JP7236642B2 - 光源装置及び投写型映像表示装置 - Google Patents

Description

本開示は、例えば投写型映像表示装置に使用される光源装置に関する。また、本開示は、そのような光源装置を備えた投写型映像表示装置に関する。

特許文献１は、蛍光体ホイール装置に設けた蛍光体を励起光によって励起して得られる蛍光を照明光として用いる投写型映像表示装置を開示している。

特開２０１６－０３１４０２号公報

照明光の輝度を向上させるためには、例えば、半導体レーザ素子などの光源素子の個数を増大させることが考えられる。しかしながら、一般に、光源素子の個数を増大させると、光源装置全体のサイズも増大する。従って、サイズをあまり増大することなく、高輝度の照明光を発生することができる光源装置が求められる。

本開示の目的は、小型でありながら高輝度の照明光を発生することができる光源装置を提供することにある。

本開示の一態様に係る光源装置は、
少なくとも３つの複数の光源素子と、
第１～第３のレンズと、
少なくとも１つのミラーとを備え、
前記複数の光源素子、前記第１～第３のレンズ、及び前記ミラーは、前記複数の光源素子のうちの少なくとも１つの第１の光源素子の出射光が前記第１のレンズを介して前記ミラーによって前記第３のレンズに入射するように、かつ、前記複数の光源素子のうちの前記第１の光源素子以外の第２の光源素子の出射光が前記第２のレンズを介して前記ミラーに入射し、前記ミラーの反射光が前記第３のレンズに入射するように配置され、
前記第１及び第２の光源素子の少なくとも一方は、当該光源素子の出射光の光束が、前記第１のレンズの光軸から離隔した位置において前記第１のレンズに入射するように、又は、前記第２のレンズの光軸から離隔した位置において前記第２のレンズに入射するように配置される。

本開示の一態様に係る光源装置によれば、小型でありながら高輝度の照明光を発生することができる。

第１の実施形態に係る光源装置２０を備えた投写型映像表示装置１の構成を示す図である。 図１のダイクロイックミラー２０８の分光特性を示すグラフである。 図１の蛍光体ホイール装置１０の構成を示す側面図である。 図１の蛍光体ホイール装置１０の構成を示す正面図である。 図１の光源装置２０の構成を示す斜視図である。 図１の光源装置２０の構成を示す上面図である。 図１の光源装置２０の構成を示す側面図である。 図１の光源装置２０の構成を示す正面図である。 比較例に係る光源装置３０の構成を示す図である。 第１の実施形態の第１の比較例に係る光源装置２０Ａの構成を示す図である。 第１の実施形態の第２の比較例に係る光源装置２０Ｂの構成を示す図である。 第１の実施形態の第３の比較例に係る光源装置２０Ｃの構成を示す図である。 第２の実施形態に係る光源装置４０の構成を示す図である。 第３の実施形態に係る光源装置５０の構成を示す側面図である。 図１４の光源装置５０の構成を示す上面図である。 図１４の光源装置５０の構成を示す側面図である。 図１４の光源装置５０の構成を示す正面図である。

以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

（第１の実施形態）
以下、図１～図９を参照して、第１の実施形態に係る光源装置及び投写型映像表示装置について説明する。

［１－１．第１の実施形態の構成］
［１－１－１．全体構成］
図１は、第１の実施形態に係る光源装置２０を備えた投写型映像表示装置１の構成を示す図である。投写型映像表示装置１は、後述するように、蛍光体ホイール装置１０をさらに備え、光源装置２０によって発生された光によって蛍光体ホイール装置１０の蛍光体を励起する。以下、説明のため、図１他に示すＸＹＺ直交座標系を参照する。

投写型映像表示装置１は、蛍光体ホイール装置１０、複数の半導体レーザ素子２０１、複数のコリメートレンズ２０２、レンズ２０３ａ，２０３ｂ、反射ミラー２０４ａ，２０４ｂ、レンズ２０５、拡散板２０６、４分の１波長板２０７、ダイクロイックミラー２０８、レンズ２０９，２１０、４分の１波長板２１４、多重反射ミラー２１５、レンズ２１６，２１７、ロッドインテグレータ２１８、レンズ２３０，２３１，２３２、ＴＩＲプリズム２３３、ＤＭＤ２３４、及び投写レンズ２３５を備える。

複数の半導体レーザ素子２０１及び複数のコリメートレンズ２０２は、少なくとも一対の半導体レーザ素子２０１及びコリメートレンズ２０２をそれぞれ含む光源素子２００ａ～２００ｄを構成する。図５～図８を参照して後述するように、光源素子２００ａ～２００ｄのそれぞれにおいて、半導体レーザ素子２０１及びコリメートレンズ２０２は、例えば矩形のアレイとしてマトリックス状に配列される。

複数の半導体レーザ素子２０１、複数のコリメートレンズ２０２、レンズ２０３ａ，２０３ｂ、反射ミラー２０４ａ，２０４ｂ、及びレンズ２０５は、光源装置２０を構成する。

まず、投写型映像表示装置１の光源装置２０について説明する。

各半導体レーザ素子２０１は、４４７ｎｍから４６２ｎｍの波長幅を有する、直線偏光した青色の波長域の光を発生して出射する。図１の例では、各半導体レーザ素子２０１の出射光は、Ｙ軸に平行な偏光方向を有し、後述するダイクロイックミラー２０８に対してＳ偏光で入射する。また、高輝度の光源装置２０を実現するために、複数の半導体レーザ素子２０１がマトリックス状に配列される。図１の例では、光源素子２００ａ～２００ｄのそれぞれは、２つの半導体レーザ素子２０１を含むように示しているが、より多くの半導体レーザ素子２０１を含んでもよい。

各半導体レーザ素子２０１の出射光は、それぞれ、対応するコリメートレンズ２０２によって平行化（コリメート）される。各コリメートレンズ２０２の出射光はほぼ平行になっている。

レンズ２０３ａ，２０３ｂは凸レンズであり、レンズ２０５は凹レンズである。光源素子２００ａ，２００ｂの各コリメートレンズ２０２の出射光は、レンズ２０３ａを介して、ミラー２０４ａ，２０４ｂによって反射されることなく、レンズ２０５に入射する。一方、光源素子２００ｃ，２００ｄの各コリメートレンズ２０２の出射光は、レンズ２０３ｂを介してミラー２０４ａ，２０４ｂに入射し、ミラー２０４ａ，２０４ｂの反射光がレンズ２０５に入射する。これにより、各コリメートレンズ２０２の出射光はレンズ２０３ａ，２０３ｂによって集光され、レンズ２０３ａ，２０３ｂの出射光はレンズ２０５によって再びほぼ平行化される。

レンズ２０５の出射光は、拡散板２０６及び４分の１波長板２０７を介して、ダイクロイックミラー２０８に入射する。拡散板２０６は、例えば、ガラス平板からなり、その片面には微細な凹凸が施された拡散面が形成されている。４分の１波長板２０７は、Ｘ軸に垂直な入射面を有し、Ｘ軸の周りに所定角度を有して配置される。各半導体レーザ素子２０１からの光は、４分の１波長板２０７を通過することにより、直線偏光から楕円偏光に変化する。ダイクロイックミラー２０８は、光軸に対して約４５度の入射面を有するように配置される。

図２は、図１のダイクロイックミラー２０８の分光特性を示すグラフである。青色の波長域において、Ｓ偏光の透過率は４６５ｎｍにおいて５０％になり、Ｐ偏光の透過率は４４２ｎｍにおいて５０％になる。緑色及び赤色の波長域の光は、偏光にかかわらず、９６％以上透過する。

再び図１を参照すると、４分の１波長板２０７からダイクロイックミラー２０８に入射する青色の波長域の光のうち、Ｓ偏光成分はダイクロイックミラー２０８によって反射され、図中－Ｚ方向へ出射し、Ｐ偏光成分はダイクロイックミラー２０８を透過して、図中－Ｘ方向へ出射する。－Ｚ方向へ出射した光は、レンズ２０９，２１０によって集光され、蛍光体ホイール装置１０の蛍光体を励起する。

図３は、図１の蛍光体ホイール装置１０の構成を示す側面図である。図４は、図１の蛍光体ホイール装置１０の構成を示す正面図である。蛍光体ホイール装置１０は、図３及び図４に示すように、モータ１０１、回転基材１０２、及び黄色蛍光体部１０３を備える。回転基材１０２は、円盤形状に形成され、モータ１０１の回転軸Ａを中心に回転駆動される。回転基材１０２には、図４に示すように、蛍光体ホイール装置１０の回転軸Ａから距離Ｒ１だけ離れた円周上において、この円周の内外に所定幅Ｗを有して黄色蛍光体部１０３が形成されている。各半導体レーザ素子２０１からの青色の波長域の光が蛍光体ホイール装置１０の黄色蛍光体部１０３に入射すると、黄色蛍光体部１０３が励起されて黄色の波長域の光（蛍光）を発生する。

再び図１を参照すると、蛍光体ホイール装置１０の黄色蛍光体部１０３で発生した黄色の波長域の光の一部は、蛍光体ホイール装置１０から＋Ｚ方向に出射される。黄色蛍光体部１０３から－Ｚ方向に出射された黄色の波長域の光は、回転基材１０２によって反射されて＋Ｚ方向に出射される。蛍光体ホイール装置１０から出射した黄色の波長域の光は、レンズ２１０，２０９によって平行化され、ダイクロイックミラー２０８を透過する。

一方、４分の１波長板２０７からダイクロイックミラー２０８に入射する青色の波長域の光のうち、ダイクロイックミラー２０８を通過して、－Ｘ方向へ出射したＰ偏光の光は、レンズ２１６及び４分の１波長板２１４を介して多重反射ミラー２１５に入射する。レンズ２１６は、ダイクロイックミラー２０８からの入射光を集光する。レンズ２１６の出射光は、４分の１波長板２１４を通過することにより、直線偏光から円偏光に変化する。多重反射ミラー２１５は、レンズ２１６の焦点近傍に配置される。多重反射ミラー２１５によって反射された光は、再び４分の１波長板２１４及びレンズ２１６を介してダイクロイックミラー２０８に入射する。このとき、多重反射ミラー２１５の反射光は、４分の１波長板２１４を通過することにより、円偏光から直線偏光に変化する。また、４分の１波長板２１４の出射光は、レンズ２１６によって平行化される。レンズ２１６の出射光は、ダイクロイックミラー２０８に対してＳ偏光で入射するので、ダイクロイックミラー２０８によって反射され、図中＋Ｚ方向へ出射する。

このように、各半導体レーザ素子２０１からの青色の波長域の光と、蛍光体ホイール装置１０からの黄色の波長域の光とが、ダイクロイックミラー２０８で合成され、白色光になる。合成された白色光は、集光レンズ２１７で集光されてロッドインテグレータ２１８に入射する。

ロッドインテグレータ２１８の出射光は、レンズ２３０，２３１，２３２及びＴＩＲ（内部全反射）プリズム２３３を介してＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）２３４に入射する。レンズ２３０，２３１，２３２は、リレー光学系を構成し、ロッドインテグレータ２１８の出射面の光をＤＭＤ２３４に結像させる機能を有する。ＤＭＤ２３４は、映像信号によって入射光を空間的に変調する光変調素子である。ＤＭＤ２３４によって変調された光は、ＴＩＲプリズム２３３を介して投写レンズ２３５に入射する。投写レンズ２３５は、入射光を映像光Ｐとしてスクリーンに拡大して投写する。

［１－１－２．光源装置の構成］
図５は、図１の光源装置２０の構成を示す斜視図である。図６は、図１の光源装置２０の構成を示す上面図である。図７は、図１の光源装置２０の構成を示す側面図である。図８は、図１の光源装置２０の構成を示す正面図である。

光源装置２０は、前述のように、光源素子２００ａ～２００ｄ、レンズ２０３ａ，２０３ｂ、レンズ２０５、ミラー２０４ａ，２０４ｂを備える。光源素子２００ａ～２００ｄ、レンズ２０３ａ，２０３ｂ，２０５、及びミラー２０４ａ，２０４ｂは、光源素子２００ａ，２００ｂの出射光がレンズ２０３ａを介してミラー２０４ａ，２０４ｂによって反射されることなくレンズ２０５に入射するように、かつ、光源素子２００ｃ，２００ｄの出射光がレンズ２０３ｂを介してミラー２０４ａ，２０４ｂに入射し、ミラー２０４ａ，２０４ｂの反射光がレンズ２０５に入射するように配置される。さらに、図６に示すように、各光源素子２００ａ，２００ｂは、その出射光の光束の中心を通る軸Ａ１，Ａ２がレンズ２０３ａの光軸Ｂ１から離隔するように配置される。また、各光源素子２００ｃ，２００ｄは、その出射光の光束の中心を通る軸Ａ３，Ａ４がレンズ２０３ｂの光軸Ｂ２から離隔するように配置される。特に、光源素子２００ａ，２００ｂは、それらの出射光の光束が、レンズ２０３ａの光軸Ｂ１から離隔した位置においてレンズ２０３ａに入射するように配置される。また、光源素子２００ｃ，２００ｄは、それらの出射光の光束が、レンズ２０３ｂの光軸Ｂ２から離隔した位置においてレンズ２０３ｂに入射するように配置される。

図９は、比較例に係る光源装置３０の構成を示す図である。光源装置３０は、複数の半導体レーザ素子３０１、複数のコリメートレンズ３０２、レンズ３０３、ダイクロイックミラー３０４、及びレンズ３０５を備える。複数の半導体レーザ素子３０１及び複数のコリメートレンズ３０２は、少なくとも一対の半導体レーザ素子３０１及びコリメートレンズ３０２をそれぞれ含む光源素子３００ａ，３００ｂを構成する。光源素子３００ａの各コリメートレンズ３０２の出射光は、ダイクロイックミラー３０４を透過してレンズ３０３，３０５に入射する。一方、光源素子３００ｂの各コリメートレンズ３０２の出射光は、ダイクロイックミラー３０４によって反射され、反射光がレンズ３０３，３０５に入射する。図９の例では、光源装置３０は、各光源素子３００ａ，３００ｂの出射光を集光するためのレンズ３００をミラー３０４及びレンズ３０５の間に設けたことにより、実施形態に係る光源装置２０よりも、光源装置３０のサイズが増大している。

一方、実施形態に係る光源装置２０によれば、レンズ２０３ａ，２０３ｂは、各光源素子２００ａ～２００ｄ及び反射ミラー２０４ａの間に配置される。さらに、各光源素子２００ａ～２００ｄ、レンズ２０３ａ，２０３ｂ、反射ミラー２０４ａ，２０４ｂ、及びレンズ２０５は、各光源素子２００ａ～２００ｄの出射光の光束が、レンズ２０３ａ，２０３ｂの光軸Ｂ１，Ｂ２から離隔した位置においてレンズ２０３ａ，２０３２ｂに入射するように配置される。これにより、複数の光源素子２００ａ～２００ｄの出射光を、レンズ２０３ａ，２０３ｂ，２０５及びミラー２０４ａ，２０４ｂを用いて適切に集光することができ、小型でありながら高輝度の照明光を発生することができる。

また、実施形態に係る光源装置２０によれば、比較例の場合よりも、複数の半導体レーザ素子２０１から１つのレンズ（レンズ２０３ａ，２０３ｂの一方）に入射する光の強度が低下するので、レンズの光吸収による熱ひずみを軽減することができる。

［１－１－３．変形例］
図１０は、第１の実施形態の第１の比較例に係る光源装置２０Ａの構成を示す図である。光源装置２０Ａは、反射領域及び透過領域を有する基板２０４を備える。ミラー２０４ａ，２０４ｂは基板２０４の反射領域に形成される。光源素子２００ａ，２００ｂの出射光はレンズ２０３ａを介して基板２０４の透過領域を通過してレンズ２０５に入射する。このように、ミラー２０４ａ，２０４ｂを基板２０４に一体化することにより、光源装置２０の部品点数を削減することができる。

次に、図１１及び図１２を参照して説明するように、実施形態に係る光源装置は、少なくとも３つの光源素子を備えて構成されてもよい。

図１１は、第１の実施形態の第２の比較例に係る光源装置２０Ｂの構成を示す図である。光源装置２０Ｂは、図１の光源装置２０の光源素子２００ｃ，２００ｄ、レンズ２０３ｂ、及びミラー２０４ａ，２０４ｂに代えて、１つの光源素子２００ｅ、レンズ２０３ｃ、及び１つのミラー２０４ｃを備える。この場合もまた、光源素子２００ａ，２００ｂは、それらの出射光の光束が、レンズ２０３ａの光軸から離隔した位置においてレンズ２０３ａに入射するように配置される。これにより、複数の光源素子２００ａ，２００ｂ，２００ｅの出射光を、レンズ２０３ａ，２０３ｃ及びミラー２０４ａ，２０４ｃを用いて適切に集光することができ、小型でありながら高輝度の照明光を発生することができる。

図１２は、第１の実施形態の第３の比較例に係る光源装置２０Ｃの構成を示す図である。光源装置２０Ｃは、図１の光源装置２０の光源素子２００ａ，２００ｂ及びレンズ２０３ａに代えて、１つの光源素子２００ｆ及びレンズ２０３ｄを備える。この場合もまた、光源素子２００ｃ，２００ｄは、それらの出射光の光束が、レンズ２０３ｂの光軸から離隔した位置においてレンズ２０３ｂに入射するように配置される。これにより、複数の光源素子２００ｃ，２００ｄ，２００ｆの出射光を、レンズ２０３ｂ，２０３ｄ及びミラー２０４ａ，２０４ｃを用いて適切に集光することができ、小型でありながら高輝度の照明光を発生することができる。

［１－２．効果等］
第１の実施形態に係る光源装置２０は、光源装置２０は、少なくとも３つの複数の光源素子２００ａ～２００ｄと、レンズ２０３ａ，２０３ｂ及びレンズ２０５と、少なくとも１つのミラー２０４ａ，２０４ｂとを備える。複数の光源素子２００ａ～２００ｄ、レンズ２０３ａ，２０３ｂ及びレンズ２０５、及びミラー２０４ａ，２０４ｂは、複数の光源素子２００ａ～２００ｄのうちの少なくとも１つの第１の光源素子２００ａ，２００ｂの出射光がレンズ２０３ａを介してミラー２０４ａ，２０４ｂによってレンズ２０５に入射するように、かつ、複数の光源素子２００ａ～２００ｄのうちの第１の光源素子２００ａ以外の第２の光源素子２００ｃ，２００ｄの出射光がレンズ２０３ｂを介してミラー２０４ａ，２０４ｂに入射し、ミラー２０４ａ，２０４ｂの反射光がレンズ２０５に入射するように配置される。第１の光源素子２００ａ，２００ｂ及び第２の光源素子２００ｃ，２００ｄの少なくとも一方は、当該光源素子２００ａ～２００ｄの出射光の光束が、レンズ２０３ａの光軸から離隔した位置においてレンズ２０３ａに入射するように、又は、レンズ２０３ｂの光軸から離隔した位置においてレンズ２０３ｂに入射するように配置される。

第１の実施形態に係る光源装置２０によれば、レンズ２０３ａ，２０３ｂは凸レンズであってもよく、レンズ２０５は凹レンズであってもよい。

第１の実施形態に係る光源装置２０によれば、光源装置２０は、反射領域及び透過領域を有する基板をさらに備えてもよい。この場合、ミラー２０４ａ，２０４ｂは基板の反射領域に形成され、第１の光源素子２００ａ，２００ｂの出射光はレンズ２０３ａを介して基板の透過領域を通過してレンズ２０５に入射する。

第１の実施形態に係る投写型映像表示装置１は、光源装置２０と、光変調素子と、光源装置２０によって発生された光を光変調素子に入射させる第１の光学系と、光変調素子によって空間的に変調された光を投写する第２の光学系とを備える。

これにより、小型でありながら高輝度の照明光を発生することができる。

（第２の実施形態）
［２－１．第２の実施形態の構成］
図１３は、第２の実施形態に係る光源装置４０の構成を示す図である。

光源装置４０は、複数の半導体レーザ素子４０１、複数のコリメートレンズ４０２、レンズ４０３ａ，４０３ｂ、反射ミラー４０４ａ，４０４ｂ、及びレンズ４０５を備える。複数の半導体レーザ素子４０１及び複数のコリメートレンズ４０２は、少なくとも一対の半導体レーザ素子４０１及びコリメートレンズ４０２をそれぞれ含む光源素子４００ａ～４００ｄを構成する。

複数の光源素子４００ａ～４００ｄ、レンズ４０３ａ，４０３ｂ，レンズ４０５、及びミラー４０４は、光源素子４００ａ，４００ｂの出射光がレンズ４０３ａを介してミラー４０４によってレンズ４０５に入射するように、かつ、光源素子４００ｃ，４００ｄの出射光がレンズ４０３ｂを介してミラー４０４に入射し、ミラー４０４の反射光がレンズ４０５に入射するように配置される。光源素子４００ａ，４００ｂは、それらの出射光の光束（軸Ａ２１に沿って進む）が、レンズ４０３ａの光軸Ｂ２１に対して非ゼロの入射角θａを有してレンズ４０３ａに入射するように配置される。また、光源素子４００ｃ，４００ｄは、それらの出射光の光束（軸Ａ２２に沿って進む）が、レンズ４０３ｂの光軸Ｂ２２に対して非ゼロの入射角θｂを有してレンズ４０３ｂに入射するように配置される。

実施形態に係る光源装置４０によれば、各光源素子４００ａ～４００ｄ、レンズ４０３ａ，４０３ｂ、反射ミラー４０４ａ，４０４ｂ、及びレンズ４０５は、各光源素子４００ａ～４００ｄの出射光の光束が、レンズ４０３ａ，４０３ｂの光軸Ｂ２１，Ｂ２２に対して非ゼロの入射角θａ，θｂを有してレンズ４０３ａ，４０３ｂに入射するように配置される。これにより、複数の光源素子４００ａ～４００ｄの出射光を、レンズ４０３ａ，４０３ｂ，４０５及びミラー４０４ａ，４０４ｂを用いて適切に集光することができ、小型でありながら高輝度の照明光を発生することができる。

［２－２．効果等］
第２の実施形態に係る光源装置４０は、少なくとも３つの複数の光源素子４００ａ～４００ｄと、少なくとも１つのレンズ４０３ａと、少なくとも１つのレンズ４０３ｂと、レンズ４０５と、少なくとも１つのミラー４０４とを備える。複数の光源素子４００ａ～４００ｄ、レンズ４０３ａ，４０３ｂ及びレンズ４０５、及びミラー４０４は、複数の光源素子４００ａ～４００ｄのうちの少なくとも１つの第１の光源素子４００ａ，４００ｂの出射光がレンズ４０３ａを介してミラー４０４によって反射されることなくレンズ４０５に入射するように、かつ、複数の光源素子４００ａ～４００ｄのうちの第１の光源素子４００ａ以外の第２の光源素子４００ｃ，４００ｄの出射光がレンズ４０３ｂを介してミラー４０４に入射し、ミラー４０４の反射光がレンズ４０５に入射するように配置される。第１の光源素子４００ａ，４００ｂ及び第２の光源素子４００ｃ，４００ｄの少なくとも一方は、当該光源素子４００ａ～４００ｄの出射光の光束が、レンズ４０３ａの光軸に対して非ゼロの入射角を有してレンズ４０３ａに入射するように、又は、レンズ４０３ｂに対して非ゼロの入射角を有してレンズ４０３ｂに入射するように配置される。

これにより、小型でありながら高輝度の照明光を発生することができる。

（第３の実施形態）
［３－１．第３の実施形態の構成］
図１４は、第３の実施形態に係る光源装置５０の構成を示す側面図である。図１５は、図１４の光源装置５０の構成を示す上面図である。図１６は、図１４の光源装置５０の構成を示す側面図である。図１７は、図１４の光源装置５０の構成を示す正面図である。

光源装置５０は、複数の半導体レーザ素子５０１、複数のコリメートレンズ５０２、レンズ５０３ａ～５０３ｄ、反射ミラー５０４ａ，５０４ｂ、及びレンズ５０５を備える。複数の半導体レーザ素子５０１及び複数のコリメートレンズ５０２は、少なくとも一対の半導体レーザ素子５０１及びコリメートレンズ５０２をそれぞれ含む光源素子５００ａ～５００ｄを構成する。

複数の光源素子５００ａ～５００ｄ、レンズ５０３ａ～５０３ｄ，レンズ５０５、及びミラー５０４は、光源素子５００ａ，５００ｂの出射光がレンズ５０３ａ，５０３ｂを介してミラー５０４ａ，５０４ｂによって反射されることなくレンズ５０５に入射するように、かつ、光源素子５００ｃ，５００ｄの出射光がレンズ５０３ｃ，５０３ｄを介してミラー５０４ａ，５０４ｂに入射し、ミラー５０４ａ，５０４ｂの反射光がレンズ５０５に入射するように配置される。光源素子５００ａ～５００ｄの出射光は軸Ｃ１～Ｃ４に沿ってそれぞれ進む。この場合、光源素子５００ａは、その出射光の光束（軸Ｃ１に沿って進む）が、レンズ５０３ａの光軸Ｄ１に対して非ゼロの入射角θ１を有してレンズ５０３ａに入射するように配置される。また、光源素子５００ｂは、その出射光の光束（軸Ｃ２に沿って進む）が、レンズ５０３ｂの光軸Ｄ２に対して非ゼロの入射角θ２を有してレンズ５０３ｂに入射するように配置される。また、光源素子５００ｃは、その出射光の光束（軸Ｃ３に沿って進む）が、レンズ５０３ｃの光軸Ｄ３に対して非ゼロの入射角θ３を有してレンズ５０３ｃに入射するように配置される。また、光源素子５００ｄは、その出射光の光束（軸Ｃ４に沿って進む）が、レンズ５０３ｄの光軸Ｄ４に対して非ゼロの入射角θ４を有してレンズ５０３ｄに入射するように配置される。

実施形態に係る光源装置５０によれば、各光源素子５００ａ～５００ｄ、レンズ５０３ａ～５０３ｄ、反射ミラー５０４ａ，５０４ｂ、及びレンズ５０５は、各光源素子５００ａ～５００ｄの出射光の光束が、レンズ５０３ａ～５０３ｄの光軸Ｄ１～Ｄ４に対して非ゼロの入射角θ１～θ４を有してレンズ５０３ａ～５０３ｄに入射するように配置される。これにより、複数の光源素子５００ａ～５００ｄの出射光を、レンズ５０３ａ～５０３ｄ，５０５及びミラー５０４ａ，５０４ｂを用いて適切に集光することができ、小型でありながら高輝度の照明光を発生することができる。

［３－２．効果等］
第３の実施形態に係る光源装置５０は、少なくとも３つの複数の光源素子５００ａ～５００ｄと、少なくとも１つのレンズ５０３ａ～５０３ｄと、少なくとも１つのレンズ５０３ｃ，５０３ｄと、レンズ５０５と、少なくとも１つのミラー５０４ａ，５０４ｂとを備える。複数の光源素子５００ａ～５００ｄ、レンズ５０３ａ～５０３ｄ，５０３ｃ，５０３ｄ及びレンズ５０５、及びミラー５０４ａ，５０４ｂは、複数の光源素子５００ａ～５００ｄのうちの少なくとも１つの第１の光源素子５００ａ，５００ｂの出射光がレンズ５０３ａ～５０３ｄを介してミラー５０４ａ，５０４ｂによってされることなくレンズ５０５に入射するように、かつ、複数の光源素子５００ａ～５００ｄのうちの第１の光源素子５００ａ以外の第２の光源素子５００ｃ，５００ｄの出射光がレンズ５０３ｃ，５０３ｄを介してミラー５０４ａ，５０４ｂに入射し、ミラー５０４ａ，５０４ｂの反射光がレンズ５０５に入射するように配置される。第１の光源素子５００ａ，５００ｂ及び第２の光源素子５００ｃ，５００ｄの少なくとも一方は、当該光源素子５００ａ～５００ｄの出射光の光束が、レンズ５０３ａ～５０３ｄの光軸に対して非ゼロの入射角を有してレンズ５０３ａ～５０３ｄに入射するように、又は、レンズ５０３ｃ，５０３ｄに対して非ゼロの入射角を有してレンズ５０３ｃ，５０３ｄに入射するように配置される。

これにより、小型でありながら高輝度の照明光を発生することができる。

以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。

各実施形態において、複数の光源素子の出射光が最初に入射する複数のレンズは、単一のレンズを分割した形状を有してもよい。例えば、これらのレンズは、円形の凸レンズを分割した扇形の形状を有してもよい。

本開示の一態様に係る光源装置は、プロジェクタなどの投写型映像表示装置に適用可能である。

１…投写型映像表示装置、
１０…蛍光体ホイール装置、
２０，２０Ａ～２０Ｃ，４０，５０…光源装置、
１０１…モータ、
１０２…回転基材、
１０３…黄色蛍光体部、
２００ａ～２００ｆ，４００ａ～４００ｄ，５００ａ～５００ｄ…光源素子、
２０１，４０１，５０１…半導体レーザ素子、
２０２，４０２，５０２…コリメートレンズ、
２０３ａ～２０３ｄ，２０５，２０９，２１０，２１６，２１７，２３０，２３１，２３２，４０３ａ，４０３ｂ，４０５，５０３ａ～５０３ｄ，５０５…レンズ、
２０４…基板、
２０４ａ，２０４ｂ，４０４，５０４ａ，５０４ｂ…反射ミラー、
２０６…拡散板、
２０７，２１４…４分の１波長板、
２０８…ダイクロイックミラー、
２１５…多重反射ミラー、
２１８…ロッドインテグレータ、
２３３…ＴＩＲプリズム、
２３４…ＤＭＤ、
２３５…投写レンズ。

Claims (5)

1. 第１～第３の光源と、
   第１～第３のレンズと、
   第１及び第２のミラーとを備え、
   前記第１～第３の光源、前記第１～第３のレンズ、及び前記第１及び第２のミラーは、
   前記第１の光源の出射光が前記第１のレンズを介して前記第１及び第２のミラーによって反射されることなく前記第３のレンズに入射するように配置され、
   前記第２の光源の出射光が前記第２のレンズを介して前記第１のミラーによって反射されて前記第３のレンズに入射するように配置され、
   前記第３の光源の出射光が前記第２のレンズを介して前記第２のミラーによって反射されて前記第３のレンズに入射するように配置される、
   光源装置。
2. 少なくとも３つの複数の光源と、
   少なくとも１つの第１のレンズと、
   少なくとも１つの第２のレンズと、
   第３のレンズと、
   少なくとも１つのミラーとを備え、
   前記複数の光源、前記第１～第３のレンズ、及び前記ミラーは、前記複数の光源のうちの少なくとも１つの第１の光源の出射光が前記第１のレンズを介して前記ミラーによって反射されることなく前記第３のレンズに入射するように、かつ、前記複数の光源のうちの前記第１の光源以外の第２の光源の出射光が前記第２のレンズを介して前記ミラーに入射し、前記ミラーの反射光が前記第３のレンズに入射するように配置され、
   前記第１及び第２の光源の少なくとも一方は、当該光源の出射光の光束が、前記第１のレンズの光軸に対して非ゼロの入射角を有して前記第１のレンズに入射するように、又は、前記第２のレンズに対して非ゼロの入射角を有して前記第２のレンズに入射するように配置された、
   光源装置。
3. 前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは凸レンズであり、前記第３のレンズは凹レンズである、
   請求項１又は２記載の光源装置。
4. 反射領域及び透過領域を有する基板をさらに備え、
   前記ミラーは前記基板の反射領域に形成され、
   前記第１の光源の出射光は前記第１のレンズを介して前記基板の透過領域を通過して前記第３のレンズに入射する、
   請求項１～３のうちの１つに記載の光源装置。
5. 請求項１～４のうちの１つに記載の光源装置と、
   光変調素子と、
   前記光源装置によって発生された光を前記光変調素子に入射させる第１の光学系と、
   前記光変調素子によって空間的に変調された光を投写する第２の光学系とを備えた、
   投写型映像表示装置。

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