JPWO2016170966A1 - 光源装置、投射型表示装置および表示システム - Google Patents

Abstract

本発明の光源装置（１０）は、第１の波長域の光を出射する光源（１１）と、光源から出射した第１の波長域の光の光路を、第１および第２の光路に分割する光路分割素子（１２）と、第１の光路上に配置されると共に、第１の波長域の光によって励起され、第１の波長域とは異なる第２の波長域の光を出射する第１の蛍光体（１３１ａ）と、第２の光路上に配置されると共に、第１の波長域の光によって励起され、第１および第２の波長域とは異なる第３の波長域の光を出射する第２の蛍光体（１３１ｂ）と、第１の蛍光体から出射された第２の波長域の光と、第２の蛍光体から出射された第３の波長域の光とを合成する光路合成素子（１２）とを備える。

Description

本開示は、投射型表示装置の照明等として用いられる光源装置、投射型表示装置および表示システムに関する。

近年、プロジェクタ（投射型表示装置）では、レーザなどの個体光源から蛍光体に光を照射し、蛍光発光した光を照明光として出力する光源装置（照明装置）が用いられている。また、蛍光体を金属などの反射材上に形成し、いわゆる反射型の構成とすることで、高い出力を得ることができる。

一方で、ユーザインターフェイス（ＵＩ：User Interface）の分野では、上記のような投射型表示装置を組み込んだ電子機器において、可視光に加えて赤外光などの非可視光が使用される場合がある。蛍光体を用いた光源装置においても、蛍光体の励起用の光源（青色レーザ）に加え、更に、近赤外光源（ＬＥＤ）を配置したものが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１４−２１２２３号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の光源装置では、光源の数（種類）が増え、またそれらの光源毎に冷却機構を設置することが望まれる。このため、装置全体の小型化が困難である。

したがって、蛍光体を用いた装置構成において、簡易かつコンパクトな構成を実現することが可能な光源装置、およびそのような光源装置を用いた投射型表示装置ならびに表示システムを提供することが望ましい。

本開示の一実施の形態の光源装置は、第１の波長域の光を出射する光源と、光源から出射した第１の波長域の光の光路を、第１および第２の光路に分割する光路分割素子と、第１の光路上に配置されると共に、第１の波長域の光によって励起され、第１の波長域とは異なる第２の波長域の光を出射する第１の蛍光体と、第２の光路上に配置されると共に、第１の波長域の光によって励起され、第１および第２の波長域とは異なる第３の波長域の光を出射する第２の蛍光体と、第１の蛍光体から出射された第２の波長域の光と、第２の蛍光体から出射された第３の波長域の光とを合成する光路合成素子とを備えたものである。

本開示の一実施の形態の投射型表示装置は、上記本開示の一実施の形態の光源装置を備えたものである。

本開示の一実施の形態の表示システムは、上記本開示の一実施の形態の投射型表示装置を備えたものである。

本開示の一実施の形態の光源装置、投射型表示装置および表示システムでは、光源から出射した第１の波長域の光が、光路分割素子において第１および第２の光路に分割される。第１の光路上では、第１の波長域の光を励起光として第１の蛍光体において蛍光が生じ（蛍光発光し）、これにより第２の波長域の光が出射される。第２の光路上では、第１の波長域の光を励起光として第２の蛍光体において蛍光が生じ、これにより第３の波長域の光が出射される。各光路上に出射された第２および第３の波長域の光は、光路合成素子によって合成されて出力される。

本開示の一実施の形態の光源装置、投射型表示装置および表示システムによれば、光源から出射した第１の波長域の光を、光路分割素子により第１および第２の光路に分割し、第１の光路上において、第１の蛍光体を用いて第２の波長域の光を出射する一方、第２の光路上では、第２の蛍光体を用いて第３の波長域の光を出射する。これらの第２および第３の波長域の光を、光路合成素子によって合成して出力する。このように、１の波長域の光源を用いて、複数の波長域の光を出力することができる。複数の異なる波長域の光源を配置する場合に比べ、光源の数（種類）を減らすことができ、またこれによって冷却機構を削減することができる。よって、蛍光体を用いた装置構成において、簡易かつコンパクトな構成を実現可能となる。

尚、上記内容は本開示の一例である。本開示の効果は、上述したものに限らず、他の異なる効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。

本開示の第１の実施形態に係る光源装置の構成例を表す模式図である。 図１に示した光源装置における波長域（青域、緑域〜赤域および赤外域）の一例を表す特性図である。 図１に示した光路分割／合成素子における光学特性を表す特性図である。 第１の比較例に係る光源装置の構成例を表す模式図である。 第２の比較例に係る光源装置の構成例を表す模式図である。 ダイクロイックミラーにおける透過率の入射角依存性を表す特性図である。 本開示の第２の実施形態に係る光源装置の構成例を表す模式図である。 図８に示した光路分割／合成素子における光学特性を表す特性図である。 第１の変形例に係る光源装置の構成例を表す模式図である。 第２の変形例に係る光源装置の構成例を表す模式図である。 第３の変形例に係る光源装置の構成例を表す模式図である。 第１の適用例に係る投射型表示装置の全体構成を表す機能ブロック図である。 第２の適用例に係る表示システムの構成を表す模式図である。 図１３に示した表示システムの機能ブロック図である。 第３の適用例に係る表示システムの構成を表す模式図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態（光源ユニットからの出射光を光路分割し、光路毎に波長変換した後に合成して出力する光源装置の例）
２．第２の実施形態（光源ユニットからの出射光を偏光を用いて光路分割し、光路毎に波長変換した後に、光路合成して出力する光源装置の例）
３．変形例１（２種の蛍光体を１の回転体に保持した例）
４．変形例２（透過型の波長変換部を用いた場合の例）
５．変形例３（透過型の波長変換部を用いた場合の例）
６．適用例１（投射型表示装置の例）
７．適用例２，３（表示システムの例）

［構成］
図１は、本開示の第１の実施形態に係る光源装置（光源装置１０）の構成例を表したものである。光源装置１０は、例えば後述の投射型表示装置（プロジェクタ）の照明として用いられるものである。

光源装置１０は、例えば、光源１１を含む光源ユニット１１Ａと、光路分割／合成素子１２と、波長変換部１３Ａ，１３Ｂとを備えている。光源ユニット１１Ａ内には、レンズ１２１，１２２が配置されている。光路分割／合成素子１２と波長変換部１３Ａとの間にはレンズ１２３が、光路分割／合成素子１２と波長変換部１３Ｂとの間には、レンズ１２４が、それぞれ配置されている。

光源１１は、波長域Ｗ１（第１の波長域）の光を出射する光源であり、例えば半導体レーザ（ＬＤ）または発光ダイオード（ＬＥＤ）などを含んで構成されている。光源１１は、波長変換部１３Ａ，１３Ｂの各蛍光体（後述の蛍光体１３１ａ，１３１ｂ）に対する励起光源であり、波長域Ｗ１の光、例えば青域の光（青色光）を出射するものである。尚、本明細書において、波長域Ｗ１の光とは、波長域Ｗ１に発光強度ピークをもつ光を示す。

光路分割／合成素子１２は、光源ユニット１１Ａから出射した波長域Ｗ１の光（Ｌ１）の光路を、光Ｌ１の一部を透過させ、他を反射させることによって分割すると共に、波長変換後の光（波長域Ｗ２の光Ｌ２，波長域Ｗ３の光Ｌ３）を合成する素子である。この光路分割／合成素子１２は、例えばダイクロイックミラーにより構成されており、例えば入射面（または反射面）が入射光路に対して４５度を成すように配置されている。尚、光路分割／合成素子１２は、本開示の「光路分割素子」の機能と「光路合成素子」の機能との両方を兼ね備えた素子である。即ち、「光路分割素子」が「光路合成素子」を兼ねている場合の構成例を示している。また、光路分割／合成素子１２は、ダイクロイックミラーに限定されず、ダイクロイックプリズムにより構成されていてもよい。

本実施の形態では、この光路分割／合成素子１２が、入射する光Ｌ１の光路を、例えば光Ｌ１の進行方向（図１のＸ軸方向負の向き）に沿った光路（第１の光路）と、光Ｌ１の進行方向に直交する方向（図１のＹ軸方向正の向き）に沿った光路（第２の光路）とに分割するように構成されている。図１では、光Ｌ１のうちの光路分割／合成素子１２を透過する光（Ｘ軸方向負の向きに進む光）を光Ｌ１１とし、光路分割／合成素子１２において反射される光（Ｙ軸方向正の向きに進む光）を光Ｌ１２として示す。また、光路分割／合成素子１２は、波長域Ｗ２の光Ｌ２と、波長域Ｗ３の光Ｌ３とを合成して（同一方向に沿って）出射するように構成されている。これらの光Ｌ２，Ｌ３の合成光が、光源装置１０の出力となる。

図２は、波長域Ｗ１〜Ｗ３の一例を示したものである。このように、例えば、波長域Ｗ１が青域、波長域Ｗ２が緑域および赤域を含む波長域（黄色の波長域）、波長域Ｗ３が赤外域（近赤外域）となっている。ここでは、光源１１に青色レーザを用いており、光Ｌ１は、波長域Ｗ１において発光強度ピークを有している。波長域Ｗ１は、例えば４３０ｎｍ以上４８０ｎｍ以下、波長域Ｗ２は、例えば４８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下、波長域Ｗ３は、例えば７００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下である。

これらの波長域Ｗ１〜Ｗ３の組み合わせの一例を、以下の表１に示す。尚、表１に示した例１が、本実施の形態の波長域Ｗ１〜Ｗ３の組み合わせに相当する。

表１に示した例２のように、光源１１からの出射される光（励起光）の波長域Ｗ１は、青域に限らず、紫外域（例えば３００ｎｍ以上４３０ｎｍ以下）であってもよい。この場合、光源１１として、例えば紫外レーザ（ＵＶレーザ）を用いることができる。また、例３，４のように、波長域Ｗ２が緑域（例えば４８０ｎｍ以上５９０ｎｍ以下）で、波長域Ｗ３が赤域（例えば５８０ｎｍ以上７００ｎｍ以下）であってもよい。更に、例５のように、波長域Ｗ１が紫外域、波長域Ｗ２が緑域および赤域を含む波長域、波長域Ｗ３が青域であってもよい。加えて、例６のように、波長域Ｗ１が青域、波長域Ｗ２が緑域および赤域を含む波長域、波長域Ｗ３が赤域であってもよい。

このように、波長域Ｗ１〜Ｗ３の組み合わせは、特に限定されるものではなく、用途に応じて様々な組み合わせをとりうる。例えば、特殊な表示（例えば、暗視装置（Night vision device）のための表示）や、表示以外（例えばセンシングなど）の用途では、波長域Ｗ３を赤外域とすることができる（例１，２）。あるいは、照明光の色純度を高めたり、色味を補ったりする用途では、波長域Ｗ２，Ｗ３のそれぞれを可視域の波長域の組み合わせとしても構わない（例３〜６）。

図３は、光路分割／合成素子１２の光学特性（波長域Ｗ１〜Ｗ３における透過率）の一例を表したものである。光路分割／合成素子１２は、上記のような波長域Ｗ１〜Ｗ３に対して、波長域毎に透過率（反射率）が異なるように設計されている。例えば、波長域Ｗ１では透過率がａ％（反射率が（１００−ａ）％）、波長域Ｗ２では透過率が略０％（反射率が略１００％）、波長域Ｗ３では、透過率が略１００％（反射率が略０％）となるように設計される。波長域Ｗ１の透過率ａを調整することで、用途に応じて、光路分割／合成素子１２における透過量と反射量との割合（光Ｌ１の光Ｌ１１，Ｌ１２への分割比（分配比））、即ち波長域Ｗ２，Ｗ３の光Ｌ２，Ｌ３の強度比を自由に設定することができる。また、光学系のレイアウトによっては、波長域Ｗ２の透過率が略１００％で、波長域Ｗ３の透過率が略０％とされる。即ち、波長域Ｗ２，Ｗ３のうちの一方の光が透過、他方の光が反射させるように構成されていればよい。

波長変換部１３Ａ，１３Ｂは、入射光の波長域Ｗ１を、波長域Ｗ２または波長域Ｗ３に変換する機能を有する素子である。本実施の形態では、これらの波長変換部１３Ａ，１３Ｂはいずれも、いわゆる反射型であり、励起光の入射によって生じた蛍光が反射されて出射するように構成されたものである。

波長変換部１３Ａは、波長域Ｗ１の光Ｌ１１を励起光として、波長域Ｗ２の蛍光を生じる蛍光体１３１ａを有している。蛍光体１３１ａは、例えば円盤状を成す回転体１３２（ホイール）によって保持された状態で、光Ｌ１１の光路（第１の光路）上に、その少なくとも一部が対向するように配置されている。蛍光体１３１ａとしては、例えば粉末状、ガラス状または結晶状のものを用いることができる。回転体１３２は、モータ１３３（駆動部）に連結されており、モータ１３３の駆動力によって軸Ａ１周りに回動可能となっている。回転体１３２では、蛍光体１３１ａが、反射部材（反射面）上に保持されている。蛍光体１３１ａは、回転体１３２上に、例えば軸Ａ１を中心として環状、円弧状または円状を成すように形成されている。このような構成において、回転体１３２がモータ１３３によって駆動され、回転することにより、蛍光体１３１ａの一部分に巡回的に光Ｌ１１が入射するようになっている。尚、波長変換部１３Ａには、図示しない冷却機構が設置されていてもよい。

波長変換部１３Ｂは、波長域Ｗ１の光Ｌ１２を励起光として、波長域Ｗ３の蛍光を生じる蛍光体１３１ｂを有している。蛍光体１３１ｂは、例えば回転体１３２によって保持された状態で、光Ｌ１２の光路（第２の光路）上に、その少なくとも一部が対向するように配置されている。蛍光体１３１ｂとしては、例えば粉末状、ガラス状または結晶状のものを用いることができる。回転体１３２は、モータ１３３の駆動力によって軸Ａ２周りに回動可能となっている。この回転体１３２では、蛍光体１３１ｂが、反射部材上に保持されている。蛍光体１３１ｂは、回転体１３２上に、例えば軸Ａ２を中心として環状、円弧状または円状を成すように形成されている。このような構成において、回転体１３２がモータ１３３によって駆動され、回転することにより、蛍光体１３１ｂの一部分に巡回的に光Ｌ１２が入射するようになっている。尚、波長変換部１３Ｂには、図示しない冷却機構が設置されていてもよい。

尚、ここでは、波長変換部１３Ａ，１３Ｂにおいて、蛍光体１３１ａ，１３１ｂが回転体１３２によって保持されているが、蛍光体１３１ａ，１３１ｂの励起エネルギーによっては、回転体１３２は設けられていなくともよい（蛍光体１３１ａ，１３１ｂは回転しなくともよい）。蛍光体１３１ａ，１３１ｂがそれぞれ、光Ｌ１１，Ｌ１２の光路上に配置されるような構成であればよい。

レンズ１２１，１２２は、光源１１から出射された光Ｌ１を集光して、光路分割／合成素子１２へ入射させるためのレンズ群である。ここでは、光源ユニット１１Ａにおいて、２枚のレンズ１２１，１２２を図示しているが、１枚のレンズが用いられてもよいし、３枚以上のレンズが用いられても構わない。また、これらのレンズ１２１，１２２は、蛍光体１３１ａ，１３１ｂから出射した各光Ｌ２，Ｌ３を、光路分割／合成素子１２へ導くものである。

レンズ１２３は、光路分割／合成素子１２を出射した光（光Ｌ１１）を集光して、蛍光体１３１ａへ入射させると共に、蛍光体１３１ａから出射した光（波長変換後の光Ｌ２）を光路分割／合成素子１２へ導くものである。レンズ１２４は、光路分割／合成素子１２を出射した光（光Ｌ１２）を集光して、蛍光体１３１ｂへ入射させると共に、蛍光体１３１ｂから出射した光（波長変換後の光Ｌ３）を、光路分割／合成素子１２へ導くものである。

［作用、効果］
本実施の形態の光源装置１０では、光源１１が駆動され、光源ユニット１１Ａから波長域Ｗ１の光Ｌ１が出射すると、この光Ｌ１は、光路分割／合成素子１２に入射する。光路分割／合成素子１２では、図３に示したような光学特性を有することから、波長域Ｗ１の光Ｌ１のうちの一部（光Ｌ１１）が透過され、他の部分（光Ｌ１２）が反射される。これにより、波長域Ｗ１の光Ｌ１が、光Ｌ１１と光Ｌ１２とに光路分割される。

光路分割／合成素子１２を透過した光Ｌ１１は、レンズ１２３によって、波長変換部１３Ａの蛍光体１３１ａ上に集光される。これにより、蛍光体１３１ａが、例えば青域の光Ｌ１１によって励起され、例えば緑域および赤域を含む波長域Ｗ２の光Ｌ２の蛍光を生じる。この波長変換後の光Ｌ２は、回転体１３２上で反射された後、再びレンズ１２３へ入射し、このレンズ１２３によって平行光とされ、光路分割／合成素子１２へ入射する。

一方、光路分割／合成素子１２において反射された光Ｌ１２は、レンズ１２４によって、波長変換部１３Ｂの蛍光体１３１ｂ上に集光される。これにより、蛍光体１３１ｂが、波長域Ｗ１（例えば青域）の光Ｌ１２によって励起され、波長域Ｗ３（例えば赤外域）の光Ｌ３の蛍光を生じる。この波長変換後の光Ｌ３は、回転体１３２上で反射された後、再びレンズ１２４へ入射し、このレンズ１２４によって平行光とされ、光路分割／合成素子１２へ入射する。

光路分割／合成素子１２では、図３に示したような光学特性を有することから、入射した波長域Ｗ２の光Ｌ２と波長域Ｗ３の光Ｌ３とのうち、光Ｌ２は光路分割／合成素子１２において反射され、光Ｌ３は光路分割／合成素子１２を透過する。これにより、光Ｌ２，Ｌ３の光路が合成される（色合成される）。この光Ｌ２，Ｌ３の合成光が、光源装置１０の出力となる。

ここで、図４に、本実施の形態の比較例（比較例１）として、蛍光体を用いた光源装置の一例を示す。比較例１の光源装置は、波長域Ｗ１の光（光Ｌ１０１）を出射する光源１０１と、ダイクロイックミラー１０２と、レンズ１０３と、波長変換部１０４とを備えている。ダイクロイックミラー１０２は、例えば波長域Ｗ１を透過しつつ、波長域Ｗ２を反射させるように設計されている。波長変換部１０４は、蛍光体１０４１と、回転体１０４２とモータ１０４３とを備えている。比較例１では、光源１０１から出射された光Ｌ１０１が、ダイクロイックミラー１０２を透過した後、レンズ１０３によって蛍光体１０４１上に集光される。蛍光体１０４１が、光Ｌ１０１によって励起されることで、波長域Ｗ２の光Ｌ１０２の蛍光が生じて、レンズ１０３へ向けて反射される。光Ｌ１０２は、レンズ１０３を介して、ダイクロイックミラー１０２に入射する。この波長域Ｗ２の光Ｌ１０２は、ダイクロイックミラー１０２において反射される。

また、図５には、本実施の形態の比較例（比較例２）として、蛍光体を用いた光源装置の他の例を示す。比較例２の光源装置は、上記比較例１と同様、光源１０１と、ダイクロイックミラー１０２と、レンズ１０３と、波長変換部１０４とを備えている。但し、比較例２では、波長域Ｗ３（例えば赤外光）の光を出射する光源１０５を更に備えている。光源１０５とダイクロイックミラー１０２との間には、レンズ１０６が配置されている。また、ダイクロイックミラー１０２は、例えば波長域Ｗ１，Ｗ３を透過しつつ、波長域Ｗ２を反射させるように設計されている。この構成により、比較例２では、上記比較例１の場合と同様、光源１０１から出射された光Ｌ１０１は、ダイクロイックミラー１０２を透過した後、蛍光体１０４１上に集光される。これにより、蛍光体１０４１が光Ｌ１０１によって励起され、波長域Ｗ２の光Ｌ１０２の蛍光が生じる。光Ｌ１０２は、レンズ１０３を介して、再びダイクロイックミラー１０２に入射し、このダイクロイックミラー１０２において反射される。一方で、光源１０５から発せられた波長域Ｗ３の光Ｌ１０３は、レンズ１０６を介してダイクロイックミラー１０２に入射し、このダイクロイックミラー１０２を透過する。このようにして、波長域Ｗ２の光Ｌ１０２と、波長域Ｗ３の光Ｌ１０３とが合成されて、光源装置１０を出射する。

これらの比較例１，２では、ダイクロイックミラー１０２において、波長域Ｗ１の光Ｌ１０１を１００％透過することが、理想的である。しかしながら、実際には、ダイクロイックミラー１０２の透過特性が入射角依存性を有すること、および、製造プロセスにおいて設計限界があることなどにより、１００％の透過（または反射）特性を維持することが困難である。例えば、図６に示したように、ダイクロイックミラー１０２では、波長に対する透過率が入射角に応じて変化する。ダイクロイックミラー１０２の入射面（反射面）に対して４５度の角度方向から入射する場合と、４５度の角度方向から＋（プラス）１２度または−（マイナス）１２度ずれた方向から入射した場合のそれぞれ透過特性が異なることがわかる。このように、実際には、ダイクロイックミラー１０２に入射する波長域Ｗ１の光Ｌ１０１の中にも、透過されずに反射されてしまう光（漏れ光Ｘ１）が存在する。このため、光の利用効率が低下してしまう。

また、比較例２では、この漏れ光Ｘ１がＬＥＤなどの光源１０５に入射し、光源１０５にダメージを与え、劣化させてしまう。また、光源１０５の温度上昇にも繋がり、発光効率が低下する要因となる。加えて、比較例２のように、赤外域などを含む複数の波長域の光を出力する場合に、２種以上の光源１０１，１０５を用いると、光源の数（種類）が増え、またそれらの光源毎に冷却機構を設置することが望まれる。このため、装置全体の小型化が困難である。

これに対し、本実施の形態では、光源１１（光源ユニット１１Ａ）から出射した波長域Ｗ１の光Ｌ１の光路が、光路分割／合成素子１２により分割される。分割された一の光路（第１の光路）上では、波長域Ｗ１の光Ｌ１を励起光として蛍光体１３１ａにおいて蛍光が生じ（蛍光発光し）、これにより波長域Ｗ２の光Ｌ２が出射される。他の光路（第２の光路）上では、波長域Ｗ１の光Ｌ１を励起光として蛍光体１３１ｂにおいて蛍光が生じ、これにより波長域Ｗ３の光Ｌ３が出射される。各光路上に出射された波長域Ｗ２の光Ｌ２と波長域Ｗ３の光Ｌ３とは、光路分割／合成素子１２によって合成されて、光源装置１０の外部へ出力される。即ち、１の波長域（波長域Ｗ１）の光Ｌ１を出射する光源１１を用いて、複数の波長域（波長域Ｗ２，Ｗ３）の光を合成して取り出すことができる。

以上のように本実施の形態では、１の波長域Ｗ１の光Ｌ１を出射する光源１１を用いて、複数の波長域（波長域Ｗ２，Ｗ３）の光を取り出すことができる。複数の異なる波長域の（複数種類の）光源を配置する場合（比較例２）に比べ、光源数を減らすことができ、これによって冷却機構を削減することができる。よって、蛍光体を用いた装置構成において、簡易かつコンパクトな構成を実現可能となる。

また、光路分割／合成素子１２において透過率（反射率）の割合を調整することで、透過光だけでなく反射光を有効に利用することができる。比較例１，２のような漏れ光Ｘ１による光損失を抑制し、光利用効率の低下を抑制することができる。加えて、光源の数（種類）を削減できることで、コスト削減にもつながる。

更に、光路分割／合成素子１２における波長域Ｗ１の透過率制御によって、波長域Ｗ２，Ｗ３への分配比率を調整することができるので、用途に応じて、様々な波長域Ｗ１〜Ｗ３の組み合わせを選択することができる。例えば、表示画像に合わせた色バランスを持った光線を照明光として出力することができる。この際、光路分割／合成素子１２の透過率制御により適切な色バランスを設定できるので、例えば表示デバイスにおいて階調による出力調整を行わなくともよい。このため、無駄な光線が表示デバイスに入射しにくくなり、表示デバイス（パネル）の温度上昇を抑え、信頼性向上に繋がる。また、暗視用途において、可視光よりも赤外光の割合が多いような場合にも、適用可能である。

次に、上記第１の実施の形態と異なる実施の形態および変形例について説明する。以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。

＜第２の実施の形態＞
［構成］
図７は、本開示の第２の実施形態に係る光源装置（光源装置２０）の構成例を表したものである。光源装置２０は、上記第１の実施の形態の光源装置１０と同様、例えば後述の投射型表示装置の照明として用いられるものである。この光源装置２０は、例えば、光源１１を含む光源ユニット１１Ａと、位相差板１４（偏光回転素子）と、光路分割／合成素子１５と、波長変換部１３Ａ，１３Ｂと、レンズ１２３，１２４とを備えている。

光源ユニット１１Ａは、上記第１の実施の形態と同様、波長域Ｗ１（第１の波長域）の光を出射する光源１１（図７には図示せず）と、レンズ１２１，１２２等とを含んで構成されている。但し、本実施の形態では、光源１１として、例えば半導体レーザ等の直線偏光特性を有する（直線偏光を出射する）光源が用いられる。尚、この光源ユニット１１Ａにおいて、光源１１を光軸周りに回転させた状態で配置してもよく、この場合には、後述の位相差板１４を配置することなく、光Ｌ１の偏光方向を回転させて出射させることができる。

位相差板１４は、光源ユニット１１Ａから出射した光（直線偏光）Ｌ１の偏光方向を変える（回転させる）ものであり、例えば１／２波長板から構成されている。この位相差板１４は、その光学軸（遅相軸または進相軸）が、ＹＺ平面内において、光Ｌ１の偏光方向に対して所定の角度傾斜した状態で配置されている。具体的には、光路分割／合成素子１５へ入射する光Ｌ１の偏光方向がＺ軸に対して、所定の角度（例えば４５度など）傾斜するように、位相差板１４が配置されている。この位相差板１４により、光Ｌ１の偏光方向の傾斜角度を調整でき、光路分割／合成素子１５におけるｓ偏光成分の透過量とｐ偏光成分の反射量との割合（分割比）を任意に設定することができる。また、位相差板１４を光軸周りに回動する駆動機構が設けられていてもよく、これにより、光Ｌ１の偏光方向の向きを自動または手動により制御するようにしてもよい。光路分割／合成素子１５におけるｐ偏光成分とｓ偏光成分との分割比を、手動で、または自動で（例えば表示（投影）する画像に応じて）、分割比が変更されるような機能を付加することもできる。

光路分割／合成素子１５は、上記第１の実施の形態の光路分割／合成素子１２と同様、光源ユニット１１Ａから出射した波長域Ｗ１の光Ｌ１の光路を分割すると共に、波長変換後の光（波長域Ｗ２の光Ｌ２，波長域Ｗ３の光Ｌ３）を合成する素子である。また、光路分割／合成素子１５は、例えばダイクロイックミラーにより構成されており、例えば入射面（または反射面）がＸ軸方向に対して４５度を成すように配置されている。尚、光路分割／合成素子１５は、ダイクロイックミラーに限定されず、ダイクロイックプリズムあるいは偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）により構成されていてもよい。

但し、本実施の形態では、この光路分割／合成素子１５が、偏光成分に応じて透過特性（または反射特性）が異なるように構成されている。図７では、光Ｌ１のうちの光路分割／合成素子１５を透過する第１の偏光成分（例えばｐ偏光成分）を光Ｌ１１ｐとし、光路分割／合成素子１５において反射される第２の偏光成分（例えばｓ偏光成分）を光Ｌ１２ｓとして示す。また、光路分割／合成素子１５は、波長域Ｗ２の光（Ｌ２ｐ）と、波長域Ｗ３の光（Ｌ３ｓ）とを合成して（同一方向に沿って）出射するように構成されている。これらの光Ｌ２ｐ，Ｌ３ｓの合成光が、光源装置２０の出力となる。

図８は、光路分割／合成素子１５の光学特性（波長域Ｗ１〜Ｗ３におけるｓ偏光成分とｐ偏光成分との透過率）の一例を示したものである。光路分割／合成素子１５は、波長域Ｗ１〜Ｗ３において、ｐ偏光成分（実線）とｓ偏光成分（破線）とにおいて透過率（反射率）が異なるように設計されている。例えば、波長域Ｗ１の少なくとも光Ｌ１に対応する帯域では、ｐ偏光成分の透過率が略１００％（反射率が略０％）であるのに対し、ｓ偏光成分の透過率は略０％（反射率が略１００％）となっている。このような特性を有する光路分割／合成素子１５に入射させる光Ｌ１の偏光方向の傾斜角度を調整することで、ｓ偏光成分の透過量とｐ偏光成分の反射量との割合を任意に設定することができる。例えば、入射させる光Ｌ１の偏光方向を、Ｚ軸に対して例えば４５度傾斜させた場合、光Ｌ１のうちのｐ偏光成分の透過量とｓ偏光成分の反射量とを半分ずつ（略５０％ずつ）とすることができる。

他方、波長域Ｗ２では、ｐ偏光成分およびｓ偏光成分共に、透過率が略０％（反射率が略１００％）となっており、波長域Ｗ３では、ｐ偏光成分およびｓ偏光成分共に、透過率が略１００％（反射率が略０％）となっている。このように、光路分割／合成素子１５において、波長域Ｗ１の透過率が偏光成分毎に異なるように設定されることで、波長域Ｗ１の光Ｌ１を光路分割することができる。

［作用、効果］
本実施の形態の光源装置２０では、光源ユニット１１Ａから出射した波長域Ｗ１の光（直線偏光）Ｌ１は、位相差板１４に入射し、この位相差板１４において、偏光方向が所定の角度傾斜するように回転して出射される。位相差板１４を出射した光Ｌ１は、光路分割／合成素子１５に入射すると、そのうちのｐ偏光成分（光Ｌ１１ｐ）が光路分割／合成素子１５を透過し、ｓ偏光成分（光Ｌ１２ｓ）は光路分割／合成素子１５において反射される。このようにして、光Ｌ１の光路が分割される。

光路分割／合成素子１５を透過した光（ｐ偏光）Ｌ１１ｐが、レンズ１２３によって、波長変換部１３Ａの蛍光体１３１ａ上に集光されると、蛍光発光により、波長域Ｗ２の光（ｐ偏光）Ｌ２ｐを生じる。この波長変換後の光Ｌ２ｐは、回転体１３２上で反射された後、レンズ１２３を介して、光路分割／合成素子１５へ入射する。

一方、光路分割／合成素子１５において反射された光（ｓ偏光）Ｌ１２ｓが、レンズ１２４によって、波長変換部１３Ｂの蛍光体１３１ｂ上に集光されると、蛍光発光により、波長域Ｗ３の光（ｓ偏光）Ｌ３ｓを生じる。この波長変換後の光Ｌ３ｓは、回転体１３２上で反射された後、レンズ１２４を介して、光路分割／合成素子１５へ入射する。

このようにして、光Ｌ２ｐ，Ｌ３ｓが光路分割／合成素子１５に入射すると、図８に示した光学特性により、波長域Ｗ２の光（ｐ偏光）Ｌ２ｐは、光路分割／合成素子１５において反射される。一方、波長域Ｗ３の光（ｓ偏光）Ｌ３ｓは、光路分割／合成素子１５を透過する。これにより、光Ｌ２ｐ，Ｌ３ｓの光路が合成される（色合成される）。この光Ｌ２ｐ，Ｌ３ｓの合成光が、光源装置２０の出力となる。

上記のように、本実施の形態の光源装置２０においても、１の波長域（波長域Ｗ１）の光Ｌ１を出射する光源１１（光源ユニット１１Ａ）を用いて、複数の波長域（波長域Ｗ２，Ｗ３）の光を合成して取り出すことができる。よって、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。

＜変形例１＞
図９は、変形例１に係る光源装置（光源装置１０Ａ）の構成例を表したものである。光源装置１０Ａは、例えば、光源ユニット１１Ａと、光路分割／合成素子１２と、波長変換部１３Ｃと、レンズ１２３，１２４と、光路変換素子１２５とを備えている。本変形例では、波長変換部１３Ｃにおいて、波長域Ｗ１から波長域Ｗ２への変換を行う蛍光体１３１ａと、波長域Ｗ１から波長域Ｗ３への変換を行う蛍光体１３１ｂとが、互いに同一の回転体（回転体１３４）に保持されている。

波長変換部１３Ｃは、上記第１の実施の形態の波長変換部１３Ａ，１３Ｂと同様、入射光の波長域Ｗ１を、波長域Ｗ２，Ｗ３に変換する機能を有する素子である。但し、本変形例の波長変換部１３Ｃでは、回転体１３４（ホイール）上に反射面を介して蛍光体１３１ａ，１３１ｂの両方が保持されている。

蛍光体１３１ａ，１３１ｂは、回転体１３４上において、それぞれが例えば軸Ａ３を中心として環状に形成され、互いに同心円状を成している。蛍光体１３１ａは、回転体１３４によって保持された状態で、光Ｌ１１の光路（第１の光路）上に、その少なくとも一部が対向するように配置されている。蛍光体１３１ｂは、回転体１３４によって保持された状態で、光Ｌ１２の光路（第２の光路）上に、その少なくとも一部が対向するように配置されている。回転体１３４は、モータ１３５（駆動部）に連結されており、モータ１３５の駆動力によって軸Ａ３周りに回動可能である。このような構成において、回転体１３４がモータ１３５によって駆動され、回転することにより、蛍光体１３１ａの一部分に巡回的に光Ｌ１１が入射する一方、蛍光体１３１ｂの一部分には巡回的に光Ｌ１２が入射する。尚、波長変換部１３Ｃには、図示しない冷却機構が設置されていてもよい。

光路変換素子１２５は、例えばミラーにより構成され、光路分割／合成素子１２において反射された（分割された）光Ｌ１２の光路を変換し、波長変換部１３Ｃの蛍光体１３１ｂへ入射させるものである。

本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様、光源ユニット１１Ａから出射した波長域Ｗ１の光Ｌ１は、光路分割／合成素子１２において、そのうちの一部（光Ｌ１１）が透過され、他の部分（光Ｌ１２）が反射されることで、光路が分割される。光路分割／合成素子１２を透過した光Ｌ１１がレンズ１２３によって、波長変換部１３Ｃの蛍光体１３１ａ上に集光されると、蛍光発光により、波長域Ｗ２の光Ｌ２を生じる。この波長変換後の光Ｌ２は、回転体１３４上で反射された後、レンズ１２３を介して、光路分割／合成素子１２へ入射する。一方、光路分割／合成素子１２において反射された光Ｌ１２が、光路変換素子１２５によって光路変換された後、レンズ１２４によって、波長変換部１３Ｃの蛍光体１３１ｂ上に集光されると、蛍光発光により、波長域Ｗ３の光Ｌ３を生じる。この波長変換後の光Ｌ３は、回転体１３４上で反射された後、レンズ１２４および光路変換素子１２５を介して、光路分割／合成素子１２へ入射する。上記第１の実施の形態と同様、波長域Ｗ２の光Ｌ２は、光路分割／合成素子１２において反射され、波長域Ｗ３の光Ｌ３は、光路分割／合成素子１２を透過する。これにより、光Ｌ２，Ｌ３の光路が合成される（色合成される）。この光Ｌ２，Ｌ３の合成光が、光源装置１０Ａの出力となる。

このように、本変形例においても、１の波長域（波長域Ｗ１）の光Ｌ１を出射する光源１１（光源ユニット１１Ａ）を用いて、複数の波長域（波長域Ｗ２，Ｗ３）の光を合成して取り出すことができる。よって、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。

＜変形例２＞
図１０は、変形例２に係る光源装置（光源装置１０Ｂ）の構成例を表したものである。光源装置１０Ｂは、例えば、光源ユニット１１Ａと、光路分割素子１６Ａと、波長変換部１７Ａ，１７Ｂと、レンズ１２３，１２４と、光路変換素子１２６ａ，１２６ｂと、光路合成素子１６Ｂとを備えている。本変形例では、上記第１の実施の形態と異なり、波長変換部１７Ａ，１７Ｂが、いわゆる透過型であり、励起光の入射によって生じた蛍光が透過されて出射するように構成されたものである。また、上記第１の実施の形態では、光路分割／合成素子１２が、光路分割機能と光路合成機能とを兼ね備えていたが、本変形例では、光路分割素子１６Ａと光路合成素子１６Ｂとがそれぞれ別々の部材として異なる位置に配置されている。

光路分割素子１６Ａは、光源ユニット１１Ａから出射した波長域Ｗ１の光Ｌ１の光路を分割する素子である。光路分割素子１６Ａは、上記第１の実施の形態の光路分割／合成素子１２と同様、波長域Ｗ１の光Ｌ１のうちの一部を透過し、他の部分を反射するように構成されている。この光路分割素子１６Ａは、例えばダイクロイックミラーにより構成され、例えば入射面（または反射面）がＸ軸方向に対して４５度を成すように配置されている。尚、光路分割／合成素子１５は、ダイクロイックミラーに限定されず、ダイクロイックプリズムにより構成されていてもよい。図１０では、光Ｌ１のうちの光路分割素子１６Ａを透過する光（Ｙ軸方向負の向きに進む光）を光Ｌ１１とし、光路分割素子１６Ａにおいて反射される光（Ｘ軸方向負の向きに進む光）を光Ｌ１２として示す。

波長変換部１７Ａは、上記第１の実施の形態の波長変換部１３Ａと同様、入射光の波長域Ｗ１を波長域Ｗ２に変換する機能を有する素子である。波長変換部１７Ａでは、回転体１７２上に蛍光体１７１ａが保持され、蛍光体１７１ａにおいて生じた蛍光が回転体１７２を通過するように構成されている。蛍光体１７１ａは、上記第１の実施の形態の蛍光体１３１ａと同様、軸Ａ４周りに環状、円弧状または円状等を成すように形成されている。また、蛍光体１７１ａは、回転体１７２によって保持された状態で、光Ｌ１１の光路（第１の光路）上に、少なくとも一部が対向するように配置されている。蛍光体１７１ａとしては、例えば粉末状、ガラス状または結晶状のものを用いることができる。回転体１７２は、モータ１７３（駆動部）に連結されており、モータ１７３の駆動力によって軸Ａ４周りに回動可能である。このような構成において、回転体１７２がモータ１７３によって駆動され、回転することにより、蛍光体１７１ａの一部分に巡回的に光Ｌ１１が入射するようになっている。尚、波長変換部１７Ａには、図示しない冷却機構が設置されていてもよい。

波長変換部１７Ｂは、上記第１の実施の形態の波長変換部１３Ｂと同様、入射光の波長域Ｗ１を波長域Ｗ３に変換する機能を有する素子である。波長変換部１７Ｂでは、回転体１７２上に蛍光体１７１ｂが保持され、蛍光体１７１ｂにおいて生じた蛍光が回転体１７２を通過するように構成されている。蛍光体１７１ｂは、上記第１の実施の形態の蛍光体１３１ｂと同様、軸Ａ５周りに環状、円弧状または円状等を成すように形成されている。また、蛍光体１７１ｂは、回転体１７２によって保持された状態で、光Ｌ１２の光路（第２の光路）上に、少なくとも一部が対向するように配置されている。蛍光体１７１ｂとしては、例えば粉末状、ガラス状または結晶状のものを用いることができる。回転体１７２は、モータ１７３の駆動力によって軸Ａ５周りに回動可能である。このような構成において、回転体１７２がモータ１７３によって駆動され、回転することにより、蛍光体１７１ｂの一部分に巡回的に光Ｌ１２が入射するようになっている。尚、波長変換部１７Ｂには、図示しない冷却機構が設置されていてもよい。

光路変換素子１２６ａ，１２６ｂは、例えばミラーにより構成されている。光路変換素子１２６ａは、波長変換部１７Ａを透過した（波長変換後の）光Ｌ２の光路を変換し、光路合成素子１６Ｂへ入射させるものである。光路変換素子１２６ｂは、波長変換部１７Ｂを透過した（波長変換後の）光Ｌ３の光路を変換し、光路合成素子１６Ｂへ入射させるものである。

光路合成素子１６Ｂは、光路変換素子１２６ａ，１２６ｂによって光路変換された波長域Ｗ２，Ｗ３の光Ｌ２，Ｌ３の光路を合成する（色合成する）ものである。光路合成素子１６Ｂは、例えばダイクロイックミラーにより構成されている。尚、この光路合成素子１６Ｂは、ダイクロイックプリズムにより構成されていてもよい。

本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様、光源ユニット１１Ａから出射した波長域Ｗ１の光Ｌ１は、光路分割素子１６Ａにおいて、そのうちの一部（光Ｌ１１）が透過され、他の部分（光Ｌ１２）が反射されることで、光路が分割される。光路分割素子１６Ａを透過した光Ｌ１１がレンズ１２３によって、波長変換部１７Ａの蛍光体１７１ａ上に集光されると、蛍光発光により、波長域Ｗ２の光Ｌ２を生じる。この波長変換後の光Ｌ２は、回転体１７２を透過し、光路変換素子１２６ａによって光路変換された後、光路合成素子１６Ｂへ入射する。一方、光路分割素子１６Ａにおいて反射された光Ｌ１２が、レンズ１２４によって、波長変換部１７Ｂの蛍光体１７１ｂ上に集光されると、蛍光発光により、波長域Ｗ３の光Ｌ３を生じる。この波長変換後の光Ｌ３は、回転体１７２を透過し、光路変換素子１２６ｂによって光路変換された後、光路合成素子１６Ｂへ入射する。波長域Ｗ２の光Ｌ２は、光路合成素子１６Ｂを透過し、波長域Ｗ３の光Ｌ３は、光路合成素子１６Ｂにおいて反射される。これにより、光Ｌ２，Ｌ３の光路が合成される（色合成される）。この光Ｌ２，Ｌ３の合成光が、光源装置１０Ｂの出力となる。

本変形例のように、光路分割素子１６Ａと光路合成素子１６Ｂとが別部材であってもよく、また、波長変換部１７Ａ，１７Ｂは透過型であってもよい。このような構成においても、１の波長域（波長域Ｗ１）の光Ｌ１を出射する光源１１（光源ユニット１１Ａ）を用いて、複数の波長域（波長域Ｗ２，Ｗ３）の光を合成して取り出すことができる。よって、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。

＜変形例３＞
図１１は、変形例３に係る光源装置（光源装置１０Ｃ）の構成例を表したものである。光源装置１０Ｃは、例えば、光源ユニット１１Ａと、波長変換部１７Ａと、レンズ１２３と、光源１１Ｂと、光路合成素子１８とを備えている。光源１１Ｂは、例えば波長域Ｗ３の光Ｌ３を発する光源であり、例えばＬＥＤまたは半導体レーザにより構成されている。光路合成素子１８は、波長域Ｗ２，Ｗ３の光Ｌ２，Ｌ３の光路を合成する（色合成する）ものであり、例えばダイクロイックミラーにより構成されている。

本変形例では、光源ユニット１１Ａから出射した波長域Ｗ１の光Ｌ１は、レンズ１２３によって波長変換部１７Ａの蛍光体１７１ａ上に集光され、これにより、波長域Ｗ２の光Ｌ２を生じる。この波長変換後の光Ｌ２は、回転体１７２を透過し、図１１のＹ軸方向に沿って光路合成素子１８へ入射する。一方、光源１１Ｂから出射された波長域Ｗ３の光Ｌ３は、図１１のＸ軸方向に沿って光路合成素子１８へ入射する。波長域Ｗ２の光Ｌ２は、光路合成素子１８において反射され、波長域Ｗ３の光Ｌ３は、光路合成素子１８を透過する。これにより、光Ｌ２，Ｌ３の光路が合成される（色合成される）。この光Ｌ２，Ｌ３の合成光が、光源装置１０Ｃの出力となる。

本変形例のように、透過型の波長変換部１７Ａと光源１１Ｂとを用いた構成としてもよい。

次に、上記実施の形態等の光源装置の適用例について説明する。尚、以下では、上記第１の実施の形態の光源装置１０を用いて図示および説明を行っているが、上記第２の実施の形態および変形例１〜３のいずれの光源装置にも適用することができる。

＜適用例１＞
図１２は、適用例１に係る投射型表示装置（投射型表示装置１）の全体構成を表す機能ブロック図である。この投射型表示装置１は、例えばスクリーン１１０（投射面）に画像を投射する表示装置である。投射型表示装置１は、例えば、図示しないＰＣ等のコンピュータや各種画像プレーヤ等の外部の画像供給装置に、Ｉ／Ｆ（インターフェイス）を介して接続されており、このインターフェイスに入力される画像信号に基づいて、スクリーン１１０への投影を行うものである。

投射型表示装置１は、例えば、光源駆動部３１と、光源装置１０と、光変調装置３２と、投影光学系３３と、画像処理部３４と、フレームメモリ３５と、パネル駆動部３６と、投影光学系駆動部３７と、制御部３０とを備えている。

光源駆動部３１は、光源装置１０に配置された光源１１の発光タイミングを制御するためのパルス信号を出力するものである。この光源駆動部３１は、例えば図示しないＰＷＭ設定部、ＰＷＭ信号生成部およびリミッター等を備えており、制御部３０の制御に基づいて、光源装置１０の光源ドライバーを制御し、光源１１をＰＷＭ制御することにより、光源１１の点灯および消灯、あるいは輝度の調整を行うものである。

光源装置１０は、特に図示はしないが、上記第１の実施の形態において説明した構成要素の他に、例えば光源１１を駆動する光源ドライバーと、光源１１を駆動する際の電流値を設定する電流値設定部とを備えている。光源ドライバーは、図示しない電源回路から供給される電源に基づき、光源駆動部３１から入力されるパルス信号に同期して、電流値設定部が設定した電流値をもつパルス電流を生成する。生成されたパルス電流は、光源１１に供給される。

光変調装置３２は、画像信号に基づき、光源装置１０から出力された光（照明光）を変調して画像光を生成するものである。光変調装置３２は、例えば、ＲＧＢの各色に対応した３枚の透過型または反射型のライトバルブを含んで構成されている。例えば、青色光（Ｂ）を変調する液晶パネル、赤色光（Ｒ）を変調する液晶パネル、および緑色光（Ｇ）を変調する液晶パネルが挙げられる。反射型液晶パネルとしては、例えばＬＣＯＳ（Liquid
Crystal On Silicon）などの液晶素子を用いることができる。但し、光変調装置３２には、液晶素子に限らず、他の光変調素子、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）などが用いられてもよい。光変調装置３２により変調されたＲＧＢの各色光は、図示しないクロスダイクロイックプリズム等により合成されて、投影光学系３３に導かれる。

投影光学系３３は、光変調装置３２で変調された光をスクリーン１１０上に投射して結像させるためのレンズ群等を含むものである。

画像処理部３４は、外部から入力された画像信号を取得して、画像サイズの判別、解像度の判別、および静止画像であるか動画像であるかの判別等を行うものである。動画像である場合には、フレームレート等の画像データの属性などについても判定する。また、取得した画像信号の解像度が、光変調装置３２の各液晶パネルの表示解像度と異なる場合には、解像度変換処理を行う。画像処理部３４は、これらの各処理後の画像を、フレーム毎にフレームメモリ３５に展開すると共に、フレームメモリ３５に展開したフレーム毎の画像を表示信号としてパネル駆動部３６に出力する。

パネル駆動部３６は、光変調装置３２の各液晶パネルを駆動するものである。このパネル駆動部３６の駆動により、各液晶パネルに配置された各画素における光の透過率が変化し、画像が形成される。

投影光学系駆動部３７は、投影光学系３３に配置されたレンズを駆動するモータを含んで構成されている。この投影光学系駆動部３７は、制御部３０の制御に従って、例えば投影光学系３３を駆動し、例えばズーム調整、フォーカス調整および絞り調整等を行うものである。

制御部３０は、光源駆動部３１、画像処理部３４、パネル駆動部３６および投影光学系駆動部３７を制御するものである。

この投射型表示装置１では、上述の光源装置１０を備えることで、装置全体の簡易化およびコンパクト化を実現することができる。

＜適用例２＞
図１３は、適用例２に係る表示システムの構成を模式的に表したものである。図１４は、適用例２に係る表示システムの機能構成を表したものである。この表示システムは、リストバンド型端末（リストバンド型情報処理装置）２と、スマートフォン（外部装置）３とを備えている。

スマートフォン３は、例えばリストバンド型端末２と連携して動作する情報処理装置であり、リストバンド型端末２に対して、投影または表示させるための画像を送信すると共に、ユーザ操作を示す情報を受信する機能を有している。具体的には、スマートフォン３は、リストバンド型端末２に対し、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）を示す画像を送信して、そのＧＵＩに対するユーザ操作信号を受信する。そして、スマートフォン３は、受信したユーザ操作に応じた処理を行い、その処理に応じて更新したＧＵＩを示す画像をリストバンド型端末２に送信する。

尚、リストバンド型端末２と連携して動作する外部装置としては、スマートフォンに限らず、他の情報処理装置、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）、ＰＣ（Personal Computer）、ノート型ＰＣ、タブレット端末、携帯電話端末、携帯用音楽再生装置、携帯用映像処理装置または携帯用ゲーム機器等であってもよい。

リストバンド型端末２は、例えば、表示部２１０と、上記実施の形態等の光源装置（例えば光源装置１０）を備えた投射型表示装置１とを有しており、バンド部２ａによりユーザの手首等に装着されて使用されるものである。バンド部２ａは、腕時計用バンドと同様に、例えば皮革や金属、繊維、ゴムなどから構成されている。

このリストバンド型端末２は、更に、例えば図１４に示したように、制御部２２０、通信部２３０、撮像部２４０、操作部２５０およびセンサ部２６０を有している。また、リストバンド型端末２は、スマートフォン３と無線通信によって接続されており、スマートフォン３と連携して動作するものである。例えば、ユーザの衣服のポケット等に入っているスマートフォン３から受信した画像を、表示部２１０に表示したり、投射型表示装置１を用いてユーザの手のひら等に投影したりすることができる。

表示部２１０は、制御部２２０による制御に基づき、画像（静止画像または動画像）の表示を行うものであり、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）またはＯＬＥＤ（Organic Light-Emitting Diode）などを含んで構成されている。この表示部２１０は、例えば操作部２５０と一体的に構成され、いわゆるタッチパネルとして機能する。

通信部２３０は、スマートフォン３との間において信号（画像信号およびユーザ操作信号等）の送受信を行うものである。通信方式としては、例えば、無線、Bluetooth（登録商標）、ＷｉＨＤ（Wireless High Definition）、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）、Ｗｉ−Ｆｉ（Wireless Fidelity：登録商標）、ＮＦＣ（Near Field communication）、赤外線通信等の方式が挙げられる。また、他にも、３Ｇ／ＬＴＥ（Long Term Evolution）あるいはミリ波帯の電波を用いた通信が行われてもよい。

撮像部２４０は、例えば、撮像レンズ、絞り、ズームレンズおよびフォーカスレンズ等を含むレンズ部と、レンズ部を駆動してフォーカス動作やズーム動作を行わせる駆動部と、レンズ部を介して得られた撮像光に基づいて撮像信号を生成する固体撮像素子とを有するものである。固体撮像素子は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等から構成されている。撮像部２４０は、デジタル信号とされた撮影画像のデータを、制御部２２０に出力する。

操作部２５０は、ユーザからの入力信号（ユーザ操作信号）を受け取る機能を有する。この操作部２５０は、例えば、ボタン、タッチセンサ、トラックボール等により構成されている。ここでは、操作部２５０は、表示部２１０と一体的に構成されることで、タッチパネルとして機能する。この操作部２５０は、入力されたユーザ操作信号を、制御部２２０に出力する。

センサ部２６０は、ユーザの動作や状態に関する情報を取得する機能を有するものである。例えば、センサ部２６０は、ユーザの顔や目、またはリストバンド型端末２が装着された手を撮像対象とするカメラを備えている。この他にも、センサ部２６０は、例えば、奥行き検出機能付きカメラ、マイク、ＧＰＳ、赤外線センサ、光線センサ、筋電センサ、神経センサ、脈拍センサ、体温センサ、ジャイロセンサ、加速度センサまたはタッチセンサなどを備えていてもよい。これらのうち、筋電センサ、神経センサ、脈拍センサおよび体温センサは、バンド部２ａに設けられてもよい。このようなセンサ部２６０は、ユーザの手に近い位置でセンシングを行うことができるため、手の動きを精度良く検出することができる。センサ部２６０は、ユーザの動作や状態をセンシングし、そのセンシング結果を示す情報を、制御部２２０に出力する。

制御部２２０は、演算処理装置および制御装置として機能し、各種プログラムに従ってリストバンド型端末２内の動作全般を制御するものである。制御部２２０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはマイクロプロセッサにより構成されている。この制御部２２０は、使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、および適宜変化するパラメータ等を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等を含んでいてもよい。

この制御部２２０は、例えば認識部２２１および検出部２２２を有しており、これにより、ジェスチャー入力が可能となっている。認識部２２１は、バンド部２ａが装着されたユーザの手の動きを認識する機能を有する。具体的には、認識部２２１は、センサ部２６０から入力された画像（例えばユーザの手を撮像した画像）を用いた画像認識、およびモーション認識等により、手の動きを認識する。制御部２２０は、認識部２２１による認識結果に基づいて、画面遷移等の各種処理を行う。検出部２２２は、投射型表示装置１による投影画像Ｙ１に対するユーザ操作を検出する機能を有する。例えば、検出部２２２は、投影画像に対するフリックやタッチなどのユーザ操作を検出する。制御部２２０は、検出部２２２により検出されたユーザ操作を示す情報をスマートフォン３に送信し、スマートフォン３によりユーザ操作に応じた処理がなされる。これにより、リストバンド型端末２では、スマートフォン３のタッチパネルに対して行う操作（フリックやタッチなど）をした場合と同様の機能（画面遷移など）を、表示部２１０またはユーザの手において実行することができる。例えば、ユーザが投影画像Ｙ１に対して上下にフリックすると、投影画像Ｙ１がスクロールする機能を実行することが可能である。

尚、図１３に示した例では、スマートフォン３においてＧＰＳ（Global Positioning System）機能を利用して生成された地図画像が、表示部２１０に表示されると共に、投影画像Ｙ１として投影されている。リストバンド型端末２では、携帯性の実現のため、表示部２１０の物理的な大きさに限界があり、ユーザが表示部２１０の表示画像が見づらい場合がある。このような場合に、投射型表示装置１を用いて、画像を例えばスマートフォン３と同等のインチサイズに拡大して手に投影することで、画像の視認性を高めることができる。また、スマートフォン３をポケットや鞄などに入れたままの状態で、スマートフォン３から受信した画像を手元で見ることができるので、ユーザビリティの向上につながる。

上記のような表示システムにおいて、光源装置１０の照明光の色バランスを調整する場合や、センサ部２６０において赤外線を利用する場合などにおいて、上記実施の形態等の光源装置（例えば光源装置１０）を好適に用いることができる。

＜適用例３＞
図１５は、適用例３に係る表示システムの構成を模式的に表したものである。この表示システムは、上記実施の形態等の光源装置（例えば光源装置１０）を備えた投射型表示装置１と、レーザーポインタ４と、投影用のコンテンツを投射型表示装置１に出力するＰＣ５とを備えたものである。投影用のコンテンツとは、図表、文章、その他種々のグラフィック画像や、地図あるいはウェブサイト等である。

レーザーポインタ４は、ユーザによる操作ボタン２０ａの押下操作に応じて、レーザー光（非可視光または可視光）を照射する機能をもつものである。ユーザは、レーザーポインタ４を使用して、スクリーン１１０に投影された画像上にレーザー光を照射して、例えば、照射位置Ｐを説明個所に合せて指示しながらプレゼンテーションを行うことができる。

ＰＣ５は、投影用の画像データを生成し、この画像データを投射型表示装置１に有線または無線により送信し、投影制御を行うものである。図１５では、一例としてノート型ＰＣを示しているが、このＰＣ５はノート型ＰＣに限定されず、デスクトップ型ＰＣや、ネットワーク（クラウド）上のサーバであってもよい。

この適用例では、投射型表示装置１は、ＰＣ５から受信した画像を、スクリーン１１０に投影すると共に、投影画像上へのレーザーポインタ４による照射を認識するための撮像部を有する。撮像部では、スクリーン１１０上に照射されたレーザー光（非可視光または可視光）を用いた検出が可能である。この撮像部は、投射型表示装置１に内蔵されていてもよいし、外付けされてもよい。投射型表示装置１において、上記実施の形態等の光源装置（例えば光源装置１０）が用いられることで、上述のように複数波長の合成光を１種の光源を用いて出力可能となる。これにより、投影用の光源と撮像用の光源とをそれぞれ別々に設ける必要がなく、装置全体の簡易化およびコンパクト化を実現することができる。

以上、実施の形態および変形例を挙げて説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態等において例示した光学系の構成要素（例えば、光源ユニット、光路分割素子、レンズ、光路合成素子、光路変換素子等）の配置および数等は、あくまでも一例であり、全ての構成要素を備える必要はなく、また、他の構成要素を更に備えていてもよい。

また、上記実施の形態等では、光源（励起光源）から出射された第１の波長域を変換する蛍光体を１または２種類用いた例を示したが、蛍光体の種類は、３種以上であってもよい。また、用途に応じて、光源は１つに限らず、２つ以上配置されていても構わない。１の光源から出射された光を光路分割して２種以上の蛍光体に導き、波長変換後の各波長の光路を合成（色合成）することが可能な構成を含んでいればよい。

更に、上記実施の形態等の光源装置の適用例として説明した投射型表示装置および表示システムは一例であり、上述のものに限定されるものではない。例えば、赤外線を用いた暗視装置（暗視システム）にも、本開示の光源装置は適用可能である。尚、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。

また、本開示は以下のような構成を取り得るものである。
（１）
第１の波長域の光を出射する光源と、
前記光源から出射した第１の波長域の光の光路を、第１および第２の光路に分割する光路分割素子と、
前記第１の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域の光を出射する第１の蛍光体と、
前記第２の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１および第２の波長域とは異なる第３の波長域の光を出射する第２の蛍光体と、
前記第１の蛍光体から出射された第２の波長域の光と、前記第２の蛍光体から出射された第３の波長域の光とを合成する光路合成素子と
を備えた光源装置。
（２）
前記光路分割素子は、前記光路合成素子を兼ねている
上記（１）に記載の光源装置。
（３）
前記光路分割素子は、前記光源から出射した第１の波長域の光のうちの一部の光を前記第１の光路に沿って透過させると共に、その他の光を前記第２の光路に沿って反射させるように構成されている
上記（１）または（２）に記載の光源装置。
（４）
前記光路分割素子は、前記第２および第３の波長域のうちの一方の光を透過し、他方の光を反射させるように構成されている
上記（２）に記載の光源装置。
（５）
前記第１の蛍光体と、前記第１の蛍光体を保持する回転体と、前記回転体を駆動する駆動部とを有する第１の波長変換部と、
前記第２の蛍光体と、前記第２の蛍光体を保持する回転体と、前記回転体を駆動する駆動部とを有する第２の波長変換部と
を備えた
上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の光源装置。
（６）
前記第１の蛍光体と、前記第２の蛍光体と、前記第１および第２の蛍光体を保持する回転体と、前記回転体を駆動する駆動部とを有する第３の波長変換部
を備えた
上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の光源装置。
（７）
前記光路分割素子は、ダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムである
上記（１）ないし（６）のいずれか１つに記載の光源装置。
（８）
前記第１および第２の波長変換部は反射型である
上記（５）に記載の光源装置。
（９）
前記光源は、前記第１の波長域の光として直線偏光を出射する光源を含み、
前記光路分割素子は、前記第１の波長域の光のうちの第１の偏光成分を前記第１の光路に沿って透過させると共に、第２の偏光成分を前記第２の光路に沿って反射させるように構成されている
上記（１）または（２）に記載の光源装置。
（１０）
前記光源と前記光路分割素子との間に偏光回転素子を更に備えた
上記（９）に記載の光源装置。
（１１）
前記光路分割素子は、前記第２および第３の波長域のうちの一方の光を透過し、他方の光を反射させるように構成されている
上記（９）または（１０）に記載の光源装置。
（１２）
前記光路分割素子は、偏光ビームスプリッタである
上記（９）ないし（１１）のいずれか１つに記載の光源装置。
（１３）
前記第１の波長域は青域であり、
前記第２の波長域は緑域および赤域を含み、
前記第３の波長域は、赤外域である
上記（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の光源装置。
（１４）
前記第１の波長域は紫外域であり、
前記第２の波長域は緑域および赤域を含み、
前記第３の波長域は、赤外域である
上記（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の光源装置。
（１５）
前記第１の波長域は青域であり、
前記第２の波長域は緑域であり、
前記第３の波長域は、赤域である
上記（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の光源装置。
（１６）
前記第１の波長域は紫外域であり、
前記第２の波長域は緑域を含み、
前記第３の波長域は、赤域である
上記（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の光源装置。
（１７）
前記第１の波長域は紫外域であり、
前記第２の波長域は緑域および赤域を含み、
前記第３の波長域は、青域である
上記（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の光源装置。
（１８）
前記第１の波長域は青域であり、
前記第２の波長域は緑域および赤域を含み、
前記第３の波長域は、赤域である
上記（１）ないし（１２）のいずれか１つに記載の光源装置。
（１９）
第１の波長域の光を出射する光源と、
前記光源から出射した第１の波長域の光の光路を、第１および第２の光路に分割する光路分割素子と、
前記第１の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域の光を出射する第１の蛍光体と、
前記第２の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１および第２の波長域とは異なる第３の波長域の光を出射する第２の蛍光体と、
前記第１の蛍光体から出射された第２の波長域の光と、前記第２の蛍光体から出射された第３の波長域の光とを合成する光路合成素子と
を備えた光源装置を有する投射型表示装置。
（２０）
投射型表示装置を備え、
前記投射型表示装置は、
第１の波長域の光を出射する光源と、
前記光源から出射した第１の波長域の光の光路を、第１および第２の光路に分割する光路分割素子と、
前記第１の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域の光を出射する第１の蛍光体と、
前記第２の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１および第２の波長域とは異なる第３の波長域の光を出射する第２の蛍光体と、
前記第１の蛍光体から出射された第２の波長域の光と、前記第２の蛍光体から出射された第３の波長域の光とを合成する光路合成素子と
を備えた光源装置を有する
表示システム。

本出願は、日本国特許庁において２０１５年４月２０日に出願された日本特許出願番号第２０１５−０８５７８２号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。

当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (20)

1. 第１の波長域の光を出射する光源と、
   前記光源から出射した第１の波長域の光の光路を、第１および第２の光路に分割する光路分割素子と、
   前記第１の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域の光を出射する第１の蛍光体と、
   前記第２の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１および第２の波長域とは異なる第３の波長域の光を出射する第２の蛍光体と、
   前記第１の蛍光体から出射された第２の波長域の光と、前記第２の蛍光体から出射された第３の波長域の光とを合成する光路合成素子と
   を備えた光源装置。
2. 前記光路分割素子は、前記光路合成素子を兼ねている
   請求項１に記載の光源装置。
3. 前記光路分割素子は、前記光源から出射した第１の波長域の光のうちの一部の光を前記第１の光路に沿って透過させると共に、その他の光を前記第２の光路に沿って反射させるように構成されている
   請求項２に記載の光源装置。
4. 前記光路分割素子は、前記第２および第３の波長域のうちの一方の光を透過し、他方の光を反射させるように構成されている
   請求項２に記載の光源装置。
5. 前記第１の蛍光体と、前記第１の蛍光体を保持する回転体と、前記回転体を駆動する駆動部とを有する第１の波長変換部と、
   前記第２の蛍光体と、前記第２の蛍光体を保持する回転体と、前記回転体を駆動する駆動部とを有する第２の波長変換部と
   を備えた
   請求項１に記載の光源装置。
6. 前記第１の蛍光体と、前記第２の蛍光体と、前記第１および第２の蛍光体を保持する回転体と、前記回転体を駆動する駆動部とを有する第３の波長変換部
   を備えた
   請求項１に記載の光源装置。
7. 前記光路分割素子は、ダイクロイックミラーまたはダイクロイックプリズムである
   請求項１に記載の光源装置。
8. 前記第１および第２の波長変換部は反射型である
   請求項５に記載の光源装置。
9. 前記光源は、前記第１の波長域の光として直線偏光を出射する光源を含み、
   前記光路分割素子は、前記第１の波長域の光のうちの第１の偏光成分を前記第１の光路に沿って透過させると共に、第２の偏光成分を前記第２の光路に沿って反射させるように構成されている
   請求項１に記載の光源装置。
10. 前記光源と前記光路分割素子との間に偏光回転素子を更に備えた
    請求項９に記載の光源装置。
11. 前記光路分割素子は、前記第２および第３の波長域のうちの一方の光を透過し、他方の光を反射させるように構成されている
    請求項９に記載の光源装置。
12. 前記光路分割素子は、偏光ビームスプリッタである
    請求項９に記載の光源装置。
13. 前記第１の波長域は青域であり、
    前記第２の波長域は緑域および赤域を含み、
    前記第３の波長域は、赤外域である
    請求項１に記載の光源装置。
14. 前記第１の波長域は紫外域であり、
    前記第２の波長域は緑域および赤域を含み、
    前記第３の波長域は、赤外域である
    請求項１に記載の光源装置。
15. 前記第１の波長域は青域であり、
    前記第２の波長域は緑域であり、
    前記第３の波長域は、赤域である
    請求項１に記載の光源装置。
16. 前記第１の波長域は紫外域であり、
    前記第２の波長域は緑域を含み、
    前記第３の波長域は、赤域である
    請求項１に記載の光源装置。
17. 前記第１の波長域は紫外域であり、
    前記第２の波長域は緑域および赤域を含み、
    前記第３の波長域は、青域である
    請求項１に記載の光源装置。
18. 前記第１の波長域は青域であり、
    前記第２の波長域は緑域および赤域を含み、
    前記第３の波長域は、赤域である
    請求項１に記載の光源装置。
19. 第１の波長域の光を出射する光源と、
    前記光源から出射した第１の波長域の光の光路を、第１および第２の光路に分割する光路分割素子と、
    前記第１の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域の光を出射する第１の蛍光体と、
    前記第２の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１および第２の波長域とは異なる第３の波長域の光を出射する第２の蛍光体と、
    前記第１の蛍光体から出射された第２の波長域の光と、前記第２の蛍光体から出射された第３の波長域の光とを合成する光路合成素子と
    を備えた光源装置を有する投射型表示装置。
20. 投射型表示装置を備え、
    前記投射型表示装置は、
    第１の波長域の光を出射する光源と、
    前記光源から出射した第１の波長域の光の光路を、第１および第２の光路に分割する光路分割素子と、
    前記第１の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域の光を出射する第１の蛍光体と、
    前記第２の光路上に配置されると共に、前記第１の波長域の光によって励起され、前記第１および第２の波長域とは異なる第３の波長域の光を出射する第２の蛍光体と、
    前記第１の蛍光体から出射された第２の波長域の光と、前記第２の蛍光体から出射された第３の波長域の光とを合成する光路合成素子と
    を備えた光源装置を有する
    表示システム。

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