特許 6286953 光源装置及び投影装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6286953

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】光源装置及び投影装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 21/14 20060101AFI20180226BHJP

   G03B 21/00 20060101ALI20180226BHJP

   F21V 9/00 20180101ALI20180226BHJP

   F21V 7/22 20180101ALI20180226BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20180226BHJP

   F21V 9/40 20180101ALI20180226BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20180226BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20180226BHJP

【ＦＩ】

   G03B21/14 A

   G03B21/00 D

   F21V9/16 100

   F21V7/22 240

   F21S2/00 311

   F21V9/10 200

   H04N5/74 Z

   F21Y101:02

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-184942(P2013-184942)

(22)【出願日】2013年9月6日

(65)【公開番号】特開2015-52688(P2015-52688A)

(43)【公開日】2015年3月19日

【審査請求日】2016年7月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001443

【氏名又は名称】カシオ計算機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小川 昌宏

【審査官】 小野 健二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０７０１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許第１０２７０７５５１（ＣＮ，Ｂ）

【文献】 特開２０１２−０５３１６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−００８５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７５０００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５１２５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０７３２２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ ２１／００−２１／３０，３３／００−３３／１６

Ｇ０２Ｆ １／１３−１／１４１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

青色光を発する青色光源と、
前記青色光源によって発せられる青色光の光軸に交差し、その交点を通った周方向に沿って蛍光領域及び光透過領域が設けられた光学板と、
前記光学板を周方向に回転させる回転駆動器と、
前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を透過した青色光の光路上に設けられ、その青色光よりも波長が長い波長帯域の光をその青色光に追加する波長帯域追加フィルタと、
を備え、
前記波長帯域追加フィルタは、透明板と、前記透明板に照射される前記青色光の照射領域の一部のみに設けられ、前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光によって励起されて緑色光を発する蛍光体と、を有する
ことを特徴とする光源装置。

【請求項2】

前記光学板の前記光透過領域は、光の透過の際に光が拡散されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。

【請求項3】

前記青色光源によって発せられた青色光によって前記蛍光領域から発せられる蛍光の光路と、前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光の光路とを合成する光路合成光学系を備え、
前記透明板に設けられた蛍光体は複数である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。

【請求項4】

前記光路合成光学系が、
前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光の光路上のうち前記波長帯域追加フィルタよりも前記光学板側に設けられ、前記蛍光体によって発せられる緑色光のピーク波長をカットする第一ダイクロイックミラーと、
前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光の光路上のうち前記波長帯域追加フィルタに関して前記光学板の反対側に設けられ、前記蛍光体によって発せられる緑色光のピーク波長をカットする第二ダイクロイックミラーと、を有することを特徴とする請求項３に記載の光源装置。

【請求項5】

前記青色光源によって発せられる青色光及び前記蛍光領域から発せられる蛍光と異なる色の光を発する光源を更に備え、
前記光路合成光学系は、
前記青色光源によって発せられた青色光によって前記蛍光領域から発せられる蛍光の光路と、前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光の光路と、前記光源によって発せられる光の光路とを合成する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の光源装置。

【請求項6】

請求項５に記載の光源装置と、
前記光源装置の前記光路合成光学系によって光路が合成された光が照射され、映像を生成する表示素子と、
前記表示素子によって生成される映像を投影する投影光学系と、
を備える、
ことを特徴とする投影装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は光源装置及び投影装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、複数色の光（赤、緑、青、白色）を順次繰り返し表示素子に照射し、表示素子によって変調された複数色の光を時間で合成することによってカラー映像を生成するフィールドシーケンシャル方式（時分割方式）の投影装置が開示されている。
特許文献２には、高圧水銀ランプによって発せられた光を波長変換光学素子に照射することによってその光を赤色又は緑色がからせて、そのように色が補正された光をライトバルブに照射し、ライトバルブを通過した光を投影する投影装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１７５０００号公報

【特許文献2】特開２００２−９０８８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、青色光源の青色光が理想的な青色にならないことがある。つまり、青色光源の青色光に短波長の光が含まれて、その青色光が紫がかった青になることがある。そのような青色光源を特許文献１に記載の青色光源に用いると、カラーバランスが崩れてしまう。

【0005】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、青色光源によって発せられる青色光が紫がかった場合でも、その青色光を理想的な青色に近づけられるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以上の課題を解決するために、本発明に係る光源装置は、青色光を発する青色光源と、前記青色光源によって発せられる青色光の光軸に交差し、その交点を通った周方向に沿って蛍光領域及び光透過領域が設けられた光学板と、前記光学板を周方向に回転させる回転駆動器と、前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を透過した青色光の光路上に設けられ、その青色光よりも波長が長い波長帯域の光をその青色光に追加する波長帯域追加フィルタと、を備え、前記波長帯域追加フィルタは、透明板と、前記透明板に照射される前記青色光の照射領域の一部のみに設けられ、前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光によって励起されて緑色光を発する蛍光体と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、青色光源によって発せられた青色光が紫がかった青であっても、その青色光よりも波長が長い波長帯域の光がその青色光に合成されるので、波長帯域通過フィルタを通過した光が理想的な青色に近づく。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る投影装置の平面図である。

【図2】青色光源によって発せられる光のスペクトルを示した図である。

【図3】光学板の平面図である。

【図4】ダイクロイックミラーによって反射される光の波長と反射率の関係を示した図である。

【図5】波長帯域追加フィルタの平面図である。

【図6】波長帯域追加フィルタの蛍光体によって発せられる蛍光のスペクトルを示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

【0010】

図１は投影装置１００の平面図である。
投影装置１００は光源装置（時分割光発生装置、シーケンシャルカラー発生装置）１、光源側光学系２、表示素子３及び投影光学系４等を備える（図１参照）。

【0011】

光源装置１は、出射光を互いに異なる複数色の光に時間で分割して、それら複数色の光を順次出射する。具体的には、光源装置１は赤色光、緑色光及び青色光を所定の順序で繰り返し出射するものである。光源装置１は、１周期あたり赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ少なくとも一回照射する。１周期は、表示素子３によって１フレームのカラー映像が生成される期間である。

【0012】

光源側光学系２は、光源装置１から出射された赤色光、緑色光及び青色光を表示素子３に投射する。光源側光学系２はインテグレータ光学素子２ａ、レンズ２ｂ、光軸変換ミラー２ｃ、レンズ群２ｄ、照射ミラー２ｅ及びフィールドレンズ２ｆを有する（図１参照）。このうちフィールドレンズ２ｆは光源側光学系２と投影光学系４に兼用される。

【0013】

インテグレータ光学素子２ａはライトトンネル又はライトロッドである。インテグレータ光学素子２ａは、光源装置１によって出射された赤色光、緑色光及び青色光を側面で複数回反射又は全反射させることで、赤色光、緑色光及び青色光の強度分布（光軸に垂直な面内における強度分布）を均一にする。レンズ２ｂは、インテグレータ光学素子２ａによって強度が均等分布化された赤色光、緑色光及び青色光を光軸変換ミラー２ｃに向けて投射するとともに、集光する。光軸変換ミラー２ｃは、レンズ２ｂによって投射された赤色光、緑色光及び青色光をレンズ群２ｄに向けて反射させる。レンズ群２ｄは、光軸変換ミラー２ｃによって反射された赤色光、緑色光及び青色光を照射ミラー２ｅに向けて投射するとともに、集光する。照射ミラー２ｅは、レンズ群２ｄによって投射された光を表示素子３に向けて反射させる。フィールドレンズ２ｆは、照射ミラー２ｅによって反射された光を表示素子３へ投射する。

【0014】

表示素子３は空間光変調器であり、光源側光学系２によって照射された赤色光、緑色光及び青色光を各画素で変調することによって映像が生成される。表示素子３が１周期当たりに１フレームのカラー映像を生成し、１フレームのカラー映像が赤色映像、緑色映像及び青色映像に時間で分割される。つまり、表示素子３が１周期当たりに赤色映像、緑色映像及び青色映像をそれぞれ少なくとも一回生成し、１周期に形成された赤色映像、緑色映像及び青色映像を時間で合成したものが１フレームのカラー映像に相当する。

【0015】

表示素子３の周期と光源装置１の周期とが等しい。表示素子３の周期は、１フレームのカラー映像が生成される周期に相当する。つまり、表示素子３の周期は、表示素子３によって赤色映像、緑色映像及び青色映像がそれぞれ少なくとも一回生成される周期に相当する。
光源装置１によって赤色光が出射される期間に同期して、表示素子３が赤色の映像を生成する。光源装置１によって緑色光が出射される期間に同期して、表示素子３が緑色の映像を生成する。光源装置１によって青色光が出射される期間に同期して、表示素子３が青色の映像を生成する。

【0016】

表示素子３は、二次元アレイ状に配列された複数の可動マイクロミラー等を有するデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）である。表示素子３はドライバーによって駆動される。つまり、赤色光が表示素子３に照射されている時に、表示素子３の各可動マイクロミラーが制御（例えば、ＰＷＭ制御）されることで、赤色光が投影光学系４に向けて反射される時間比（デューティー比）が可動マイクロミラー毎に制御される。これにより、表示素子３によって赤色の映像が生成される。緑色光や青色光が表示素子３に照射されている際も、同様である。

【0017】

なお、表示素子３が反射型の空間光変調器ではなく、透過型の空間光変調器（例えば、液晶シャッターアレイパネル：いわゆる液晶表示器）であってもよい。表示素子３が透過型の空間光変調器である場合、光源側光学系２の光学設計を変更し、光源側光学系２によって照射される赤色光、緑色光及び青色光の光軸が後述の投影光学系４の光軸に重なるようにして、投影光学系４と光源側光学系２との間に表示素子３を配置する。

【0018】

投影光学系４は複数枚のレンズからなるレンズ列である。投影光学系４は表示素子３に対向するように設けられ、投影光学系４の光軸が前後に延びて表示素子３に交差する。投影光学系４は、表示素子３によって反射された光を前方に投射することによって、表示素子３によって生成された映像をスクリーンに投影する。この投影光学系４は可動レンズ群４ａ及び固定レンズ群４ｂ等を備える。投影光学系４は、可動レンズ群４ａの移動によって、焦点距離が変更可能であるとともに、フォーカシングが可能である。

【0019】

以下、光源装置１について具体的に説明する。光源装置１は青色光発生装置１０、縮小光学系２０、赤色光源３１、スピンドルモーター３３、光学板３４、光路合成光学系４０、集光光学系５０及び波長帯域追加フィルタ７０等を備える（図１参照）。

【0020】

・青色光発生装置１０について
青色光発生装置１０は、平行光である青色光（励起ビーム）を発する。青色光発生装置１０によって発せられた青色光は、互いに平行に進行する複数の青色光線の束である。青色光発生装置１０は複数の青色光源１１、複数のコリメーターレンズ１２及び複数の反射ミラー１３を有する。青色光発生装置１０によって発せられた青色光は、後述の蛍光体層３４ｅを励起するものである。

【0021】

青色光源１１は青色光線を発する半導体発光素子であり、より具体的には青色レーザーダイオードである。青色光源１１によって発せられる光の色は紫がかった青である。青色光源１１によって発せられる光のスペクトルを図２に示す。図２に示すように、青色光源１１によって発せられる光のピーク波長は４５０ｎｍである。

【0022】

これら青色光源１１が図１の紙面に対して垂直な面に沿って二次元アレイ状（格子状）に配列されている。複数のコリメーターレンズ１２が図１の紙面に対して垂直な面に沿って二次元アレイ状（格子状）に配列されている。コリメーターレンズ１２が青色光源１１にそれぞれ対向する。反射ミラー１３が青色光源１１によって発せられた青色光線の光軸に対して斜めになるように青色光源１１及びコリメーターレンズ１２に相対し、コリメーターレンズ１２によってコリメートされた青色光線の光軸が反射ミラー１３によって９０°変換される。これら反射ミラー１３は階段状に配列されている。コリメーターレンズ１２によってコリメートされた青色光線の光軸の間隔がこれら反射ミラー１３によって狭められ、これら反射ミラー１３によって反射された青色光線の束全体としての径は、反射ミラー１３によって反射される前のレーザー光の束全体としての径よりも細くなる。これら反射ミラー１３によって反射された青色光線は略平行に進行し、これら青色光線の束は平行光である。

【0023】

青色光発生装置１０及び青色光源１１が点滅する。青色光発生装置１０及び青色光源１１の点滅は肉眼で識別できない程高速である。ここで、表示素子３によって緑色映像及び青色映像が生成される期間に同期して、青色光発生装置１０及び青色光源１１が点灯し、表示素子３によって赤色映像が生成される期間に同期して、青色光発生装置１０及び青色光源１１が消灯する。

【0024】

・縮小光学系２０について
縮小光学系２０は、レンズ２１，２２からなるレンズ群である。縮小光学系２０は、反射ミラー１３によって発せられた青色光線が反射される側に配置されている。また、縮小光学系２０は、縮小光学系２０の光軸が反射ミラー１３によって反射された青色光線の束の光軸と一致するように配置されている。縮小光学系２０は、青色光発生装置１０によって発せられた青色光の径を縮小する。つまり、縮小光学系２０は、複数の反射ミラー１３によって反射された青色光線の束を集光させて、これら青色光線の間隔を狭める。

【0025】

・スピンドルモーター３３及び光学板３４について

【0026】

光学板３４が円板状に設けられ、光学板３４の中心がスピンドルモーター３３の駆動軸に連結されている。光学板３４は、スピンドルモーター３３の駆動軸からずれた位置において青色光発生装置１０によって発せられた青色光の光軸に対して直交する。

【0027】

図３は光学板３４の平面図である。図３を見る方向と図１を見る方向は垂直である。図３に示すように、光学板３４は周方向に沿う２つのセグメント、第一セグメント３４ａと第二セグメント３４ｂとに分けられており、第一セグメント３４ａが蛍光領域であり、第二セグメント３４ｂが光拡散透過領域である。第一セグメント３４ａと第二セグメント３４ｂは同一円周上に設けられている。

【0028】

光学板３４はホイール板３４ｄ、蛍光体層３４ｅ及び拡散透過板３４ｆ等を有する。ホイール板３４ｄの形状を大づかみに捉えた際のホイール板３４ｄの骨格的形状は円板である。ホイール板３４ｄの中心にスピンドルモーター３３の駆動軸が直結されている。スピンドルモーター３３の駆動軸が縮小光学系２０の光軸に対して平行であり、ホイール板３４ｄが縮小光学系２０の光軸に対して直交する。

【0029】

ホイール板３４ｄには開口３４ｇが形成され、その開口３４ｇが周方向に延在している。なお、周方向とは、スピンドルモーター３３の駆動軸を中心とした円周方向をいい、軸方向とは、スピンドルモーター３３の駆動軸が延びる方向をいう。

【0030】

蛍光体層３４ｅは、青色光源１１によって発せられた青色光によって励起され、蛍光（緑色光）を発するものである。蛍光体層３４ｅはホイール板３４ｄの表側の面に形成されている。蛍光体層３４ｅとホイール板３４ｄの接合界面が鏡面仕上げされ、蛍光体層３４ｅから発した蛍光の利用効率が向上している。なお、鏡面仕上げされたホイール板３４ｄの表側の面が縮小光学系２０に向いている。

【0031】

軸方向に見て、蛍光体層３４ｅは周方向に延びるように円弧帯状に形成されている。蛍光体層３４ｅと開口３４ｇが周方向に並設され、蛍光体層３４ｅと開口３４ｇとが同一回転軌道上にある。つまり、軸方向に見て、蛍光体層３４ｅと開口３４ｇとは、スピンドルモーター３３の駆動軸を中心とした同一円周上に配置されている。この蛍光体層３４ｅが形成された部位が第一セグメント３４ａに相当する。

【0032】

なお、蛍光体層３４ｅが円弧帯状に形成されているのではなく、蛍光体層３４ｅがホイール板３４ｄの表側の面全体に形成されていてもよいし、蛍光体層３４ｅがスピンドルモーター３３の駆動軸を中心とした扇形状に形作られてもよい。

【0033】

円板状の拡散透過板３４ｆがホイール板３４ｄの裏側の面に貼り付けられ、開口３４ｇが拡散透過板３４ｆによって閉塞されている。拡散透過板３４ｆのうち開口３４ｇを閉塞した部位が第二セグメント３４ｂに相当する。

【0034】

青色光発生装置１０が点灯している時に蛍光体層３４ｅが青色光の光軸を通過すると、蛍光体層３４ｅから蛍光（緑色光）が発する。青色光発生装置１０が点灯している時に開口３４ｇ内の拡散透過板３４ｆが青色光の光軸を通過すると、青色光が拡散透過板３４ｆを透過して、その透過の際に青色光が拡散される。

【0035】

光学板３４の回転周期が青色光発生装置１０及び青色光源１１の点滅周期に等しい場合、青色光発生装置１０及び青色光源１１が点灯する時に蛍光体層３４ｅ及び開口３４ｇが青色光の光軸を通る。

【0036】

・赤色光源３１について

【0037】

赤色光源３１によって発せられる光の色は、光学板３４の蛍光体層３４ｅによって生成される緑色光の色と異なるとともに、光学板３４の開口３４ｇを通過した青色光の色と異なる。具体的には、赤色光源３１は赤色光を発する。
赤色光源３１は半導体発光素子であり、より具体的には赤色発光ダイオードである。
赤色光源３１によって発せられた赤色光の光軸は、青色光源１１によって発せられた青色光線の光軸に対して平行である。赤色光源３１によって発せられた赤色光の光軸は、青色光発生装置１０によって発せられた青色光の光軸に対して直交する。

【0038】

赤色光源３１は点滅する。赤色光源３１の点滅は肉眼で識別できない程高速である。ここで、赤色光源３１の点滅周期は青色光発生装置１０及び青色光源１１の点滅周期に等しく、赤色光源３１は青色光発生装置１０及び青色光源１１の点滅とは逆相的に点滅する。つまり、赤色光源３１が点滅する期間に同期して、青色光発生装置１０及び青色光源１１が消灯し、赤色光源３１が消灯する期間に同期して、青色光発生装置１０及び青色光源１１が点灯する。表示素子３によって赤色映像が生成される期間に同期して、赤色光源３１が点灯し、表示素子３によって青色映像及び緑色映像が生成される期間に同期して、赤色光源３１が消灯する。

【0039】

・光路合成光学系４０及び波長帯域追加フィルタ７０について

【0040】

光路合成光学系４０は、赤色光源３１によって発せられた赤色光、光学板３４の蛍光体層３４ｅによって生成された緑色光及び光学板３４の開口３４ｇを通過した青色光を同一光路に合成する。
波長帯域追加フィルタ７０は、光路合成光学系４０によって形成される光路、特に青色光の光路上に設けられている。

【0041】

光路合成光学系４０は第一光路合成部材４１、第二光路合成部材４２、第一ダイクロイックミラー４３及び第二ダイクロイックミラー４４を有する。

【0042】

第一光路合成部材４１は、板状に設けられている。第一光路合成部材４１は、赤色光源３１によって発せられた赤色光と光学板３４の蛍光体層３４ｅによって生成された蛍光とを同一光路に合成する。第一光路合成部材４１は、赤色光源３１によって発せられた赤色光の光軸と青色光発生装置１０によって発せられた青色光の光軸との交差部に配置されている。第一光路合成部材４１は、赤色光源３１によって発せられた赤色光の光軸に対して４５°で斜交するとともに、青色光発生装置１０によって発せられた青色光の光軸に対して４５°で斜交する。

【0043】

第一光路合成部材４１は、ダイクロイックミラーである。第一光路合成部材４１は、所定帯域の光（緑色光）を反射し、その所定帯域外の光（赤色光、青色光）を透過させる。具体的には、第一光路合成部材４１は、青色光発生装置１０によって発せられた青色光を光学板３４に向けて透過させる。また、第一光路合成部材４１は、赤色光源３１によって発せられた赤色光を第二光路合成部材４２に向けて透過させる。また、第一光路合成部材４１は、光学板３４の蛍光体層３４ｅによって生成された蛍光（緑色光）を第二光路合成部材４２に向けて反射する。これにより、光学板３４の蛍光体層３４ｅによって生成された蛍光の光路が、赤色光源３１によって発せられた赤色光の光路に合成される。

【0044】

第一ダイクロイックミラー４３は、光学板３４に関して第一光路合成部材４１の反対側に配置されている。第一ダイクロイックミラー４３は、長波長カットフィルタであり、カットオフ波長より短い波長の光を反射する。具体的には、第一ダイクロイックミラー４３は、青色光を反射し、青色光より波長の長い緑色光及び赤色光を透過する。第一ダイクロイックミラー４３は、第一光路合成部材４１に対して垂直に設けられている。第一ダイクロイックミラー４３は、青色光発生装置１０によって発せられた青色光の光軸に対して斜交する。更に、第一ダイクロイックミラー４３は、光学板３４の拡散透過板３４ｆを透過した青色光の光軸に対して４５°で斜交する。

【0045】

図４は、第一ダイクロイックミラー４３によって反射される光の波長と反射率の関係を示した図である。図４に示すように、第一ダイクロイックミラー４３のカットオフ波長（透過率５０％の場合の波長）は５００ｎｍである。第一ダイクロイックミラー４３のカットオフ波長は、青色光源１１によって発せられる光のピーク波長よりも長い。更に、第一ダイクロイックミラー４３のカットオフ波長は、青色光源１１によって発せられる光の波長帯域（最大強度の半値以上をとる波長帯域）の最長波長よりも長い。

【0046】

第一ダイクロイックミラー４３は、光学板３４の拡散透過板３４ｆを透過した青色光を波長帯域追加フィルタ７０及び第二ダイクロイックミラー４４に向けて反射する。第一ダイクロイックミラー４３によって反射された青色光の光軸は、第一光路合成部材４１によって光路が合成された蛍光及び赤色光の光軸に対して平行である。第一ダイクロイックミラー４３によって反射された青色光の進行方向は、第一光路合成部材４１によって光路が合成された蛍光及び赤色光の進行方向と同じである。

【0047】

波長帯域追加フィルタ７０は、第一ダイクロイックミラー４３と後述の第二ダイクロイックミラー４４との間に配置されている。波長帯域追加フィルタ７０は、第一ダイクロイックミラー４３によって反射された青色光の光軸に交差（特に、直交）する。

【0048】

波長帯域追加フィルタ７０は、第一ダイクロイックミラー４３によって反射された青色光を通過させるとともに、その青色光のエネルギーを利用してその青色光よりも波長が長い波長帯域（具体的には、緑色光の波長帯域）を生成する。

【0049】

図５は波長帯域追加フィルタ７０の平面図である。図５に示すように波長帯域追加フィルタ７０は、光を素通しする透明板７１と、透明板７１に点在し、又は分散した複数の蛍光体７２と、を有する。ここでは、複数の蛍光体７２は、透明板７１の一方の面若しくは他方の面又はこれら両方の面に貼着するとともに、それらの面に沿って格子状に配列されている。なお、蛍光体７２が透明板７１の一方の面と他方の面の間の内部に分散していてもよい。

【0050】

蛍光体７２は、青色光源１１によって発せられた青色光によって励起され、その青色光よりも波長が長い波長帯域の蛍光（緑色光）を発するものである。蛍光体７２によって発せられる蛍光のスペクトルを図６に示す。図６に示すように、蛍光体７２によって発せられる蛍光のピーク波長は５３０〜５３５ｎｍである。蛍光体７２によって発せられる蛍光の波長帯域（最大強度の２分の１以上をとる波長帯域）の最短波長は、第一ダイクロイックミラー４３のカットオフ波長よりも長い。

【0051】

このような蛍光体７２が透明板７１に設けられているから、波長帯域追加フィルタ７０から出射する光のスペクトルは、透明板７１を通過した青色光の波長帯域に、それよりも波長が長い蛍光（蛍光体７２によって発せられた蛍光）の波長帯域を追加したものである。よって、波長帯域追加フィルタ７０から出射する青色光は、入射前の青色光よりも緑がかる。

【0052】

蛍光体７２から蛍光が放射するので、波長帯域追加フィルタ７０から第一ダイクロイックミラー４３に向けて蛍光が進行する。そのような蛍光が第一ダイクロイックミラー４３によって遮断される。よって、そのような蛍光が後述の第二光路合成部材４２において青色光に再合成することがない。

【0053】

第二ダイクロイックミラー４４は、第一光路合成部材４１に対して平行に設けられている。第二ダイクロイックミラー４４も、第一ダイクロイックミラー４３と同じく長波長カットフィルタであり、カットオフ波長より短い波長の光を反射する。具体的には、青色光を反射し、青色光より波長の大きい緑色光及び赤色光を透過する。第二ダイクロイックミラー４４は、第一ダイクロイックミラー４３に対して垂直に設けられている。第二ダイクロイックミラー４４は、波長帯域追加フィルタ７０から出射する光（青色光の波長帯域と緑色光の波長帯域を混合した光）の光軸に対して４５°で斜交する。

【0054】

第二ダイクロイックミラー４４によって反射される光の波長と透過率の関係は、第一ダイクロイックミラー４３によって反射される光の波長と透過率の関係（図４参照）と同じで或る。従って、波長帯域追加フィルタ７０から出射した光のうち、透明板７１を通過した波長帯域の青色光は、第二ダイクロイックミラー４４によって第二光路合成部材４２に向けて反射される。波長帯域追加フィルタ７０から出射した光のうち、蛍光体７２によって発せられた透明板７１を通過した波長帯域の光の一部は、第二ダイクロイックミラー４４によって第二光路合成部材４２に向けて反射され、残りの一部は第二ダイクロイックミラー４４によって遮断される。よって、第二ダイクロイックミラー４４によって反射された青色光は、波長帯域追加フィルタ７０から出射する青色光よりも紫がかるが、青色光源１１によって発せられた青色光よりも緑がかる。
第二ダイクロイックミラー４４によって反射された青色光の光軸は、第一光路合成部材４１によって光路が合成された緑色光及び赤色光の光軸に対して直交する。

【0055】

第二光路合成部材４２は、板状に設けられている。第二光路合成部材４２は、第一光路合成部材４１に関して赤色光源３１の反対側に配置されている。第二光路合成部材４２と第一光路合成部材４１は互いに平行に設けられている。第二光路合成部材４２は、第一光路合成部材４１によって光路が合成された蛍光及び赤色光の光軸と第二ダイクロイックミラー４４によって反射された青色光の光軸との交差部に配置されている。第二光路合成部材４２は、第一光路合成部材４１によって光路が合成された蛍光及び赤色光の光軸に対して４５°で斜交する。第二光路合成部材４２は、第二ダイクロイックミラー４４によって反射された青色光の光軸に対して４５°で斜交する。

【0056】

第二光路合成部材４２は、ダイクロイックミラーである。第二光路合成部材４２は、所定帯域の光（青色光）を透過させ、その所定帯域外の光（赤色光、緑色光）を反射する。具体的には、第二光路合成部材４２は、第一光路合成部材４１によって反射された緑色光をインテグレータ光学素子２ａに向けて反射する。また、第二光路合成部材４２は、第一光路合成部材４１を通過した赤色光をインテグレータ光学素子２ａに向けて反射する。また、第二光路合成部材４２は、第二ダイクロイックミラー４４によって反射された青色光をインテグレータ光学素子２ａに向けて透過させる。これにより、第一光路合成部材４１によって光路が合成された赤色光及び緑色光の光路は、第二ダイクロイックミラー４４によって反射された青色光の光路に合成される。

【0057】

・集光光学系５０について

【0058】

集光光学系５０は複数枚のレンズ５１〜５９からなる。
レンズ５１，５２が赤色光源３１と第一光路合成部材４１との間に配置されている。レンズ５３が第一光路合成部材４１と第二光路合成部材４２との間に配置されている。レンズ５１〜５３はこれらの光軸が重なるように配置されている。

【0059】

レンズ５５，５６が光学板３４と第一光路合成部材４１との間に配置されている。レンズ５７が光学板３４と第一ダイクロイックミラー４３との間に配置されている。レンズ５５，５６，５７及び縮小光学系２０はこれらの光軸が重なるように配置されている。

【0060】

レンズ５８が第一ダイクロイックミラー４３と波長帯域追加フィルタ７０との間に配置されている。レンズ５８の光軸とレンズ５７の光軸が第一ダイクロイックミラー４３において互いに直交する。レンズ５９が第二ダイクロイックミラー４４と第二光路合成部材４２との間に配置されている。レンズ５９の光軸とレンズ５８の光軸が第二ダイクロイックミラー４４において互いに直交する。レンズ５４が第二光路合成部材４２とインテグレータ光学素子２ａの間に配置されている。レンズ５４，５９はこれらの光軸が重なるように配置されている。レンズ５４，５９の光軸が第二光路合成部材４２においてレンズ５３の光軸に直交する。

【0061】

本実施形態における波長帯域追加フィルタ７０は、青色光を通過させる透明板７１と、緑色光の波長帯域を生成する蛍光体７２と、の２つの領域から成るとしたが、これに限らず、波長帯域追加フィルタ７０が一つの領域のみで形成されており、この波長帯域追加フィルタ７０を通過することで、実際の青色に近い波長（ピークが４６０〜４６４ｎｍ）に変換されるようにしても良い。
本発明の実施形態を説明した。本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
青色光を発する青色光源と、
前記青色光源によって発せられる青色光の光軸に交差し、その交点を通った周方向に沿って蛍光領域及び光透過領域が設けられた光学板と、
前記光学板を周方向に回転させる回転駆動器と、
前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を透過した青色光の光路上に設けられ、その青色光よりも波長が長い波長帯域の光をその青色光に追加する波長帯域追加フィルタと、を備える
ことを特徴とする光源装置。
＜請求項２＞
前記光学板の前記光透過領域は、光の透過の際に光が拡散されることを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
＜請求項３＞
前記青色光源によって発せられた青色光によって前記蛍光領域から発せられる蛍光の光路と、前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光の光路とを合成する光路合成光学系を備え、
前記波長帯域追加フィルタが、
透明板と、
前記透明板に設けられ、前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光によって励起されて緑色光を発する前記複数の蛍光体と、を有する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
＜請求項４＞
前記光路合成光学系が、
前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光の光路上のうち前記波長帯域追加フィルタよりも前記光学板側に設けられ、前記蛍光体によって発せられる緑色光のピーク波長をカットする第一ダイクロイックミラーと、
前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光の光路上のうち前記波長帯域追加フィルタに関して前記光学板の反対側に設けられ、前記蛍光体によって発せられる緑色光のピーク波長をカットする第二ダイクロイックミラーと、を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
＜請求項５＞
前記青色光によって発せられる青色光及び前記蛍光領域から発せられる蛍光と異なる色の光を発する光源を更に備え、
前記光路合成光学系は、
前記青色光源によって発せられた青色光によって前記蛍光領域から発せられる蛍光の光路と、前記青色光源によって発せられて且つ前記光透過領域を拡散透過した青色光の光路と、前記光源によって発せられる光の光路とを合成する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の光源装置。
＜請求項６＞
請求項５に記載の光源装置と、
前記光源装置の前記光路合成光学系によって光路が合成された光が照射され、映像を生成する表示素子と、
前記表示素子によって生成される映像を投影する投影光学系と、
を備える、
ことを特徴とする投影装置。

【符号の説明】

【0062】

１ 光源装置
３ 表示素子
４ 投影光学系
１０ 青色光発生装置
１１ 青色光源
３１ 光源
３３ スピンドルモーター（回転駆動器）
３４ 光学板
３４ａ 第一セグメント（蛍光領域）
３４ｂ 第二セグメント（光透過領域）
３４ｅ 蛍光体層
３４ｆ 光拡散透過板
４０ 光路合成光学系
４３ 第一ダイクロイックミラー
４４ 第二ダイクロイックミラー
７０ 波長帯域追加フィルタ
７１ 透明板
７２ 蛍光体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】