌｐの偏光状態は維持される。

波長フィルタ３９は、ＲＧＢの各ＬＤから出射されるＲＧＢの各レーザ光を、Ｘ方向に沿って右側に透過させる。また、波長フィルタ３９は、ミラー３８により反射されたＰ偏光Ｌｐのうち、ＲＧＢの各レーザ光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を、Ｘ方向に沿って右側に反射する。
これにより、波長フィルタ３９により、ＲＧＢの各レーザ光と、Ｐ偏光Ｌｐとが合成され、合成光ＬＣとしてＸ方向に沿って右側に出射される。合成光ＬＣは、Ｐ偏光Ｌｐと同じ偏光状態の光、すなわちＰ偏光の光として出射される。

ＰＢＳ３７は、ＰＢＳ３６により反射されたＳ偏光Ｌｓを、Ｘ方向に沿って右側に反射する。またＰＢＳ３７は、Ｘ方向に沿って左側から入射する合成光ＬＣを、Ｘ方向に沿って右側に透過させる。
これにより、ＰＢＳ３７により、Ｓ偏光Ｌｓと合成光ＬＣとが合成され、図１に示す白色光Ｗ１として、Ｘ方向に沿って右側に出射される。白色光Ｗ１は、図４Ｄに示す波長スペクトルとなる。
この結果、図３に示す光源装置１と同様に、高効率で色再現性のよい光源装置１（画像表示装置１００）を実現することが可能となる。またスペックルの発生を抑制することが可能となり、高品質な画像の表示を実現することが可能となる。

図８は、第１の光源部２４の他の例を示す模式図である。
図９は、図８に示す構成が採用された場合の各デバイス及び光の特性を説明するための模式図である。

図８Ａに示すように、第１の光源部２４として、透過型の蛍光体光源４１が用いられてもよい。
透過型の蛍光体光源４１は、励起光ＬＥを出射する励起光源４２と、蛍光材料４３とを有する。蛍光材料４３は、光を透過させる透明基板（図示は省略）に塗布される。
図８Ａに示すように、Ｙ方向の下方側から、励起光源４２の励起光ＬＥが蛍光材料４３に照射される。蛍光材料４３は、励起光により励起されて蛍光を出射する。当該蛍光が、第１の光源部２４の出射光Ｌ１となり、Ｙ方向に沿って上方側に出射される。

例えば、励起光ＬＥとして、青色レーザ光が用いられる。そして、図９Ａに示すように、蛍光材料４３からは、黄色の波長帯域の蛍光が出射される。
図９Ｂに示すように、本技術を適用することで、赤色レーザ光Ｒ２及び緑色レーザ光Ｇ２の波長帯域において、黄色の波長帯域の出射光Ｌ１の半分の光（Ｐ偏光又はＳ偏光）を含む白色光Ｗ１を出射することが可能となる。
この結果、高効率で色再現性のよい光源装置１を実現することが可能となる。またスペックルの発生を抑制することが可能となる。
図９Ａに示す例では、黄色の波長帯域の光が出射される。従って、赤色レーザ光Ｒ２及び緑色レーザ光Ｇ２が、図２に示す１以上のレーザ光Ｌ２として、本技術が適用されている。
なお、図３に示す構成、及び図５に示す構成のいずれに対しても、透過型の蛍光体光源４１を用いることが可能である。

図８Ｂに示すように、第１の光源部２４として、反射型の蛍光体光源４５が用いられてもよい。
反射型の蛍光体光源４１は、励起光ＬＥを出射する励起光源（図示は省略）と、蛍光材料４３とを有する。蛍光材料４３は、光を反射する反射基板（図示は省略）に塗布される。
図８Ｂに示すように、Ｙ方向の上方側から、励起光ＬＥが蛍光材料４３に照射される。蛍光材料４３は、励起光により励起されて蛍光を、Ｙ方向に沿って上方側に出射する。当該傾向が、出射光Ｌ１となる。
図８Ｂに示す構成でも、例えば図９Ａ及びＢに示す波長スペクトルを有する蛍光（出射光Ｌ１）、及び白色光Ｗ１を出射することが可能となる。従って、高効率で色再現性のよい光源装置１を実現することが可能となる。またスペックルの発生を抑制することが可能となる。
もちろん、図３に示す構成、及び図５に示す構成のいずれに対しても、反射型の蛍光体光源４５を用いることが可能である。

図８Ａ及びＢに示す透過型の蛍光体光源４１、及び反射型の蛍光体光源４５の各々を、白色光源として用いることも可能である。
例えば、励起光である青色レーザ光ＬＥと黄色光である蛍光とを含む白色光を、第１の光源部２４の出射光Ｌ１として出射することも可能である。なお、蛍光材料４３に入射し、そのまま出射光Ｌ１として出射される青色レーザ光ＬＥは、無偏光状態の光となる。
従って、蛍光体光源４１及び４５から出射される出射光Ｌ１は、所定の波長帯域を有し無偏光状態の光となる。

図８Ａ及びＢに示す透過型の蛍光体光源４１、及び反射型の蛍光体光源４５の各々において、回転可能に構成された蛍光体ホイールが用いられてもよい。例えば、蛍光材料４３が塗布される透明基板や反射基板が、モータ等により回転される。これにより、蛍光材料４３への励起光ＬＥの照射に応じて発生する熱の影響を抑制することが可能となる。
その他、透過型の蛍光体光源４１、及び反射型の蛍光体光源４５の具体的な構成として、任意の構成が採用されてよい。

図１０は、反射型の蛍光体光源４５が用いられる場合の、光源装置１の構成例を示す模式図である。
まず図１０Ａを参照して、図３に示す光源装置１の白色ＬＥＤ３０の代わりに、反射型の蛍光体光源４５が用いられる場合を例に挙げて説明を行う。

図１０Ａに示すように、白色ＬＥＤ３０の位置に、蛍光材料４３が塗布された反射基板（図示は省略）が配置される。
また、ミラー３８の代わりに、波長フィルタ４７が配置される。波長フィルタ４７は、ミラー３８と同様に、Ｙ方向に対して４５度の角度となるように配置される。
また、励起光源４２が、Ｘ方向に沿って、波長フィルタ４７の左側に並ぶように配置される。従って、励起光源４２、波長フィルタ４７、及びＰＢＳ３６が、Ｘ方向に沿って並ぶことになる。

励起光源４２は、励起光ＬＥを、Ｘ方向に沿って右側に出射する。また励起光源４２は、第１の偏光状態の光として、Ｓ偏光となる励起光ＬＥを出射する。
波長フィルタ４７は、励起光ＬＥの波長帯域の光を透過させ、励起光ＬＥの波長帯域とは異なる波長帯域の光を反射する。すなわち波長フィルタ４７として、ダイクロイックミラーが用いられる。
従って、励起光源４２から出射された励起光ＬＥは、波長フィルタ４７を透過して、ＰＢＳ３６に入射する。ＰＢＳ３６により、励起光ＬＥはＹ方向に沿って下方側に反射され、蛍光材料４３に入射する。すなわち、励起光ＬＥは、波長フィルタ４７を透過した後に、ＰＢＳ３６を介して、蛍光材料４３に照射される。

蛍光材料４３から出射される黄色光ＹのうちＰ偏光Ｌｐは、ＰＢＳ３６を透過して、ＰＢＳ３７に入射する。
蛍光材料４３から出射される黄色光ＹのうちＳ偏光Ｌｓは、波長フィルタ４７により反射され、波長フィルタ３９により各色のレーザ光と合成される。各色のレーザ光とＳ偏光Ｌｓの合成光ＬＣは、ＰＢＳ３７に入射する。
ＰＢＳ３７は、Ｐ偏光Ｌｐと、合成光ＬＣとを合成し、白色光Ｗ１として出射する。

図１０Ｂを参照して、図５に示す光源装置１の白色ＬＥＤ３０の代わりに、反射型の蛍光体光源４５が用いられる場合を説明する。

図１０Ｂに示すように、白色ＬＥＤ３０の位置に、蛍光材料４３が塗布された反射基板（図示は省略）が配置される。
ミラー３８の代わりに、波長フィルタ４７が配置される。
励起光源４２が、Ｘ方向に沿って、波長フィルタ４７の左側に並ぶように配置される。

図１０Ｂに示す例では、励起光源４２は、第１の偏光状態の光として、Ｐ偏光となる励起光ＬＥを出射する。
波長フィルタ４７は、励起光ＬＥの波長帯域の光を透過させ、励起光ＬＥの波長帯域とは異なる波長帯域の光を反射する。
従って、励起光ＬＥは、波長フィルタ４７を透過した後に、ＰＢＳ３６を介して、蛍光材料４３に照射される。

蛍光材料４３から出射される黄色光ＹのうちＳ偏光Ｌｓは、ＰＢＳ３６により反射され、ＰＢＳ３７に入射する。
蛍光材料４３から出射される黄色光ＹのうちＰ偏光Ｌｐは、波長フィルタ４７により反射され、波長フィルタ３９により各色のレーザ光と合成される。各色のレーザ光とＰ偏光Ｌｐの合成光ＬＣは、ＰＢＳ３７に入射する。
ＰＢＳ３７は、Ｓ偏光Ｌｐと、合成光ＬＣとを合成し、白色光Ｗ１として出射する。

図１０Ａ及びＢに示すＰＢＳ３６は、図２に示す偏光分離素子２４として機能する。また波長フィルタ４７は、図２に示す光合成部２７を構成する光学素子として機能する。
一方で、ＰＢＳ３６及び波長フィルタ４７は、蛍光材料４３に励起光ＬＥを照射するための光学系としても機能する。
このように、図２に示す光源装置１を構成するための光学素子を、蛍光材料４３に励起光ＬＥを照射するための光学系として、一部共通して使用することも可能である。これにより、光源装置１の小型化を実現することが可能となり、画像表示装置１００の小型化を実現することが可能となる。

以上、この光源装置では、所定の波長帯域を有し無偏光状態の光Ｌ１が第１の分離光Ｌ３と第２の分離光Ｌ４とに分離される。第１の分離光Ｌ３は１以上のレーザ光と合成され、その合成光ＬＣが第２の分離光Ｌ４と合成される。これにより高効率で色再現性のよい光源装置を実現することが可能となる。また各レーザ光のコヒーレント性に起因するスペックルの発生を抑制することが可能となる。この結果、高品質な画像の表示を実現することが可能となる。

光源として、蛍光体光源が用いられる場合、蛍光材料の輝度飽和や温度消光により、明るさに限界があった。例えば、励起光として青色レーザ光が用いられる場合において、青色レーザ光の強度を増加させたとしても、蛍光材料からの発光量が線型的に増加するといったことはなく、高輝度化が難しかった。

本実施形態に係る光源装置１では、１以上のレーザ光をアシスト光として用いることが可能となり、高輝度化に有利となる。また、ブロードで無偏光状態の光を、一度偏光分離して、一方の分離光を１以上のレーザ光と合成させる。そしてその合成光と、もう一方の分離光が合成される。
これにより、ブロードで無偏光状態の光とレーザ光とを合成する際のロスを抑制することが可能となり、利用効率の高い明るい光を出射することが可能となる。また１以上のレーザ光の波長帯域や光量等を適宜調整することで、色再現性を向上させることが可能となる。さらに、ペックルの発生を抑制することも可能となる。
また、第１の光源部２４及び第２の光源部２５を適宜設計することで、出射光Ｌ６の輝度、色域、演色性（光が照射された対象物がどのような色で見えるか）等を、柔軟に制御することが可能となる。

＜その他の実施形態＞
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。

図１１は、光源装置１の他の構成例を示す模式図である。
図１１Ａに示す光源装置１では、ミラー４９が、Ｙ方向に沿って波長フィルタ３９の上方側に配置される。またミラー４９は、Ｙ方向に対して直交するように配置される。
ミラー４９は、第１の分離光Ｌ３として出射されたＳ偏光Ｌｓのうち、波長フィルタ３９により合成光ＬＣとして出射されなかった漏れ光ＬＬを、ミラー３８から波長フィルタ３９までのＳ偏光Ｌｓの光路を逆向きに進むように反射する。これにより、漏れ光ＬＬを、発光点まで戻すことが可能となる。
発光点まで戻された漏れ光ＬＬは、再度、無偏光状態の光として出射される。従って、Ｐ偏光Ｌｐと、Ｓ偏光Ｌｓとに分離され、上記で説明した光路を通って、再度白色光Ｗ１として出射される。
ミラー４９を配置することで、偏光リサイクルを含んだ光学系を実現することが可能となり、さらに光の利用効率を向上させることが可能となる。

図１１Ｂに示す光源装置１においても、ミラー４９により、第１の分離光Ｌ３として出射されたＰ偏光Ｌｐのうち、波長フィルタ３９により合成光ＬＣとして出射されなかった漏れ光ＬＬが、ミラー３８から波長フィルタ３９までのＰ偏光Ｌｐの光路を逆向きに進むように反射される。これにより、光の利用効率を向上させることが可能となる。
なお、図１１に示す偏光リサイクルを含んだ光学系は、第１の光源部２４の具体的な構成によらず実現することが可能となる。

図１２は、光源装置１の適用例を示す模式図である。
上記では、プロジェクタ等の画像表示装置１００に、光源装置１を適用する場合を例に挙げた。
これに限定されず、種々の分野における種々の装置に、本技術に係る光源装置１を適用することが可能である。

例えば、図１２は、光源装置１が適用された医療用装置６０の構成例を示す模式図である。医療用装置６０は、光源装置１と、集光レンズ６１と、光ファイバ６２とを有する。
集光レンズ６１は、光源装置１から出射される出射光Ｌ６を集光し、光ファイバ６２に入射させる。光ファイバ６２からは、出射光Ｌ６が出射される。
医療用装置６０としては、例えば、内視鏡や手術顕微鏡等の任意の装置が挙げられる。
本技術に係る光源装置１では、出射光Ｌ６の輝度、色域、演色性を、柔軟に制御することが可能となる。従って、患部に照射する光を自然光に近い光にする、あるいは特定の波長帯域の光を多く含む光にする、といったことを容易に実現することが可能となる。

もちろん、医療・生物分野のみならず、他の種々の分野における観察装置や観察システム等に、本技術を適用することも可能である。本技術は、明るさや色域、演色性等が求められる任意の光源に対して適用可能である。

上記では、図２に示す光合成部２７を構成するフィルタ素子として、波長フィルタ３９を例に挙げた。これに限定されず、フィルタ素子として、空間フィルタが用いられてもよい。
例えば、図３や図５に示す構成において、各色のレーザ光の光路の位置に開口が構成され、各色のレーザ光の光路とは異なる位置にミラーが構成された空間フィルタが用いられる。
空間フィルタは、各色のレーザ光を開口から透過させ、第１の分離光Ｌ３として出射されるＳ偏光Ｌｓ（図５ではＰ偏光Ｌｐ）をミラーで反射することで、合成光ＬＣを出射することが可能である。
この場合、空間フィルタが有する開口から、第１の分離光Ｌ３として出射されるＳ偏光Ｌｓ（図５ではＰ偏光Ｌｐ）が漏れる場合があり得る。しかしながらその漏れ光の光量は、元の出射光Ｌ１の半分の光量となるので、高い光の利用効率を実現することが可能となる。

図１に例示するような３板式のプロジェクタ等において、青色画像を生成するブロックが、赤色画像及び緑色画像を生成するブロックと、独立して構成されてもよい。この場合、赤色画像及び緑色画像を生成するための黄色光を出射する光源装置に対して、本技術を適用することが可能である。
この場合、１以上のレーザ光として、赤色レーザ光及び緑色レーザ光が出射され、青色レーザ光は不要となる。従って、１以上のレーザ光と第１の分離光とを合成するためのフィルタ素子の設計が容易となる。

１以上のレーザ光と第１の分離光とを合成するために、波長フィルタが用いられるとする。この場合、１以上のレーザ光の各々の波長帯域の光を反射し、１以上のレーザ光の各々の波長帯域とは異なる波長帯域の光を透過させる波長フィルタが用いられてもよい。波長フィルタは、１以上のレーザ光を反射し第１の分離光を透過させることで、合成光を出射する。
１以上のレーザ光と第１の分離光とを合成するために、空間フィルタが用いられるとする。この場合、１以上のレーザ光の光路の位置にミラーが構成され、１以上のレーザ光の光路とは異なる位置に開口が構成された空間フィルタが用いられてもよい。空間フィルタは、１以上のレーザ光をミラーで反射し、第１の分離光を開口から透過させることで、合成光を出射する。
光合成部を構成する光学素子により、励起光の波長帯域の光が反射され、励起光の波長帯域とは異なる波長帯域の光が透過されてもよい。この場合、励起光は、光学素子で反射された後に、偏光分離素子を介して、発光体に照射される。

各図面を参照して説明した画像表示装置、光源装置、医療用装置等の各構成、フィルタ特性、波長スペクトル、光路等はあくまで一実施形態であり、本技術の趣旨を逸脱しない範囲で、任意に変形可能である。すなわち本技術を実施するための他の任意の構成やアルゴリズム等が採用されてよい。

本開示において、「略」という文言が使用される場合、これはあくまで説明の理解を容易とするための使用であり、「略」という文言の使用／不使用に特別な意味があるわけではない。
すなわち、本開示において、「中心」「中央」「均一」「等しい」「同じ」「直交」「平行」「対称」「延在」「軸方向」「円柱形状」「円筒形状」「リング形状」「円環形状」等の、形状、サイズ、位置関係、状態等を規定する概念は、「実質的に中心」「実質的に中央」「実質的に均一」「実質的に等しい」「実質的に同じ」「実質的に直交」「実質的に平行」「実質的に対称」「実質的に延在」「実質的に軸方向」「実質的に円柱形状」「実質的に円筒形状」「実質的にリング形状」「実質的に円環形状」等を含む概念とする。
例えば「完全に中心」「完全に中央」「完全に均一」「完全に等しい」「完全に同じ」「完全に直交」「完全に平行」「完全に対称」「完全に延在」「完全に軸方向」「完全に円柱形状」「完全に円筒形状」「完全にリング形状」「完全に円環形状」等を基準とした所定の範囲（例えば±１０％の範囲）に含まれる状態も含まれる。
従って、「略」の文言が付加されていない場合でも、いわゆる「略」を付加して表現される概念が含まれ得る。反対に、「略」を付加して表現された状態について、完全な状態が排除される訳ではない。

本開示において、「Ａより大きい」「Ａより小さい」といった「より」を使った表現は、Ａと同等である場合を含む概念と、Ａと同等である場合を含なまい概念の両方を包括的に含む表現である。例えば「Ａより大きい」は、Ａと同等は含まない場合に限定されず、「Ａ以上」も含む。また「Ａより小さい」は、「Ａ未満」に限定されず、「Ａ以下」も含む。
本技術を実施する際には、上記で説明した効果が発揮されるように、「Ａより大きい」及び「Ａより小さい」に含まれる概念から、具体的な設定等を適宜採用すればよい。

以上説明した本技術に係る特徴部分のうち、少なくとも２つの特徴部分を組み合わせることも可能である。すなわち各実施形態で説明した種々の特徴部分は、各実施形態の区別なく、任意に組み合わされてもよい。また上記で記載した種々の効果は、あくまで例示であって限定されるものではなく、また他の効果が発揮されてもよい。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
所定の波長帯域を有し無偏光状態の光を出射する第１の光源部と、
前記第１の光源部から出射された出射光を、第１の偏光状態の第１の分離光と、第２の偏光状態の第２の分離光とに分離する偏光分離素子と、
波長帯域が前記所定の波長帯域に含まれる１以上のレーザ光を出射する第２の光源部と、
前記第１の分離光と前記１以上のレーザ光とを合成し、前記第１の偏光状態の合成光として出射する光合成部と、
前記合成光と前記第２の分離光とを合成する偏光合成素子と
を具備する光源装置。
（２）（１）に記載の光源装置であって、
前記第１の光源部は、ランプ光、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光、又は発光材料からの発光光を出射する
光源装置。
（３）（１）又は（２）に記載の光源装置であって、
前記第１の光源部は、黄色の波長帯域を少なくとも有する光を出射し、
前記第２の光源部は、赤色レーザ光、又は緑色レーザ光の少なくとも一方を出射する
光源装置。
（４）（１）から（３）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記光合成部は、前記１以上のレーザ光の光路に配置されたフィルタ素子と、前記第１の分離光を前記フィルタ素子に向けて出射する光学素子とを有する
光源装置。
（５）（４）に記載の光源装置であって、
前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域の光を透過させ、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域とは異なる波長帯域の光を反射する波長フィルタであり、前記１以上のレーザ光を透過させ前記第１の分離光を反射することで、前記合成光を出射する
光源装置。
（６）（４）に記載の光源装置であって、
前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域の光を反射し、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域とは異なる波長帯域の光を透過させる波長フィルタであり、前記１以上のレーザ光を反射し前記第１の分離光を透過させることで、前記合成光を出射する
光源装置。
（７）（４）に記載の光源装置であって、
前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の光路の位置に開口が構成され、前記１以上のレーザ光の光路とは異なる位置にミラーが構成された空間フィルタであり、前記１以上のレーザ光を前記開口から透過させ、前記第１の分離光を前記ミラーで反射することで、前記合成光を出射する
光源装置。
（８）（４）に記載の光源装置であって、
前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の光路の位置にミラーが構成され、前記１以上のレーザ光の光路とは異なる位置に開口が構成された空間フィルタであり、前記１以上のレーザ光を前記ミラーで反射し、前記第１の分離光を前記開口から透過させることで、前記合成光を出射する
光源装置。
（９）（１）から（８）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記偏光分離素子は、前記第１の光源部から出射された出射光を、前記第１の分離光であるＳ偏光と、前記第２の分離光であるＰ偏光とに分離し、
前記第２の光源部は、前記Ｓ偏光と同じ偏光状態の光として、前記１以上のレーザ光を出射し、
前記光合成部は、前記Ｓ偏光と同じ偏光状態の光として、前記合成光を出射し、
前記偏光合成素子は、前記合成光と、前記Ｐ偏光とを合成する
光源装置。
（１０）（１）から（８）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記偏光分離素子は、前記第１の光源部から出射された出射光を、前記第１の分離光であるＰ偏光と、前記第２の分離光であるＳ偏光とに分離し、
前記第２の光源部は、前記Ｐ偏光と同じ偏光状態の光として、前記１以上のレーザ光を出射し、
前記光合成部は、前記Ｐ偏光と同じ偏光状態の光として、前記合成光を出射し、
前記偏光合成素子は、前記合成光と、前記Ｓ偏光とを合成する
光源装置。
（１１）（１）から（１０）のうちいずれか１つに記載の光源装置であって、
前記偏光分離素子及び前記偏光合成素子の各々は、偏光ビームスプリッタである
光源装置。
（１２）（４）に記載の光源装置であって、
前記第１の光源部は、励起光源と、前記励起光源から出射される励起光により励起されて発光する発光材料とを有し、
前記励起光源は、前記第１の偏光状態の光として、前記励起光を出射し、
前記光学素子は、前記励起光の波長帯域の光を透過させ、前記励起光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を反射し、
前記励起光は、前記光学素子を透過した後に、前記偏光分離素子を介して、前記発光体に照射される
光源装置。
（１３）（４）に記載の光源装置であって、
前記第１の光源部は、励起光源と、前記励起光源から出射される励起光により励起されて発光する発光材料とを有し、
前記励起光源は、前記第１の偏光状態の光として、前記励起光を出射し、
前記光学素子は、前記励起光の波長帯域の光を反射し、前記励起光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を透過させ、
前記励起光は、前記光学素子で反射された後に、前記偏光分離素子を介して、前記発光体に照射される
光源装置。
（１４）（４）に記載の光源装置であって、さらに、
前記第１の分離光のうち前記フィルタ素子により前記合成光として出射されなかった漏れ光を、前記光学素子から前記フィルタ素子までの前記第１の分離光の光路を逆向きに進むように反射するミラーを具備する
光源装置。
（１５）
所定の波長帯域を有し無偏光状態の光を出射する第１の光源部と、
前記第１の光源部から出射された出射光を、第１の偏光状態の第１の分離光と、第２の偏光状態の第２の分離光とに分離する偏光分離素子と、
波長帯域が前記所定の波長帯域に含まれる１以上のレーザ光を出射する第２の光源部と、
前記第１の分離光と前記１以上のレーザ光とを合成し、前記第１の偏光状態の合成光として出射する光合成部と、
前記合成光と前記第２の分離光とを合成する偏光合成素子と
を有する光源装置と、
前記光源装置からの光をもとに画像を生成する画像生成システムと、
前記画像生成システムにより生成された画像を投射する投射システムと
を具備する画像表示装置。

１…光源装置
２…画像生成システム
３…投射システム
７Ｒ～７Ｇ…液晶ライトバルブ
３０…白色ＬＥＤ
３２…赤色ＬＤ
３３…緑色ＬＤ
３４…青色ＬＤ
３６、３７…ＰＢＳ
３８…ミラー
３９…波長フィルタ
４１…透過型の蛍光体光源
４２…励起光源
４３…蛍光材料
４５…反射型の蛍光体光源
４７…波長フィルタ
４９…ミラー
６０…医療用装置
１００…画像表示装置

Claims (15)

1. 所定の波長帯域を有し無偏光状態の光を出射する第１の光源部と、
   前記第１の光源部から出射された出射光を、第１の偏光状態の第１の分離光と、第２の偏光状態の第２の分離光とに分離する偏光分離素子と、
   波長帯域が前記所定の波長帯域に含まれる１以上のレーザ光を出射する第２の光源部と、
   前記第１の分離光と前記１以上のレーザ光とを合成し、前記第１の偏光状態の合成光として出射する光合成部と、
   前記合成光と前記第２の分離光とを合成する偏光合成素子と
   を具備する光源装置。
2. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記第１の光源部は、ランプ光、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光、又は発光材料からの発光光を出射する
   光源装置。
3. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記第１の光源部は、黄色の波長帯域を少なくとも有する光を出射し、
   前記第２の光源部は、赤色レーザ光、又は緑色レーザ光の少なくとも一方を出射する
   光源装置。
4. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記光合成部は、前記１以上のレーザ光の光路に配置されたフィルタ素子と、前記第１の分離光を前記フィルタ素子に向けて出射する光学素子とを有する
   光源装置。
5. 請求項４に記載の光源装置であって、
   前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域の光を透過させ、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域とは異なる波長帯域の光を反射する波長フィルタであり、前記１以上のレーザ光を透過させ前記第１の分離光を反射することで、前記合成光を出射する
   光源装置。
6. 請求項４に記載の光源装置であって、
   前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域の光を反射し、前記１以上のレーザ光の各々の波長帯域とは異なる波長帯域の光を透過させる波長フィルタであり、前記１以上のレーザ光を反射し前記第１の分離光を透過させることで、前記合成光を出射する
   光源装置。
7. 請求項４に記載の光源装置であって、
   前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の光路の位置に開口が構成され、前記１以上のレーザ光の光路とは異なる位置にミラーが構成された空間フィルタであり、前記１以上のレーザ光を前記開口から透過させ、前記第１の分離光を前記ミラーで反射することで、前記合成光を出射する
   光源装置。
8. 請求項４に記載の光源装置であって、
   前記フィルタ素子は、前記１以上のレーザ光の光路の位置にミラーが構成され、前記１以上のレーザ光の光路とは異なる位置に開口が構成された空間フィルタであり、前記１以上のレーザ光を前記ミラーで反射し、前記第１の分離光を前記開口から透過させることで、前記合成光を出射する
   光源装置。
9. 請求項１に記載の光源装置であって、
   前記偏光分離素子は、前記第１の光源部から出射された出射光を、前記第１の分離光であるＳ偏光と、前記第２の分離光であるＰ偏光とに分離し、
   前記第２の光源部は、前記Ｓ偏光と同じ偏光状態の光として、前記１以上のレーザ光を出射し、
   前記光合成部は、前記Ｓ偏光と同じ偏光状態の光として、前記合成光を出射し、
   前記偏光合成素子は、前記合成光と、前記Ｐ偏光とを合成する
   光源装置。
10. 請求項１に記載の光源装置であって、
    前記偏光分離素子は、前記第１の光源部から出射された出射光を、前記第１の分離光であるＰ偏光と、前記第２の分離光であるＳ偏光とに分離し、
    前記第２の光源部は、前記Ｐ偏光と同じ偏光状態の光として、前記１以上のレーザ光を出射し、
    前記光合成部は、前記Ｐ偏光と同じ偏光状態の光として、前記合成光を出射し、
    前記偏光合成素子は、前記合成光と、前記Ｓ偏光とを合成する
    光源装置。
11. 請求項１に記載の光源装置であって、
    前記偏光分離素子及び前記偏光合成素子の各々は、偏光ビームスプリッタである
    光源装置。
12. 請求項４に記載の光源装置であって、
    前記第１の光源部は、励起光源と、前記励起光源から出射される励起光により励起されて発光する発光材料とを有し、
    前記励起光源は、前記第１の偏光状態の光として、前記励起光を出射し、
    前記光学素子は、前記励起光の波長帯域の光を透過させ、前記励起光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を反射し、
    前記励起光は、前記光学素子を透過した後に、前記偏光分離素子を介して、前記発光体に照射される
    光源装置。
13. 請求項４に記載の光源装置であって、
    前記第１の光源部は、励起光源と、前記励起光源から出射される励起光により励起されて発光する発光材料とを有し、
    前記励起光源は、前記第１の偏光状態の光として、前記励起光を出射し、
    前記光学素子は、前記励起光の波長帯域の光を反射し、前記励起光の波長帯域とは異なる波長帯域の光を透過させ、
    前記励起光は、前記光学素子で反射された後に、前記偏光分離素子を介して、前記発光体に照射される
    光源装置。
14. 請求項４に記載の光源装置であって、さらに、
    前記第１の分離光のうち前記フィルタ素子により前記合成光として出射されなかった漏れ光を、前記光学素子から前記フィルタ素子までの前記第１の分離光の光路を逆向きに進むように反射するミラーを具備する
    光源装置。
15. 所定の波長帯域を有し無偏光状態の光を出射する第１の光源部と、
    前記第１の光源部から出射された出射光を、第１の偏光状態の第１の分離光と、第２の偏光状態の第２の分離光とに分離する偏光分離素子と、
    波長帯域が前記所定の波長帯域に含まれる１以上のレーザ光を出射する第２の光源部と、
    前記第１の分離光と前記１以上のレーザ光とを合成し、前記第１の偏光状態の合成光として出射する光合成部と、
    前記合成光と前記第２の分離光とを合成する偏光合成素子と
    を有する光源装置と、
    前記光源装置からの光をもとに画像を生成する画像生成システムと、
    前記画像生成システムにより生成された画像を投射する投射システムと
    を具備する画像表示装置。

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