JP6447881B2 - 光源装置及び投影装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源装置と、この光源装置を有する投影装置に関する。

今日、パーソナルコンピュータの画面やビデオ画像、メモリカード等に記憶されている画像データによる画像等をスクリーンに投影する画像投影装置として、データプロジェクタが多用されている。このプロジェクタは、光源から出射された光を、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）と呼ばれるマイクロミラー表示素子、又は、液晶板に集光させ、スクリーン上にカラー画像を表示させるものである。

この投影装置であるプロジェクタは、パーソナルコンピュータやＤＶＤプレーヤーなどの映像機器の普及に伴って、業務用プレゼンテーションから家庭用に至るまで、用途が拡大している。このようなプロジェクタにおいて、従来は高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であったが、近年、光源として複数のレーザダイオード等の半導体発光素子を用いるとともに、この半導体発光素子を励起光源とする蛍光板を備える投影装置が種々開発されている。

特許文献１に開示される光源装置は、複数の青色レーザダイオードがマトリクス状に配列された励起光照射装置と、蛍光体が形成された蛍光板を有する。青色レーザダイオードから出射された青色波長帯域光は、蛍光体の位置で集光される。蛍光体は、青色波長帯域光により励起され、緑色波長帯域光を出射する。

特開２０１５−２３２６７７号公報

一般的に、励起光照射装置に配置された複数の青色レーザダイオードと蛍光体までの距離は、青色レーザダイオードの個々の配置や導光部材の特性により、異なる。青色レーザダイオードから出射された青色波長帯域光の光路長が異なると、蛍光体上の照射光の形状は、発光元である青色レーザダイオード毎に異なる場合がある。特許文献１ように、複数の青色レーザダイオードを励起光源として用いた場合、蛍光体上で重畳された青色波長帯域光の分布は、蛍光体の有効範囲において、中心の照射強度が高くなる等、不均一となることがある。照射強度が高すぎる場合は蛍光体の発光効率が低下し、照射分布が不均一である場合は輝度むらが発生しやすくなる。

本発明は、以上の点に鑑み、利用効率の高い均一な光を出射する光源装置及び投影装置を提供することを目的とする。

本発明に係る光源装置は、光を出射する第一半導体発光素子及び第二半導体発光素子と、前記光の出射方向側に、前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子の各々と対応して配置される第一コリメータレンズ及び第二コリメータレンズと、が形成された光源アレイを備え、前記第一半導体発光素子は、前記光源アレイ全体の中央側のみに配置され、前記第二半導体発光素子は、前記光源アレイ全体において前記第一半導体発光素子より外側のみに配置されており、前記第一半導体発光素子の各々の前記光、及び前記第二半導体発光素子の各々の前記光は、前記光の光軸が互いに照射面の異なる位置になるように照射され、前記第一半導体発光素子の出射面と前記第一コリメータレンズの出射面との距離を、前記第二半導体発光素子の出射面と前記第二コリメータレンズの出射面との距離と異ならせることにより、前記第二半導体発光素子の各々の前記光の照射面での集光度合を、前記第一半導体発光素子の各々の前記光の照射面での集光度合より強くする、ことを特徴とする。

本発明に係る投影装置は、上述の光源装置と、前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、前記表示素子と前記光源装置を制御する投影装置制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、利用効率の高い均一な光を出射する光源装置及び投影装置を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る投影装置を示す外観斜視図である。 本発明の実施形態１に係る投影装置の機能ブロックを示す図である。 本発明の実施形態１に係る投影装置の内部構造を示す平面模式図である。 本発明の実施形態１に係る蛍光板の平面模式図である。 本発明の実施形態１に係る光源アレイを示す模式図である。 本発明の実施形態１に係る蛍光板上の有効範囲に照射された青色波長帯域光 の照射領域を示す図である。 本発明の実施形態１に係る光源アレイの変形例１を示す模式図である。 本発明の実施形態１に係る光源アレイの変形例２を示す模式図である。 本発明の実施形態２に係る光源アレイを示す模式図である。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態について図を用いて説明する。図１は、投影装置１０の外観斜視図である。なお、本実施形態において、投影装置１０における左右とは投影方向に対しての左右方向を示し、前後とは投影装置１０のスクリーン側方向及び光線束の進行方向に対しての前後方向を示す。

投影装置１０は、図１に示すように、略直方体形状であって、投影装置１０の筐体の前方の側板とされる正面パネル１２の側方に投影口を覆うレンズカバー１９を有する。この正面パネル１２には、複数の排気孔１７が設けられている。さらに、投影装置１０は、図示しないがリモートコントローラからの制御信号を受信するＩｒ受信部を備えている。

筐体の上面パネル１１にはキー／インジケータ部３７が設けられる。このキー／インジケータ部３７には、電源スイッチキーや電源のオン又はオフを報知するパワーインジケータ、投影のオン、オフを切りかえる投影スイッチキー、光源装置や表示素子又は制御回路等が過熱したときに報知をする過熱インジケータ等のキーやインジケータが配置されている。

さらに、筐体の背面には、背面パネルにＵＳＢ端子やアナログＲＧＢ映像信号が入力される映像信号入力用のＤ−ＳＵＢ端子、Ｓ端子、ＲＣＡ端子、音声出力端子等を設ける入出力コネクタ部及び電源アダプタプラグ等の各種端子（群）２０が設けられている。また、背面パネルには、複数の吸気孔が形成されている。なお、図示しない筐体の側板である右側パネル、及び、図１に示した側板である左側パネル１５には、各々複数の排気孔１７が形成されている。また、左側パネル１５の背面パネル近傍の隅部や背面パネルには、吸気孔１８も形成されている。

次に、投影装置１０の投影装置制御部について、図２の機能ブロック図を用いて述べる。投影装置制御部は、制御部３８、入出力インターフェース２２、画像変換部２３、表示エンコーダ２４、表示駆動部２６等から構成される。

制御部３８は、投影装置１０内の各回路の動作制御を司るものであって、ＣＰＵ、各種セッティング等の動作プログラムを固定的に記憶したＲＯＭ及びワークメモリとして使用されるＲＡＭ等により構成されている。

そして、この投影装置制御部により、入出力コネクタ部２１から入力された各種規格の画像信号は、入出力インターフェース２２、システムバス（ＳＢ）を介して画像変換部２３で表示に適した所定のフォーマットの画像信号に統一するように変換されたあと、表示エンコーダ２４に出力される。

また、表示エンコーダ２４は、入力された画像信号をビデオＲＡＭ２５に展開記憶させた上でこのビデオＲＡＭ２５の記憶内容からビデオ信号を生成して表示駆動部２６に出力する。

表示駆動部２６は、表示素子制御部として機能するものであり、表示エンコーダ２４から出力された画像信号に対応して適宜フレームレートで空間的光変調素子（ＳＯＭ）である表示素子５１を駆動する。

投影装置１０は、光源装置６０から出射された光線束を、光源側光学系を介して表示素子５１に照射することにより、表示素子５１の反射光で光像を形成し、投影側光学系を介してスクリーンに画像を投影表示する。尚、この投影側光学系の可動レンズ群２３５は、レンズモータ４５によりズーム調整やフォーカス調整のための駆動が行われる。

画像圧縮／伸長部３１は、画像信号の輝度信号及び色差信号をＡＤＣＴ及びハフマン符号化等の処理によりデータ圧縮して着脱自在な記録媒体とされるメモリカード３２に順次書き込む記録処理を行う。

さらに、画像圧縮／伸長部３１は、再生モード時にメモリカード３２に記録された画像データを読み出し、一連の動画を構成する個々の画像データを１フレーム単位で伸長し、この画像データを、画像変換部２３を介して表示エンコーダ２４に出力し、メモリカード３２に記憶された画像データに基づいた動画等の表示を可能とする。

そして、筐体の上面パネル１１に設けられるメインキー及びインジケータ等により構成されるキー／インジケータ部３７の操作信号は、直接に制御部３８に送出される。リモートコントローラからのキー操作信号は、Ｉｒ受信部３５で受信され、Ｉｒ処理部３６で復調されたコード信号が制御部３８に出力される。

なお、制御部３８にはシステムバス（ＳＢ）を介して音声処理部４７が接続されている。この音声処理部４７は、ＰＣＭ音源等の音源回路を備えており、投影モード及び再生モード時には音声データをアナログ化し、スピーカ４８を駆動して拡声放音させる。

また、制御部３８は、光源制御部としての光源制御回路４１を制御している。この光源制御回路４１は、画像生成時に要求される所定波長帯域の光が光源装置６０から出射されるように、励起光源や赤色光源装置から所定のタイミングで赤色、緑色及び青色の波長帯域光を発光させる個別の制御を行う。

さらに、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３に光源装置６０等に設けた複数の温度センサによる温度検出を行わせ、この温度検出の結果から冷却ファンの回転速度を制御させている。また、制御部３８は、冷却ファン駆動制御回路４３にタイマー等により投影装置１０本体の電源オフ後も冷却ファンの回転を持続させる、あるいは、温度センサによる温度検出の結果によっては投影装置１０本体の電源をオフにする等の制御も行う。

次に、この投影装置１０の内部構造について説明する。図３は、投影装置１０の内部構造を示す平面模式図である。投影装置１０は、右側パネル１４の近傍に制御回路基板２４１を備えている。この制御回路基板２４１は、電源回路ブロックや光源制御ブロック等を備えている。また、投影装置１０は、制御回路基板２４１の左方、つまり、投影装置１０筐体の略中央部分に光源装置６０を備えている。さらに、光源装置６０と左側パネル１５との間には、光源側光学系１７０や投影側光学系２２０が配置されている。

光源装置６０は、赤色波長帯域光の光源とされる赤色光源装置１２０と、緑色波長帯域光の光源とされる緑色光源装置８０と、青色波長帯域光の光源とされる青色光源装置であると共に励起光源ともされる励起光照射装置７０と、を備える。緑色光源装置８０は、励起光照射装置７０と、蛍光板装置１００とにより構成される。そして、光源装置６０には、緑色波長帯域光及び青色波長帯域光の光線束に赤色波長帯域光の光線束を合わせて各色波長帯域の光線束を同一光路上に導光して同一方向に向かわせる導光光学系１４０が配置されている。

励起光照射装置７０は、投影装置１０筐体の左右方向における略中央部分に配置される。励起光照射装置７０は、背面パネル１３と光軸が平行になるよう配置された複数の半導体発光素子を備える。本実施形態において、半導体発光素子は、青色波長帯域光を出射する青色レーザダイオード７１である。青色レーザダイオード７１は、右側パネル１４と略平行に配置されている。各青色レーザダイオード７１の光軸上には、コリメータレンズ７３が配置されている。コリメータレンズ７３は、青色レーザダイオード７１からの出射光の指向性を高めて各々平行光に変換する。青色レーザダイオード７１及びコリメータレンズ７３は、固定ホルダ７５に固定される。

また、励起光照射装置７０は、各青色レーザダイオード７１からの出射光の光軸を正面パネル１２方向に９０度変換する反射ミラー７６と、反射ミラー７６で反射した各青色レーザダイオード７１からの出射光を集光する集光レンズ７８と、青色レーザダイオード７１と右側パネル１４との間に配置されたヒートシンク８１等を備える。また、ヒートシンク８１と背面パネル１３との間には冷却ファン２６１が配置されている。この冷却ファン２６１とヒートシンク８１とによって青色レーザダイオード７１が冷却される。

赤色光源装置１２０は、青色レーザダイオード７１と光軸が平行となるように配置された赤色光源１２１と、赤色光源１２１からの出射光を集光する集光レンズ群１２５と、を備える。この赤色光源１２１は、赤色波長帯域の光を発する半導体発光素子である赤色発光ダイオードである。赤色光源装置１２０は、赤色光源装置１２０が出射する赤色波長帯域光の光軸が、蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光の光軸と交差するように配置されている。また、赤色光源装置１２０は、赤色光源１２１の右側パネル１４側にヒートシンク１３０を備える。ヒートシンク１３０と正面パネル１２との間には冷却ファン２６１が配置されており、この冷却ファン２６１及びヒートシンク１３０によって赤色光源１２１が冷却される。

緑色光源装置８０を構成する蛍光板装置１００は、励起光照射装置７０からの出射光の光軸と直交するように配置された蛍光ホイールとされる蛍光板１０１と、この蛍光板１０１を回転駆動するモータ１１０と、励起光照射装置７０から出射される励起光の光線束を蛍光板１０１に集光する集光レンズ群１１７と、蛍光板１０１から正面パネル１２方向に出射される光線束を集光する集光レンズ１１５とを備える。

ここで、蛍光板１０１について説明する。図４は、蛍光板１０１の平面模式図である。本図は、蛍光板１０１を集光レンズ群１１７側から見た図である。蛍光板１０１は、円盤状に形成され、モータ軸１１２を中心としてモータ１１０の駆動により回転する。蛍光板１０１には、蛍光発光領域１０３と拡散透過領域１０４とが周方向に並設されている。蛍光発光領域１０３及び拡散透過領域１０４は、径方向に略一定の幅で形成される。蛍光発光領域１０３は、青色レーザダイオード７１から出射された青色波長帯域光を励起光として受けて、励起された緑色波長帯域の蛍光光を出射する。拡散透過領域１０４は、青色レーザダイオード７１からの出射光を拡散透過する。拡散透過した出射光は、光源装置６０の青色波長帯域光として出射される。

図３に戻り、モータ１１０と正面パネル１２との間には冷却ファン２６１が配置されている。蛍光板装置１００は、この冷却ファン２６１によって冷却される。

導光光学系１４０は、第一ダイクロイックミラー１４１、集光レンズ１４９、第二ダイクロイックミラー１４８、第一反射ミラー１４３、集光レンズ１４６、第二反射ミラー１４５、集光レンズ１４７を有する。第一ダイクロイックミラー１４１は、励起光照射装置７０から出射される青色波長帯域光及び蛍光板１０１から出射される緑色波長帯域光と、赤色光源装置１２０から出射される赤色波長帯域光とが交差する位置に配置される。第一ダイクロイックミラー１４１は、青色波長帯域光及び赤色波長帯域光を透過し、緑色波長帯域光を反射する。よって、蛍光板１０１から出射された緑色波長帯域光の光軸は、第一ダイクロイックミラー１４１により左側パネル１５方向に９０度変換される。

第一ダイクロイックミラー１４１の左側パネル１５側には、集光レンズ１４９が配置されている。さらに、集光レンズ１４９の左側パネル１５側であって、集光レンズ１４７の背面パネル１３側には、第二ダイクロイックミラー１４８が配置されている。第二ダイクロイックミラー１４８は、赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光を反射し、青色波長帯域光を透過させる。第二ダイクロイックミラー１４８の背面パネル１３側には、集光レンズ１７３が配置されている。

第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光の光軸は、第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光の光軸と一致する。第一ダイクロイックミラー１４１を透過した赤色波長帯域光及び第一ダイクロイックミラー１４１により反射された緑色波長帯域光は、共に集光レンズ１４９に入射する。そして、集光レンズ１４９を透過した赤色波長帯域光及び緑色波長帯域光は、第二ダイクロイックミラー１４８により反射され、集光レンズ１７３に入射する。

また、第一反射ミラー１４３は、蛍光板１０１を透過した青色波長帯域光の光軸上であって、集光レンズ１１５と正面パネル１２との間に配置される。第一反射ミラー１４３は、青色波長帯域光を反射して、この青色波長帯域光の光軸を左側パネル１５方向に９０度変換する。第一反射ミラー１４３の左側パネル１５側には、集光レンズ１４６が配置される。さらにこの集光レンズ１４６の左側パネル１５側には、第二反射ミラー１４５が配置される。

集光レンズ１４７は、第二反射ミラー１４５の背面パネル１３側に配置されている。第二反射ミラー１４５は、第一反射ミラー１４３により反射され、集光レンズ１４６を介して入射される青色波長帯域光の光軸を、背面パネル１３側に９０度変換する。第二反射ミラー１４５により反射された青色波長帯域光は、集光レンズ１４７を介して第二ダイクロイックミラー１４８を透過し、集光レンズ１７３に入射する。

このように、赤色、緑色、青色の各波長帯域光の光線束は、導光光学系１４０により同一光路上に導光される。導光光学系１４０により導光された各色波長帯域光は、光源側光学系１７０の集光レンズ１７３により集光される。

光源側光学系１７０は、集光レンズ１７３、ライトトンネル１７５、集光レンズ１７８、光軸変換ミラー１８１、集光レンズ１８３、照射ミラー１８５、コンデンサレンズ１９５により構成されている。なお、コンデンサレンズ１９５は、コンデンサレンズ１９５の背面パネル１３側に配置される表示素子５１から出射された画像光を投影側光学系２２０に向けて出射するので、投影側光学系２２０の一部ともされている。

各波長帯域の光線束は、光源側光学系１７０のライトトンネル１７５の入射口に入射される。ライトトンネル１７５に入射された光線束は、均一な強度分布の光線束となる。

ライトトンネル１７５の背面パネル１３側の光軸上には、集光レンズ１７８を介して、光軸変換ミラー１８１が配置されている。ライトトンネル１７５の出射口から出射した光線束は、集光レンズ１７８で集光された後、光軸変換ミラー１８１により、左側パネル１５側に光軸を変換される。

光軸変換ミラー１８１で反射した光線束は、集光レンズ１８３により集光された後、照射ミラー１８５により、コンデンサレンズ１９５を介して表示素子５１に所定の角度で照射される。なお、背面パネル１３側にはヒートシンク１９０が設けられており、ＤＭＤとされる表示素子５１はこのヒートシンク１９０により冷却される。

光源側光学系１７０により表示素子５１の画像形成面に照射された光源光である光線束は、表示素子５１の画像形成面で反射され、投影光として投影側光学系２２０を介してスクリーンに投影される。投影側光学系２２０は、コンデンサレンズ１９５、可動レンズ群２３５、固定レンズ群２２５により構成されている。固定レンズ群２２５は、固定鏡筒に内蔵される。可動レンズ群２３５は、可動鏡筒に内蔵され、レンズモータで移動可能とされることにより、ズーム調整やフォーカス調整を可能としている。

このように投影装置１０を構成することで、蛍光板１０１を回転させるとともに励起光照射装置７０及び赤色光源装置１２０から異なるタイミングで光を出射させると、赤色、緑色及び青色の各波長帯域光が導光光学系１４０及び光源側光学系１７０を介して表示素子５１に入射される。そのため、投影装置１０の表示素子５１であるＤＭＤがデータに応じて各色の光を時分割表示することにより、スクリーンにカラー画像を投影することができる。

つぎに、励起光照射装置７０における青色レーザダイオード７１及びコリメータレンズ７３の詳細について説明する。図３に示した青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅ（７１）及びコリメータレンズ７３は、３行５列のマトリクス状に配置された光源アレイ７００を形成する。コリメータレンズ７３は、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの出射方向側に、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの各々に対応して配置される。

図５は、光源アレイ７００を示す模式図である。なお、以下の説明では、青色レーザダイオード７１からの青色波長帯域光の出射方向を前、その反対側を後とする。コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅは、青色波長帯域光が入射する入射面７４２ａ〜７４２ｅが平面状に形成され、青色波長帯域光の出射面７４１ａ〜７４１ｅが凸レンズとして形成される。

各青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅは、すべての出射面７２１ａ〜７２１ｅが略同一平面上となるように配置される。各コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅは、光源アレイ７００の行方向の中央側（コリメータレンズ７３ｃ側）から外側（コリメータレンズ７３ａ，７３ｅ側）に向かうに従い、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅから遠い位置に配置される。したがって、光源アレイ７００の行方向の中央側のコリメータレンズ（第一コリメータレンズ）７３ｃは、出射面（第二出射面）７４１ｃが外側のコリメータレンズ（第二コリメータレンズ）７３ａ，７３ｂ，７３ｄ，７３ｅの出射面（第四出射面）７４１ａ，７４１ｂ，７４１ｄ，７４１ｅよりも後方となるように、配置される。

このように、光源アレイ７００は、全体の中央側に配置された青色レーザダイオード（第一半導体発光素子）７１ｃの出射面（第一出射面）７２１ｃとコリメータレンズ７３ｃの出射面７４１ｃとの距離ｇ１ｃが、外側に配置された青色レーザダイオード（第二半導体発光素子）７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅの出射面（第三出射面）７２１ａ，７２１ｂ，７２１ｄ，７２１ｅとコリメータレンズ７３ａ，７３ｂ，７３ｄ，７３ｅの出射面７４１ａ,７４１ｂ，７４１ｄ，７４１ｅとの距離ｇ１ａ，ｇ１ｂ，ｇ１ｄ，ｇ１ｅよりも短くなるように構成される。なお、距離ｇ１ａ〜ｇ１ｅは、出射面７２１ａ〜７２１ｅから出射面７４１ａ〜７４１ｅまでの光路距離を示している。

また、本実施形態では、略同形状のコリメータレンズ７３ａ〜７３ｅを用いているため、コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの入射面７４２ａ〜７４２ｅと青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの出射面７２１ａ〜７２１ｅとの距離ｇ２ａ〜ｇ２ｅは、光源アレイ７００の外側に向かうに従い長くなるように構成される。

光源アレイ７００のコリメータレンズ７３ａ〜７３ｅは、対応する青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅが出射する青色波長帯域光の光軸と、出射面７４１ａ〜７４１ｅの頂部７４１（すなわちコリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの光軸）が略一致するように配置される。

なお、図５では、一方側のコリメータレンズ７３ａ，７３ｂと他方側のコリメータレンズ７３ｄ，７３ｅとは、中央側のコリメータレンズ７３ｃを中心とした対称位置に配置されているが、それぞれ設定する集光位置に応じて対称位置に配置しない構成としてもよい。例えば、コリメータレンズ７３ａ，７３ｂ，７３ｄ，７３ｅは、距離ｇ１ａと距離ｇ１ｅが異なり、距離ｇ１ｂと距離ｇ１ｄも異なるように配置することができる。

つぎに、光源アレイ７００の青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅから出射された青色波長帯域光の照射領域について説明する。青色波長帯域光は、図４に示した回転する蛍光板１０１の蛍光発光領域１０３又は拡散透過領域１０４上の有効範囲Ｓ内に、主に照射される。なお、本実施形態において、有効範囲Ｓの形状は、略矩形状としているが、後段の導光部材の形状や表示素子５１の形状等により適宜の大きさや形状とすることができる。

図６は、蛍光板１０１上の有効範囲Ｓに照射された青色波長帯域光の照射領域ｓ３〜ｓ５を示す図である。なお、本図では、３つの青色レーザダイオード７１ｃ〜７１ｅが出射した青色波長帯域光の照射領域ｓ３〜ｓ５について説明する。有効範囲Ｓの略中央に位置する照射領域ｓ３は、図５の青色レーザダイオード７１ｃが出射した青色波長帯域光Ｌ３が照射される領域である。有効範囲Ｓの中央からやや外側に位置する照射領域ｓ４は、青色レーザダイオード７１ｄが出射した青色波長帯域光Ｌ４が照射される領域である。有効範囲Ｓの隅部に位置する照射領域ｓ５は、青色レーザダイオード７１ｅが出射した青色波長帯域光Ｌ５が照射される領域である。

青色波長帯域光の焦点位置は、図５に示した出射面７２１ａ〜７２１ｅからコリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの出射面７４１ａ〜７４１ｅまでの距離ｇ１ａ〜ｇ１ｅが長くなるに従い、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅから遠くなる。よって、図５で最も焦点位置が遠い青色レーザダイオード７１ｅから出射された青色波長帯域光Ｌ５の焦点位置が、図４の蛍光発光領域１０３又は拡散透過領域１０４の照射面付近となるようにコリメータレンズ７３ｅを配置すると、青色レーザダイオード７１ｃと青色レーザダイオード７１ｄから出射された青色波長帯域光の焦点位置は、青色レーザダイオード７１ｄ、青色レーザダイオード７１ｃの順に図６の有効範囲Ｓの手前側となる。そのため、照射領域ｓ３〜ｓ５の面積は、青色レーザダイオード７１ｃの照射領域ｓ３、青色レーザダイオード７１ｄの照射領域ｓ４及び青色レーザダイオード７１ｅの照射領域ｓ５の順に狭く形成される。

なお、各青色波長帯域光Ｌ３〜Ｌ５の照射領域ｓ３〜ｓ５は、互いに一部が重なっているが、外側のコリメータレンズ７３ｄ，７３ｅの位置を調整して距離ｇ１ｄ，ｇ１ｅを変えることで、各照射領域ｓ３〜ｓ５が重ならないようにすることもできる。このように、青色波長帯域光は、有効範囲Ｓ内の位置に照射させることで、蛍光発光領域１０３の励起光として効率良く利用することができる。

以上示したように、本実施形態の光源装置６０は、コリメータレンズ７３の位置を、青色レーザダイオード７１から出射される青色波長帯域光の出射方向に対して異ならせることにより、蛍光発光領域１０３又は拡散透過領域１０４上の有効範囲Ｓにおける照射面積を適切な大きさに定めることができる。

このように、有効範囲Ｓの中央付近に照射される青色波長帯域光の照射面積を広くし、有効範囲Ｓの端部又は隅部に照射される青色波長帯域光の照射面積を狭くすることにより、有効範囲Ｓ内全体として、均一な強度分布の光を励起光として照射させることができる。

つぎに、本実施形態の変形例について説明する。図７は、変形例１における光源アレイ７００Ａを示す模式図である。変形例１では、光源装置６０は、光源アレイ７００のコリメータレンズ７３の代わりに、形状の異なるコリメータレンズ７３Ａを備える。

コリメータレンズ７３Ａａ〜７３Ａｅ（７３Ａ）は、青色波長帯域光が入射する入射面７４２ａ〜７４２ｅが平面状に形成され、青色波長帯域光の出射面７４１ａ〜７４１ｅが凸レンズとして形成される。

各コリメータレンズ７３Ａａ〜７３Ａｅは、光源アレイ７００Ａの行方向の中央側（コリメータレンズ７３Ａｃ側）から外側（コリメータレンズ７３Ａａ，７３Ａｅ側）に向かうに従い、青色波長帯域光の出射方向に長く形成される。つまり、各コリメータレンズ７３Ａａ〜７３Ａｅは、光源アレイ７００Ａの行方向の中央側（コリメータレンズ７３Ａｃ側）から外側（コリメータレンズ７３Ａａ，７３Ａｅ側）に向かうに従い、厚さが厚く形成される。また、各コリメータレンズ７３Ａａ〜７３Ａｅは、入射面７４２ａ〜７４２ｅが略同一平面上に位置するように配置される。

したがって、光源アレイ７００Ａは、光源アレイ７００と同様に、行方向の中央側に配置された青色レーザダイオード７１ｃの出射面７２１ｃとコリメータレンズ（第一コリメータレンズ）７３Ａｃの出射面７４１ｃとの距離ｇ１ｃが、外側に配置された青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅの出射面７２１ａ，７２１ｂ，７２１ｄ，７２１ｅとコリメータレンズ（第二コリメータレンズ）７３Ａａ，７３Ａｂ，７３Ａｄ，７３Ａｅの出射面７４１ａ，７４１ｂ，７４１ｄ，７４１ｅとの距離ｇ１ａ，ｇ１ｂ，ｇ１ｄ，ｇ１ｅよりも短くなるように構成される。

また、各青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの出射面７２１ａ〜７２１ｅからコリメータレンズ７３Ａａ〜７３Ａｅの入射面７４２ａ〜７４２ｅまでの距離ｇ２ａ〜ｇ２ｅは、いずれも略同じとなる。

光源アレイ７００Ａのコリメータレンズ７３Ａａ〜７３Ａｅは、光源アレイ７００と同様に、対応する青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅが出射する青色波長帯域光の光軸と、出射面７４１ａ〜７４１ｅの頂部７４１（すなわちコリメータレンズ７３Ａａ〜７３Ａｅの光軸）が略一致するように配置される。

なお、中央側のコリメータレンズ７３Ａｃを中心とした、一方側のコリメータレンズ７３Ａａ，７３Ａｂと他方側のコリメータレンズ７３Ａｄ，７３Ａｅとは、それぞれ略同形状としているが、対称組みである一方のコリメータレンズ７３Ａａと他方のコリメータレンズ７３Ａｅを異なる長さとし、他の対称組みである一方のコリメータレンズ７３Ａｂと他方のコリメータレンズ７３Ａｄを異なる長さとしてもよい。よって、コリメータレンズ７３Ａａ，７３Ａｂ，７３Ａｄ，７３Ａｅは、距離ｇ１ａと距離ｇ１ｅが異なり、距離ｇ１ｂと距離ｇ１ｄが異なるように配置することができる。

青色レーザダイオード７１ｃ〜７１ｅから出射された青色波長帯域光は、図５の光源アレイ７００と同様に、図６に示した有効範囲Ｓに照射される。すなわち、有効範囲Ｓの略中央に位置する照射領域ｓ３は、図７に示した青色レーザダイオード７１ｃが出射した青色波長帯域光Ｌ３が照射される領域である。有効範囲Ｓの中央からやや外側に位置する照射領域ｓ４は、青色レーザダイオード７１ｄが出射した青色波長帯域光Ｌ４が照射される領域である。有効範囲Ｓの隅部に位置する照射領域ｓ５は、青色レーザダイオード７１ｅが出射した青色波長帯域光Ｌ５が照射される領域である。

以上示したように、本実施形態の光源装置６０は、コリメータレンズ７３Ａａ〜７３Ａｅの入射面７４２ａ〜７４２ｅが略同一平面上となるように構成した。よって、青色レーザダイオード７１からコリメータレンズ７３Ａまでの距離ｇ２ａ〜ｇ２ｅを短くしつつ一定とすることができるため、固定ホルダ７５等のコリメータレンズ７３Ａの固定部材の構成を、簡易にすることができる。

つぎに、本実施形態の他の変形例について説明する。図８は、変形例２の光源アレイ７００Ｂを示す模式図である。変形例２では、光源装置６０は、光源アレイ７００のコリメータレンズ７３の代わりにレンズアレイ７３０Ｂとして一体に形成されたコリメータレンズ７３Ｂａ〜７３Ｂｅ（７３Ｂ）を備える。

レンズアレイ７３０Ｂは、青色波長帯域光が入射する入射面７４２が平面状に形成される。また、各コリメータレンズ７３Ｂａ〜７３Ｂｅは、青色波長帯域光の出射面７４１ａ〜７４１ｅが凸レンズとして形成される。

各コリメータレンズ７３Ｂａ〜７３Ｂｅは、光源アレイ７００のコリメータレンズ７３ａ〜７３ｅと同様に、光源アレイ７００Ｂ全体の中央側（コリメータレンズ７３Ｂｃ側）から外側（コリメータレンズ７３Ｂａ，７３Ｂｅ側）に向かうに従い、青色波長帯域光の出射方向に長く形成される。

したがって、光源アレイ７００Ｂは、光源アレイ７００と同様に、行方向の中央側に配置された青色レーザダイオード７１ｃの出射面７２１ｃとコリメータレンズ（第一コリメータレンズ）７３Ｂｃの出射面７４１ｃとの距離ｇ１ｃが、外側に配置された青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅの出射面７２１ａ，７２１ｂ，７２１ｄ，７２１ｅとコリメータレンズ（第二コリメータレンズ）７３Ｂａ，７３Ｂｂ，７３Ｂｄ，７３Ｂｅの出射面７４１ａ，７４１ｂ，７４１ｄ，７４１ｅとの距離ｇ１ａ，ｇ１ｂ，ｇ１ｄ，ｇ１ｅよりも短くなるように構成される。また、各青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの出射面７２１ａ〜７２１ｅから入射面７４２までの距離ｇ３は同じである。

光源アレイ７００Ｂの出射面７４１ａ〜７４１ｅは、光源アレイ７００と同様に、対応する青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅが出射する青色波長帯域光の光軸と、各頂部７４１（すなわちコリメータレンズ７３Ｂａ〜７３Ｂｅの光軸）が略一致するように配置される。

なお、中央側のコリメータレンズ７３Ｂｃを中心とした、一方側のコリメータレンズ７３Ｂａ，７３Ｂｂと他方側のコリメータレンズ７３Ｂｄ，７３Ｂｅとは、それぞれ略同形状としているが、対称組みである一方のコリメータレンズ７３Ｂａと他方のコリメータレンズ７３Ｂｅを異なる長さとし、他の対称組みである一方のコリメータレンズ７３Ｂｂと他方のコリメータレンズ７３Ｂｄを異なる長さとしてもよい。よって、レンズアレイ７３０Ｂの各外側のコリメータレンズ７３Ｂａ，７３Ｂｂ，７３Ｂｄ，７３Ｂｅは、距離ｇ１ａと距離ｇ１ｅが異なり、距離ｇ１ｂと距離ｇ１ｄが異なるように形成することができる。

青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅから出射された青色波長帯域光は、実施形態１と同様に、図６に示した有効範囲Ｓに照射される。すなわち、有効範囲Ｓの略中央に位置する照射領域ｓ３は、図８示した青色レーザダイオード７１ｃが出射した青色波長帯域光Ｌ３が照射される領域である。有効範囲Ｓの中央からやや外側に位置する照射領域ｓ４は、青色レーザダイオード７１ｄが出射した青色波長帯域光Ｌ４が照射される領域である。有効範囲Ｓの隅部に位置する照射領域ｓ５は、青色レーザダイオード７１ｅが出射した青色波長帯域光Ｌ５が照射される領域である。

以上示したように、本実施形態の光源装置６０のコリメータレンズ７３Ｂｃ〜７３Ｂｅは、レンズアレイ７３０Ｂとして一体に形成される。よって、集光機能を有する複数のコリメータレンズを一体として調節することができ、容易に固定ホルダ７５等の固定部に取り付けることができる。

（実施形態２）
つぎに、本発明の実施形態２について説明する。図９は、光源アレイ７００Ｃを示す模式図である。光源アレイ７００Ｃの青色レーザダイオード７１及びコリメータレンズ７３は、実施形態１の光源アレイ７００の青色レーザダイオード７１及びコリメータレンズ７３と配置が異なる。なお、本実施形態の説明において、実施形態１の光源アレイ７００と同様の構成については、その説明を省略又は簡略化する。

各コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅは、略同形状であり、入射面７４２ａ〜７４２ｅが略同一平面上となるように配置される。よって、コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの出射面７４１ａ〜７４１ｅも、略同一平面上に位置する。

各青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅは、光源アレイ７００Ｃの行方向の中央側（青色レーザダイオード７１ｃ側）から外側（青色レーザダイオード７１ａ，７１ｅ側）に向かうに従い、コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの入射面７４２ａ〜７４２ｅから遠い位置に配置される。したがって、光源アレイ７００の中央側の青色レーザダイオード（第一半導体発光素子）７１ｃは、出射面（第一出射面）７２１ｃが外側の青色レーザダイオード（第二半導体発光素子）７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅの出射面（第三出射面）７２１ａ，７２１ｂ，７２１ｄ，７２１ｅよりも前方となるように、配置される。

そのため、本実施形態の光源アレイ７００Ｃは、コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの入射面７４２ａ〜７４２ｅと青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの出射面７２１ａ〜７２１ｅとの距離ｇ２ａ〜ｇ２ｅは、光源アレイ７００Ｃの外側に向かうに従い長くなるように構成される。また、光源アレイ７００Ｃは、コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの出射面７４１ａ〜７４１ｅと青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの出射面７２１ａ〜７２１ｅとの距離ｇ１ａ〜ｇ１ｅは、光源アレイ７００Ｃの外側に向かうに従い長くなるように構成される。

光源アレイ７００Ｃのコリメータレンズ７３ａ〜７３ｅは、光源アレイ７００と同様に、対応する青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅが出射する青色波長帯域光の光軸よりも、出射面７４１ａ〜７４１ｅの頂部７４１（すなわちコリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの光軸）が略一致するように配置される。

なお、図５では、一方側の青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂと他方側の青色レーザダイオード７１ｄ，７１ｅとは、中央側の青色レーザダイオード７１ｃを中心とした対称位置に配置されているが、それぞれ対称位置に配置しない構成としてもよい。例えば、青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅは、距離ｇ１ａと距離ｇ１ｅが異なり、距離ｇ１ｂと距離ｇ１ｄも異なるように配置することができる。

青色波長帯域光は、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅから所定の幅を有した略平行光として出射されるが、僅かな拡散角度を有した拡散光の成分が含まれることがある。この場合、コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの出射面７４１ａ〜７４１ｅの位置における青色波長帯域光の光線幅は、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの出射面７２１ａ〜７２１ｅとコリメータレンズ７３ａ〜７３ｅとの距離ｇ１ａ〜ｇ１ｅが長いほど大きくなる。

よって、例えば、最も光線幅の小さい青色レーザダイオード７１ｃから出射された青色波長帯域光Ｌ３の焦点位置が蛍光発光領域１０３又は拡散透過領域１０４の照射面付近となるように、コリメータレンズ７３ｃを配置すると、照射領域ｓ３〜ｓ５の面積は、図６と異なり、青色レーザダイオード７１ｃの照射領域ｓ３、青色レーザダイオード７１ｄの照射領域ｓ４及び青色レーザダイオード７１ｅの照射領域ｓ５の順に広く形成される。実施形態１と異なる強度分布の光を、励起光として照射させることができる。

以上示したように、本実施形態の光源装置６０は、コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅを、出射面７４１ａ〜７４１ｅが略同一平面上となるように配置し、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの出射面７２１ａ〜７２１ｅからコリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの出射面７４１ａ〜７４１ｅまでの距離ｇ１ａ〜ｇ１ｄを異なるようにした。よって、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅが出射する青色波長帯域光に拡散成分が含まれている場合であっても、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの位置を定めることにより、有効範囲Ｓにおける照射領域を適切な大きさとすることができる。よって、有効範囲Ｓとして均一な強度分布の光を励起光として照射させることができる。

なお、各青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅを、光源アレイ７００Ｃの行方向の中央側（青色レーザダイオード７１ｃ側）から外側（青色レーザダイオード７１ａ，７１ｅ側）に向かうに従い、コリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの入射面７４２ａ〜７４２ｅと近くなるように配置させることができる。すなわち、光源アレイ７００の中央側の青色レーザダイオード７１ｃは、出射面７２１ｃが外側の青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅの出射面７２１ａ，７２１ｂ，７２１ｄ，７２１ｅよりも後方となるように、配置することができる。この場合、有効範囲Ｓの中央付近に照射される青色波長帯域光の照射面積は広くなり、有効範囲Ｓの端部又は隅部に照射される青色波長帯域光の照射面積が狭くなる。よって、有効範囲Ｓ内全体として、均一な強度分布の光を励起光として照射させることができる。

また、実施形態１及び実施形態２の構成を組合せてもよい。すなわち、各青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅの位置及びコリメータレンズ７３ａ〜７３ｅの位置を青色波長帯域光の出射方向に対してずらして、各青色波長帯域光の集光位置や光線幅を調整してもよい。

また、本発明の各実施形態において、コリメータレンズ７３，７３Ａ，７３Ｂ又はその頂部７４１は、青色レーザダイオード７１から出射される青色波長帯域光の光軸と略一致する構成としてもよい。このとき、外側の青色レーザダイオード７１は、青色波長帯域光が集光されるように傾斜させて取り付けてもよい。また、図３において、反射ミラー７６は板状の一体部材として示したが、青色レーザダイオード７１毎に対応する複数の反射ミラーを短冊状に配置させてもよい。

また、青色レーザダイオード７１に対応するコリメータレンズ７３は、入射面を凸状とした両面凸レンズを用いてもよい。

また、各コリメータレンズ７３，７３Ａ，７３Ｂの出射面７４１ａ〜７４１ｅの曲率、大きさ及び形状は、各々異なるようにしてもよい。例えば、中央側のコリメータレンズ７３ｃ，７３Ａｃ，７３Ｂｃの出射面７４１ｃの曲率は、外側のコリメータレンズ７３ａ，７３Ａａ，７３Ｂａ，７３ｅ，７３Ａｅ，７３Ｂｅの出射面７４１ａ，７４１ｅの曲率と異なる構成とすることができる。よって、青色波長帯域光の光線幅や集光位置を、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅ毎に代えて照射領域の形状を調節することができる。

よって、青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅから出射された青色波長帯域光の光線幅や焦点位置を個別に調整して、有効範囲Ｓ内全体として均一な強度分布の光を励起光として照射させることができる。

また、中央側の青色レーザダイオード７１ｃの出射光が広がる場合、青色レーザダイオード７１及びコリメータレンズ７３，７３Ａ，７３Ｂは、外側の青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅの出射光が平行光となるように、配置することができる。また、中央側の青色レーザダイオード７１ｃの出射光が平行光である場合、青色レーザダイオード７１及びコリメータレンズ７３，７３Ａ，７３Ｂは、外側の青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅの出射光が有効範囲Ｓに向かって狭まるように、配置することができる。

また、本実施形態において、青色レーザダイオード７１は、３行５列のマトリクス状に配置したが、他の任意の行数及び列数のマトリクス状としたり、その他の配列により配置することができる。

また、図５において、光源アレイ７００の外側のコリメータレンズ７３ａ，７３ｂ，７３ｄ，７３ｅは、対応する青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅが出射する青色波長帯域光の光軸よりも、出射面７４１ａ，７４１ｂ，７４１ｄ，７４１ｅの頂部７４１（すなわち各コリメータレンズの光軸）がそれぞれ中央側のコリメータレンズ７３ｃ側にずれるように配置させることができる。なお、コリメータレンズ７３ｂ，７３ｄのずれ量は、外側のコリメータレンズ７３ａ，７３ｅのずれ量より小さく形成される。すなわち、ずれ量は、光源アレイ７００の中央側よりも、外側に配置された青色レーザダイオード７１とコリメータレンズ７３の組みほど大きくすることができる。

このように、外側のコリメータレンズ７３ａ，７３ｂ，７３ｄ，７３ｅを光源アレイ７００の行方向の中央側へずらして配置させることにより、外側に配置された青色レーザダイオード７１ａ，７１ｅ，７１ｂ，７１ｄから出射された青色波長帯域光を、光源アレイ７００の光線束全体の中央側へ屈折させて集光させることができる。

よって、コリメータレンズ７３ａ，７３ｂ，７３ｄ，７３ｅと青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅの位置を偏心させた場合、照射領域ｓ４，ｓ５の形状は歪みやすくなるが、照射領域ｓ４，ｓ５の大きさを変えることにより、有効範囲Ｓから外れて照射される青色波長帯域光を低減させることができる。光源アレイ７００Ａ〜７００Ｃについても、同様に構成することができる。

また、本実施形態では、平面視である行方向においてコリメータレンズ７３，７３Ａ，７３Ｂが青色レーザダイオード７１に対し中央側にずれる構成について説明したが、列方向においても同様に、光源アレイ７００，７００Ａ〜７００Ｃの外側のコリメータレンズ７３，７３Ａ，７３Ｂを、対応する青色レーザダイオード７１が出射する青色波長帯域光の光軸よりも、出射面７４１ａ〜７４１ｅの頂部７４１（すなわちコリメータレンズ７３，７３Ａ，７３Ｂの光軸）がそれぞれ中央側のコリメータレンズ７３，７３Ａ，７３Ｂ側にずれるように配置させてもよい。

以上、各実施形態で説明したように、中央側の青色レーザダイオード７１ｃの青色波長帯域光と、外側の青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅの青色波長帯域光とが、蛍光板１０１の照射面で集光度合が異なる光源装置６０は、蛍光発光領域１０３に対して有効範囲Ｓに均一な強度分布で青色波長帯域光を照射することができる。

また、光源装置６０は、コリメータレンズ７３と、青色レーザダイオード７１との距離を、青色レーザダイオード７１の位置毎に変えることにより、青色波長帯域光を蛍光発光領域１０３又は拡散透過領域１０４の有効範囲Ｓ内に均一に集光させることができる。

また、コリメータレンズ７３と、青色レーザダイオード７１との距離を変えることにより、青色波長帯域光の光線束の太さや焦点位置を、青色レーザダイオード７１毎に定めることができる。そして、蛍光体上の有効範囲Ｓの中央から離れた位置に照射される青色波長帯域光を小さい照射形状に調整し、有効範囲Ｓの中央付近の位置に照射される青色波長帯域光を大きな照射形状に調整することにより、有効範囲内で局所的に照射強度が高くなることを防止するとともに、青色波長帯域光を有効範囲内に集光させることができる。

また、コリメータレンズ７３ｃの出射面７４１ｃがコリメータレンズ７３ａ，７３ｅの出射面７４１ａ，７４１ｅよりも後方となる光源装置６０は、青色レーザダイオード７１ａ，７１ｃ，７１ｅ毎に集光位置を変えて、有効範囲Ｓ内の照射領域の大きさを調整することができる。

また、第一半導体発光素子（青色レーザダイオード７１ｃ）の出射面７２１ｃ及び第二半導体発光素子（青色レーザダイオード７１ａ，７１ｅ）の出射面７２１ａ，７２１ｅが同一平面上となる光源装置６０では、青色レーザダイオード７１ａ，７１ｃ，７１ｅを固定する固定部材の構成を簡易にすることができる。

また、外側のコリメータレンズ７３ａ，７３ｅが、中央側のコリメータレンズ７３ｃよりも、光の出射方向に長く形成される光源装置６０は、コリメータレンズ７３ａ，７３ｃ，７３ｅの取り付けを固定部材の形状に合わせて柔軟に対応させることができる。

また、コリメータレンズ７３ｃの入射面７４２ｃがコリメータレンズ７３ａ，７３ｅの入射面７４２ａ，７４２ｅと同一平面上に位置する光源装置６０は、コリメータレンズ７３ａ，７３ｃ，７３ｅを固定する固定部材の構成を簡易にすることができる。

また、コリメータレンズ７３ａ，７３ｅの出射面７４１ａ，７４１ｅの頂部７４１が、対応する第二半導体発光素子（青色レーザダイオード７１ａ，７１ｅ）から出射される青色波長帯域光の光軸よりもコリメータレンズ７３ｃ側となるように配置される光源装置６０は、青色レーザダイオード７１ａ，７１ｅの取り付け角度を変更することなく、複数の青色波長帯域光を集光するように導光させることができる。

また、赤色波長帯域光を出射する赤色光源装置１２０を備え、蛍光光が緑色波長帯域光であり、第一半導体発光素子及び第二半導体発光素子（青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅ）が青色波長帯域光又は励起光とする光を出射する光源装置６０は、カラー画像を構成する三原色の光源として機能させることができる。

また、第一半導体発光素子及び第二半導体発光素子（青色レーザダイオード７１ａ〜７１ｅ）は、青色波長帯域光を蛍光板１０１の蛍光発光領域１０３の有効範囲Ｓ内に照射する光源装置６０は、第一半導体発光素子及び第二半導体発光素子が出射した光を、励起光として効率よく利用させることができる。

上記実施形態においては、中央側に配置された第一半導体発光素子（青色レーザダイオード７１ｃ）の第一出射面（出射面７２１ｃ）と、第一半導体発光素子と対応して配置される第一コリメータレンズ（コリメータレンズ７３ｃ，７３Ａｃ，７３Ｂｃ）の第二出射面（出射面７４１ｃ）と、の距離が、第一半導体発光素子より外側に配置された第二半導体発光素子（青色レーザダイオード７１ａ，７１ｅ）の第三出射面（出射面７２１ａ，７２１ｅ）と、第二半導体発光素子と対応して配置される第二コリメータレンズ（コリメータレンズ７３ａ，７３Ａａ，７３Ｂａ，７３ｅ，７３Ａｅ，７３Ｂｅ）の第四出射面（出射面７４１ａ，７４１ｅ）と、の距離と異なるとした。しかし、図６に示すように、照射面での集光度合（例えば、集光密度、集光面積）を照射面の外側と中心側とで異ならせれば良いのであり、この構成に限らない。具体的には、コリメータレンズ７３，７３Ａ，７３Ｂの曲率を中央側と外側とで変えればよい。中央側のコリメータレンズ７３ｃ，７３Ａｃ，７３Ｂｃの曲率を外側のコリメータレンズ７３ａ，７３Ａａ，７３Ｂａ，７３ｅ，７３Ｂｅ，７３Ｂｅの曲率より大きくすることで、中央側の光の集光度合を弱くして相対的に外側の光の集光度合を強くし、外側の光が照射面の照射領域内に収まるようにすることができる。

なお、中央側の青色レーザダイオード７１ｃの青色波長帯域光と、外側の青色レーザダイオード７１ａ，７１ｂ，７１ｄ，７１ｅの青色波長帯域光と、は蛍光板１０１の照射面で集光度合が異なるが、この照射面は、青色波長帯域光を励起光として受けて蛍光光を出射する蛍光発光領域１０３、又は青色波長帯域光を受けて青色波長帯域光を拡散透過する拡散透過領域１０４、の何れであっても良い。

また、以上説明した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

以下に、本願出願の最初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ 光を出射し、中央側に配置された第一半導体発光素子及び前記第一半導体発光素子より外側に配置された第二半導体発光素子と、
前記光の出射方向側に、前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子の各々と対応して配置される中央側の第一コリメータレンズ及び前記第一コリメータレンズより外側に配置された第二コリメータレンズと、
を備え、
前記第一半導体発光素子の前記光と、前記第二半導体発光素子の前記光とは、照射面で集光度合が異なる、
ことを特徴とする光源装置。
［２］ 前記照射面は、前記光を励起光として受けて蛍光光を出射する蛍光発光領域、又は前記光を受けて前記光を拡散透過する拡散透過領域、の何れかを含むことを特徴とする上記［１］に記載の光源装置。
［３］ 赤色波長帯域光を出射する赤色光源装置を備え、
前記蛍光光は、緑色波長帯域光であり、
前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子は、前記光を青色波長帯域光又は前記励起光として出射する、
ことを特徴とする上記［２］に記載の光源装置。
［４］ 前記蛍光発光領域が設けられた蛍光板を更に備え、
前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子は、前記光を前記蛍光板の蛍光発光領域の有効範囲内に照射することを特徴とする上記［２］又は上記［３］に記載の光源装置。
［５］ 前記第一半導体発光素子の第一出射面と前記第一コリメータレンズの第二出射面との距離は、前記第二半導体発光素子の第三出射面と前記第二コリメータレンズの第四出射面との距離と異なることを特徴とする上記［１］乃至上記［４］の何れかに記載の光源装置。
［６］ 前記第一コリメータレンズの第二出射面の曲率は、前記第二コリメータレンズの第四出射面の曲率と異なることを特徴とする上記［１］乃至上記［５］の何れかに記載の光源装置。
［７］ 前記第一コリメータレンズ及び前記第二コリメータレンズは、前記第一コリメータレンズの第二出射面が前記第二コリメータレンズの第四出射面よりも後方となるように配置されることを特徴とする上記［５］又は上記［６］に記載の光源装置。
［８］ 前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子は、前記第一半導体発光素子の第一出射面及び前記第二半導体発光素子の第三出射面が同一平面上となるように配置されることを特徴とする上記［５］乃至上記［７］の何れかに記載の光源装置。
［９］ 前記第二コリメータレンズは、前記第一コリメータレンズよりも、前記光の出射方向に長く形成されることを特徴とする上記［５］乃至上記［８］の何れかに記載の光源装置。
［１０］ 前記第一コリメータレンズ及び前記第二コリメータレンズは、レンズアレイとして一体に形成されることを特徴とする上記［５］乃至上記［９］の何れかに記載の光源装置。
［１１］ 前記第一コリメータレンズ及び前記第二コリメータレンズは、前記第一コリメータレンズの第二出射面及び前記第二コリメータレンズの第四出射面が同一平面上となるように配置され、
前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子は、前記第一半導体発光素子の第一出射面が前記第二半導体発光素子の第三出射面よりも前方となるように配置される、
ことを特徴とする上記［５］又は上記［６］に記載の光源装置。
［１２］ 前記第一コリメータレンズの入射面は、前記第二コリメータレンズの入射面と同一平面上に位置することを特徴とする上記［９］乃至上記［１１］の何れかに記載の光源装置。
［１３］ 前記第二コリメータレンズは、前記第二コリメータレンズの第四出射面の頂部が、対応する前記第二半導体発光素子から出射される前記光の光軸よりも前記第一コリメータレンズ側となるように配置されることを特徴とする上記［５］乃至上記［１２］の何れかに記載の光源装置。
［１４］ 上記［１］乃至上記［１３］の何れか記載の光源装置と、
前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
前記表示素子と前記光源装置を制御する投影装置制御部と、
を有することを特徴とする投影装置。

１０ 投影装置 １１ 上面パネル
１２ 正面パネル １３ 背面パネル
１４ 右側パネル １５ 左側パネル
１７ 排気孔 １８ 吸気孔
１９ レンズカバー ２１ 入出力コネクタ部
２２ 入出力インターフェース ２３ 画像変換部
２４ 表示エンコーダ ２５ ビデオＲＡＭ
２６ 表示駆動部 ３１ 画像圧縮／伸長部
３２ メモリカード ３５ Ｉｒ受信部
３６ Ｉｒ処理部 ３７ キー／インジケータ部
３８ 制御部 ４１ 光源制御回路
４３ 冷却ファン駆動制御回路 ４５ レンズモータ
４７ 音声処理部 ４８ スピーカ
５１ 表示素子 ６０ 光源装置
７０ 励起光照射装置
７１，７１ａ〜７１ｅ 青色レーザダイオード
７１Ａａ〜７１Ａｅ 青色レーザダイオード
７１Ｂａ〜７１Ｂｅ 青色レーザダイオード
７３，７３ａ〜７３ｅ コリメータレンズ
７３Ａ，７３Ａａ〜７３Ａｅ コリメータレンズ
７３Ｂ，７３Ｂａ〜７３Ｂｅ コリメータレンズ
７５ 固定ホルダ ７６ 反射ミラー
７８ 集光レンズ ８０ 緑色光源装置
８１ ヒートシンク １００ 蛍光板装置
１０１ 蛍光板 １０３ 蛍光発光領域
１０４ 拡散透過領域 １１０ モータ
１１２ モータ軸 １１５ 集光レンズ
１１７ 集光レンズ群 １２０ 赤色光源装置
１２１ 赤色光源 １２５ 集光レンズ群
１３０ ヒートシンク １４０ 導光光学系
１４１ 第一ダイクロイックミラー １４３ 第一反射ミラー
１４５ 第二反射ミラー １４６ 集光レンズ
１４７ 集光レンズ １４８ 第二ダイクロイックミラー
１４９ 集光レンズ １７０ 光源側光学系
１７３ 集光レンズ １７５ ライトトンネル
１７８ 集光レンズ １８１ 光軸変換ミラー
１８３ 集光レンズ １８５ 照射ミラー
１９０ ヒートシンク １９５ コンデンサレンズ
２２０ 投影側光学系 ２２５ 固定レンズ群
２３５ 可動レンズ群 ２４１ 制御回路基板
２６１ 冷却ファン
７００，７００Ａ〜７００Ｃ 光源アレイ ７２１ａ〜７２１ｅ 出射面
７３０Ｂ レンズアレイ ７４１ 頂部
７４１ａ〜７４１ｅ 出射面 ７４２，７４２ａ〜７４２ｅ 入射面
Ｌ１〜Ｌ５ 青色波長帯域光 Ｓ 有効範囲
ｇ１ａ〜ｇ１ｅ 距離 ｇ２ａ〜ｇ２ｅ 距離
ｓ３〜ｓ５ 照射領域

Claims (14)

1. 光を出射する第一半導体発光素子及び第二半導体発光素子と、前記光の出射方向側に、前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子の各々と対応して配置される第一コリメータレンズ及び第二コリメータレンズと、が形成された光源アレイを備え、
   前記第一半導体発光素子は、前記光源アレイ全体の中央側のみに配置され、前記第二半導体発光素子は、前記光源アレイ全体において前記第一半導体発光素子より外側のみに配置されており、
   前記第一半導体発光素子の各々の前記光、及び前記第二半導体発光素子の各々の前記光は、前記光の光軸が互いに照射面の異なる位置になるように照射され、
   前記第一半導体発光素子の出射面と前記第一コリメータレンズの出射面との距離を、前記第二半導体発光素子の出射面と前記第二コリメータレンズの出射面との距離と異ならせることにより、前記第二半導体発光素子の各々の前記光の照射面での集光度合を、前記第一半導体発光素子の各々の前記光の照射面での集光度合より強くする、
   ことを特徴とする光源装置。
2. 前記照射面は、前記光を励起光として受けて蛍光光を出射する蛍光発光領域、又は前記光を受けて前記光を拡散透過する拡散透過領域、の何れかを含むことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 赤色波長帯域光を出射する赤色光源装置を備え、
   前記蛍光光は、緑色波長帯域光であり、
   前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子は、前記光を青色波長帯域光又は前記励起光として出射する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の光源装置。
4. 前記蛍光発光領域が設けられた蛍光板を更に備え、
   前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子は、前記光を前記蛍光板の前記蛍光発光領域の有効範囲内に照射することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の光源装置。
5. 前記第一コリメータレンズの出射面の曲率は、前記第二コリメータレンズの出射面の曲率と異なることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の光源装置。
6. 前記第一コリメータレンズ及び前記第二コリメータレンズは、前記第一コリメータレンズの出射面が前記第二コリメータレンズの出射面よりも後方となるように配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の光源装置。
7. 前記第一半導体発光素子の出射面及び前記第二半導体発光素子の出射面は、同一平面上となるように配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の光源装置。
8. 前記第二コリメータレンズは、前記第一コリメータレンズよりも、前記光の出射方向に長く形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の光源装置。
9. 前記第一コリメータレンズ及び前記第二コリメータレンズは、レンズアレイとして一体
   に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れかに記載の光源装置。
10. 前記第一コリメータレンズ及び前記第二コリメータレンズは、前記第一コリメータレンズの出射面及び前記第二コリメータレンズの出射面が同一平面上となるように配置され、
    前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子は、前記第一半導体発光素子の出射面が前記第二半導体発光素子の出射面よりも前方となるように配置される、
    ことを特徴とする請求項１又は請求項５に記載の光源装置。
11. 前記第一コリメータレンズの入射面は、前記第二コリメータレンズの入射面と同一平面上に位置することを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れかに記載の光源装置。
12. 前記第二コリメータレンズは、前記第二コリメータレンズの出射面の頂部が、対応する前記第二半導体発光素子から出射される前記光の光軸よりも前記第一コリメータレンズ側となるように配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れかに記載の光源装置。
13. 光を出射する第一半導体発光素子及び第二半導体発光素子と、前記光の出射方向側に、前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子の各々と対応して配置される第一コリメータレンズ及び第二コリメータレンズと、が形成された光源アレイを備え、
    前記第一半導体発光素子は、前記光源アレイ全体の中央側のみに配置され、前記第二半導体発光素子は、前記光源アレイ全体において前記第一半導体発光素子より外側のみに配置されており、
    前記第一半導体発光素子の各々の前記光、及び前記第二半導体発光素子の各々の前記光は、前記光の光軸が互いに照射面の異なる位置になるように照射され、
    前記第一半導体発光素子の出射面と前記第一コリメータレンズの出射面との距離を、前記第二半導体発光素子の出射面と前記第二コリメータレンズの出射面との距離と異ならせることにより、前記第二半導体発光素子の各々の前記光の照射面での集光度合を、前記第一半導体発光素子の各々の前記光の照射面での集光度合より強くし、
    前記第一コリメータレンズ及び前記第二コリメータレンズは、前記第一コリメータレンズの出射面及び前記第二コリメータレンズの出射面が同一平面上となるように配置され、
    前記第一半導体発光素子及び前記第二半導体発光素子は、前記第一半導体発光素子の出射面が前記第二半導体発光素子の出射面よりも前方となるように配置される、
    ことを特徴とする光源装置。
14. 請求項１乃至請求項１３の何れか記載の光源装置と、
    前記光源装置からの光源光が照射され、画像光を形成する表示素子と、
    前記表示素子から出射された前記画像光をスクリーンに投影する投影側光学系と、
    前記表示素子と前記光源装置を制御する投影装置制御部と、
    を有することを特徴とする投影装置。
    

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