(57)【要約】      （修正有）【課題】蛍光体から発生する蛍光の生成効率の低下を防止しつつスクリーンへの照明に使われる光の明るさのむらの低減を図ることができる照明光源装置を提供する。【解決手段】照明光源装置は、光源２からの光を蛍光体２ｈの励起に使用する光の光路とスクリーンへの照射に使用する光の光路とに分岐する光路分岐部材２ｅと、光源２からの光を蛍光体２ｈの励起に使用する光の光路に設けられた第１拡散部材２ｖ１と、光源２からの光をスクリーンへの照射に使用する光の光路に設けられた第２拡散部材２ｖ２とを有し、蛍光体２ｈの励起に使用する光の拡散度合とスクリーンへの照射に使用する光の拡散度合とを光源から等距離の位置において較べた場合に、第２拡散部材２ｖ２による光の拡散度合が第１拡散部材２ｖ１による光の拡散度合よりも大きくなるように第１拡散部材２ｖ１と第２拡散部材２ｖ２とが各光路に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を蛍光体の励起に使用する光の光路とスクリーンへの照射に使用する光の光路とに分岐する光路分岐部材と、
前記光源からの光を前記蛍光体の励起に使用する光の光路に設けられた第１拡散部材と、
前記光源からの光を前記スクリーンへの照射に使用する光の光路に設けられた第２拡散部材とを有し、
前記蛍光体の励起に使用する光の拡散度合と前記スクリーンへの照射に使用する光の拡散度合とを光源から等距離の位置において較べた場合に、前記第２拡散部材による光の拡散度合が前記第１拡散部材による光の拡散度合よりも大きくなるように第１拡散部材と第２拡散部材とが各光路に配置されていることを特徴とする照明光源装置。
【請求項２】
前記蛍光体の励起に使用する光路と前記スクリーンへの照射に使用する光路とを合流させる光路合流光学素子を備え、
前記第１拡散部材は前記蛍光体の励起に使用する光を前記蛍光体部材に向けて透過させつつ拡散させる第１透過拡散部材からなり、
前記第２拡散部材は前記スクリーンへの照射に使用する光を透過させつつ前記光路合流光学素子に向けて拡散させる第２透過拡散部材からなり、
前記第１透過拡散部材は前記光路分岐部材に対して前記第２透過拡散部材よりも遠い位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明光源装置。
【請求項３】
前記蛍光体の励起に使用する光路と前記スクリーンへの照射に使用する光路とを合流させる光路合流光学素子を備え、
前記第１拡散部材は前記蛍光体の励起に使用する光を前記蛍光体部材に向けて透過させつつ拡散させる第１透過拡散部材からなり、
前記第２拡散部材は前記スクリーンへの照射に使用する光を透過させつつ前記光路合流光学素子に向けて拡散させる第２透過拡散部材からなり、
前記第１透過拡散部材の拡散角度が前記第２透過拡散部材の拡散角度よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の照明光源装置。
【請求項４】
前記光路分岐部材は光源からの光を透過させる透過領域と反射させる反射領域とを有する反射・透過ホイールから構成され、該反射・透過ホイールが回転駆動されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の照明光源装置。
【請求項５】
前記蛍光体部材は回転駆動される蛍光ホイールから構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の照明光源装置。
【請求項６】
前記蛍光ホイールは反射部材からなる円盤状基板を有し、前記蛍光体は前記円盤状基板に輪環状に形成され、前記励起光源により生成された蛍光が前記円盤状基板により反射されて前記光路合流光学素子に導かれることを特徴とする請求項５に記載の照明光源装置。
【請求項７】
照明光学系の一部を構成する励起光源からの励起光により励起される蛍光体が形成された蛍光体部材と、前記励起光源の出射光路に設けられて該励起光源からの励起光を透過させる透過領域と前記励起光源からの励起光を反射する反射領域とを有して該励起光源からの前記励起光を前記蛍光体部材を経由する光路と該蛍光体部材を経由しない光路とに分割する反射・透過部材と、前記出射光路が交互に前記透過領域と前記反射領域とを横切るように前記反射・透過部材を駆動する駆動部と、前記励起光が前記蛍光体部材を経由する光路と前記励起光が前記蛍光体部材を経由しない光路とを合流させる光路合流光学素子と、前記励起光が前記蛍光体部材を経由する光路に設けられて前記励起光を透過しつつ前記蛍光体部材に向けて拡散させる第１透過拡散部材と、前記励起光が前記蛍光体部材を経由しない光路に設けられて前記励起光源から出射された前記励起光を透過させつつ前記光路合流光学素子に向けて拡散させる第２透過拡散部材とを備え、
前記第１透過拡散部材は前記反射・透過部材に対して前記第２透過拡散部材よりも遠い位置に配置されるか又は前記第１透過拡散部材の拡散角度が前記第２透過拡散部材の拡散角度よりも小さくされ、前記照明光学系は前記反射・透過部材が前記励起光源の出射光路に設けられた第１照明系と、前記励起光の波長及び前記蛍光体の波長とは異なる波長の光を照明光として出射する照明光源を有する第２照明系により構成されていることを特徴とする照明光源装置。
【請求項８】
前記第２照明系の照明光源の出射光路に透過拡散部材が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の照明光源装置。
【請求項９】
前記第１照明系は、前記励起光源からの励起光を集光して前記反射・透過部材にスポット領域を形成する光学素子を有し、該光学素子が前記スポット領域のサイズを調節可能に光軸方向に駆動されることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の照明光源装置。
【請求項１０】
前記蛍光体部材は回転駆動される蛍光ホイールから構成されていることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の照明光源装置。
【請求項１１】
前記照明光学系が第１照明系のみにより構成され、
前記蛍光体は前記蛍光体部材の回転方向に対して回転中心を通る直線により少なくとも二以上の円弧状蛍光体に分割され、各円弧状蛍光体は前記励起光により互いに異なる色の蛍光を発生することを特徴とする請求項１０に記載の照明光源装置。
【請求項１２】
前記励起光源が青色のレーザ光を発生するレーザ光源であり、前記円弧状蛍光体の一方が前記励起光源により励起されて緑色の蛍光を発生する蛍光材料から構成され、前記円弧状蛍光体の他方が前記励起光源により励起されて赤色の蛍光を発生する蛍光材料から構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の照明光源装置。
【請求項１３】
前記照明光学系は、前記励起光源からの励起光を集光して前記反射・透過部材にスポット領域を形成する光学素子を有し、該光学素子が前記スポット領域のサイズを調節可能に光軸方向に駆動されることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の照明光源装置。
【請求項１４】
前記励起光が前記蛍光体部材を経由しない光路に、前記第２透過拡散部材とは別の透過拡散部材が更に設けられていることを特徴とする請求項７ないし請求項１３のいずれか１項に記載の照明光源装置。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の照明光源装置が用いられ、前記照明光源装置の光路合流光学素子から出射された照明光を画像生成部に導く照射光学系と、前記画像生成部により生成された投影画像を投影する投影光学系とを備え、前記制御部は画像データの一フレームの期間を分割してかつ前記画像データに対応して前記励起光源をオン・オフ制御すると共に前記画像生成部を制御することにより前記画像データに対応する投影画像を目の残像現象を利用して生成することを特徴とする投射装置。
【請求項１６】
前記画像生成部がデジタルマイクロミラーデバイスによって構成されていることを特徴とする請求項１５に記載の投射装置。
【請求項１７】
請求項７に記載の照明光源装置を備えた投射装置の制御方法であって、
前記反射・透過部材を駆動するステップと、
前記反射・透過部材の反射領域と透過領域との一方が前記出射光路を横切ったときに前記励起光を拡散させて前記蛍光体に導く第１拡散ステップと、
前記反射・透過部材の反射領域と透過領域との他方が前記出射光路を横切ったときに前記励起光を拡散させて前記光路合流光学素子に導く第２拡散ステップとを実行することを特徴とする投射装置の制御方法。
【請求項１８】
前記反射・透過部材の位置を検出する検出ステップと、
該検出ステップにより検出された検出結果を用いて前記反射・透過部材が前記出射光路を横切るタイミングを算出して前記光源をオン・オフ制御する制御ステップとを更にを備えていることを特徴とする請求項１７に記載の投射装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光源装置及びこの照明光源装置を備えた投射装置及び投射装置の制御方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、会議等において、パーソナルコンピュータ（以下、PCという）等の画面情報を投射する投射装置（プロジェクタ）の照明光源装置として、高輝度の放電ランプ（例えば、超高圧水銀ランプ）を光源とするものが知られている。
その放電ランプは、高輝度を低コストで実現できる一方で、点灯開始後、安定して発光するまでに所要の時間を要する。
【０００３】
そこで、放電ランプに対する代替光源として、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の発光ダイオード、有機EL素子等の固体発光素子を用いることが提案されて実用化されている。
この固体発光素子をプロジェクタの照明光源として用いることにより、プロジェクタの高速起動を可能にすると共に、環境に対する配慮も実現可能である。
【０００４】
その固体発光素子を用いた照明光源装置として、例えば、第１光源（励起光源）として青色レーザダイオードを用い、この青色レーザダイオードから射出された励起光としてのレーザ光を蛍光体に照射し、蛍光体を励起させることにより、R、G、Bの各色の光を生成し、このR、G、Bの各色の光を、液晶光変調装置等の光変調素子を用いて画素毎に変調することにより、カラー投影画像を得る技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
その特許文献１に記載の照明光源装置は、複数個の固体発光源を有する固体光源群と、
この固体光源群からの光を集光する集光光学系と、集光光学系からの光をほぼ平行にするコリメータ光学系と、コリメータ光学系からの光の面内光強度分布を均一化するレンズインテグレータと、集光光学系により集光する光の集光位置の近傍に設けられて集光光学系からの光を拡散させながら透過させる透過拡散光学構成要素とを備えている。
【０００６】
この特許文献１に記載の照明光源装置によれば、斑状の光を拡散させた上でレンズインテグレータ光学系に入射させることができるので、高輝度の照明光を得ること、光利用効率を高めること、明るさのむらの少ない照明光を得ることができる。
【０００７】
また、蛍光発光部と拡散透過部とを有する蛍光板と、蛍光体を励起可能な波長帯域の光を射出する第１光源と、蛍光板から射出される蛍光及び第１光源から射出される光の波長とは異なる波長帯域の光を射出する第２光源と、蛍光板から射出する各波長帯域の光を導光する導光光学系と、第１光源と第２光源とをそれぞれ点灯制御する光源制御部とを備え、その蛍光板に透過拡散部が形成された照明光源装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
その特許文献１に開示のもの、その特許文献２に開示のものは、スクリーンへの照明に用いられる光の明るさのむら（光量むら）の低減を図ることができるが、しかし、励起光が直接その蛍光ホイールの蛍光体に向けて照射される構成であるので、蛍光ホイールの単位時間（１秒）当たりの回転数の有無にかかわらず、単位時間（１秒）当たりにその蛍光体に照射される時間が一定であり、従って、蛍光体の微小領域に励起光が照射され続けると、その蛍光体の蛍光特性が劣化するおそれがある。
ところで、光源からの光を蛍光体の励起に使用する光路とスクリーンへの照明に使用する光路とに分岐させ、スクリーンへの照明に使用する光路と蛍光体の励起に使用する光路との両方の光路に拡散部材をそれぞれ設けて、スクリーンへの照明に用いる光の明るさのむらと蛍光の明るさのむら（光量むら）との防止を図ることが考えられるが、単にこのような構成とすると、蛍光の明るさのむらの防止を図る割には、蛍光の励起に使用する光源からの光の光量損失が大きいというデメリットがある。すなわち、蛍光の生成効率が低下するという不都合がある。
そこで、スクリーンへの照明に使用する光路にのみ拡散部材を設ける構成とすることが考えられるが、この場合には、蛍光体の励起に用いる光源からの光のパワー密度が高すぎることに起因して蛍光の生成効率が低下するという不都合がある。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、光源からの光を蛍光体の励起に使用する光路とスクリーンへの照射に使用する光路とに分岐させて用いる場合に、蛍光体から発生する蛍光の生成効率の低下を防止しつつスクリーンへの照明に用いる光の明るさのむらの低減を図ることができる照明光源装置及びこの照明光源装置を備えた投射装置及び投射装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る照明光源装置は、光源からの光を蛍光体の励起に使用する光の光路とスクリーンへの照射に使用する光の光路とに分岐する光路分岐部材と、前記光源からの光を前記蛍光体の励起に使用する光の光路に設けられた第１拡散部材と、前記光源からの光を前記スクリーンへの照射に使用する光の光路に設けられた第２拡散部材とを有し、
前記蛍光体の励起に使用する光の拡散度合と前記スクリーンへの照射に使用する光の拡散度合とを光源から等距離の位置において較べた場合に、前記第２拡散部材による光の拡散度合が前記第１拡散部材による光の拡散度合よりも大きくなるように第１拡散部材と第２拡散部材とが各光路に配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光源からの光を蛍光体の励起に使用する光の光路とスクリーンへの照射に使用する光の光路とに分岐する光路分岐部材を設け、光源からの光を蛍光体の励起に使用する光路に第１拡散部材を設け、光源からの光をスクリーンへの照射に使用する光路に第２拡散部材を設け、蛍光体の励起に使用する光の拡散度合とスクリーンへの照射に使用する光の拡散度合とを光源から等距離の位置において較べた場合に、第２拡散部材による光の拡散度合が第１拡散部材による光の拡散度合よりも大きくなるように、第１拡散部材と第２拡散部材とを各光路に配置した。
【００１２】
従って、光源からの光を蛍光体の励起に使用する光路とスクリーンへの照射に使用する光路とに分岐させて用いる場合に、蛍光体から発生する蛍光の生成効率の低下を防止しつつスクリーンへの照明に用いる光の明るさのむらの低減を図ることができる
【００１３】
また、蛍光体部材に導かれる光（励起光）の拡散量をスクリーンへの照射に使用する光（照明光）の拡散量よりも小さくできるので、蛍光体部材に導かれる光（励起光）の光量損失をスクリーンへの照射に使用する光（照明光）の光量損失に較べて小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の実施例１に係る照明光源装置を示す光学図である。
【図２】図２は図１に示す蛍光ホイールを拡大して示す平面図である。
【図３】図３は図１に示す反射・透過ホイールを拡大して示す平面図である。
【図４】図４は本発明の実施例２に係る投射装置を示す図であって、図１に示す照明光源装置を用いた投射装置の構成の一例を示す説明図である。
【図５】図５は図３に示す反射・透過ホイールの回転角度位置と第１照明系の光源の出射光路との関係を示す説明図である。
【図６】図６は図５に示す画像生成部に照射される光の色と各光源のオン・オフタイミングと反射・透過ホイールの透過・反射との関係の一例を画像フレームとの関係において示す説明図である。
【図７】図７は本発明の実施例３に係る照明光源装置を示す光学図である。
【図８】図８は図７に示す照明光源装置による照明光の拡散の説明図であって、（a）は第１照明系による励起光が蛍光ホイールを経由しない光路に透過拡散板が１個のみ設けられている場合の励起光の拡散状態を示し、（ｂ）は第１照明系による励起光が蛍光ホイールを経由しない光路に透過拡散板が２個設けられている場合の励起光の拡散状態を示している。
【図９】図９は本発明の実施例４に係る照明光源装置を示す光学図である。
【図１０】図１０は図９に示す第１照明系の部分拡大図である。
【図１１】図１１は図１０に示す集光素子により集束されたスポット領域の説明図である。
【図１２】図１２は本発明の実施例５に係る照明光源装置の光学図である。
【図１３】図１３は図１２に示す反射・透過ホイールの平面図である。
【図１４】図１４は図１３に示す反射・透過ホイールの回転角度位置の説明図である。
【図１５】図１５は図１２に示す蛍光ホイールの平面図である。
【図１６】図１６は図１５に示す蛍光ホイールの回転角度位置の説明図である。
【図１７】図１７は図１２に示す照明光源装置を用いて画像生成部に照射される光の色と反射・透過ホイールの回転角度位置と蛍光ホイールの回転角度位置と画像フレームとの関係の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１５】
以下に、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
（実施例１）
図１は本発明の照明光源装置の実施例の一例を示す光学図である。その図１において、符合１は照明光学系を示している。
【００１６】
（照明光学系１の構成）
この照明光学系１は、ここでは、２つの照明光源（以下、光源という）２、３を有している。光源２（励起光源）は第１照明系１Aの一部を構成し、光源３は第２照明系１Bの一部を構成している。
【００１７】
その第１照明系１Aは、第１光学素子としてのカップリングレンズ２a、反射・透過部材としての反射・透過ホイール２ｂ、全反射ミラー２ｃ、蛍光体部材としての蛍光ホイール２eとから大略構成されている。なお、符合O１はその第１照明系１Aの光軸を示す。
【００１８】
その反射・透過ホイール２ｂは光源２の出射光路に設けられている。その光源２の出射光路は、その反射・透過ホイール２ｂの透過領域と反射領域（後述する）とにより透過光路と反射光路とに分割される。
【００１９】
第２照明光学系１Bは、カップリングレンズ３a、ダイクロイックミラー３ｂ、ダイクロイックミラー３ｃから大略構成されている。そのダイクロイックミラー３ｂ、ダイクロイックミラー３ｃは第１照明光学系１Aに共用されている。なお、符合O２はその第２照明系１Bの光軸を示す。
【００２０】
蛍光ホイール２eは、反射・透過ホイール２ｂの反射領域により形成される反射光路に設けられ、円盤状基板２ｇと蛍光体２ｈとから構成されている。蛍光ホイール２eの前面には集光素子２iが設けられている。
【００２１】
光源２は、照明光としての短波長の励起光を射出する固体発光素子である。例えば、この光源２には可視光としての青色レーザ光を発生する青色レーザダイオードが用いられる。なお、光源２として、青色レーザダイオードの代わりに、青色光を発生する発光ダイオードを用いることもできる。ここでは、光源２は、波長λA（４００ｎｍ＜λA＜４５０ｎｍ）の光を射出する。
【００２２】
光源３は、波長λBよりも長波長の波長λCの照明光を射出する固体発光素子であり、例えば、その波長λCの波長範囲は、６２０ｎｍ＜λB＜７５０ｎｍであり、光源３は赤色の光を出射する。なお、光源２、光源３は説明の便宜のため唯一個のみ模式的に示しているが、光源２、光源３の個数はこれに限られるものではなく、複数個の発光ダイオードからなる発光アレイを用いることもできる。
【００２３】
図２はその蛍光ホイール２eの円盤状基板２ｇを蛍光体２ｈが形成されている側から目視した図である。円盤状基板２ｇは反射部材から構成されている。蛍光体２ｈはリング状に形成されている。その円盤状基板２ｇは、回転軸２ｊを中心として駆動部２ｆにより回転駆動される。
【００２４】
この円盤状基板２ｇを用いる代わりに例えば長方形状基板を用い、長方形状基板にその長手方向に延びる蛍光体２ｈを形成し、その長方形状基板を波長λAの光線に対して垂直でかつ長手方向に周期的に往復動させる構成としても良い。
【００２５】
蛍光体２ｈは、波長λAの照明光を励起光として用いて励起され、波長λBの蛍光を発生する。例えば、その波長λBの波長範囲は、４９５ｎｍ＜λB＜５７０ｎｍであり、蛍光体２ｈは緑色の光を照明光として発生する。
【００２６】
ダイクロイックミラー３ｂは、波長λAの光と波長λCの光とを透過しかつ波長λBの光を反射する光学特性を有する。ダイクロイックミラー３ｃは波長λAの光を反射しかつ波長λBと波長λCとの光を反射する光学特性を有する。
【００２７】
反射・透過ホイール２ｂは、駆動部２ｎにより回転軸２ｍを中心として回転駆動される。この反射・透過ホイール２ｂは、図３に示すように、半径方向の２本の境界領域線２ｒ１、２ｒ２と円弧線分２ｒ３’とによって囲まれた扇形状の透過領域２ｑを有する。その透過領域２ｑの角度範囲は、例えば、９０度である。なお、その透過領域２ｑを切り欠きにより形成すれば材料の節約を図ることができる。
【００２８】
この反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑ以外の領域は、その波長λAの光を全反射する反射領域２ｐとされている。反射領域２ｐの角度範囲は、ここでは、２７０度である。この反射領域２ｐはその波長λAの光を全反射する機能を有する。
【００２９】
ここでは、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐの回転軸２ｍを中心とする角度範囲を２７０度としたが、この反射領域２ｐの角度範囲はこれに限られるものではない。また、反射・透過ホイール２ｂを回転させることにより、反射領域２ｐと透過領域２ｑとを切り替える構成としたが、円盤状基板２ｇを往復動させる構成としたと同様に往復復動させる構成とすることにより、反射領域２ｐと透過領域２ｑとを交互に切り替える構成とすることもできる。
【００３０】
この反射・透過ホイール２ｂは、第１照明系１Aの光路の光軸O１に対して斜めに配設されている。この実施例１では、この反射・透過ホイール２ｂは、光軸O１に対して４５度とされているが、波長λAの励起光の光路の切り替えを行うことができる構成であれば、この角度に限定されるものではない。また、反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑに拡散板を用いる構成とすれば、レーザダイオードから出射されるレーザ光のスペックルパターンを抑制する効果がある。
【００３１】
この反射・透過ホイール２ｂは、画像データに同期して適宜回転され、これにより、画像データにより構築されるべき色に応じて適宜第１照明系１Aの透過光路と反射光路とが選択される。ここでは、反射・透過ホイール２ｂは、例えば、１秒間に３０回転するものとし、１フレーム（例えば、１／３０秒）の間に例えば１回転されるものとされている。
【００３２】
反射・透過ホイール２ｂとダイクロイックミラー３ｂとの間の反射光路には第１透過拡散部材（第１透過部材）としての透過拡散板２ｖ１が設けられている。この透過拡散板２ｖ１は反射領域２ｐにより反射された励起光を拡散させつつ透過させて蛍光ホイール２eに導く役割を有する。
ここでは、反射光路は光源２からの光を蛍光体２ｈの励起に使用する光の光路である。
【００３３】
反射・透過ホイール２ｂと全反射ミラー２ｃとの間の透過光路には第２透過拡散部材（第２拡散部材）としての透過拡散板２ｖ２が設けられている。この透過拡散板２ｖ２は透過領域２ｑを透過した励起光を照明光として拡散させつつ透過させてダイクロイックミラー３ｃに導く役割を有する。
ここでは、透過光路は光源２からの光をスクリーン（図示を略す）への照射に使用する光の光路である。
その反射・透過ホイール２ｂは光源２からの光を蛍光体２ｈの励起に使用する光の光路とスクリーンへの照射に使用する光の光路とに分岐する光路分岐部材として機能する。なお、ここでは、第１拡散部材、第２拡散部材を透過拡散部材により構成したが、必ずしもこれに限るものではない。
【００３４】
また、ここでは、反射光路を励起光が蛍光ホイール２eを経由する光路とし、透過光路を励起光が蛍光ホイール２eを経由しない光路としたが、ダイクロイックミラー３ｂ、３ｃの光学特性と、蛍光ホイール２eの光学配置とを変えることにより、透過光路を励起光が蛍光ホイール２eを経由する光路とし、反射光路を励起光が蛍光ホイール２eを経由しない光路とすることもできる。
【００３５】
その透過拡散板２ｖ１は、反射・透過ホイール２ｂに対して、透過拡散板２ｖ２よりも遠い位置に配置されている。その理由については後述することにし、先に、波長λA、λB、λCの光線の経路について説明する。
【００３６】
波長λAの励起光は光源２から出射された後、カップリングレンズ２aを介して反射・透過ホイール２ｂに導かれ、この反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑが第１照明系１Aの出射光路に存在するときには、波長λAの励起光はその透過領域２ｑを透過して透過光路に存在する透過拡散板２ｖ２に導かれる。
【００３７】
その透過領域２ｑを透過した励起光は、この透過拡散板２ｖ２を透過しつつこの透過拡散板２ｖ２によって拡散されて、全反射ミラー２ｃ、ダイクロイックミラー３ｃに導かれ、このダイクロイックミラー３ｃにより反射されて、照明光学系１から照明光として出射される。その照明光は、透過拡散板２ｖ２により拡散されているので、光源２から出射される励起光の均一性が向上する。
【００３８】
波長λAの励起光は、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐが第１照明系１Aの出射光路に存在するときには、その反射領域２ｐにより反射されて、第１照明系１Aの反射光路に存在する透過拡散板２ｖ１に導かれる。
【００３９】
透過拡散板２ｖ１に導かれた励起光は、この透過拡散板２ｖ１を透過しつつこの透過拡散板２ｖ１によって拡散されて、ダイクロイックミラー３ｂに導かれ、このダイクロイックミラー３ｂを透過する。
【００４０】
このダイクロイックミラー３ｂを透過した波長λAの励起光は集光素子２iにより集光されて、蛍光体２ｈの微小領域２ｈｍ（図２参照）に照射され、その蛍光体２ｈの微小領域２ｈｍが励起されて、この微小領域２ｈｍが波長λBの蛍光を発生する。
【００４１】
波長λAの励起光と波長λBの蛍光とは円盤状基板２ｇによって反射され、集光素子２iにより集光されて、ダイクロイックミラー３ｂに再び導かれる。波長λAの光はそのダイクロイックミラー３ｂを通過し、波長λBの光はそのダイクロイックミラー３ｂにより反射されて、ダイクロイックミラー３ｃを透過して、緑色の蛍光として照明光学系１から出射される。
【００４２】
波長λAの光は、図２に示すように、蛍光体２ｈの微小領域２ｈｍにスポット的に照射されるため、蛍光体２ｈの同一の微小領域２ｈｍに波長λAの光が照射され続けると、蛍光体２ｈの蛍光の生成効率が低下したり、発光特性が劣化したりすることが起こり得る。
【００４３】
しかしながら、この実施例によれば、円盤状基板２ｇが回転軸２ｊを中心として常時回転駆動され、波長λAによって照射される蛍光体２ｈの微小領域２ｈｍが時間的に変化するので、波長λAの光のエネルギーが同一の微小領域２ｈｍに集中され続けることが回避され、蛍光体２ｈの特性劣化の防止を図ることができる。
【００４４】
また、反射・透過ホイール２ｂを設けることにより、単位時間（１秒）内に励起光の出射光路が透過光路と反射光路とに交互に切り替えられ、単位時間当たりにその蛍光体に励起光が照射される時間を短くできるので、蛍光体の蛍光特性のより一層の劣化を避けることができる。
【００４５】
更に、励起光が蛍光ホイール２eを経由する光路に透過拡散板２ｖ１を設けているので、励起光のパワー密度の低下を図ることができ、その結果、励起光のパワー密度が高すぎることによる蛍光の生成効率の低下を防止でき、蛍光ホイール２eの回転による蛍光特性劣化防止、反射・透過ホイール２ｂによる光路切り替えとの相乗効果により、蛍光特性の劣化防止をより一層図ることができる。
【００４６】
ここで、その透過拡散板２ｖ１は、反射・透過ホイール２ｂに対して、透過拡散板２ｖ２よりも遠い位置に配置されている理由について、以下に説明する。
透過拡散板２ｖ１と透過拡散板２ｖ２とに同一の屈折特性、形状、厚さのものを用いると、すなわち、拡散角度が同じものを用いた場合、反射・透過ホイール２ｂから等距離の位置に透過拡散板２ｖ１と透過拡散板２ｖ２とを配置すると、波長λAの光の拡散度合いが同じとなる。
【００４７】
ところが、波長λAの光により励起された波長λBの蛍光は、蛍光体２ｈから発生する散乱光であるので、波長λAの光に較べて均一性の良好な蛍光、すなわち、光量むらの少ない蛍光である。
これに対して、スクリーンへの照明に使用する光源２からの波長λＡの光は、光源２に起因する強度分布特性を有する光であり、波長λＢの蛍光に較べて相対的に光量むらの大きい照明光である。
【００４８】
従って、蛍光体２ｈの励起に使用する光のパワー密度が高すぎることによる蛍光の生成効率の低下の防止を図るために、蛍光体２ｈの励起に使用する波長λＡの光の光路に配置する透過拡散板２ｖ１の反射・透過ホイール２ｂからの距離を、スクリーンの照明に用いる波長λＡの光の光路に配置する透過拡散板２Ｖ２の反射・透過ホイール２ｂからの距離と同じ距離にして、蛍光体２ｈの励起に使用する光の拡散度合をスクリーンの照明に用いる波長λＡの光の拡散度合と同じにしたとしても、蛍光の光量むらを低減する割には、集光素子２ｉに入射する波長λＡの光の光量が少なくなり、蛍光ホイール２ｅから発生する波長λＢの蛍光の光量が低下するという不都合がある。
すなわち、蛍光の生成効率が低下する不都合がある。
その蛍光ホイール２ｅに入射する波長λＡの光の光量を多くするために、集光素子２ｉのレンズ径を大きくすることは考えられるが、集光素子２ｉのレンズ径を大きくすると、その分光学系が全体として大型化するという不都合がある。
このように、波長λＡの光のパワー密度が高すぎることによる蛍光の生成効率の低下の防止を図るために、蛍光体２ｈの励起に使用する波長λＡの光の光路に配置する透過拡散板２ｖ１の反射・透過ホイール２ｂからの距離を、スクリーンの照明に用いる波長λＡの光の光路に配置する透過拡散板２Ｖ２の反射・透過ホイール２ｂからの距離と同じ距離にすると、波長λBの蛍光の均一性を向上させる割には、そのデメリットが大きい。
【００４９】
そこで、この実施例では、透過拡散板２ｖ１を反射・透過ホイール２ｂに対して透過拡散板２ｖ２よりも遠い位置に配置することにより、蛍光体２ｈから発生する蛍光の生成効率の低下を防止することにしたものである。
【００５０】
逆に言えば、透過拡散板２ｖ２を反射・透過ホイール２ｂに近づけて配置し、後述するインテグレータから極力遠ざけることにしたので、波長λAの光の拡散度合を確保することができ、波長λAの光をそのままスクリーンへの照明光として用いることによる光量むらの防止も図ることができる。
【００５１】
波長λCの照明光は、カップリングレンズ３aを介してダイクロイックミラー３ｂに導かれ、このダイクロイックミラー３ｂ、ダイクロイックミラー３ｃを透過して、赤色の照明光として照明光学系１から出射される。
【００５２】
そのダイクロイックミラー３ｃは、反射・透過ホイール２ｂにより分岐された透過光路と反射光路とを合流させて合流光路を形成する光路合流光学素子、ここでは、励起光が蛍光ホイール２eを経由する光路と励起光が蛍光ホイール２eを経由しない光路と、波長λCの照明光の光路を合成する光路合流光学素子として機能する。
【００５３】
この実施例では、透過拡散板２ｖ１の反射・透過ホイール２ｂからの距離が透過拡散板２ｖ２の反射・透過ホイール２ｂからの距離よりも大きいものとして説明したが、拡散角度が透過拡散板２ｖ２の拡散角度よりも小さい材料を用いて透過拡散板２ｖ１を構成しても良い。
この場合には、蛍光体２ｈの励起に使用する波長λＡの光の光路に配置する透過拡散板２ｖ１の反射・透過ホイール２ｂからの距離と、スクリーンへの照明に用いる波長λＡの光の光路に配置する透過拡散板２Ｖ２の反射・透過ホイール２ｂからの距離とがたとえ同じであっても、蛍光体２ｈから発生する波長λＢの蛍光の生成効率の低下を防止しつつ明るさのむらの少ないスクリーンへの波長λＡの照明光を得ることができる。
【００５４】
また、この実施例では、第1照明系１Aの反射光路に透過拡散板２ｖ１を設け、第1照明系１Aの透過光路に透過拡散板２ｖ２を設ける構成としたが、第２照明系１Bの出射光路に破線で示すように、第３透過拡散部材としての透過拡散板２ｖ３を設け、波長λAの光、波長λBの蛍光、波長λCの照明光を均一に拡散させることにより、スクリーンへの照明に用いる光の光量むらの防止を図る構成とすることもできる。
【００５５】
（実施例２）
図４は実施例１の照明光学系１を用いた投射装置１０の構成の一例を示している。この図４において、実施例１と同一構成要素については同一符合を付してその詳細な説明は省略する。
【００５６】
この投射装置１０は、照明光学系１を制御する制御部１１、照明光学系１の光路の先方に設けられた集光素子１２、インテグレータ１３、集光素子１４、反射ミラー１５、画像生成部１６、投射レンズ１７を含む。その集光素子１２、インテグレータ１３、集光素子１４、反射ミラー１５は、ダイクロイックミラー３ｃから出射された照明光を画像生成部１６に導く照射光学系を構成している。投射レンズ１７は、画像生成部より生成された投影画像を投影する投影光学系を構成している。その投影光学系により図示を略すスクリーンに投影画像が投影される。
【００５７】
透過拡散板２ｖ１、２ｖ２、２ｖ３により均一拡散された波長λA、λB、λCの照明光は、集光素子１２により集束され、インテグレータ１３により面状に均一に分散されることにより、より一層光量むらが除去されて集光素子１４、反射ミラー１５を経由して画像生成部１６に照射される。制御部１１の構成・作用は後述することにし、先に画像生成部１６の構成作用について説明する。
【００５８】
（画像生成部１６の構成・作用）
画像生成部１６には、画像生成データが入力される。その画像生成部１６は、例えば、
公知のDMD（デジタルマイクロミラーデバイス；Digital Micromirror Device ）から構成されている。
【００５９】
このDMDは、画素単位のマイクロミラーを有する。そのマイクロミラーはその角度が二位置制御され、その角度の二位置制御の繰り返し時間間隔を制御することにより階調制御を行うことができるようになっている。
【００６０】
そこで、画像の一フレーム期間内に、時間順次にR（赤色：波長λC）、G（緑色；波長λB）、B（青色；波長λA）の光を切り替えて照射し、このRGBの各色の光の照射タイミングに同期して、その表示画素毎の画像生成データに基づいてマイクロミラー駆動信号により画像生成部１６を駆動することにより、目の残像現象を利用して、画像生成データに基づいてフルカラーの画像が生成される。
【００６１】
（制御部１１の構成・作用）
制御部１１はCPU（中央処理ユニット；Central Processing Unit）、ROM（リードオンリーメモリ；Read Only Memory）、RAM（ランダムアクセスメモリ；Random Access Memor
y）を有する。この制御部１１はROMに予め記憶されているプログラムに従って、RAMをワークメモリとして用いて、投射装置１０の全体の動作を統括制御する。
【００６２】
また、その制御部１１は、外部情報機器に対するインターフェィス（図示を略す）を有し、例えば、パーソナルコンピュータからの画像データを取り込むことができる。そして、その制御部１１は、その取り込んだ画像データに対して画像処理を施し、画像生成部１６を駆動するのに適合する既述の画像生成データを生成する。
【００６３】
その画像生成データは駆動信号生成部１８に入力され、駆動信号生成部１８はその画像生成データに基づいて駆動信号を生成し、その駆動信号は画像生成部１６に向けて出力される。
その制御部１１は、光源２、光源３の点灯制御、駆動部２ｆ、駆動部２ｎの回転制御を行う。以下、この制御部１１による制御の一例を図５、図６を参照しつつ説明する。
【００６４】
反射・透過ホイール２ｂは、図５に示すように、照明光学系１Aの出射光路を横切るようにして回転軸２ｍを中心に回転している。なお、この図５には、説明の便宜上、第１照明系１Aの出射光路の代わりに、この出射光路と同等の円形のスポット領域２ｓが破線により示されている。反射領域２ｐと透過領域２ｑとの境界領域線２ｒ１、２ｒ２は、反射・透過ホイール２ｂの一回転中に各１回、そのスポット領域２ｓを横切る。
【００６５】
その反射・透過ホイール２ｂには、図５に模式的に示すように、回転軸２ｍの近傍にその回転軸２ｍを取り囲むようにして輪環状の回転角度位置検出パターンSpが形成されている。
【００６６】
この回転角度位置検出パターンSpに対向する箇所にエンコーダの一部を構成する受像素子Sx（図４参照）が設けられ、スポット領域２ｓがこの回転角度位置検出パターンSpの一部を相対的に横切るとき、その横切る際の回転角度位置検出パターンSpのパターンが受像素子Sxに受像される。その受像素子Sxと回転角度位置検出パターンSpとは回転角度位置検出センサを構成している。
【００６７】
受像素子Sｘはその受像信号をCPUに出力する。回転角度位置検出パターンSpは回転角度位置と一対一に対応づけられ、これにより、CPUは反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置を検出できる。光源２、光源３は画像データによってかつその回転角度位置に同期して点灯・消灯制御される。
【００６８】
なお、回転角度位置検出パターンSpと受像素子Sｘとからなる回転角度位置検出センサの代わりに、回転角度に比例して抵抗値が変化するポテンションメータを回転角度位置検出センサとして用いても良い。また、反射・透過ホイール２ｂの回転軸２ｍに加速度センサを取付け、これを反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置検出に用いても良い。
【００６９】
また、なお、その図５には、説明の便宜上、反射・透過ホイール２ｂの一回転中の回転角度位置が水平線を基準位置０度として、右回り方向に適宜角度を付して示されている。
スポット領域２ｓが透過領域２ｑに存在する場合、光源２がオンされると、既述したように、波長λAの光（青色）は、透過領域２ｑを透過する。スポット領域２ｓが反射領域２ｐに存在する場合、光源２がオンされると、既述したように、波長λAの光（青色）は、反射領域２ｐにより反射される。
【００７０】
図６（a）は、画像の一フレームと反射・透過ホイール２ｂの回転角度との対応関係を示す説明図であって、境界領域線２ｒ２が水平方向にあるときを角度０度として境界領域線２ｒ２の回転角度位置と画像の一フレーム（一般的に第ｎフレームとする）との関係が示されている。
【００７１】
この実施例では、画像の一フレームの期間（例えば、T＝３０分の１秒）内に、赤色（レッドRn）、緑色（グリーンGｎ）、黄色（イエローYｎ）、青色（ブルーBｎ）、紫色（マゼンタMｎ）の５色の色の照明光を生成するものとして説明する。
【００７２】
境界領域線２ｒ２の回転角度位置は、９０度毎に４つの期間に等分割され、最後の期間が二個に等分割されて、一フレームの期間が全部で５分割されている。その各期間をそれぞれ符合a〜eで示し、各期間a〜e内に画像生成部１６に赤色（レッドRｎ）、緑色（グリーンGｎ）、青色（ブルーBｎ）、黄色（イエローYｎ）、紫色（マゼンタMｎ）の光束が照射されるものとする。
【００７３】
各期間a〜ｃの回転角度範囲は９０度、各期間ｄ、eの角度範囲は４５度であり、反射・透過ホイール２ｂが等速回転するものとすると、この実施例では、各期間a〜期間ｃは１２０分の１秒であり、各期間ｄ、eは２４０分の１秒である。
【００７４】
図６（ｂ）は、その各期間a〜eに対応して光源２、３のオン・オフタイミングと反射・透過ホイール２ｂの透過・反射タイミングとを示している。期間aにおいて、スポット領域（出射光路）２ｓが反射領域２ｐにあり、制御部１１により光源２がオフ、光源３がオンされると、第２照明系１Bにより赤色（レッドRｎ）の照明光が画像生成部１６に照射される。
【００７５】
期間ｂにおいて、スポット領域（出射光路）２ｓが反射領域２ｐにあり、制御部１１により光源２がオン、光源３がオフされると、第１照明系１Aの波長λAの光により蛍光体２ｈが励起され、緑色（グリーンGｎ）の照明光が画像生成部１６に照射される。
【００７６】
期間ｃにおいて、スポット領域（出射光路）２ｓが反射領域２ｐにあり、制御部１１により光源２、光源３が同時にオンされると、照明光学系１から緑色の照明光と赤色の照明光とが出射されるため、加色法の原理によって黄色（イエローYｎ）の照明光が画像生成部１６に照射される。
【００７７】
期間ｄにおいて、スポット領域（出射光路）２ｓが透過領域２ｑにあり、制御部１１により光源２がオン、光源３がオフされると、第１照明系１Aの波長λAの光が照明光学系１から照明光として出射されるため、青色の照明光が画像生成部に照射される。
【００７８】
期間eにおいて、スポット領域（出射光路）２ｓが透過領域２ｑにあり、制御部１１により光源２、光源３が同時にオンされると、青色（Bｎ）の光と赤色（Rｎ）の光とが同時に照明光学系１から出射されるため、加色法の原理によってマゼンタ（Mｎ）の光が画像生成部１６に照射される。
【００７９】
このように、この実施例２によれば、一フレームの期間を５分割して各期間内で、赤、
緑、青、黄、紫の各色の光を画像生成部１６に照射できるので、赤、緑、青、黄、紫の各色の光の照射タイミングと、各DMDの角度の二位置制御とにより、目の残像現象を利用してフルカラーの画像を生成できると共に階調制御を行うことができる。
【００８０】
なお、この実施例では、１フレームの期間を５分割して、反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置を５色の色に対応させることにしたが、これに限られるものではない。
また、この実施例２によれば、蛍光ホイール２eに用いる円盤状基板２ｇに反射部材を用いているので、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐにより形成される反射光路を重複する構成とすることができ、照明光学系１のサイズの小型化を図ることができる。
【００８１】
（実施例３）
図７は本発明の実施例３に係る照明光源装置を示す光学図であり、図８は図７に示す照明光源装置による照明光の拡散の説明図であって、（a）は第１照明系１Aによる光が蛍光ホイールを経由しない光路に透過拡散板が１個設けられている場合の光の拡散状態を示し、（ｂ）は第１照明系１Aによる光が蛍光ホイールを経由しない光路に透過拡散板が２個設けられている場合の光の拡散状態を示している。
【００８２】
この実施例３では、図７に示すように、第１照明系１Aによる波長λAの光が蛍光ホイール２eを経由しない光路に透過拡散板２ｖ２とは別の透過拡散板２ｖ２’が設けられている。その第２透過拡散板２ｖ２には、透過拡散板２ｖ２が１個の場合、図８（a）に示すように波長λAの光である平行光束が入射され、その波長λAの光である平行光束はその透過拡散板２ｖ２により拡散されて、所定の強度分布を有する拡散光束とされる。その拡散光束の拡散角度は、その透過拡散板２ｖ２の屈折特性、厚さ、形状等によって決定される。
【００８３】
その透過拡散板２ｖ２により拡散された拡散光束は、波長λAの光が蛍光ホイール２eを経由しない光路に透過拡散板２ｖ２とは別の透過拡散板２ｖ２’が設けられている場合、透過拡散板２ｖ２’に導かれて、図８（ｂ）に示すように更に拡散され、その拡散光束の強度分布は、図８（a）に示す拡散光束の強度分布に対して、図８（ｂ）に示すようになだらかなものとなり、これによって、波長λAの光がより一層拡散されて、均一な照明光とされる。その他の構成は、実施例１と同様であるのでその詳細な説明は省略する。
【００８４】
なお、実施例１と同様に、反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑに拡散板を用いる構成とすれば、レーザダイオードから出射されるレーザ光のスペックルパターンを抑制する効果がある。また、実施例１と同様に、第２照明系１Bの出射光路に破線で示すように、第３透過拡散部材として透過拡散板２ｖ３を設け、波長λAの光、波長λBの蛍光、波長λCの照明光を均一に拡散させることにより、照明光の光量むらの防止を図る構成とすることもできる。
【００８５】
（実施例４）
この実施例４は、図９、図１０に示すように実施例１に示す第１照明系１Aの出射光路に、波長λAの光を集束して反射・透過ホイール２ｂに点状のスポット領域２ｓ’を形成する光学素子としての集光素子２ｗを設けると共に、透過光路にカップリングレンズ２ｘを設け、反射光路にカップリングレンズ２ｘ’を設けたものである。その集光素子２ｗは光軸O１に沿って図示を略す駆動手段によって駆動可能とされている。
【００８６】
この実施例４によれば、光源２から出射された波長λAの光は、図１０に示すように、
カップリングレンズ２aにより集光され、平行光束として集光素子２ｗに導かれ、集光素子２ｗにより収束されて、反射・透過ホイール２ｂに導かれる。
【００８７】
その収束された波長λAの光は、反射領域２ｐが第１照明系１Aの出射光路にあるときには、その反射領域２ｐにより反射されてカップリングレンズ２ｘ’に導かれ、このカップリングレンズ２ｘ’により平行光束として透過拡散板２ｖ１に導かれ、この透過拡散板２ｖ１により拡散された後、集光素子２iにより収束されて、蛍光体２ｈに照射される。
【００８８】
その収束された波長λAの光は、透過領域２ｑが第１照明系１Aの出射光路にあるときには、その透過領域２ｑを透過してカップリングレンズ２ｘに導かれ、このカップリングレンズ２ｘにより平行光束として透過拡散板２ｖ２に導かれる。
【００８９】
この実施例４では、図１１に示すように、波長λAの光束は収束されて反射・透過ホイール２ｂに照射されるため、実施例１の第１照明系１Aのスポット領域２ｓの大きさに較べて、スポット領域２ｓ’の大きさを小さくできる。
このため、反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑと反射領域２ｐとの境界領域線２ｒ１、２ｒ２がスポット領域２ｓ’を横切る時間の短縮を図ることができる。
【００９０】
境界領域線２ｒ１、２ｒ２がスポット領域２ｓ’を横切る際、波長λAの光（青色の照明光）の一部が透過領域２ｑを透過し、その光の残りの一部が反射領域２ｐにより反射されて蛍光体２ｈに導かれるため、照明光学系１から出射される照明光が混色光となるが、スポット領域２ｓの大きさを小さくすることにより、色再現性（色純度）の向上を図ることができる。その他の構成及び作用は、実施例１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００９１】
（実施例５）
この実施例では、照明光学系１の光源は１個である。この光源には実施例１と同様に波長λA（青色）と同じ波長の光を出射するものを用い、この光源を図１２に示すように符合２を用いて示す。
【００９２】
反射・透過ホイール２ｂの機械構成要素は、図１３に示すように、反射領域２ｐと透過領域２ｑとが回転軸２ｍの中心を通る直線を境にして１８０度対称位置に形成され、残余の構成は実施例１と同様であり、全反射ミラー２ｃの構成も同一であるので、これらの構成要素については、図１に示す符合と同一符合を付してその説明を行う。
【００９３】
その図１３、図１４には、反射領域２ｐと透過領域２ｑとを区切るために回転軸２ｍの中心を通る直線を回転軸２ｍを中心に二分割してその一方を半径方向の境界領域線２ｒ１とし、他方を半径方向の境界領域線２ｒ２として示している。なお、図１４には、水平方向を基準の回転角度位置「０」度として、半径方向の境界領域線２ｒ２の回転角度位置が示されている。
【００９４】
図１５に示すように、蛍光ホイール２eの輪環状の蛍光体２ｈは、波長λBの蛍光を発生する半円弧状蛍光体２ｈ’と、この波長λB（緑色）とは異なる波長λC（赤色）の蛍光を発生する半円弧状蛍光体２ｈ”とから構成されている。なお、この実施例では、円盤状基板２ｇを１８０度に分割して異なる蛍光波長を発生する半円弧状蛍光体を円盤状基板２ｇに形成することにしたが、これに限られるものではない。
【００９５】
その図１５、図１６に、円盤状基板２ｇの回転軸２ｊの中心を通って半円弧状蛍光体２ｈ’と半円弧状蛍光体２ｈ”の境界線を形成する直線を回転軸２ｊを中心に二分割してその一方を半径方向の境界領域線２ｒ３とし、他方を半径方向の境界領域線２ｒ４として示す。
なお、図１６には、水平方向を基準の回転角度位置「０」度として、半径方向の境界領域線２ｒ３の回転角度位置が示されている。
【００９６】
図１４に示すように、回転軸２ｍの中心から半径方向に延びてスポット領域２ｓの円に接する二本の接線２ｒ１’、２ｒ２’の為す角度θ’は、スポット領域２ｓの円の半径、回転軸２ｍの中心からスポット領域２ｓの中心（光軸O１）までの距離によって定まるが、ここでは、スポット領域２ｓの大きさは無視して説明することにする。
【００９７】
また、図１６に示すように、回転軸２ｊの中心から半径方向に延びてスポット領域２ｓ”の円に接する二本の接線２ｒ１”、２ｒ２”の為す角度θ”は、スポット領域２ｓ”の円の半径、回転軸２ｊの中心からスポット領域２ｓ”の中心までの距離によって定まるが、このスポット領域２ｓの大きさについても無視して説明することにする。
【００９８】
なお、ここでは、蛍光ホイール２eは反射・透過ホイール２ｂの１回転に対して４回転するものとし、角度θ”は６０度であるものとする。境界領域線２ｒ３が０度から９０度の範囲内にあるとき又は境界領域線２ｒ３が２７０度から３６０度の範囲内にあるとき、蛍光ホイール２eの回転角度位置は、波長λAの光が半円弧状蛍光体２ｈ’に照射可能な位置に対応している。
境界領域線２ｒ３が９０度から２７０度の範囲内にあるとき、蛍光ホイール２eの回転角度位置は、波長λAの光が半円弧状蛍光体２ｈ”に照射可能な位置に対応している。
【００９９】
反射・透過ホイール２ｂの反射光路には、実施例１と同様にダイクロイックミラー３ｂが設けられ、透過光路にはダイクロイックミラー３ｃが設けられている。そのダイクロイックミラー３ｂは、実施例１と同様に波長λAの光を透過し、波長λB、波長λCの光を反射する機能を有する。ダイクロイックミラー３ｃは、波長λAの光を反射し、波長λB、λCの光を透過する機能を有する。
【０１００】
駆動部２ｆは、例えばステッピングモータにより構成され、円盤状基板２ｇは回転軸２ｊを中心にして半円弧状蛍光体２ｈ’、２ｈ”の所定の回転角度位置を基準にして回転駆動される。光源２を点灯すると、波長λAの青色の光が反射・透過ホイール２ｂに向かって照射される。
【０１０１】
透過領域２ｑが照明光学系１の出射光路に存在するとき、波長λAの青色の光は、カップリングレンズ２aにより平行光束として透過領域２ｑに導かれて、この透過領域２ｑを通過し、透過拡散板２ｖ２に導かれ、この透過拡散板２ｖ２により拡散された後、全反射ミラー２ｃ、ダイクロイックミラー３ｃにより反射されて、照明光学系１から出射される。
【０１０２】
反射領域２ｐが照明光学系１の出射光路に存在するとき、波長λAの青色の光は、カップリングレンズ２aにより平行光束として反射領域２ｐに導かれて、この反射領域２ｐにより反射されて、透過拡散板２ｖ１に導かれ、この透過拡散板２ｖ１により拡散された後、ダイクロイックミラー３ｂを透過して集光素子２iに導かれ、この集光素子２iにより蛍光体２ｈに収束照射される。
【０１０３】
その蛍光体２ｈのうちの半円弧状蛍光体２ｈ’に波長λAの青色の光が収束照射されたときには、この青色の光を励起光として波長λBの蛍光（緑色の光）が生成され、半円弧状蛍光体２ｈ”に波長λAの青色の光が収束照射されたときには、この青色の光を励起光として波長λCの蛍光（赤色の光）が生成される。
【０１０４】
その波長λB又は波長λCの蛍光は、集光素子２iにより集光されてダイクロイックミラー３ｂに導かれ、このダイクロイックミラー３ｂにより反射され、ダイクロイックミラー３ｃを透過して、照明光学系１から出射される。
【０１０５】
（画像生成部１６への照射タイミングの例）
図１７はその実施例５に係る第ｎ番目の画像フレームについてのRGB光の投射タイミングと反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置と蛍光ホイール２eの回転角度位置との関係の一例を模式的に示す説明図である。
【０１０６】
反射・透過ホイール２ｂは、境界領域線２ｒ２の回転角度が図１７（a）に示すように基準位置０度に対して４５度にあるときから回転を始めるものとし、これに対して、蛍光ホイール２eは、境界領域線２ｒ３が基準位置０度にあるときから回転を開始するものとして説明する。
【０１０７】
第ｎ番目の画像フレームにおいて、反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置４５度から１３５度の範囲内で、光源２を点灯させるものとして説明する。
画像の一フレームの点灯期間を期間a、ｂ、ｃ、ｄを説明の便宜上四分割し、期間aでは、制御部１１により、照明光学系１の出射光路に反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐが位置するように反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置を制御し、蛍光ホイール２eの半円弧状蛍光体２ｈ’が波長λAの光により照射されるように蛍光ホイール２eの回転角度位置を制御する。
【０１０８】
これにより、波長λBの緑色（Gｎ）の蛍光が生成され、この波長λCの緑色（Gｎ）の蛍光がダイクロイックミラー３ｂ、３ｃを経て照明光学系１から出射され、画像生成部１６に照射される。
【０１０９】
期間ｂにおいては、制御部１１により、第１照明系１Aの光路に反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐが位置するように反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置を制御し、蛍光ホイール２eの半円弧状蛍光体２ｈ”が波長λAの光により照射されるように蛍光ホイール２eの回転角度位置を制御する。
【０１１０】
これにより、波長λCの赤色（Rｎ）の蛍光が生成され、この波長λCの赤色（Rｎ）の蛍光がダイクロイックミラー３ｂ、３ｃを経て照明光学系１から出射され、画像生成部１６に照射される。
【０１１１】
期間ｃでは、制御部１１により、第１照明光学系１Aの光路に反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑが位置するように反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置を制御する。これにより、波長λAの光は透過領域２ｑを透過し、全反射ミラー２ｃ、ダイクロイックミラー３ｃにより反射されて、照明光学系１から出射される。
【０１１２】
期間ｄでも、制御部１１により、第１照明光学系１Aの光路に反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑが位置するように反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置を制御する。これにより、波長λAの光は透過領域２ｑを透過し、全反射ミラー２ｃ、ダイクロイックミラー３ｃにより反射されて、照明光学系１から出射される。
【０１１３】
この実施例５の場合、一フレームの期間内の反射・透過ホイール２ｂの角度４５度から角度１３５度の範囲内で、光源２を点灯することにより、RGBの各色の光を画像生成部１６に照射することができるため、フルカラーの画像を形成できると共に、白色の投射を行うことができる。
【０１１４】
また、実施例３と同様に、色味を変化させることができる。例えば、期間ｂを長くすることによって、投射画像に赤味を帯びさせることができる。また、期間a、ｂ、ｃ、ｄを調節することにより、色温度を変更することもできる。
投射装置には照明光学系１の光学構成要素を除いて、実施例２の構成と同一のものを用いることができるので、その詳細な説明は省略する。
【０１１５】
この実施例５によれば、光源の個数を１個にすることができるので、照明光学系１の光学素子の個数を削減でき、照明光学系１のサイズの小型化、コンパクト化、コストの低減を図ることができる。
【０１１６】
また、スポット領域２ｓ、２ｓ”の大きさは、設計段階で決めて、制御部１１のRAM等に予め記憶させておく構成としても良いし、スポット領域２ｓ、２ｓ”の基準の大きさを設定し、カップリングレンズ２aの光軸方向の駆動による大きさの変化を演算により求める構成としても良い。また、反射・透過ホイール２ｂと蛍光ホイール２eとの回転数の関係をテーブルとして記憶させておいても良い。
【０１１７】
このようにこれらの照明光源装置を備えた投射装置では、反射・透過ホイール２ｂを回転駆動するステップと、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐと透過領域２ｑとの一方が出射光路（スポット領域２ｓ）を横切ったときに励起に用いる光を拡散させて蛍光体に導く第１拡散ステップと、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐと透過領域２ｑとの他方が出射光路を横切ったときにスクリーンの照明に用いる光を拡散させてダイクロイックミラー（光路合流光学素子）３ｃに導く第２拡散ステップとが実行される。
【０１１８】
また、反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置を検出する検出ステップと、この検出ステップにより検出された検出結果を用いて反射・透過ホイール２ｂが出射光路を横切るタイミングを算出して光源２をオン・オフ制御する制御ステップが実行される。
【符号の説明】
【０１１９】
１…照明光学系
２…光源（励起光源）
２ｂ…反射・透過ホイール（光路分岐部材）
２e…蛍光ホイール（蛍光体部材）
２ｎ…駆動部
２ｐ…反射領域
２ｑ…透過領域
３ｃ…ダイクロイックミラー（光路合流光学素子）
２ｖ１…透過拡散板（第1拡散部材、第１透過拡散部材）
２ｖ２…透過拡散板（第２拡散部材、第2透過拡散部材）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２０】
【特許文献１】特開２０１１−１３３１６号公報
【特許文献２】特開２０１０−８５７４５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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