(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号に応じて画像を形成して被照明体を照射する光変調素子に対して光を照射するための照明装置であって、
光源と、
前記光源の出射する光の色とは異なる色を発光する蛍光体と、
光を透過させる透過領域と光を反射させる反射領域とを含む透過反射部材と、前記光源の出射する光の光路上に前記透過領域と前記反射領域とが順次配置されるように前記透過反射部材を回転駆動する部材駆動手段とを含み、前記光源から出射される光を前記蛍光体に導く状態と、該光を前記蛍光体に導かない状態とを備える導光手段と、
前記光源の出射する光を前記透過反射部材上に集光させる集光手段と
を有し、
前記透過反射部材は、
前記光源の出射する光の前記集光手段による集光点に配置される
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
画像データによる画像を投射する投射装置であって、
第１の光源と、
前記第１の光源の出射する光の色とは異なる色を発光する蛍光体と、
光を透過させる透過領域と光を反射させる反射領域とを含む透過反射部材と、前記第１の光源の出射する光の光路上に前記透過領域と前記反射領域とが順次配置されるように前記透過反射部材を回転駆動する部材駆動手段とを含み、前記第１の光源から出射される光を前記蛍光体に導く第１の状態と、該光を前記蛍光体に導かない第２の状態とを備える導光手段と、
前記第１の光源の出射する光を前記透過反射部材上に集光させる集光手段と、
前記導光手段から出射された光が照射され、該光を用いて、変調信号に応じて画像を形成する光変調素子と、
前記光変調素子で形成された画像を表示媒体に投射させる投射光学系と、
前記画像データの１フレーム期間内で、前記導光手段の前記第１の状態および前記第２の状態を順次に切り替える制御手段と
を有し、
前記透過反射部材は、
前記光源の出射する光の前記集光手段による集光点に配置される
ことを特徴とする投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに色が異なる複数の光束を射出する照明装置および投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、会議などの場において、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略称する）といった情報処理装置の画面情報をプロジェクタを使ってスクリーンに投影することで、その場の出席者と情報の共有が行われている。
【０００３】
このようなプロジェクタでは、従来、例えば超高圧水銀ランプといった高輝度の放電ランプを光源とするものが主流であった。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、所定の発光を行うまでに時間を要する点や、環境への配慮などの点などにより、代替の光源が求められている。
【０００４】
そこで、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光ダイオード（ＬＥＤ）や有機ＥＬなどの固体発光素子を、プロジェクタにおける放電ランプの代替光源として用いることが提案され、また、実用化されている。これらの固体発光素子をプロジェクタの光源として用いることにより、プロジェクタの高速起動が可能となると共に、環境への配慮も実現できる。
【０００５】
固体発光素子の一つである、青色を発光する青色レーザダイオードや発光ダイオードを用いて様々な色の光を得る技術が実用化されている。例えば青色レーザダイオードを用いる場合、青色レーザダイオードから出力されたレーザ光を蛍光体に照射することで蛍光体が励起され、その蛍光体特有の色の光が射出される。この特性を利用することで、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の光を得ることができ、この蛍光体により得られた光をプロジェクタの光源として用いる技術が開発されている。このようにして得られたＲ、Ｇ、Ｂ各色の光を、ＤＭＤ(Digital  Micromirror  Device)などの光変調素子を用いて画素毎に階調制御を行うことで、カラーの投射画像を得る。
【０００６】
なお、例えば青色レーザダイオードをプロジェクタの光源として用いる場合、１色に付き１個のレーザダイオードでは光量が不足する。そのため、一般的には、光源として、数個乃至数１０個のレーザダイオードが一体的に構成されるレーザダイオードアレイが用いられる。
【０００７】
特許文献１には、発光ダイオードと、発光ダイオードが発光する紫外光を可視光に変換する蛍光体層と、透明基材とを有する投写型表示装置が開示されている。
【０００８】
特許文献１によれば、円盤を３つの領域に分割し、入射側には各領域に紫外光を透過し可視光を反射する可視光反射膜を形成し、入射側と透明層を介して対向する出射側には各領域に、紫外光をＲ、Ｇ、Ｂの各色に波長変換する蛍光体層をそれぞれ形成する。円盤を回転させることにより、光源からの紫外光が蛍光体層の各領域によりＲ、Ｇ、Ｂの波長の光に変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂの繰り返しの色光が放射される。この色光を空間光変調器に照射させて光変調し、投射レンズを介してスクリーン上に拡大投射している。
【０００９】
また、特許文献２には、円形状の透明基材の複数のセグメント領域に蛍光体の層を配置し、紫外光よりもエネルギの低い可視光を励起光として蛍光体に照射して、各色の光を得るようにした光源装置およびプロジェクタが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上述した特許文献１や特許文献２のような従来技術では、円盤を半径で複数領域に分割し、分割された各領域において異なる色を発する蛍光体層を形成し、円盤を回転させることで、各色を時分割で出射している。そのため、各色それぞれの蛍光体層において、レーザ光が限られた面積に集中して照射されてしまい、当該照射箇所が所謂「焼けた」状態となり、蛍光体層の特性が劣化してしまうおそれがあった。
【００１１】
レーザ光が各色の特定箇所に集中的に照射されることによる蛍光体層の特性劣化を避けるために、円盤を各色の領域に分割せずに、１色分の蛍光体層を備えた円盤を色毎に備えることが考えられる。しかしながら、この場合、光源を各色毎に設ける必要があり、コストが嵩んでしまうと共に、装置のサイズも大きくなってしまうという問題点があった。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、蛍光体を励起させて各色の光を得る場合において、より少ない光源で各色の光を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第１の発明は、変調信号に応じて画像を形成して被照明体を照射する光変調素子に対して光を照射するための照明装置であって、光源と、光源の出射する光の色とは異なる色を発光する蛍光体と、光を透過させる透過領域と光を反射させる反射領域とを含む透過反射部材と、光源の出射する光の光路上に透過領域と反射領域とが順次配置されるように透過反射部材を回転駆動する部材駆動手段とを含み、光源から出射される光を蛍光体に導く状態と、光を蛍光体に導かない状態とを備える導光手段と、光源の出射する光を透過反射部材上に集光させる集光手段とを有し、透過反射部材は、光源の出射する光の集光手段による集光点に配置されることを特徴とする。
【００１４】
また、第２の発明は、画像データによる画像を投射する投射装置であって、第１の光源と、第１の光源の出射する光の色とは異なる色を発光する蛍光体と、光を透過させる透過領域と光を反射させる反射領域とを含む透過反射部材と、第１の光源の出射する光の光路上に透過領域と反射領域とが順次配置されるように透過反射部材を回転駆動する部材駆動手段とを含み、第１の光源から出射される光を蛍光体に導く第１の状態と、光を蛍光体に導かない第２の状態とを備える導光手段と、第１の光源の出射する光を透過反射部材上に集光させる集光手段と、導光手段から出射された光が照射され、光を用いて、変調信号に応じて画像を形成する光変調素子と、光変調素子で形成された画像を表示媒体に投射させる投射光学系と、画像データの１フレーム期間内で、導光手段の第１の状態および第２の状態を順次に切り替える制御手段とを有し、透過反射部材は、光源の出射する光の集光手段による集光点に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、蛍光体を励起させて各色の光を得る場合において、より少ない光源で各色の光を得ることが可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図２】図２は、偏光変換スイッチについて説明するための略線図である。
【図３】図３は、蛍光体ホイール部における基板を蛍光体の形成面側から見た略線図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係る照明装置を用いた投射装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す略線図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の変形例による制御の例を示す略線図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図８】図８は、第２の実施形態の変形例に適用可能な基板を、蛍光体の形成面側から見た例を示す略線図である。
【図９】図９は、第２の実施形態の変形例に係る照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図１０】図１０は、第３の実施形態に係る照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図１１】図１１は、第３の実施形態における、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す略線図である。
【図１２】図１２は、第３の実施形態の変形例に係る照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図１３】図１３は、第４の実施形態による反射／透過ホイールの例を示す略線図である。
【図１４】図１４は、第４の実施形態による照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図１５】図１５は、第４の実施形態による照明装置を用いた投射装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図１６−１】図１６−１は、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す略線図である。
【図１６−２】図１６−２は、２の光源を同時に点灯させる場合の、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す略線図である。
【図１７】図１７は、第５の実施形態に係る照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図１８】図１８は、第５の実施形態の変形例に係る照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図１９】図１９は、第６の実施形態に係る照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図２０】図２０は、第６の実施形態の照明装置における、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す略線図である。
【図２１】図２１は、第６の実施形態の変形例に係る照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図２２】図２２は、第７の実施形態に係る照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図２３】図２３は、第７の実施形態による反射／透過ホイール周辺の構成の例をより詳細に示す略線図である。
【図２４】図２４は、反射／透過ホイールに照射される光線の様子を示す略線図である。
【図２５】図２５は、第８の実施形態による照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図２６】図２６は、第８の実施形態による照明装置を用いて各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す略線図である。
【図２７】図２７は、第９の実施形態による照明装置の一例の構成を示す略線図である。
【図２８】図２８は、第９の実施形態による蛍光体ホイール部における基板を蛍光体の形成面側から見た略線図である。
【図２９】図２９は、第９の実施形態においてＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す略線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
以下に添付図面を参照して、本発明に係る照明装置および投射装置の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る照明装置１の一例の構成を示す。照明装置１は、光源１００および１０９と、カップリングレンズ１０１および１１０と、偏光変換スイッチ１０２と、偏光ビームスプリッタ１０３と、蛍光体ホイール部１０４および１０７と、ミラー１０５と、ダイクロイックミラー１０６および１０８とを含む。また、蛍光ホイール部１０４は、集光素子１２０および１２４と、蛍光体１２１と、基板１２２と、駆動部１２３とを含む。同様に、蛍光体ホイール部１０７は、集光素子１３０および１３４と、蛍光体１３１と、基板１３２と、駆動部１３３とを含む。
【００２１】
図１を用いて、照明装置１における光路について説明する。先ず、光源１００による光路について説明する。光源１００は、短波長の光を射出する発光素子であり、例えば青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオードを用いることができる。光源１００は、青色を発光する発光ダイオードでもよい。光源１００は、波長Ａ（例えば波長４００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲）、直線偏光の光線を射出する。ここでは、光源１００は、ｐ偏光の光線を射出するものとする。光源１００から射出された光線は、カップリングレンズ１０１により平行光束とされ、偏光変換スイッチ１０２に入射される。
【００２２】
偏光変換スイッチ１０２は、入射された光線の偏光をＯＮ／ＯＦＦに応じて変換する。例えば、図２に例示されるように、ｐ偏光の光線は、偏光変換スイッチ１０２を通過する際に、当該偏光変換スイッチ１０２がＯＮならばｓ偏光に変換されて出力され、ＯＦＦならばｐ偏光のまま出力される。同様に、入射された光線の偏光がｓ偏光の場合には、偏光変換スイッチ１０２がＯＮならばｐ偏光に変換されて出力され、ＯＦＦならばｓ偏光に変換されて出力される。偏光変換スイッチ１０２は、外部からの制御信号に応じてＯＮ／ＯＦＦされる。偏光変換スイッチ１０２としては、例えば液晶の特性を利用して光の偏光を制御する液晶偏光素子を用いることができる。
【００２３】
この偏光変換スイッチ１０２と、偏光の方向によって光線の透過および反射を切り替える偏光ビームスプリッタ１０３とを組み合わせることで、複数の光線照射対象の何れに光路を導くかを選択する光路選択手段を構成することができる。すなわち、偏光ビームスプリッタ１０３の透過方向および反射方向の何れに光路を導くかを、偏光変換スイッチ１０２によって光線の偏光方向を制御することで選択する。
【００２４】
図１の説明に戻り、先ず、偏光変換スイッチ１０２がＯＦＦの場合について説明する。この場合、光線は、偏光がｐ偏光のまま偏光変換スイッチ１０２を透過して偏光ビームスプリッタ１０３に入射される。偏光ビームスプリッタ１０３は、ｐ偏光の光線を透過し、ｓ偏光の光線を反射する。したがって、光線は、偏光ビームスプリッタ１０３を透過して蛍光体ホイール部１０４に導かれ入射される。蛍光体ホイール部１０４に入射されたｐ偏光の光線は、集光素子１２０で集光されて蛍光体１２１を照射する。
【００２５】
図３は、蛍光体ホイール部１０４における基板１２２を蛍光体１２１の形成面側から見た図である。透明部材からなる円盤状の基板１２２に対して、蛍光体１２１がリング状に形成される。蛍光体１２１は、波長Ａの光に励起されて、波長Ａより長波長の波長Ｂの光を発光する。波長Ｂは、例えば赤色となる６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲である。この光源１００からの波長Ａの光に励起されて発光した、波長Ｂの光は、基板１２２を透過して集光素子１２４を介して蛍光体ホイール部１０４から出射される。
【００２６】
基板１２２は、円盤の中央に設けられた回転中心１２５を中心として、駆動部１２３により回転駆動される。すなわち、光源１００より出射された光線は、集光素子１２０により集光されて蛍光体１２１に照射される。このとき、光線は、微小な領域に集光されて蛍光体１２１に照射されるため、蛍光体１２１の同一箇所に常時この光線が照射されると、蛍光体１２１が所謂「焼けた」状態となり、蛍光体１２１の特性の劣化や破損を引き起こしてしまう可能性がある。
【００２７】
本第１の実施形態では、基板１２２を回転中心１２５を中心として回転駆動し、蛍光体１２１に対して光線が照射される位置を時間的に変化させる。これにより、光線のエネルギが蛍光体１２１の微小領域に集中することが避けられ、蛍光体１２１の特性劣化などを抑制させることができる。
【００２８】
なお、蛍光体１２１に対する光線の照射位置を時間的に変化させる方法は、基板１２２の回転駆動に限られない。すなわち、蛍光体１２１に対して光線が連続的に照射され、且つ、照射される位置が所定周期で戻るように、基板１２２を移動させればよい。一例として、基板１２２を光線の入射方向に対して垂直に振動移動させることが考えられる。また、基板１２２を回転駆動する場合の回転速度は、特に限定されない。
【００２９】
図１の説明に戻り、蛍光体ホイール部１０４から出射された波長Ｂの光線は、ミラー１０５で所定の角度に反射されてダイクロイックミラー１０６に照射される。ダイクロイックミラー１０６は、波長Ｂの光線を反射し、他の波長の光線を透過させるように構成されている。ダイクロイックミラー１０６に照射された波長Ｂの光線は、所定の角度に反射されて照明装置１から射出される。
【００３０】
次に、偏光変換スイッチ１０２がＯＮの場合について説明する。この場合、光線は、偏光がｐ偏光からｓ偏光に変換されて、偏光変換スイッチ１０２から出射されて、偏光ビームスプリッタ１０３に入射される。このｓ偏光の光線は、偏光ビームスプリッタ１０３で所定の角度に反射されて蛍光体ホイール部１０７に入射される。すなわち偏光変換スイッチ１０２がＯＮの場合、ｓ偏光の光線は、蛍光体ホイール部１０４には導かれずに、蛍光体ホイール１０７に導かれる。
【００３１】
蛍光体ホイール部１０７は、図３を用いて説明した蛍光体ホイール部１０４と略同一の構成を有し、透過部材で構成された円盤状の基板１３２に対して蛍光体１３１がリング状に形成され、基板１３２の中央部を回転中心として駆動部１３３似て回転駆動される。蛍光体ホイール部１０７の蛍光体１３１は、波長Ａの光に励起されて、波長Ａより長波長である波長Ｃの光を発光する。波長Ｃは、例えば緑色となる４９５ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲である。この光源１００からの波長Ａの光に励起されて発光した、波長Ｃの光は、基板１３２を透過して集光素子１３４を介して蛍光体ホイール部１０７から出射される。
【００３２】
蛍光体ホイール部１０７から出射された波長Ｃの光線は、ダイクロイックミラー１０８に照射される。ダイクロイックミラー１０８は、波長Ｃの光線を反射し、他の波長の光線を透過するように構成されている。ダイクロイックミラー１０８に照射された波長Ｃの光線は、所定の角度に反射され、ダイクロイックミラー１０６を透過して照明装置１から出射される。
【００３３】
次に、光源１０９による光路について説明する。光源１０９は、短波長の光を射出する発光素子であり、例えば青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオードを用いることができる。光源１０９は、青色を発光する発光ダイオードでもよい。光源１０９は、光源１００と同様に波長Ａの光線を射出する。なお、光源１０９において、射出される光線の偏光方向は、特に限定されない。光源１０９から射出された波長Ａの光線は、カップリングレンズ１１０により平行光束とされ、ダイクロイックミラー１０８および１０６をそれぞれ透過して、照明装置１から出射される。
【００３４】
このように、偏光変換スイッチ１０２と偏光ビームスプリッタ１０３との組み合わせは、光線を蛍光体１２１に導く状態と導かない状態とを備える。また、蛍光体１３１側から見れば、偏光変換スイッチ１０２と偏光ビームスプリッタ１０３との組み合わせは、光線を蛍光体１３１に導く状態と導かない状態とを備えるともいえる。
【００３５】
（第１の実施形態の適用例）
図４は、図１の照明装置１を用いた投射装置１０の一例の構成を示す。なお、図４において、図１と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。投射装置１０は、図１を用いて説明した照明装置１に対応する照明装置１’と、制御部１５０とを有すると共に、集光素子１４０および１４２と、インテグレータ１４１と、ミラー１４３と、画像生成部１４４と、投射レンズ１４５とを含む投射光学系を有する。
【００３６】
投射装置１０に組み込まれる照明装置１’において、光源１００および１０９から射出された波長Ａの光線の光路は、蛍光体ホイール部１０４および１０７それぞれの出射側の集光素子１２４および１３４が省略されている以外は、図１を用いて説明した光路と同一であるので、ここでの説明を省略する。
【００３７】
投射装置１０において、ダイクロイックミラー１０６から出射後の波長Ａ、ＢおよびＣの光線の光束は、集光素子１４０で集光され、インテグレータ１４１で面状に均一的に分散され、集光素子１４２およびミラー１４３を介して画像生成部１４４に照射される。
【００３８】
画像生成部１４４は、変調信号に応じて画像を形成する光変調素子であって、例えばＤＭＤ(Digital  Micromirror  Device)を適用することができる。この例では、画像生成部１４４は、照射された光に対し、画像データに基づく駆動信号（変調信号）により表示画素毎に階調を制御して反射させる。１の画像生成部１４４のみを用いる場合、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光束を、１フレーム期間内において時間順次に切り替えて照射させる。それと共に、ＲＧＢそれぞれの画像データによる駆動信号を、ＲＧＢ各色の照射のタイミングに同期させて生成して画像生成部１４４を駆動する。これにより、目の残像現象を利用して、画像データに従ったフルカラーの画像を得ることができる。
【００３９】
画像生成部１４４で表示画素毎に階調が制御されたＲＧＢ各色の光束は、投射レンズ１４５を介して投射装置１０外に出射され、被照明体であるスクリーンなどの表示媒体（図示しない）に投射され、拡大画像が表示される。
【００４０】
なお、制御部１５０は、ＣＰＵ(Central  Processing  Unit)、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)およびＲＡＭ(Random  Access  Memory)を有し、ＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従い、ＲＡＭをワークメモリとして用いてこの投射装置１０の全体の動作を制御する。また、制御部１５０は、外部の情報機器に対するインターフェイスを有し（図示しない）、例えばパーソナルコンピュータから出力された画像データを取り込むことができる。
【００４１】
制御部１５０は、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１４４を駆動するために適切な画像データを生成する。生成されたこの画像データは、例えば図示されない駆動信号生成部に供給される。駆動信号生成部は、供給された画像データに基づき駆動信号を生成して画像生成部１４４を駆動する。また、制御部１５０は、取り込んだ画像データに基づき光源１００および１０９、ならびに、偏光変換スイッチ１０２の制御を行う。蛍光体ホイール部１０４および１０７における駆動部１２３および１３３の回転制御を、制御部１５０が行うこともできる。
【００４２】
図５は、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す。図５では、図５（ａ）に示されるように、画像データの第ｎフレーム目において、ＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成され、これら光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎを画像生成部１４４に照射させる例について示している。なお、図５において、便宜上、光源１００を光源＃１、光源１０９を光源＃２としてそれぞれ示している。また、光源＃１（光源１００）は、ｐ偏光の光線を出射し、偏光変換スイッチ１０２は、ＯＮでｐ偏光をｓ偏光に変換して出射させ、ＯＦＦでｐ偏光をそのまま透過させる。
【００４３】
図５（ｂ）に示されるように、制御部１５０は、光束Ｒｎを生成する期間ａでは、光源＃１を点灯させ（ＯＮ）、光源＃２を消灯させる（ＯＦＦ）。それと共に、偏光変換スイッチ１０２をＯＦＦに制御する。また、制御部１５０は、光束Ｇｎを生成する期間ｂでは、光源＃１を点灯させ（ＯＮ）、光源＃２を消灯させる（ＯＦＦ）。それと共に、偏光変換スイッチ１０２をＯＮに制御する。さらに、光束Ｂｎを生成する期間ｃでは、光源＃１を消灯させ（ＯＦＦ）。光源＃２を点灯させる（ＯＮ）。この場合、偏光変換スイッチ１０２に光線が照射されないため、偏光変換スイッチ１０２は、ＯＮ／ＯＦＦの何方でも構わない。
【００４４】
このように制御を行うことで、１フレーム内にＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成され画像形成部１４４に照射され、フルカラーの投射が可能であると共に、白色の投射を行うことができる。また、ＲＧＢ各色の出射期間ａ、ｂおよびｃを調整することにより、色味を変化させることも可能である。例えば、１フレーム期間内において期間ａの割合を増やすことで、投射画像において赤味を強くすることができる。また例えば、ＲＧＢ各色の出射期間ａ、ｂおよびｃを適当に調整することで、色温度を変えることも可能である。
【００４５】
このように、本第１の実施形態によれば、１の光源１００から出射された波長Ａの光線から、波長Ｂおよび波長Ｃの構成を生成しているため、ＲＧＢ各色毎に光源を用意する必要が無く、投射装置１０のコストを削減できると共に、装置のサイズを小さくすることができる。
【００４６】
（第１の実施形態の変形例）
次に、本第１の実施形態の変形例について説明する。上述の第１の実施形態では、光源１００および光源１０９は、何れか一方のみを点灯させるようにしていた。これはこの例に限定されず、光源１００および１０９を同時に点灯させてもよい。
【００４７】
図６は、本第１の実施形態の変形例による制御の例を示す。図６（ａ）に示されるように、画像データの第ｎフレーム目において、ＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成されるものとする。図６（ｂ）に示されるように、光源＃２（光源１０９）が点灯している期間を２の期間ｃ1および期間ｃ2に分け、例えば期間ｃ1において、光源＃１を同時に点灯させる。
【００４８】
このとき、偏光変換スイッチ１０２をＯＮとすることで、光源１００から出射された波長Ａの光線が偏光変換スイッチ１０２で偏光をｓ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１０３で反射されて蛍光体ホイール部１０７に入射される。蛍光体ホイール部１０７では、入射された波長Ａの光線が蛍光体１３１に照射されて波長Ｃ（例えば緑色）の光線とされ、ダイクロイックミラー１０８で反射されダイクロイックミラー１０６を透過して出射される。同時に、光源１０９から出射された波長Ａの光線がダイクロイックミラー１０８および１０６を透過して出射される。したがって、波長Ｃの光線と波長Ａの光線とが同時に出射され、青色と緑色が混合された色（シアン）を得ることができ、より明るい投射画像を得ることが可能となる。
【００４９】
同様に、偏光変換スイッチ１０２をＯＦＦとした場合は、蛍光体ホイール部１０４から出射された波長Ｂ（赤色）の光線が、光源１０９から出射された波長Ａの光線と同時に出射されることになる。この場合には、赤色と青色とが混合された色（マゼンタ）を得ることができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。上述した第１の実施形態では、蛍光体ホイール部１０４および１０７において、蛍光体１２１が形成される基板１２２を透過部材で構成していた。これに対して、本第２の実施形態では、蛍光体を形成する基板を、反射部材で構成する。
【００５１】
図７は、本第２の実施形態に係る照明装置２の一例の構成を示す。照明装置２は、光源２００および２０９と、カップリングレンズ２０１および２１０と、偏光変換スイッチ２０２と、偏光ビームスプリッタ２０３と、ミラー２０４と、蛍光体ホイール部２０５および２０７と、ダイクロイックミラー２０６および２０８とを含む。また、蛍光ホイール２０５部は、集光素子２２０と、蛍光体２２１と、基板２２４と、駆動部２２３とを含む。同様に、蛍光体ホイール部２０７は、集光素子２３０と、蛍光体２３１と、基板２３２と、駆動部２３３とを含む。
【００５２】
照明装置２における光路について説明する。先ず、光源２００による光路について説明する。光源２００は、上述した光源１００と対応するものであり、例えば青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオードを用い、波長Ａ（例えば波長４００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲）、ｐ偏光の光線を射出する。光源２００から射出された光線は、カップリングレンズ２０１により平行光束とされ、偏光変換スイッチ２０２に入射される。
【００５３】
偏光変換スイッチ２０２は、上述した偏光変換スイッチ１０２に対応するものであり、入射された光線の偏光をＯＮ／ＯＦＦに応じて変換する。すなわち、偏光変換スイッチ２０２は、ＯＮの状態では、入射された光の偏光方向を他の偏光方向に変換して射出し、ＯＦＦの状態では、入射された光を偏光方向を変えずにそのまま出射する。
【００５４】
先ず、偏光変換スイッチ２０２がＯＦＦの場合について説明する。この場合、光線は、偏光がｐ偏光のまま偏光変換スイッチ２０２を透過して偏光ビームスプリッタ２０３に入射される。偏光ビームスプリッタ２０３は、ｐ偏光の光線を透過し、ｓ偏光の光線を反射する。したがって、光線は、偏光ビームスプリッタ２０３を透過し、ミラー２０４にて所定の角度に反射されて蛍光体ホイール部２０７に入射される。蛍光体ホイール部２０７に入射されたｐ偏光の光線は、集光素子２３０で集光されて蛍光体２３１を照射する。
【００５５】
蛍光体ホイール部２０７は、上述の蛍光体ホイール部１０４などと略同一の構成を有し、反射部材で構成された円盤状の基板２３２に対して蛍光体２３１がリング状に形成され、基板２３２の中心部を回転中心として駆動部２３３で以て回転駆動される。これに限らず、基板２３２は、第１の実施形態と同様に、駆動部２３３によって所定の回転速度で回転駆動される。これに限らず、基板２３２は、振動駆動されてもよい。
【００５６】
蛍光体２３１は、上述した蛍光体１２１に対応するもので、波長Ａの光に励起されて、例えば赤色となる６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の波長Ｂの光を発光する。波長Ｂの光は、反射部材で構成される基板２３２で反射され、集光素子２３０を介してダイクロイックミラー２０８に入射される。このように、本第２の実施形態では、集光素子２３０は、蛍光体２３１に照射される波長Ａの光線と、蛍光体２３１から出射される波長Ｂの光線とで共通に用いられる。
【００５７】
ダイクロイックミラー２０８は、波長Ｂの光線を反射し、他の波長の光線を透過させるように構成されている。ダイクロイックミラー２０８に入射された波長Ｂの光線は、所定の角度に反射されて照明装置２から出射される。
【００５８】
次に、偏光変換スイッチ２０２がＯＮの場合について説明する。この場合、光線は、偏光がｐ偏光からｓ偏光に変換されて、偏光変換スイッチ２０２から出射されて、偏光ビームスプリッタ２０３に入射される。このｓ偏光の光線は、偏光ビームスプリッタ２０３で所定の角度に反射されて蛍光体ホイール部２０５に入射される。
【００５９】
蛍光体ホイール部２０５は、上述の蛍光体ホイール部２０７と略同一の構成を有し、反射部材で構成された円盤状の基板２２４に対して蛍光体２２１がリング状に形成され、基板２２４の中央部を回転中心として駆動部２２３で似て回転駆動される。蛍光体ホイール部２０５の蛍光体２２１は、波長Ａの光に励起されて、例えば緑色となる４９５ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲である波長Ｃの光を発光する。この光源２００からの波長Ａの光に励起されて発光した、波長Ｃの光は、基板２２４に反射され、集光素子２２０を介してダイクロイックミラー２０６に入射される。このように、本第２の実施形態では、集光素子２２０は、蛍光体２２１に照射される波長Ａの光線と、蛍光体２２１から出射される波長Ｃの光線とで共通に用いられる。
【００６０】
ダイクロイックミラー２０６は、波長Ｃの光線を反射し、他の波長の光線を透過させるように構成されている。ダイクロイックミラー２０６に入射された波長Ｃの光線は、所定の角度に反射され、ダイクロイックミラー２０８を透過して照明装置２から出射される。
【００６１】
次に、光源２０９による光路について説明する。光源２０９は、上述した光源１０９と対応するものであり、例えば青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオードを用い、波長Ａの光線を射出する。なお、光源２０９において、射出される光線の偏光方向は、特に限定されない。光源２０９から射出された波長Ａの光線は、カップリングレンズ２１０により平行光束とされ、ダイクロイックミラー２０６および２０８をそれぞれ透過して、照明装置２から出射される。
【００６２】
なお、本第２の実施形態による照明装置２は、第１の実施形態による照明装置１と同様にして投射装置１０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの関係も、図５を用いて説明した制御と同様であり、図６を用いて説明した、第１の実施形態の変形例も、本第２の実施形態に同様に適用できる。
【００６３】
このように、本第２の実施形態では、蛍光体ホイール部２０５および２０７で用いる基板２２４および２３２を、反射部材により構成している。そのため、例えば蛍光体２２１に照射される光線と、蛍光体２２１から出射される光線とで光路を一部重複することができるので、照明装置２のスペースを有効活用でき、照明装置２のサイズの小型化が可能である。
【００６４】
（第２の実施形態の変形例）
次に、本第２の実施形態の変形例について説明する。上述の第２の実施形態では、波長Ａの光でそれぞれ波長Ｂおよび波長Ｃの光を発光する蛍光体２３１および２２１を、それぞれ異なる基板２３２および２２４に形成していた。これに対して、本第２の実施形態の変形例では、１の波長の光でそれぞれ異なる波長の光を発光する第１の蛍光体および第２の蛍光体を、１の基板上に形成する。
【００６５】
図８は、本第２の実施形態の変形例に適用可能な基板５００を、蛍光体２２１および２３１の形成面側から見た例を示す図である。反射部材からなる基板５００に対して、波長Ａの光に励起されて波長Ｃの光を発光する蛍光体２２１と、波長Ａの光に励起されて波長Ｂの光を発光する蛍光体２３１とが、所定幅の帯状で同心円状に形成される。同心円の中心が回転中心５０３とされ、基板５００は、この回転中心５０３を中心として回転駆動される。
【００６６】
この例では、蛍光体２２１および２３１は、それぞれ帯状に形成されているが、これはこの例に限定されず、円盤状の基板を所定の半径で分割して、例えば外側に蛍光体２２１を形成し、内側に蛍光体２３１を形成するようにしてもよい。また、波長Ｃの光すなわち緑色を発光する蛍光体２２１を、他の色を発光する蛍光体よりも外側に配置すると好ましい。これは、緑色は、視感度が高く、最も高い光出力が必要とされるため、円周が長くより広い面積を確保できる外側部分に、蛍光体２２１を形成することで、緑色光の出力をより安定的に得ることができる。
【００６７】
図９は、本第２の実施形態の変形例に係る照明装置２’の一例の構成を示す。なお、図９において、上述の図７と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。蛍光体ホイール部５１０は、図８を用いて説明した、蛍光体２２１および２３１が共に形成された基板５００と、回転中心５０３で基板５００を回転駆動する駆動部５１１とを有する。また、基板５００は、集光素子２２０から出射された光が蛍光体２２１に照射されると共に、集光素子２３０から出射された光が蛍光体２３１に照射されるように配置される。
【００６８】
このように構成することで、偏光ビームスプリッタ２０３で反射された波長Ａの光がダイクロイックミラー２０６および集光素子２２０を介して基板５００上に形成された蛍光体２２１に照射される。蛍光体２２１において、波長Ａの光線に励起されて波長Ｃの光が発光され、この波長Ｃの光が基板５００で反射されて集光素子２２０を介してダイクロイックミラー２０６に入射および反射されて、照明装置２’から出射される。
【００６９】
同様に、ミラー２０４で反射された波長Ａの光は、ダイクロイックミラー２０８および集光素子２３０を介して基板５００上に形成された蛍光体２３１に照射される。蛍光体２３１において、波長Ａの光に励起されて波長Ｂの光が発光され、この波長Ｂの光が基板５００で反射されて集光素子２３０を介してダイクロイックミラー２０８に入射および反射されて、照明装置２’から出射される。
【００７０】
なお、本第２の実施形態の変形例による照明装置２’は、第１の実施形態による照明装置１と同様にして投射装置１０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの関係も、図５を用いて説明した制御と同様であり、図６を用いて説明した、第１の実施形態の変形例も、本第２の実施形態の変形例に同様に適用できる。
【００７１】
本第２の実施形態の変形例によれば、蛍光体が形成される基板と、当該基板を駆動する駆動部とがそれぞれ１つで済むため、上述の第２の実施形態に対して、さらにコストおよび消費電力の削減が可能である。
【００７２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。上述の第２の実施形態では、蛍光体２２１および２３１を形成する基板２２４および２３２をそれぞれ反射部材で構成すると共に、波長Ａの光線を２の光源２００および２０９から射出していた。これに対して、本第３の実施形態では、１の光源のみを用いて、ＲＧＢ各色の光束を得るようにしている。
【００７３】
図１０は、本第３の実施形態に係る照明装置３の一例の構成を示す。照明装置３は、光源３００と、カップリングレンズ３０１と、偏光変換スイッチ３０２および３０４と、偏光ビームスプリッタ３０３および３０５と、ミラー３０６と、ダイクロイックミラー３０７、３０９および３１１と、蛍光体ホイール部３０８および３１０とを有する。また、蛍光体ホイール部３０８は、集光素子３２０と、蛍光体３２１と、基板３２２と、駆動部３２３とを含む。同様に、蛍光体ホイール部３１０は、集光素子３３０と、蛍光体３３１と、基板３３２と、駆動部３３３とを含む。
【００７４】
なお、図１０において、偏光変換スイッチ３０２および３０４は、上述した偏光変換スイッチ１０２に対応するものであり、入射された光線の偏光をＯＮ／ＯＦＦに応じて変換する。すなわち、偏光変換スイッチ３０２および３０４は、それぞれ、ＯＮの状態では、入射された光の偏光方向を他の偏光方向に変換して射出し、ＯＦＦの状態では、入射された光を偏光方向を変えずにそのまま出射する。また、図１０において、偏光ビームスプリッタ３０３および３０５は、それぞれ、ｐ偏光の光線を透過し、ｓ偏光の光線を反射する。
【００７５】
照明装置３における光路について説明する。光源３００は、上述した光源１００と対応するものであり、例えば青色のレーザ光を射出する青色レーザダイオードを用い、波長Ａ（例えば波長４００ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲）、ｐ偏光の光線を射出する。光源３００から射出された波長Ａの光線は、カップリングレンズ３０１により平行光束とされ、偏光変換スイッチ３０２に入射される。
【００７６】
先ず、偏光変換スイッチ３０２がＯＦＦの場合について説明する。この場合、光線は、偏光がｐ偏光のまま偏光変換スイッチ３０２を透過して偏光ビームスプリッタ３０３に入射される。偏光ビームスプリッタ３０３は、ｐ偏光の光線を透過し、ｓ偏光の光線を反射するので、光線は、偏光ビームスプリッタ３０３を透過して偏光変換スイッチ３０４に入射される。
【００７７】
ここで、偏光変換スイッチ３０４がＯＦＦの場合、光線は、偏光がｐ偏光のまま偏光変換スイッチ３０４を透過して偏光ビームスプリッタ３０５に入射される。そして、光線は、偏光ビームスプリッタ３０５を透過して、ミラー３０６で所定の角度に反射され、波長Ａの光線を反射し、その他の波長の光線を透過するダイクロイックミラー３０７に照射される。ダイクロイックミラー３０７に照射された光線は、波長Ａの光線なので、ダイクロイックミラー３０７で所定の角度に反射されて照明装置３から出射される。
【００７８】
一方、偏光変換スイッチ３０４がＯＮの場合、光線は、偏光がｐ偏光からｓ偏光に変換されて偏光変換スイッチ３０４から出射され、偏光ビームスプリッタ３０５に入射される。この光線は、偏光ビームスプリッタ３０５で所定の角度に反射されて、波長Ｂの光線を反射し、その他の波長の光線を透過するダイクロイックミラー３１１に入射される。ダイクロイックミラー３１１に入射された光線は、波長Ａの光線なので、ダイクロイックミラー３１１を透過して蛍光体ホイール部３１０に入射され、集光素子３３０を介して蛍光体３３１に照射される。
【００７９】
このように、偏光変換スイッチ３０４と偏光ビームスプリッタ３０５との組み合わせは、光線を蛍光体３３１に導く状態と、当該蛍光体３３１に導かない状態とを備える。
【００８０】
蛍光体ホイール部３１０は、上述の蛍光体ホイール部２０７などと略同一の構成を有し、反射部材で構成された円盤状の基板３３２に対して蛍光体３３１がリング状に形成され、基板３３２の中心部を回転中心として駆動部３３３で以て回転駆動される。蛍光体３３１は、上述した蛍光体１２１に対応するもので、波長Ａの光に励起されて、例えば赤色となる６２０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の波長Ｂの光を発光する。波長Ｂの光は、反射部材で構成される基板３３２で反射され、集光素子３３０を介してダイクロイックミラー３１１に入射される。そして、ダイクロイックミラー３１１により所定の角度で反射され、さらにダイクロイックミラー３０７を透過して、照明装置３から出射される。
【００８１】
上述した偏光変換スイッチ３０２がＯＮの場合、光線は、偏光がｐ偏光からｓ偏光に変換されて偏光変換スイッチ３０２から出射され、偏光ビームスプリッタ３０３に入射される。この光線は、偏光ビームスプリッタ３０３で所定の角度に反射されて、波長Ｃの光線を反射し、その他の波長の光線を透過するダイクロイックミラー３０９に入射される。ダイクロイックミラー３０９に入射された光線は、波長Ａの光線なので、ダイクロイックミラー３０９を透過して蛍光体ホイール部３０８に入射され、集光素子３２０を介して蛍光体３２１に照射される。
【００８２】
このように、偏光変換スイッチ３０２と偏光ビームスプリッタ３０３との組み合わせは、光線を蛍光体３２１に導く状態と、当該蛍光体３２１に導かない状態とを備える。
【００８３】
蛍光体ホイール部３０８は、上述の蛍光体ホイール部３１０と略同一の構成を有し、反射部材で構成された円盤状の基板３２２に対して蛍光体３２１がリング状に形成され、基板３２２の中央部を回転中心として駆動部３２３で似て回転駆動される。蛍光体ホイール部３０８の蛍光体３２１は、波長Ａの光に励起されて、例えば緑色となる４９５ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲である波長Ｃの光を発光する。この光源３００からの波長Ａの光に励起されて発光した、波長Ｃの光は、基板３２２に反射され、集光素子３２０を介してダイクロイックミラー３０９に入射される。そして、ダイクロイックミラー３０９により所定の角度で反射され、さらにダイクロイックミラー３１１および３０７を透過して、照明装置３から出射される。
【００８４】
図１１は、本第３の実施形態の照明装置３における、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す。図１１では、図１１（ａ）に示されるように、画像データの第ｎフレーム目において、ＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成され、これら光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎを画像生成部１４４に照射させる例について示している。
【００８５】
なお、図１１において、便宜上、光源３００を単に光源とし、偏光変換スイッチ３０２および３０４を、それぞれ偏光変換スイッチ＃１および偏光変換スイッチ＃２として示している。また、光源（光源３００）は、ｐ偏光の光線を出射し、偏光変換スイッチ３０２および３０４は、それぞれＯＮでｐ偏光をｓ偏光に変換して出射させ、ＯＦＦでｐ偏光をそのまま透過させる。
【００８６】
図１１（ｂ）に示されるように、光源は、光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎの生成期間ａ、ｂおよびｃの全てにおいて点灯される（ＯＮ）。一方、偏光変換スイッチ＃１および＃２は、光束Ｒｎを生成する期間ａでは、偏光変換スイッチ＃１および＃２をそれぞれＯＦＦおよびＯＮに制御する。また、光束Ｇｎを生成する期間ｂでは、偏光変換スイッチ＃１をＯＮに制御し、偏光変換スイッチ＃２は任意とする。さらに、光束Ｂｎを生成する期間ｃでは、偏光変換スイッチ＃１および＃２を共にＯＦＦに制御する。
【００８７】
このように制御を行うことで、１フレーム内にＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成され画像形成部１４４に照射されているため、フルカラーの投射が可能であると共に、白色の投射を行うことができる。また、ＲＧＢ各色の出射期間ａ、ｂおよびｃを調整することにより、色味を変化させることも可能である。例えば、１フレーム期間内において期間ａの割合を増やすことで、投射画像において赤味を強くすることができる。また、ＲＧＢ各色の出射期間ａ、ｂおよびｃを適当に調整することで、色温度を変えることも可能である。
【００８８】
なお、本第３の実施形態による照明装置３は、第１の実施形態による照明装置１と同様にして投射装置１０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００８９】
このように、本第３の実施形態では、蛍光体ホイール部３０８および３１０で用いる基板３２２および３３２を反射部材により構成している。そのため、例えば蛍光体３２１に照射される光線と、蛍光体３２１から出射される光線とで光路を一部重複することができるので、照明装置３のスペースを有効活用でき、照明装置３のサイズの小型化が可能である。また、１の光源３００のみを用いてＲＧＢ各色を得ているので、照明装置３のサイズをさらに小型化することができると共に、コストおよび消費電力を削減することができる。
【００９０】
（第３の実施形態の変形例）
次に、本第３の実施形態の変形例について説明する。本第３の実施形態の変形例は、上述の第２の実施形態の変形例と同様に、第３の実施形態の構成において、１の波長の光でそれぞれ異なる波長の光を発光する第１の蛍光体および第２の蛍光体を、１の基板上に形成する。
【００９１】
本第３の実施形態の変形例に適用可能な、第１の蛍光体および第２の蛍光体が形成される基板は、図８を用いて説明した基板５００と同様の構成を有する。すなわち、波長Ａの光に励起されて波長Ｃの光を発光する蛍光体３２１と、波長Ａの光に励起されて波長Ｂの光を発光する蛍光体３３１とが、反射部材からなる基板５００上に、それぞれ所定幅の帯状で同心円上にそれぞれ形成される。ここでは、蛍光体３２１が蛍光体３３１に対して外側に形成されるものとする。
【００９２】
図１２は、本第３の実施形態の変形例に係る照明装置３’の一例の構成を示す。なお、図１２において、上述の図１０と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。蛍光体ホイール部５２０は、蛍光体３２１および３３１が共に形成された基板５００と、回転中心５０３で基板５００を回転駆動する駆動部５１１とを有する。また、基板５００は、集光素子３２０から出射された光が蛍光体３２１に照射されると共に、集光素子３３０から出射された光が蛍光体３３１に照射されるように配置される。
【００９３】
このように構成することで、偏光ビームスプリッタ３０３で反射された波長Ａの光がダイクロイックミラー３０９および集光素子３２０を介して基板５００上に形成された蛍光体３２１に照射される。蛍光体３２１において、波長Ａの光線に励起されて波長Ｃの光が発光され、この波長Ｃの光が基板５００で反射されて集光素子３２０を介してダイクロイックミラー３０９に入射および反射され、さらにダイクロイックミラー３１１および３０７を透過して照明装置３’から出射される。
【００９４】
同様に、偏光ビームスプリッタ３０５で反射された波長Ａの光は、ダイクロイックミラー３１１および集光素子３３０を介して基板５００上に形成された蛍光体３３１に照射される。蛍光体３３１において、この波長Ａの光に励起されて波長Ｂの光が発光され、この波長Ｂの光が基板５００で反射されて集光素子３３０を介してダイクロイックミラー３１１に入射および反射され、さらにダイクロイックミラー３０７を透過して照明装置３’から出射される。
【００９５】
なお、本第３の実施形態の変形例による照明装置３’は、第１の実施形態による照明装置１と同様にして投射装置１０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの関係も、図１１を用いて説明した制御と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００９６】
本第３の実施形態の変形例によれば、蛍光体が形成される基板と、当該基板を駆動する駆動部とがそれぞれ１つで済むため、上述の第３の実施形態に対して、さらにコストおよび消費電力の削減が可能である。
【００９７】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。上述の第１の実施形態では、光路選択手段として偏光変換スイッチ１０２と偏光ビームスプリッタ１０３とを用いた。これに対して、本第４の実施形態では、図１３に示されるような、回転軸４０２を中心に回転し、半径で区切られた一方の領域が光を透過する透過領域４１０、他方の領域が光を反射する反射領域４１１とされた部材である反射／透過ホイール４００を用いる。この反射／透過ホイール４００を所定の角度で以て光線の光路上におき、各色の画像データに同期して反射／透過ホイール４００を回転させることで、光線の光路を色毎に選択することができる。
【００９８】
なお、図１３では、反射／透過ホイール４００において、反射領域４１１が回転軸４０２に対して略４５°の角度範囲で形成されているが、これはこの例に限定されない。
【００９９】
図１４は、本第４の実施形態による照明装置４の一例の構成を示す。なお、図１４において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。このように、照明装置４では、図１に示した照明装置１における偏光変換スイッチ１０２および偏光ビームスプリッタ１０３の代わりに反射／透過ホイール４００を設ける。
【０１００】
反射／透過ホイール４００は、駆動部４０１より、回転軸４０２を中心に回転される。また、反射／透過ホイール４００は、光源１００から出射された波長Ａの光線の光路上に設けられ、透過領域４１０が当該光路上にあるときには、当該光線を透過し、反射領域４１１が当該光路上にあるときには、反射／透過ホイール４００の角度に応じた反射角で、当該光線を反射する。
【０１０１】
先ず、光源１００から出射された波長Ａの光線の光路上に透過領域４１０が在る場合の、当該光線の光路について説明する。この場合、当該光線は、カップリングレンズ１０１を介して反射／透過ホイール４００に入射される。入射された当該光線は、反射／透過ホイール４００の透過領域４１０を透過し、蛍光体ホイール部１０４に入射される。
【０１０２】
蛍光体ホイール部１０４に入射された波長Ａの光は、集光素子１２０で集光され、駆動部１２３により回転される蛍光体１２１を照射する。蛍光体１２１は、図３を用いて説明したように、透明部材からなる円盤状の基板１２２に対してリング状に形成され、波長Ａより長波長の波長Ｂの光を発光する。この波長Ｂの光は、基板１２２を透過して集光素子１２４を介して蛍光体ホイール部１０４から出射される。蛍光体ホイール部１０４から出射された波長Ｂの光は、ミラー１０５およびダイクロイックミラー１０６で所定に反射されて、照明装置４から射出される。
【０１０３】
次に、光源１００から出射された波長Ａの光線の光路上に反射領域４１１が在る場合の、当該構成の光路について説明する。光源１００から出射された波長Ａの光線は、カップリングレンズ１０１を介して反射／透過ホイール４００に入射される。入射された当該光線は、反射／透過ホイール４００の反射領域４１１で反射され、蛍光体ホイール部１０４と略同一の構成を有する蛍光体ホイール部１０７に入射される。
【０１０４】
蛍光体ホイール部１０７に入射された波長Ａの光線は、集光素子１３０を介して蛍光体１３１に照射される。蛍光体１３１は、波長Ａの光により、波長Ａよりも長波長の波長Ｃの光を発光する。この波長Ｃの光は、基板１３２を透過して集光素子１３４を介して蛍光体ホイール部１０７から出射される。蛍光体ホイール部１０７から出射された波長Ｃの光は、ダイクロイックミラー１０８で所定に反射され、さらにダイクロイックミラー１０６を介して、この照明装置４から出射される。
【０１０５】
なお、光源１０９から出射される波長Ａの光線は、ダイクロイックミラー１０８および１０６を透過して、この照明装置４から出射される。
【０１０６】
以上のように、反射／透過ホイール４００は、光線を蛍光体１２１に導く状態と導かない状態とを備える。また、蛍光体１３１側から見れば、偏光変換スイッチ１０２と偏光ビームスプリッタ１０３との組み合わせは、光線を蛍光体１３１に導く状態と導かない状態とを備えるともいえる。したがって、反射／透過ホイール４００を用いて、光源１００から出射された波長Ａの光線の光路を２方向に選択し、波長Ｂおよび波長Ｃの光を得ることができる。
【０１０７】
ここで、図１３を参照し、反射／透過ホイール４００において、透過領域４１０は、開口部とすることができる。これにより、透過領域の形成のために部材を用意する必要が無いため、装置コストを抑えることができる。勿論、反射／透過ホイール４００は、透明部材に対して反射領域４１１を形成したものでもよい。
【０１０８】
また、光源１００としてレーザダイオードのようなレーザ光源を用いる場合には、反射／透過ホイール４００の透過領域４１０を拡散板を用いて構成することが考えられる。この場合、光源１００から出射されたレーザ光が当該透過領域４１０を透過する際に、当該レーザ光によるスペックルが抑制される効果が得られる。
【０１０９】
なお、図１４の例では、反射／透過ホイール４００を、光源１００から照射される光線の進行方向に対して４５°の角度で配置しているように示したが、これはこの例に限定されない。すなわち、反射／透過ホイール４００は、回転させることで光源１００から出射される光線の光路を蛍光体ホイール部１０４および１０７との間で切り替えられるならば、どのような角度で配置してもよい。したがって、照明装置４のレイアウトの自由度が向上される。
【０１１０】
なお、上述では、反射／透過ホイール４００が回転することで、透過領域４１０および反射領域４１１が切り替わるように説明したが、これはこの例に限定されない。例えば、振動運動など直線的な運動で透過領域４１０および反射領域４１１が切り替わるようにしてもよい。
【０１１１】
（第４の実施例の適用例）
図１５は、図１４の照明装置４を用いた投射装置２０の一例の構成を示す。なお、図１５において、図４および図１４と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。投射装置２０に組み込まれている照明装置４において、光源１００および１０９から出射された波長Ａの光線の光路は、図１４を用いて説明した光路と同一である。また、照明装置４から出射された波長Ａ、ＢおよびＣの光線の光束の光路は、図４を用いて説明した光路と同一であるので、これらの光路の説明は、省略する。
【０１１２】
図１５に例示されるように、反射／透過ホイール４００を回転させる駆動部４０１は、制御部１５０により駆動制御される。すなわち、制御部１５０は、パーソナルコンピュータなどから取り込んだ画像データに基づき画像生成部１４４の駆動制御を行うと共に、光源１００および１０９、ならびに、駆動部４０１の制御を行う。
【０１１３】
図１６−１は、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す。この図１６−１は、上述した図５に対応するものである。図１６−１では、図１６−１（ａ）に示されるように、画像データの第ｎフレーム目において、ＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成され、これら光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎを画像生成部１４４に照射させる例について示している。
【０１１４】
図１６−１（ｂ）に示されるように、制御部１５０は、光束Ｒｎを生成する期間ａでは、光源＃１を点灯させ（ＯＮ）、光源＃２を消灯させる（ＯＦＦ）。それと共に、反射／透過ホイール４００の透過領域４１０が光源＃１（光源１００）からの波長Ａの光線の光路上に在るように、駆動部４０１を駆動制御する。また、制御部１５０は、光束Ｇｎを生成する期間ｂでは、光源＃１を点灯させ（ＯＮ）、光源＃２を消灯させる（ＯＦＦ）。それと共に、反射／透過ホイール４００の反射領域４１１が光源＃１からの波長Ａの光線の光路上に在るように、駆動部４０１を駆動制御する。さらに、光束Ｂｎを生成する期間ｃでは、光源＃１を消灯させ（ＯＦＦ）。光源＃２を点灯させる（ＯＮ）。この場合、反射／透過ホイール４００に光線が照射されないため、光源＃１からの波長Ａの光線の光路上に透過領域４１０および反射領域４１１の何れがあっても構わない。
【０１１５】
このように制御を行うことで、１フレーム内にＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成され画像形成部１４４に照射され、フルカラーの投射が可能であると共に、白色の投射を行うことができる。また、ＲＧＢ各色の出射期間ａ、ｂおよびｃを調整することにより、色味を変化させることも可能である。例えば、１フレーム期間内において期間ａの割合を増やすことで、投射画像において赤味を強くすることができる。また例えば、ＲＧＢ各色の出射期間ａ、ｂおよびｃを適当に調整することで、色温度を変えることも可能である。
【０１１６】
また、上述した第１の実施形態の変形例で説明した、光源１００および１０９を同時に点灯させる例は、本第４の実施形態にも適用できる。すなわち、図１６−２（ａ）および図１６−２（ｂ）に例示されるように、光源＃２（光源１０９）が点灯している期間を２の期間ｃ1および期間ｃ2に分け、例えば期間ｃ1において、光源＃１を同時に点灯させる。
【０１１７】
このとき、光源＃１からの波長Ａの光線の光路上に透過領域４１０があるように、駆動部４０１を駆動する。波長Ａの光線は、蛍光体ホイール部１０４に入射され蛍光体１２１を波長Ｂで発光させる。この波長Ｂの光は、ミラー１０５で反射され、さらにダイクロイックミラー１０６で反射される。同時に、光源＃２から出射された波長Ａの光線がダイクロイックミラー１０８および１０６を介して出射される。したがって、波長Ｂの光線と波長Ａの光線とが同時に出射され、赤色と青色とが混合された色（マゼンタ）を得ることができ、より明るい投射画像を得ることができる。
【０１１８】
同様に、光源＃１からの波長Ａの光線の光路上に反射領域４１１があるように、駆動部４０１を駆動した場合は、反射／透過ホイール４００で反射された波長Ａの光線が蛍光体ホイール部１０７に入射され、蛍光体１３１を波長Ｃで発光させる。この波長Ｃの光線が、光源＃２から出射された波長Ａの光線と共に、ダイクロイックミラー１０６から出射される。したがって、波長Ｃの光線と波長Ａの光線とが同時に出射され、青色と緑色が混合された色（シアン）を得ることができ、より明るい投射画像を得ることが可能となる。
【０１１９】
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。図１７は、本第５の実施形態に係る照明装置５の一例の構成を示す。なお、図１７において、上述した図７と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１２０】
本第５の実施形態は、上述した第２の実施形態に対応し、蛍光体が形成される基板が反射部材とされた蛍光体ホイール部２０５および２０７を有すると共に、図７に示した第２の実施形態による照明装置２における偏光変換スイッチ２０２および偏光ビームスプリッタ２０３が、反射／透過ホイール４００に置き換えられている。
【０１２１】
照明装置５における光路について説明する。光源２００から射出された例えば青色である波長Ａの光線の光路上に、反射／透過ホイール４００の透過領域４１０が在る場合、当該光線は、反射／透過ホイール４００を透過してミラー２０４に照射される。そして、当該光線は、ミラー２０４で所定の角度で反射され、波長Ｂの光を反射し他の波長の光を透過するダイクロイックミラー２０８を透過して蛍光体ホイール部２０７に入射される。
【０１２２】
蛍光体ホイール部２０７に入射された波長Ａの光線は、集光素子２３０を介して蛍光体２３１に照射される。蛍光体２３１は、波長Ａの光線に励起されて、波長Ａより長波長の波長Ｂ（例えば赤色）の光を発光する。この波長Ｂの光は、基板２３２により反射され集光素子２３０を介してダイクロイックミラー２０８に照射され、所定の角度に反射されて照明装置５から出射される。
【０１２３】
一方、光源２００から射出された波長Ａの光線の光路上に、反射／透過ホイール４００の反射領域４１１が在る場合、当該光線は、反射／透過ホイール４００で所定の角度に反射され、波長Ｃの光を反射し他の波長の光を透過するダイクロイックミラー２０６を透過し、蛍光体ホイール部２０５に入射される。
【０１２４】
蛍光体ホイール部２０５に入射された波長Ａの光線は、集光素子２２０を介して蛍光体２２１に照射される。蛍光体２２１は、波長Ａの光線に励起されて、波長Ａより長波長の波長Ｃ（例えば緑色）の光を発光する。この波長Ｃの光は、基板２２４により反射され集光素子２２０を介してダイクロイックミラー２０６に照射され、所定の角度に反射され、さらにダイクロイックミラー２０８を透過して照明装置５から出射される。
【０１２５】
光源２０９から出射される波長Ａの光線は、カップリングレンズ２１０、ダイクロイックミラー２０８および２０６を透過して、この照明装置５から出射される。
【０１２６】
このように、反射／透過ホイール４００は、光線を蛍光体２２１に導く状態と導かない状態とを備える。また、蛍光体２３１側から見れば、反射／透過ホイール４００は、光線を蛍光体２３１に導く状態と導かない状態とを備えるともいえる。
【０１２７】
なお、本第５の実施形態による照明装置５は、第４の実施形態による照明装置４と同様にして投射装置２０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの関係も、図１６−１および図１６−２を用いて説明した制御と同様に適用できる。
【０１２８】
上述のように、本第５の実施形態では、蛍光体ホイール部２０５および２０７で用いる基板２２４および２３２を、反射部材により構成している。そのため、例えば蛍光体２２１に照射される光線と、蛍光体２２１から出射される光線とで光路を一部重複することができるので、照明装置５のスペースを有効活用でき、照明装置５のサイズの小型化が可能である。
【０１２９】
（第５の実施形態の変形例）
次に、本第５の実施形態の変形例について説明する。本第５の実施形態の変形例は、上述の第２の実施形態の変形例などと同様に、第５の実施形態の構成において、１の波長の光でそれぞれ異なる波長の光を発光する第１の蛍光体および第２の蛍光体を、１の基板上に形成する。
【０１３０】
図１８は、本第５の実施形態の変形例に係る照明装置５’の一例の構成を示す。なお、図１８において、上述の図１７と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。蛍光体ホイール部５１０は、図８を用いて説明した、蛍光体２２１および２３１が共に形成された基板５００と、回転中心５０３で基板５００を回転駆動する駆動部５１１とを有する。また、基板５００は、集光素子２２０から出射された光が蛍光体２２１に照射されると共に、集光素子２３０から出射された光が蛍光体２３１に照射されるように配置される。
【０１３１】
このように構成することで、反射／透過ホイール４００で反射された波長Ａの光がダイクロイックミラー２０６および集光素子２２０を介して基板５００上に形成された蛍光体２２１に照射される。蛍光体２２１において、波長Ａの光線に励起されて波長Ｃの光が発光され、この波長Ｃの光が基板５００で反射されて集光素子２２０を介してダイクロイックミラー２０６に入射および反射され、さらにダイクロイックミラー２０８を透過して照明装置５’から出射される。
【０１３２】
同様に、ミラー２０４で反射された波長Ａの光は、ダイクロイックミラー２０８および集光素子２３０を介して基板５００上に形成された蛍光体２３１に照射される。蛍光体２３１において、波長Ａの光に励起されて波長Ｂの光が発光され、この波長Ｂの光が基板５００で反射されて集光素子２３０を介してダイクロイックミラー２０８に入射および反射されて、照明装置５’から出射される。
【０１３３】
なお、本第５の実施形態の変形例による照明装置５’は、第４の実施形態による照明装置４と同様にして投射装置２０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの関係も、図１６−１および図１６−２を用いて説明した制御と同様に適用できる。
【０１３４】
本第５の実施形態の変形例によれば、蛍光体が形成される基板と、当該基板を駆動する駆動部とがそれぞれ１つで済むため、上述の第５の実施形態に対して、さらにコストおよび消費電力の削減が可能である。
【０１３５】
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。図１９は、本第６の実施形態に係る照明装置６の一例の構成を示す。なお、図１９において、上述した図１７と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。本第６の実施形態は、１の光源３００のみを用いて、ＲＧＢ各色の光束を得るようにしたものである。
【０１３６】
本第６の実施形態は、上述した第３の実施形態に対応し、蛍光体が形成される基板が反射部材とされた蛍光体ホイール部３０８および３１０を有すると共に、図１０に示した第３の実施形態による照明装置２における偏光変換スイッチ３０２および偏光ビームスプリッタ３０３、ならびに、偏光変換スイッチ３０４および偏光ビームスプリッタ３０５が、それぞれ反射／透過ホイール４００Ａおよび４００Ｂに置き換えられている。
【０１３７】
なお、反射／透過ホイール４００Ａおよび４００Ｂの構成は、上述の反射／透過ホイール４００と同一である。すなわち、反射／透過ホイール４００Ａは、駆動部４０１Ａにより、回転軸４０２Ａを中心として回転される。同様に、反射／透過ホイール４００Ｂは、駆動部４０１Ｂにより、回転軸４０２Ｂを中心として回転される。
【０１３８】
照明装置６の光路について説明する。第１に、光源３００から射出された例えば青色である波長Ａの光線の光路上に、反射／透過ホイール４００Ａの反射領域４１１が在る場合について説明する。この場合、当該光線は、反射／透過ホイール４００Ａで所定の角度で反射され、例えば緑色である波長Ｃの光を反射し他の波長の光を透過するダイクロイックミラー３０９を透過して蛍光体ホイール部３０８に入射される。蛍光体ホイール部３０８において、波長Ａの光線に励起されて波長Ｃの光が発光される。この波長Ｃの光線は、蛍光体ホイール部３０８から出射され、ダイクロイックミラー３０９により反射され、波長Ｂの光を反射し他の波長の光を透過するダイクロイックミラー３１１を透過し、さらにまた、波長Ａの光を反射し他の波長の光を透過するダイクロイックミラー３０７を透過して、照明装置６から出射される。
【０１３９】
第２に、光源３００から射出された波長Ａの光線の光路上に、反射／透過ホイール４００Ａの透明領域４１０があると共に、反射／透過ホイール４００Ｂの反射領域４１１が在る場合について説明する。この場合、当該光線は、反射／透過ホイール４００Ａを透過して反射／透過ホイール４００Ｂに照射され、反射／透過ホイール４００Ｂで所定の角度で反射される。反射／透過ホイール４００Ｂで反射された波長Ａの光線は、波長Ｂの光を反射し、他の波長の光を透過するダイクロイックミラー３１１を介して蛍光体ホイール部３１０に入射される。蛍光体ホイール部３１０において、波長Ａの光線に励起されて例えば赤色である波長Ｂの光が発光される。この波長Ｂの光線は、蛍光体ホイール部３１０から出射され、ダイクロイックミラー３１１により反射され、ダイクロイックミラー３０７を透過して、照明装置６から出射される。
【０１４０】
第３に、光源３００から射出された波長Ａの光線の光路上に、反射／透過ホイール４００Ａの透明領域４１０と、反射／透過ホイール４００Ｂの透明領域４１０が在る場合について説明する。この場合、当該光線は、反射／透過ホイール４００Ａおよび４００Ｂを透過してミラー３０６に照射される。そして、ミラー３０６で所定の角度で反射されて、さらに、ダイクロイックミラー３０７で所定の角度で反射されて、照明装置６から出射される。
【０１４１】
このように、反射／透過ホイール４００Ａは、光線を蛍光体３２１に導く状態と導かない場合とを備える。また、反射／透過ホイール４００Ｂは、光線を蛍光体３３１に導く状態と導かない場合とを備える。
【０１４２】
図２０は、本第６の実施形態の照明装置６における、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す。図２０では、図２０（ａ）に示されるように、画像データの第ｎフレーム目において、ＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成され、これら光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎを画像生成部１４４に照射させる例について示している。
【０１４３】
なお、図２０において、便宜上、光源３００を単に光源とし、反射／透過ホイール４００Ａおよび４００Ｂを、反射／透過ホイール＃１および反射／透過ホイール＃２として示している。また、光源３００から出射された光線の光路上に反射／透過ホイール＃１または＃２の透過領域４１０が在る場合を「透過」、反射領域４１１が在る場合を「反射」として、それぞれ示している。
【０１４４】
図２０（ｂ）に示されるように、光源は、光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎの生成期間ａ、ｂおよびｃの全てにおいて点灯される（ＯＮ）。一方、反射／透過ホイール＃１および＃２は、光束Ｒｎを生成する期間ａでは、反射／透過ホイール＃１および＃２をそれぞれ透過および反射に制御する。また、光束Ｇｎを生成する期間ｂでは、反射／透過ホイール＃１を反射に制御し、反射／透過ホイール＃２は任意とする。さらに、光束Ｂｎを生成する期間ｃでは、反射／透過ホイール＃１および＃２を共に透過に制御する。
【０１４５】
このように制御を行うことで、１フレーム内にＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成され画像形成部１４４に照射されているため、フルカラーの投射が可能であると共に、白色の投射を行うことができる。また、ＲＧＢ各色の出射期間ａ、ｂおよびｃを調整することにより、色味を変化させることも可能である。例えば、１フレーム期間内において期間ａの割合を増やすことで、投射画像において赤味を強くすることができる。また、ＲＧＢ各色の出射期間ａ、ｂおよびｃを適当に調整することで、色温度を変えることも可能である。
【０１４６】
なお、本第６の実施形態による照明装置６は、第４の実施形態による照明装置４と同様にして投射装置２０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１４７】
このように、本第６の実施形態では、蛍光体ホイール部３０８および３１０で用いる基板３２２および３３２を反射部材により構成している。そのため、例えば蛍光体３２１に照射される光線と、蛍光体３２１から出射される光線とで光路を一部重複することができるので、照明装置６のスペースを有効活用でき、照明装置６のサイズの小型化が可能である。また、１の光源３００のみを用いてＲＧＢ各色を得ているので、照明装置６のサイズをさらに小型化することができると共に、コストおよび消費電力を削減することができる。
【０１４８】
（第６の実施形態の変形例）
次に、本第６の実施形態の変形例について説明する。本第６の実施形態の変形例は、上述の第２の実施形態の変形例などと同様に、第６の実施形態の構成において、１の波長の光でそれぞれ異なる波長の光を発光する第１の蛍光体および第２の蛍光体を、１の基板上に形成する。
【０１４９】
本第６の実施形態の変形例に適用可能な、第１の蛍光体および第２の蛍光体が形成される基板は、上述した第３の実施形態の変形例で説明した基板５００と同等であるので、ここでの詳細な説明を省略する。
【０１５０】
図２１は、本第６の実施形態の変形例に係る照明装置６’の一例の構成を示す。なお、図２１において、上述の図１９と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。蛍光体ホイール部５２０は、上述した第３の実施形態の変形例で説明した蛍光体ホイール部５２０と同等であるので、ここでの詳細な説明を省略する。
【０１５１】
このように構成することで、反射／透過ホイール４００Ａで反射された波長Ａの光がダイクロイックミラー３０９および集光素子３２０を介して基板５００上に形成された蛍光体３２１に照射される。蛍光体３２１において、波長Ａの光線に励起されて波長Ｃの光が発光され、この波長Ｃの光が基板５００で反射されて集光素子２２０を介してダイクロイックミラー３０９に入射および反射され、さらにダイクロイックミラー３１１および３０７を介して照明装置６’から出射される。
【０１５２】
同様に、反射／透過ホイール４００Ｂで反射された波長Ａの光は、ダイクロイックミラー３１１および集光素子３３０を介して基板５００上に形成された蛍光体３３１に照射される。蛍光体３３１において、この波長Ａの光に励起されて波長Ｂの光が発光され、この波長Ｂの光が基板５００で反射されて集光素子３３０を介してダイクロイックミラー３１１に入射および反射され、さらにダイクロイックミラー３０７を介して照明装置６’から出射される。
【０１５３】
なお、本第６の実施形態の変形例による照明装置６’は、第４の実施形態による照明装置４と同様にして投射装置２０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。また、ＲＧＢ各色の出射光を得るための制御については、図２０を用いて説明した第６の実施形態の場合と同等なので、ここでの説明を省略する。
【０１５４】
本第６の実施形態の変形例によれば、蛍光体が形成される基板と、当該基板を駆動する駆動部とがそれぞれ１つで済むため、上述の第６の実施形態に対して、さらにコストおよび消費電力の削減が可能である。
【０１５５】
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。図２２は、本第７の実施形態に係る照明装置７の一例の構成を示す。なお、図２２において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。本第７の実施形態は、反射／透過ホイール４００の入射光路および出射光路に対して、それぞれ集光素子４２０と、カップリングレンズ４２１および４２２とを設けた例である。
【０１５６】
なお、照明装置７において、各光源１００および１０９から出射された光線の光路は、反射／透過ホイール４００の入射側で集光素子４２０を透過し、出射側でカップリングレンズ４２１または４２２を透過する以外は上述した第１の実施形態と何ら変わるところがないので、ここでの詳細な説明を省略する。また、反射／透過ホイール４００の制御についても、第１の実施形態と同一なので、ここでの説明を省略する。
【０１５７】
図２３を用いて、第７の実施形態についてより詳細に説明する。図２３は、本第７の実施形態による、反射／透過ホイール４００周辺の構成の例を、より詳細に示す。なお、図２３は、照明装置７のうち本第７の実施形態に関わり合いの深い部分を示し、その他の部分を省略している。
【０１５８】
光源１００から出射された光線は、カップリングレンズ１０１で平行光束とされ、集光素子４２０により集光される。この光線の集光点に、反射／透過ホイール４００を配置する。集光点に配置された反射／透過ホイール４００から反射または透過された光線は、カップリングレンズ４２１または４２２で平行光束とされ、蛍光体ホイール部１０７または１０４に入射される。
【０１５９】
図２４は、反射／透過ホイール４００に照射される光線の様子を示す。集光素子４２０を用いない場合、スポット４３０として示されるように、光線は、ある広がりを以て反射／透過ホイール４００に照射される。一方、集光素子４２０を用い、集光点に反射／透過ホイール４００を配置した場合、スポット４３１として示されるように、スポット４３０に対してより小さいスポット径で以て、反射／透過ホイール４００に照射される。これにより、光線が反射領域４１１と透過領域４１０との境界部分を通過する時間、すなわち、Ｒ色とＧ色との切替時間を短縮でき、投射光における色純度が向上される。
【０１６０】
なお、ここでは、本第７の実施形態による、反射／透過ホイール４００に対して集光素子４２０と、カップリングレンズ４２１および４２２とを配置する構成を、第４の実施形態による照明装置４に対して適用したが、これはこの例に限定されない。すなわち、本第７の実施形態は、上述した第５の実施形態による照明装置５や、第６の実施形態による照明装置６に対しても、同様に適用することができる。
【０１６１】
なお、本第７の実施形態による照明装置７は、第４の実施形態による照明装置４と同様にして投射装置２０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１６２】
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態について説明する。上述の第１〜第７の実施形態による照明装置１〜７は、光源を複数有している場合であっても、その複数の光源が同一の波長の光線を射出していた。これに対して、本第８の実施形態では、２の光源が互いに異なる波長の光線を射出する。
【０１６３】
図２５は、本第８の実施形態による照明装置８の一例の構成を示す。なお、図２５において、上述した図１７と共通する部分には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。照明装置８は、光源２００および４４０、カップリングレンズ２０１および４４１、ミラー２０４、ダイクロイックミラー２０８および４４２、反射／透過ホイール４００、ならびに、蛍光体ホイール部２０７を有する。
【０１６４】
光源２００は、例えば青色である波長Ａの光線を射出する。一方、光源４４０は、波長Ａとは異なる波長、例えば赤色である波長Ｃの光線を射出する。また、ダイクロイックミラー４４２は、波長Ａの光を反射し、他の波長の光を透過させる。ダイクロイックミラー２０８は、例えば赤色である波長Ｂの光を反射させ、他の波長の光を透過させる。
【０１６５】
先ず、光源２００から出射される波長Ａの光線の光路について説明する。当該光線の光路上に、反射／透過ホイール４００の反射領域４１１が在る場合、当該光線は、カップリングレンズ２０１を介して反射／透過ホイール４００に入射され、所定の角度で反射される。反射／透過ホイール４００で反射され出射された波長Ａの光線は、ダイクロイックミラー４４２で所定の角度で反射され、さらにダイクロイックミラー２０８を透過して照明装置８から出射される。
【０１６６】
光源２００から出射される波長Ａの光線の光路上に、反射／透過ホイール４００の透過領域４１０が在る場合、当該光線は、カップリングレンズ２０１を介して反射／透過ホイール４００に入射され、反射／透過ホイール４００を透過してミラー２０４に照射される。当該光線は、ミラー２０４で所定の角度で反射され、ダイクロイックミラー２０８を透過して蛍光体ホイール部２０７に入射される。
【０１６７】
蛍光体ホイール部２０７に入射された波長Ａの光線は、集光素子２３０を介して蛍光体２３１に照射される。蛍光体２３１は、波長Ａの光線に励起されて、波長Ａより長波長の波長Ｂの光を発光する。この波長Ｂの光は、基板２３２により反射され集光素子２３０を介してダイクロイックミラー２０８に照射され、所定の角度に反射されて照明装置８から出射される。
【０１６８】
光源４４０から出射される波長Ｃの光線は、カップリングレンズ４４１を介してダイクロイックミラー４４２に入射される。当該光線は、ダイクロイックミラー４４２を透過し、さらに、ダイクロイックミラー２０８を透過して、照明装置８から出射される。
【０１６９】
この第８の実施形態においても、反射／透過ホイール４００は、光線を蛍光体２３１に導く状態と導かない状態とを備える。
【０１７０】
図２６は、第８の実施形態による照明装置８を用いて各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す。この照明装置８では、光源４４０が光源２００と異なる色（この例ではＲ色）の光線を出射するため、Ｒ色およびＢ色との同時出射、ならびに、Ｒ色およびＧ色との同時出射が可能となる。
【０１７１】
図２６では図２６（ａ）に示されるように、画像データの第ｎフレーム目において、ＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成されると共に、Ｒ色およびＧ色との同時出射によるイエローの光束Ｙｎと、Ｒ色とＢ色との同時出射によるマゼンタの光束Ｍｎとを生成し、これら光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎ、ならびに、光束ＹｎおよびＭｎを画像生成部１４４に照射させる例について示している。
【０１７２】
図２６（ｂ）に示されるように、制御部１５０は、光束Ｒｎを生成する期間ａでは、光源＃１（光源２００）を消灯させ（ＯＦＦ）、光源＃２（光源４４０）を点灯させる（ＯＮ）。光源＃１が消灯されているため、反射／透過ホイール４００の状態は任意である。すなわち、光源＃１からの波長Ａの光線の光路上に透過領域４１０および反射領域４１１の何れがあっても構わない。
【０１７３】
制御部１５０は、光束Ｇｎを生成する期間ｂでは、光源＃１を点灯させ（ＯＮ）、光源＃２を消灯させる（ＯＦＦ）。それと共に、反射／透過ホイール４００の透過領域４１０が光源＃１からの波長Ａの光線の光路上に在るように、駆動部４０１を駆動制御する。また、制御部１５０は、光束Ｂｎを生成する期間ｃでは、光源＃１を点灯させ（ＯＮ）、光源＃２を消灯させる（ＯＦＦ）。それと共に、反射／透過ホイール４００の反射領域４１１が光源＃１からの波長Ａの光線の光路上に在るように、駆動部４０１を駆動制御する。
【０１７４】
さらに、光束Ｙｎを生成する期間ｄでは、光源＃１および光源＃２を共に点灯させる（ＯＮ）。それと共に、反射／透過ホイール４００の透過領域４１０が光源＃１からの波長Ａの光線の光路上に在るように、駆動部４０１を駆動制御する。
【０１７５】
これにより、光源＃２による波長Ｃの光線がダイクロイックミラー４４２および２０８を透過して照明装置８から出射される。それと共に、光源＃１による波長Ａの光線が反射／透過ホイール４００を透過され、ミラー２０４で所定に反射されて蛍光体ホイール部２０７に入射され、蛍光体２３１により当該光線に励起されて波長Ｂの光が発光され、ダイクロイックミラー２０８に反射されて照明装置８から出射される。照明装置８から波長Ｂ（赤色）の光線と波長Ｃ（緑色）の光線とが同時に出射され、イエローの光束Ｙｎが得られる。
【０１７６】
さらにまた、光束Ｍｎを生成する期間ｅでは、光源＃１および光源＃２を共に点灯させる（ＯＮ）。それと共に、反射／透過ホイール４００の反射領域４１１が光源＃１からの波長Ａの光線の光路上にあるように、駆動部４０１を駆動制御する。
【０１７７】
これにより、光源＃２による波長Ｃの光線がダイクロイックミラー４４２および２０８を透過して照明装置８から出射される。それと共に、光源＃１による波長Ａの光線が反射／透過ホイール４００で所定に反射され、さらにダイクロイックミラー４４２で反射される。そして、ダイクロイックミラー４４２から出射された波長Ａの光線が、ダイクロイックミラー２０８を透過して照明装置８から出射される。照明装置８から波長Ｂ（赤色）の光線と波長Ａ（青色）の光線とが同時に出射され、マゼンタの光束Ｍｎが得られる。
【０１７８】
なお、上述では、本第８の実施形態において光路を切り替える手段として反射／透過ホイール４００を用いたが、これはこの例に限られず、第１の実施形態などで示した、偏光変換スイッチ１０２と、偏光ビームスプリッタ１０３とを組み合わせて用いる場合にも、本第８の実施形態を適用することができる。この場合、少なくとも光源２００は、直線偏光の光線を出射することが好ましい。
【０１７９】
なお、本第８の実施形態による照明装置８は、第４の実施形態による照明装置４と同様にして投射装置２０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１８０】
（第９の実施形態）
次に、第９の実施形態について説明する。上述の第１〜第８の実施形態では、例えば蛍光体ホイール部１０４において、基板１２１に対して１の波長の光線を発光する蛍光体１２１を１種類のみ、形成した。これに対して、本第９の実施形態では、基板に対して、互いに異なる波長の光を発光する蛍光体を複数種類、形成する。
【０１８１】
図２７は、本第９の実施形態による照明装置９の一例の構成を示す。照明装置９は、光源４５０、カップリングレンズ４５１、反射／透過ホイール４００、ミラー４５２、ダイクロイックミラー４５３および４５５、ならびに、蛍光体ホイール部４７０を有する。光源４５０は、例えば青色である波長Ａの光線を出射する。カップリングレンズ４５１は、入射された光線を平行高速の光線として出射する。反射／透過ホイール４００は、上述と同様に、駆動部４０１により回転軸４０２を中心に回転され、透過領域４１０と反射領域４１１とが半径で区切られて設けられる。
【０１８２】
ダイクロイックミラー４５３は、波長Ｂの光線と、波長Ｃの光線とを反射し、その他の波長の光線を透過させる。また、ダイクロイックミラー４５５は、青色である波長Ａの光線を反射し、その他の波長の光線を透過させる。
【０１８３】
蛍光体ホイール部４７０は、集光素子４６０と、基板４６２と、基板上に形成される蛍光体４６１と、駆動部４６３とを有する。集光素子４６０は、入射された光線を、蛍光体４６１上に集光させる。基板４６２は、この例では、反射素材からなる。駆動部４６３は、制御部１５０からの制御に従い、基板４６２を回転駆動させる。
【０１８４】
図２８は、本第９の実施形態による、蛍光体ホイール部４７０における基板４６２を蛍光体４６１の形成面側から見た図である。図２８に示されるように、本第９の実施形態では、基板４６２上に形成される蛍光体４６１は、第１の蛍光体４６１Ａと、第２の蛍光体４６１Ｂとからなる。ここで、第１の蛍光体４６１Ａは、例えば青色である波長Ａの光で励起され、波長Ａより長波長の、例えば赤色である波長Ｂの光を発光する。一方、第２の蛍光体４６２Ｂは、同様に波長Ａの光で励起され、波長Ａより長波長の、例えば緑色である波長Ｃの光を発光する。
【０１８５】
なお、図２８では、第１の蛍光体４６１Ａと第２の蛍光体４６１Ｂとが、回転中心４６５に対してそれぞれ１８０°の角度範囲で形成されているが、これはこの例に限定されない。すなわち、第１の蛍光体４６１Ａおよび第２の蛍光体４６１Ｂは、互いに重ならなければ、他の角度範囲で形成されていてもよい。
【０１８６】
駆動部４６３は、例えばステッピングモータを備え、回転軸４６５を中心に、第１の蛍光体４６１Ａおよび第２の蛍光体４６１Ｂそれぞれの角度範囲を基準として、基板４６２を回転駆動する。
【０１８７】
図２７を用いて、照明装置９の光路について説明する。第１に、光源４５０からの波長Ａの光線の光路上に、反射／透過ホイール４００の透過領域４１０が在る場合について説明する。この場合、光源４５０から出射された波長Ａの光線は、カップリングレンズ４５１で平行光束とされ反射／透過ホイール４００を透過してミラー４５２に入射される。当該光線は、ミラー４５２で所定の角度で反射され、ダイクロイックミラー４５５で所定の角度で反射されて、照明装置９から出射される。
【０１８８】
第２に、光源４５０からの波長Ａの光線の光路上に、反射／透過ホイール４００の反射領域４１１が在る場合について説明する。この場合、光源４５０から出射された波長Ａの光線がカップリングレンズ４５１を透過して反射／透過ホイール４００に入射される。当該光線は、反射／透過ホイール４００で所定の角度で反射され、ダイクロイックミラー４５３を透過して蛍光体ホイール部４７０に入射される。
【０１８９】
蛍光体ホイール部４７０において、入射された波長Ａの光線は、集光素子４６０で蛍光体４６１上に集光される。ここで、集光点に第１の蛍光体４６１Ａが在るように基板４６２が回転制御されている場合は、当該第１の蛍光体４６１Ａが波長Ａの光線で励起されて波長Ｂの光を発光する。一方、集光点に第２の蛍光体４６１Ｂが在るように基板４６２が回転制御されている場合は、当該第２の蛍光体４６１Ｂが波長Ａの光線で励起されて波長Ｃの光を発光する。
【０１９０】
これら、第１の蛍光体４６１Ａまたは第２の蛍光体４６１Ｂで発光された、波長Ｂまたは波長Ｃの光線は、集光素子４６０を介してダイクロイックミラー４５３に照射される。この波長Ｂまたは波長Ｃの光線は、ダイクロイックミラー４５３で所定の角度で反射され、ダイクロイックミラー４５５を透過して、照明装置９から出射される。
【０１９１】
この第９の実施形態においても、反射／透過ホイール４００は、光線を第１の蛍光体４６１Ａまたは第２の蛍光体４６１Ｂのうち何れか一方に導く状態と、第１の蛍光体４６１Ａまたは第２の蛍光体４６１Ｂの何れにも導かない状態とを備える。
【０１９２】
図２９は、本第９の実施形態においてＲＧＢ各色の出射光を得るための制御と、画像フレームとの一例の関係を示す。図２９では、図２９（ａ）に示されるように、画像データの第ｎフレーム目において、ＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成され、これら光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎを画像生成部１４４に照射させる例について示している。
【０１９３】
図２９（ｂ）に示されるように、光源＃１（光源４５０）は、光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎを生成する各期間ａ、ｂおよびｃにおいて、常時点灯される（ＯＮ）。光束Ｒｎを生成する期間ａにおいて、蛍光体ホイール部４７０では、光線の集光点に第１の蛍光体４６１Ａがあるように回転制御される。それと共に、反射／透過ホイール４００は、光源４５０から光線の光路上に反射領域４１１があるように制御される。光束Ｇｎを生成する期間ｂにおいて、蛍光体ホイール部４７０は、光線の集光点に第２の蛍光体４６１Ｂがあるように回転制御される。それと共に、反射／透過ホイール４００は、光源４５０からの光線の光路上に反射領域４１１があるように制御される。また、光束Ｂｎを生成する期間ｃでは、反射／透過ホイール４００が光源４５０から光線の光路上に透過領域４１０があるように制御される。このとき、光源４５０からの光線は、蛍光体ホイール部４７０に入射されないため、蛍光体ホイール部４７０において、集光点に第１の蛍光体４６１Ａおよび第２の蛍光体４６１Ｂの何れがあっても構わない。
【０１９４】
このように制御を行うことで、１フレーム内にＲＧＢ各色の光束Ｒｎ、ＧｎおよびＢｎが生成され画像形成部１４４に照射され、フルカラーの投射が可能であると共に、白色の投射を行うことができる。また、ＲＧＢ各色の出射期間ａ、ｂおよびｃを調整することにより、色味を変化させることも可能である。例えば、１フレーム期間内において期間ａの割合を増やすことで、投射画像において赤味を強くすることができる。また例えば、ＲＧＢ各色の出射期間ａ、ｂおよびｃを適当に調整することで、色温度を変えることも可能である。
【０１９５】
なお、上述では、本第９の実施形態において光路を切り替える手段として反射／透過ホイール４００を用いたが、これはこの例に限られず、第１の実施形態などで示した、偏光変換スイッチ１０２と、偏光ビームスプリッタ１０３とを組み合わせて用いる場合にも、本第９の実施形態を適用することができる。この場合、光源４５０は、直線偏光の光線を出射することが好ましい。
【０１９６】
なお、本第９の実施形態による照明装置９は、第４の実施形態による照明装置４と同様にして投射装置２０に組み込んで用いることができ、制御も同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１９７】
このように、本第９の実施形態では、蛍光体ホイール部において、基板に対して、互いに異なる１の波長の光線を発光する蛍光体を複数種類、形成しているので、１の光源からの光線により、１の蛍光体ホイール部で複数色の光を発光することができる。そのため、照明装置における部品点数を削減することができ、照明装置のサイズの小型化および装置コストの削減が実現できる。
【符号の説明】
【０１９８】
１，１’，２，３，４，５，６，７，８，９  照明装置
１０  投射装置
１００，１０９，２００，２０９，３００，４４０，４５０  光源
１０２，２０２，３０２，３０４  偏光変換スイッチ
１０３，２０３，３０３，３０５  偏光ビームスプリッタ
１０４，１０７，２０５，２０７，３０８，３１０，４７０  蛍光体ホイール部
１０６，１０８，２０６，２０８，３０７，３０９，３１１，４４２，４５３，４５５  ダイクロイックミラー
１２１，１３１，２２１，２３１，３２１，３３１  蛍光体
１２２，１３２，２２４，２３２，３２２，３３２，４６２，５００  基板
４００  反射／透過ホイール
４１０  透過領域
４１１  反射領域
４６１Ａ  第１の蛍光体
４６１Ｂ  第２の蛍光体
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１９９】
【特許文献１】特開２００４−３４１１０５号公報
【特許文献２】特開２００９−２７７５１６号公報
【図１】
0005987368.tif 000002
【図２】
0005987368.tif 000003
【図３】
0005987368.tif 000004
【図４】
0005987368.tif 000005
【図５】
0005987368.tif 000006
【図６】
0005987368.tif 000007
【図７】
0005987368.tif 000008
【図８】
0005987368.tif 000009
【図９】
0005987368.tif 000010
【図１０】
0005987368.tif 000011
【図１１】
0005987368.tif 000012
【図１２】
0005987368.tif 000013
【図１３】
0005987368.tif 000014
【図１４】
0005987368.tif 000015
【図１５】
0005987368.tif 000016
【図１６−１】
0005987368.tif 000017
【図１６−２】
0005987368.tif 000018
【図１７】
0005987368.tif 000019
【図１８】
0005987368.tif 000020
【図１９】
0005987368.tif 000021
【図２０】
0005987368.tif 000022
【図２１】
0005987368.tif 000023
【図２２】
0005987368.tif 000024
【図２３】
0005987368.tif 000025
【図２４】
0005987368.tif 000026
【図２５】
0005987368.tif 000027
【図２６】
0005987368.tif 000028
【図２７】
0005987368.tif 000029
【図２８】
0005987368.tif 000030
【図２９】
0005987368.tif 000031