JP5729047B2 - 光源装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。

超高圧水銀ランプは、１０^６Ｐａ以上の水銀蒸気中のアーク放電により発生する光（放電光）を利用した光源である。超高圧水銀ランプは、高輝度であり、かつ点光源化が可能であるため、プロジェクターや光学測定機器などの光源として理想的である。

例えば、特許文献１には、超高圧水銀ランプを用いた光源装置を、プロジェクターの光源として用いた例が開示されている。

このような光源装置では、例えば、低消費電力化や、廃熱、騒音の少ないプロジェクターを実現するために、高い効率を有していることが望ましい。

特開２０１０−３４８９号公報

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、高効率化を図ることができる光源装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上述の光源装置を含むプロジェクターを提供することにある。

本発明に係る光源装置は、
可視光線および紫外線を含む放電光を射出する超高圧水銀ランプと、
前記放電光を可視光線と紫外線とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された紫外線によって励起され、可視光線を発する蛍光体と、
を含む。

このような光源装置によれば、超高圧水銀ランプから射出される放電光に含まれる紫外線を、可視光線に変換することができる。

超高圧水銀ランプが射出する放電光には、可視光線以外に紫外線も含まれている。しかしながら、この紫外線は、プロジェクター等の可視光線を利用する装置では利用されず、例えば、廃熱として処理される。このような光源装置によれば、この利用されていない紫外線を、可視光線に変換して利用することができるため、高効率化を図ることができる。

本発明に係る光源装置において、
前記分離部は、可視光線を透過させ、紫外線を反射させるダイクロイックミラーであってもよい。

本発明に係る光源装置において、
さらに、前記超高圧水銀ランプから射出された前記放電光を、前記分離部に導く光学系を含み、
前記光学系は、
前記放電光を反射させる回転楕円鏡と、
前記回転楕円鏡と対向し、前記回転楕円鏡の第１焦点と第２焦点との間に配置された平面鏡と、
前記平面鏡で反射された光が収束する位置を焦点とする第１回転方物面鏡と、
を有し、
前記第１焦点は、前記回転楕円鏡と前記平面鏡の間に位置し、
前記超高圧水銀ランプの放電位置は、前記第１焦点に配置されていてもよい。

このような光源装置によれば、光学系によって、放電光を平行化して分離部に入射させることができる。これにより、超高圧水銀ランプから射出された放電光を、効率よく分離部に導くことができる。さらに、分離部がダイクロイックミラーからなる場合、平行化された放電光を分離部に入射できることにより、分離部の色分離特性を高めることができる。

本発明に係る光源装置において、
さらに、前記分離部で分離された紫外線を、前記蛍光体に導く第２回転方物面鏡を含み、
前記第２回転方物面鏡の軸は、前記分離部で分離された紫外線の進行方向に沿っており、
前記蛍光体は、前記第２回転方物面鏡の焦点に配置されていてもよい。

このような光源装置によれば、分離部で分離された紫外線を、蛍光体に効率よく照射することができる。

本発明に係る光源装置において、
さらに、前記蛍光体が発する可視光線を、前記分離部で分離された可視光線と同じ方向に向けて反射させる反射鏡を含んでいてもよい。

このような光源装置によれば、反射鏡によって、蛍光体が発する可視光線を、分離部によって分離された可視光線と同じ方向に進行させることができる。これにより、例えば、後段の光学系の設計が容易になる。

本発明に係る光源装置において、
前記蛍光体は、紫外線によって励起されて緑色光または赤色光を発してもよい。

このような光源装置によれば、蛍光体によって、光源装置から射出される光に、緑色成分または赤色成分を補うことができる。これにより、色成分のバランスがとれた光を射出することができる。

本発明に係るプロジェクターは、
本発明に係る光源装置と、
前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置によって形成された画像を投写する投写装置と、
を含む。

このようなプロジェクターによれば、本発明に係る光源装置を有するため、高効率化を図ることができる。

第１実施形態に係る光源装置を模式的に示す断面図。 第２実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１． 第１実施形態
１．１． 光源装置の構成
ます、本実施形態に係る光源装置の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る光源装置１００を模式的に示す断面図である。

光源装置１００は、図１に示すように、超高圧水銀ランプ１０と、分離部（以下「第１ダイクロイックミラー」ともいう）３０と、蛍光体５０と、を含む。光源装置１００は、さらに、回転楕円鏡２２、平面鏡２４、および第１回転方物面鏡２６を含んで構成された光学系２０と、第２回転方物面鏡４０と、反射鏡（以下「第２ダイクロイックミラー」ともいう）６０と、を含むことができる。

超高圧水銀ランプ１０は、図１に示すように、発光管１２と、放電空間１４と、第１電極１６と、第２電極１８と、を有している。

発光管１２の形状は、発光管１２の第１端部２から第２端部４まで、Ｘ軸方向に沿って延びる棒形状である。発光管１２の材質は、例えば、石英ガラス等の透光性材料である。発光管１２の中央部は球状に膨らんでおり、その内には、放電空間１４が形成されている。放電空間１４内には、例えば、水銀と、アルゴンガス等の希ガスと、が封入されている。放電空間１４の点灯中の水銀蒸気圧は、１０^６〜１０^７Ｐａ程度である。

第１電極１６は、第１端部２側に配置され、第２電極１８は、第２端部４側に配置されている。これらの電極１６，１８の形状は、Ｘ軸方向に延びる棒形状である。また、放電空間１４内には、２つの電極１６，１８が、発光管１２から突き出している。放電空間１４内では、各電極１６，１８の先端部（放電端）１６ａ，１８ａが、所定距離だけ離れて向かい合っている。なお、これらの電極１６，１８の材質は、例えば、タングステン等の金属である。

第１電極１６および第２電極１８は、ランプ駆動装置（図示しない）に接続されている。ランプ駆動装置は、これらの電極１６，１８に、駆動電流を供給する。その結果、２つの電極１６，１８の間でアーク放電が起きる。アーク放電により発生した光（放電光）Ｌは、２つの電極１６，１８の間の放電位置から全方向に向かって放射される。この超高圧水銀ランプ１０の放電位置は、回転楕円鏡２２の第１焦点Ｆ１に配置されている。

超高圧水銀ランプ１０から射出される放電光Ｌは、可視光線および紫外線を含む。ここで、可視光線とは、肉眼で感じる電磁波をいい、波長が３８０〜８００ｎｍ程度である。また、紫外線とは、スペクトルが紫色の外側に現れる電磁波をいい、波長が１〜４００ｎｍ程度である。

光学系２０は、超高圧水銀ランプ１０から射出された放電光Ｌを、第１ダイクロイックミラー３０に導く。光学系２０は、回転楕円鏡２２と、平面鏡２４と、第１回転方物面鏡２６と、を有している。

回転楕円鏡２２は、超高圧水銀ランプ１０から射出された放電光Ｌを反射させる。回転楕円鏡２２は、内面（反射面）が回転楕円面である凹面鏡である。回転楕円鏡２２は、超高圧水銀ランプ１０の第１端部２に固定されている。回転楕円鏡２２は、２つの焦点（第１焦点Ｆ１および第２焦点Ｆ２）を有している。第１焦点Ｆ１は、回転楕円鏡２２と平面鏡２４との間に位置している。第２焦点Ｆ２は、図示の例では、回転楕円鏡２２の外側に位置している。ここで、回転楕円鏡は、一方の焦点から射出された光が、当該回転楕円鏡で反射されて他方の焦点を通るという性質を有している。そのため、超高圧水銀ランプ１０から射出された放電光Ｌは、第２焦点Ｆ２に向かって進行する。この第２焦点Ｆ２に向かって進行する放電光Ｌは、平面鏡２４で反射される。

平面鏡２４は、回転楕円鏡２２と対向し、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２の間に配置されている。平面鏡２４は、反射面が平面をなす鏡である。当該反射面は、回転楕円鏡２２の内面と対向している。平面鏡２４は、例えば、第１焦点Ｆ１と第２焦点Ｆ２を結ぶ直線（図示しない）に対して直交するように配置される。平面鏡２４は、図示の例では、回転楕円鏡２２の開口を塞ぐように設けられている。平面鏡２４は、Ｘ軸方向に貫通する貫通孔２５を有している。第１回転方物面鏡２６で反射された放電光Ｌは、この貫通孔２５を通過して第１ダイクロイックミラー３０に入射する。

回転楕円鏡２２で反射されて第２焦点Ｆ２に向かって進行する放電光Ｌは、平面鏡２４で反射され、その後、収束する。図示の例では、回転楕円鏡２２で反射されて第２焦点Ｆ２（＋Ｘ軸方向）に向かって進行する放電光Ｌは、平面鏡２４で反射されて、−Ｘ軸方向に向かって進行し、第２焦点Ｆ２とは異なる位置で収束する。このように、平面鏡２４によって、回転楕円鏡２２で反射された放電光Ｌが収束する位置を変えることができる。

第１回転方物面鏡２６の焦点Ｆ３は、平面鏡２４で反射された放電光Ｌが収束する位置に配置されている。第１回転方物面鏡２６は、内面（反射面）が回転方物面である凹面鏡である。

平面鏡２４で反射された放電光Ｌは、第１回転方物面鏡２６の焦点Ｆ３を通過するため、第１回転方物面鏡２６で平行化される。図示の例では、平面鏡２４で反射されて収束した放電光Ｌは、第１回転方物面鏡２６で平行化され、＋Ｘ軸方向に進行する。

第１ダイクロイックミラー３０は、第１回転方物面鏡２６で平行化された放電光Ｌを、可視光線Ｖと紫外線Ｕとに分離する。具体的には、第１ダイクロイックミラー３０は、可視光線Ｖを透過させ、紫外線Ｕを反射させることにより、放電光Ｌを分離する。第１ダイクロイックミラー３０は、図示の例では、プリズム３２と、プリズム３２のＸ軸方向に対して４５°傾いた面３４に形成された誘電体の多層膜（図示しない）と、を含んで構成されている。この多層膜に放電光Ｌが入射すると、可視光線Ｖは透過し、紫外線Ｕは反射される。紫外線Ｕは、第１ダイクロイックミラー３０で反射された後、第２ダイクロイックミラー６０を通過して第２回転方物面鏡４０に入射する。

第２回転方物面鏡４０は、第１ダイクロイックミラー３０で分離された紫外線Ｕを、蛍光体５０に導く。第２回転方物面鏡４０は、内面（反射面）が回転方物面である凹面鏡である。第２回転方物面鏡４０の軸（図示しない）は、第１ダイクロイックミラー３０で分離された紫外線Ｕの進行方向（図示の例では、−Ｚ軸方向）に沿っている。すなわち、第２回転方物面鏡４０に入射する紫外線Ｕは、第２回転方物面鏡４０の軸に平行な光線である。したがって、第２回転方物面鏡４０で反射された紫外線Ｕは、第２回転方物面鏡４０の焦点Ｆ５に収束する。

ここで、第２回転方物面鏡４０の軸とは、第２回転方物面鏡４０の内面が所定の放物線をその対称軸を中心として回転させた曲面で形成されている場合において、当該対称軸（いわゆる回転対称軸）をいう。

蛍光体５０は、第２回転方物面鏡４０の焦点Ｆ５に配置されている。すなわち、蛍光体５０は、第２回転方物面鏡４０で反射された紫外線Ｕが結像する位置に配置される。

蛍光体５０は、紫外線Ｕによって励起されて可視光線Ｖｄを発する。蛍光体５０は、例えば、紫外線Ｕによって励起されて緑色光を発する。ここで、緑色光とは、４９５〜５７０ｎｍ程度の波長の電磁波である。このとき、蛍光体５０の材質は、例えば、Ｚｎ_２ＳｉＯ_４：Ｍｎである。

蛍光体５０は、例えば、紫外線Ｕによって励起されて赤色光を発する。ここで、赤色光とは、６２０〜７５０ｎｍ程度の波長の電磁波である。このとき、蛍光体５０の材質は、例えば、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ_３：Ｅｕである。

なお、蛍光体５０が発する光は、可視光線であれば、限定されず、例えば、黄色光であってもよい。また、蛍光体５０は、複数の色光を発してもよい。蛍光体５０は、例えば、樹脂またはガラスに分散されていてもよい。蛍光体５０が発した可視光線Ｖｄは、第２回転方物面鏡４０で平行化され、第２ダイクロイックミラー６０に入射する。

また、蛍光体５０の第２ダイクロイックミラー６０側の面には、蛍光体５０が発する光を第２回転方物面鏡４０側に反射する反射膜が設けられていてもよい。これにより、蛍光体５０から第２ダイクロイックミラー６０側に発する光を第２回転方物面鏡４０に戻すことができ、蛍光体５０から発する光をより効率よく用いることができる。

第２ダイクロイックミラー６０は、第２回転方物面鏡４０で平行化された可視光線Ｖｄを、第１ダイクロイックミラー３０で分離された可視光線Ｖと同じ方向に向けて反射させる。また、第２ダイクロイックミラー６０は、第１ダイクロイックミラー３０で反射された紫外線Ｕを透過させる。第２ダイクロイックミラー６０は、図示の例では、＋Ｚ軸方向に進行する可視光線Ｖｄを反射させて、＋Ｘ軸方向に進行させ、−Ｚ軸方向に進行する紫外線Ｕを透過させて、−Ｚ軸方向に進行させる。第２ダイクロイックミラー６０は、図示の例では、プリズム６２と、プリズム６２のＸ軸方向に対して４５°傾いた面６４に形成された誘電体の多層膜（図示しない）と、を含んで構成されている。

１．２． 光源装置の動作
次に、光源装置１００の動作について、図１を用いて説明する。

光源装置１００では、図１に示すように、超高圧水銀ランプ１０は、可視光線および紫外線を含む放電光を射出する。

超高圧水銀ランプ１０から射出された放電光Ｌは、回転楕円鏡２２によって反射されて、第２焦点Ｆ２（＋Ｘ軸方向）に向かって進行する。この第２焦点Ｆ２に向かって進行する放電光Ｌは、平面鏡２４によって反射されて、−Ｘ軸方向に進行し、収束する。ここで、第１回転方物面鏡２６は、平面鏡２４で反射された放電光Ｌが収束する位置を焦点Ｆ３とする。そのため、平面鏡２４によって反射された放電光Ｌは、第１回転方物面鏡２６によって平行化される。この平行化された放電光Ｌは、＋Ｘ軸方向に進行し、平面鏡２４の貫通孔２５を通過して、第１ダイクロイックミラー３０に入射する。

第１ダイクロイックミラー３０に入射した放電光Ｌは、第１ダイクロイックミラー３０を透過する可視光線Ｖと、第１ダイクロイックミラー３０で反射される紫外線Ｕとに分離される。分離された紫外線Ｕは、第１ダイクロイックミラー３０で反射されて、−Ｚ軸方向に進行する。そして、この紫外線Ｕは、第２ダイクロイックミラー６０を通過し、第２回転方物面鏡４０の軸に沿って第２回転方物面鏡４０に入射する。第２回転方物面鏡４０に入射した紫外線Ｕは、反射されて第２回転方物面鏡４０の焦点Ｆ５に収束する。

ここで、第２回転方物面鏡４０の焦点Ｆ５には、蛍光体５０が配置されている。そのため、蛍光体５０は、第２回転方物面鏡４０の焦点Ｆ５に収束する紫外線Ｕによって励起され、可視光線Ｖｄを発する。この可視光線Ｖｄは、第２回転方物面鏡４０によって平行化され、＋Ｚ軸方向に進行する。その後、可視光線Ｖｄは、第２ダイクロイックミラー６０に入射する。

第２ダイクロイックミラー６０は、＋Ｚ軸方向に進行する可視光線Ｖｄを反射させて、＋Ｘ軸方向に進行させる。これにより、第１ダイクロイックミラー３０によって分離された可視光線Ｖと、蛍光体５０から発せられた可視光線Ｖｄとは、同じ方向（＋Ｘ軸方向）に進行する。なお、光源装置１００は、可視光線Ｖの光軸と、可視光線Ｖｄの光軸を一致させるための光学系（図示しない）を有していてもよい。

このようにして、光源装置１００から射出された光（可視光線Ｖおよび可視光線Ｖｄ）は、＋Ｘ軸方向に進行し、例えば、プロジェクターの光学系（図２に示す平行化レンズ１０２）に入射する。

光源装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。

光源装置１００によれば、超高圧水銀ランプ１０から射出される放電光Ｌに含まれる紫外線Ｕを、可視光線Ｖｄに変換することができる。超高圧水銀ランプ１０が射出する放電光Ｌには、可視光線Ｖ以外に紫外線Ｕも含まれている。しかしながら、この紫外線Ｕは、プロジェクター等の可視光線を利用する装置では利用されず、例えば、廃熱として処理される。光源装置１００によれば、この利用されていない紫外線Ｕを、可視光線Ｖｄに変換して利用することができるため、高効率化を図ることができる。そのため、例えば、装置の低消費電力化を図ることができる。さらに、光源装置１００をプロジェクターの光源として用いた場合、紫外線による発熱を抑制することができ、廃熱のための冷却機構の簡素化や、騒音の低減を図ることができる。

光源装置１００によれば、光学系２０によって、放電光Ｌを平行化して第１ダイクロイックミラー３０に入射させることができる。これにより、超高圧水銀ランプ１０から射出された放電光Ｌを、効率よく第１ダイクロイックミラー３０に導くことができる。さらに、平行化された放電光Ｌを第１ダイクロイックミラー３０に入射できるため、第１ダイクロイックミラー３０の色分離特性を高めることができる。

光源装置１００によれば、第２回転方物面鏡４０によって、紫外線Ｕを、蛍光体５０に効率よく照射することができる。第２回転方物面鏡４０は、第２回転方物面鏡４０の軸に沿って入射する紫外線Ｕを、蛍光体５０が配置された第２回転方物面鏡４０の焦点Ｆ５に収束させることができる。したがって、第２回転方物面鏡４０によって、紫外線Ｕを、蛍光体５０に効率よく照射することができる。

光源装置１００によれば、第２ダイクロイックミラー６０によって、蛍光体５０が発する可視光線Ｖｄを、第１ダイクロイックミラー３０によって分離された可視光線Ｖと同じ方向に進行させることができる。これにより、例えば、後段の光学系の設計が容易になる。

光源装置１００によれば、蛍光体５０が、紫外線Ｕを、緑色光または赤色光に変換することができる。一般的に、超高圧水銀ランプが射出する放電光は、青白色である。したがって、光源装置１００によれば、蛍光体５０によって、緑色成分または赤色成分を補うことにより、色成分のバランスがとれた光を射出することができる。特に、光源装置１００をプロジェクターの光源として用いた場合、蛍光体５０によって緑色成分を補うことにより、効率よく明るい画像を得ることができる。これは、緑色光の視感度が高いためである。

２． 第２実施形態
次に、第２実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図２は、第２実施形態に係るプロジェクター１０００を模式的に示す図である。なお、図２では、便宜上、ダイクロイックミラー３０，６０、第２回転方物面鏡４０、およびプロジェクター１０００を構成する筐体の図示は省略している。

プロジェクター１０００は、スクリーン（図示しない）へ光を投写し、スクリーンで反射する光を観察することで画像を鑑賞するフロント投写型のプロジェクターである。

プロジェクター１０００は、図２に示すように、光源装置１００と、平行化レンズ１０２と、照明光学系１１０と、色分離光学系１２０と、３つの光変調装置１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１４０と、投写レンズ（投写装置）１５０とを有している。

プロジェクター１０００は、本発明に係る光源装置（例えば、光源装置１００）を有する。光源装置１００は、赤色（Ｒ）光、緑色（Ｇ）光、青色（Ｂ）光を含む光を射出する。光源装置１００からの光は、平行化レンズ１０２を通過して照明光学系１１０に入射する。この平行化レンズ１０２は、光源装置１００からの光を、平行化する。平行化レンズ１０２は、例えば、凹レンズである。

照明光学系１１０は、光源装置１００からの光の照度を光変調装置１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂにおいて均一化する。また、照明光学系１１０は、光源装置１００からの光の偏光方向を一方向に揃える。この理由は、光源装置１００からの光を光変調装置１３０Ｒ，１３０Ｇ，１３０Ｂで有効に利用するためである。

照明光学系１１０は、第１インテグレータレンズ１１２と、第２インテグレータレンズ１１４と、偏光変換素子１１６と、重畳レンズ１１８と、を有している。

第１インテグレータレンズ１１２および第２インテグレータレンズ１１４は、アレイ状に配列された複数のレンズ素子を有する。第１インテグレータレンズ１１２は、平行化レンズ１０２からの光束を複数に分割する。第１インテグレータレンズ１１２の各レンズ素子は、平行化レンズ１０２からの光束を第２インテグレータレンズ１１４のレンズ素子近傍で集光させる。第２インテグレータレンズ１１４のレンズ素子は、第１インテグレータレンズ１１２のレンズ素子の像を光変調装置上に形成する。

２つのインテグレータレンズ１１２，１１４を経た光は、偏光変換素子１１６で特定の振動方向の直線偏光に変換される。重畳レンズ１１８は、第１インテグレータレンズ１１２の各レンズ素子の像を光変調装置上で重畳させる。第１インテグレータレンズ１１２、第２インテグレータレンズ１１４、および重畳レンズ１１８は、光源装置１００からの光の強度分布を光変調装置上で均一化させる。重畳レンズ１１８からの光は、色分離光学系１２０（ダイクロイックミラー１２１）に入射する。

色分離光学系１２０は、入射光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色光に分離する。色分離光学系１２０は、ダイクロイックミラー１２１，１２４と、反射ミラー１２２，１２６，１２８と、フィールドレンズ１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂと、リレーレンズ１２５，１２７と、を有している。

ダイクロイックミラー１２１は、Ｒ光を反射し、Ｇ光およびＢ光を透過させる。ダイクロイックミラー１２１へ入射したＲ光は、ダイクロイックミラー１２１および反射ミラー１２２における反射により光路が折り曲げられ、Ｒ光用フィールドレンズ１２３Ｒへ入射する。Ｒ光用フィールドレンズ１２３Ｒは、反射ミラー１２２からのＲ光を平行化し、Ｒ光用光変調装置１３０Ｒへ入射させる。

ダイクロイックミラー１２１を透過したＧ光およびＢ光は、ダイクロイックミラー１２４へ入射する。ダイクロイックミラー１２４は、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過させる。ダイクロイックミラー１２４へ入射したＧ光は、ダイクロイックミラー１２４での反射により光路が折り曲げられ、Ｇ光用フィールドレンズ１２３Ｇへ入射する。Ｇ光用フィールドレンズ１２３Ｇは、ダイクロイックミラー１２４からのＧ光を平行化し、Ｇ光用光変調装置１３０Ｇへ入射させる。

ダイクロイックミラー１２４を透過したＢ光は、リレーレンズ１２５を透過した後、反射ミラー１２６での反射により光路が折り曲げられる。反射ミラー１２６からのＢ光は、さらにリレーレンズ１２７を透過した後、反射ミラー１２８での反射により光路が折り曲げられ、Ｂ光用フィールドレンズ１２３Ｂへ入射する。Ｒ光の光路およびＧ光の光路よりもＢ光の光路が長いことから、光変調装置における照明倍率を他の色光と等しくするために、Ｂ光の光路には、リレーレンズ１２５，１２７を用いるリレー光学系が採用されている。

Ｒ光用光変調装置１３０Ｒは、Ｒ光を画像情報に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｒ光用光変調装置１３０Ｒに設けられた液晶パネルは、２つの透明基板の間に、光を画像情報に応じて変調するための液晶層を封入している。Ｒ光用光変調装置１３０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１４０へ入射する。

Ｇ光用光変調装置１３０Ｇは、Ｇ光を画像情報に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｇ光用光変調装置１３０Ｇで変調されたＧ光は、クロスダイクロイックプリズム１４０のうちＲ光が入射する面とは異なる面へ入射する。

Ｂ光用光変調装置１３０Ｂは、Ｂ光を画像情報に応じて変調する空間光変調装置であって、透過型液晶表示装置である。Ｂ光用光変調装置１３０Ｂで変調されたＢ光は、クロスダイクロイックプリズム１４０のうちＲ光が入射する面、Ｇ光が入射する面とは異なる面へ入射する。

クロスダイクロイックプリズム１４０は、互いに略直交する２つのダイクロイック膜１４２，１４４を有する。第１ダイクロイック膜１４２は、Ｒ光を反射し、Ｇ光およびＢ光を透過させる。第２ダイクロイック膜１４４は、Ｂ光を反射し、Ｒ光およびＧ光を透過させる。クロスダイクロイックプリズム１４０は、それぞれ異なる方向から入射したＲ光、Ｇ光およびＢ光を合成し、投写レンズ１５０の方向へ射出する。投写レンズ１５０は、クロスダイクロイックプリズム１４０で合成された光をスクリーンの方向へ投写する。

プロジェクター１０００によれば、高効率化を図ることができる光源装置１００を有するため、高効率化を図ることができる。したがって、プロジェクター１０００によれば、低消費電力化を図ることができる。さらに、プロジェクター１０００によれば、紫外線による発熱を抑制することができ、廃熱のための冷却機構の簡素化や、騒音の低減を図ることができる。

なお、プロジェクター１０００は、光変調装置として透過型液晶表示装置を用いる場合に限られない。光変調装置としては、反射型液晶表示装置（Liquid Crystal On Silicon；ＬＣＯＳ）、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）、ＧＬＶ（Grating Light Valve）等を用いてもよい。プロジェクター１０００は、色光ごとに光変調装置を備える構成に限られない。プロジェクター１０００は、１つの光変調装置により２つまたは３つ以上の色光を変調する構成としてもよい。プロジェクター１０００は、光変調装置を用いる場合に限られない。プロジェクター１０００は、画像情報を持たせたスライドを用いるスライドプロジェクターであってもよい。

なお、ここでは、本発明に係る光源装置をプロジェクターの光源として用いた例について説明したが、本発明に係る光源装置の用途はこれに限定されない。本発明に係る光源装置は、例えば、照明器具の光源、半導体露光装置の光源、光学測定機器の光源等として用いられてもよい。

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５ 焦点、Ｌ 放電光、Ｖ，Ｖｄ 可視光線、Ｕ 紫外線、
２ 第１端部、４ 第２端部、１０ 超高圧水銀ランプ、１２ 発光管、
１４ 放電空間、１６ 第１電極、１６ａ 先端部、１８ 第２電極、１８ａ 先端部、
２０ 光学系、２２ 回転楕円鏡、２４ 平面鏡、２５ 貫通孔、
２６ 第１回転方物面鏡、３０ 第１ダイクロイックミラー（分離部）、
３２ プリズム、３４ 面、４０ 第２回転方物面鏡、５０ 蛍光体、
６０ 第２ダイクロイックミラー、６２ プリズム、６４ 面、
１０２ 平行化レンズ、１１０ 照明光学系、１１２ 第１インテグレータレンズ、
１１４ 第２インテグレータレンズ、１１６ 偏光変換素子、１１８ 重畳レンズ、
１２０ 色分離光学系、１２１ ダイクロイックミラー、
１２２，１２６，１２８ 反射ミラー、１２３Ｒ Ｒ光用フィールドレンズ、
１２３Ｇ Ｇ光用フィールドレンズ、１２３Ｂ Ｂ光用フィールドレンズ、
１２４ ダイクロイックミラー、１２５，１２７ リレーレンズ、
１３０Ｒ Ｒ光用光変調装置、１３０Ｇ Ｇ光用光変調装置、
１３０Ｂ Ｂ光用光変調装置、１４０ クロスダイクロイックプリズム、
１４２ 第１ダイクロイック膜、１４４ 第２ダイクロイック膜、１５０ 投写レンズ、
１０００ プロジェクター

Claims (7)

1. 可視光線および紫外線を含む光を射出する光源と、
   前記光源からの光に含まれる紫外線のうち少なくとも一部の紫外線を前記光源からの光から分離する分離部と、
   前記分離部で分離された紫外線によって励起され、可視光線を発する蛍光体と、
   凹面を有し、前記分離部で分離された紫外線を前記蛍光体に導く反射鏡と、
   を含み、
   前記反射鏡は、前記反射鏡の軸が前記分離部で分離された紫外線の進行方向に沿うように配置され、
   前記蛍光体は、前記反射鏡の焦点に配置されている、光源装置。
2. 請求項１において、
   前記分離部は、可視光線を透過させ、紫外線を反射させるダイクロイックミラーである、光源装置。
3. 請求項１または２において、
   さらに、前記光源から射出された光を、前記分離部に導く光学系を含み、
   前記光学系は、
   前記光源からの光を反射させる回転楕円鏡と、
   前記回転楕円鏡と対向し、前記回転楕円鏡の第１焦点と第２焦点との間に配置された平面鏡と、
   前記平面鏡で反射された光が収束する位置を焦点とする第１回転方物面鏡と、
   を有し、
   前記第１焦点は、前記回転楕円鏡と前記平面鏡の間に位置し、
   前記光源は、前記光源の発光位置が前記第１焦点となるように配置されている、光源装置。
4. 請求項３において、
   前記第１回転方物面鏡は、前記第１回転方物面鏡の第３焦点が前記第１焦点と前記第２焦点との間に位置するように配置されている、光源装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
   さらに、前記蛍光体が発する可視光線の進行方向が前記分離部で分離された可視光線の進行方向と同じ方向となるように、前記蛍光体が発する可視光線を反射させる第２反射鏡を含む、光源装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記蛍光体は、紫外線によって励起されて緑色光または赤色光を発する、光源装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光源装置と、
   前記光源装置から射出された光を画像情報に応じて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写する投写装置と、
   を含む、プロジェクター。

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