(57)【要約】【課題】フリッカーが生じにくい拡散装置を提供する。【解決手段】本発明の拡散装置は、第１面を有する基板と、基板を所定の回転軸の周りに回転させる駆動装置と、第１面に設けられた複数の拡散要素と、を備える。複数の拡散要素の各々は、凸部または凹部からなる。複数の拡散要素は、回転軸を中心とする同心円状に配列されている。回転軸を起点とする仮想半直線と、複数の拡散要素の配列に対応する同心円の各円上の複数の拡散要素のうち仮想半直線に最も近い拡散要素の中心と、の距離はランダムである。【選択図】図４
2018132547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面を有する基板と、
前記基板を所定の回転軸の周りに回転させる駆動装置と、
前記第１面に設けられた複数の拡散要素と、を備え、
前記複数の拡散要素の各々は、凸部または凹部からなり、
前記複数の拡散要素は、前記回転軸を中心とする同心円状に配列されており、
前記回転軸を起点とする仮想半直線と、前記複数の拡散要素の配列に対応する同心円の各円上の複数の拡散要素のうち前記仮想半直線に最も近い拡散要素の中心と、の距離はランダムである、拡散装置。
【請求項２】
前記複数の拡散要素の各々は、単一の曲率半径を有するレンズから構成されている、請求項１に記載の拡散装置。
【請求項３】
前記複数の凸部もしくは前記複数の凹部は、ペンローズタイル状に配置されている、請求項１または請求項２に記載の拡散装置。
【請求項４】
発光素子と、
前記発光素子から射出された光が入射する拡散装置と、を備え、
前記拡散装置が、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の拡散装置である、光源装置。
【請求項５】
前記発光素子はレーザーダイオードである、請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
光を射出する光源装置と、
前記光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、
前記光源装置が、請求項４または請求項５に記載の光源装置である、プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、拡散装置、光源装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターの光源装置として、例えば半導体レーザー等の固体光源を備えた光源装置が知られている。レーザー光源を備えた光源装置は、装置の小型化が図れる、色再現性に優れる、瞬時点灯が可能である、光源の寿命が長い、などの利点を有している。一方、レーザー光源から発せられる光はコヒーレント光であり、スペックルノイズ等が発生しやすいため、拡散板等の光学素子を用いて光を拡散させる必要がある。
【０００３】
下記の特許文献１に、青色レーザーダイオードを含む青色光源装置と、赤色蛍光発光領域と緑色蛍光発光領域と拡散領域とが回転基板上に設けられた蛍光発光装置と、を備えた光源装置が開示されている。拡散領域は、青色光を拡散させる拡散層からなり、ブラスト加工等の表面処理により形成されている。下記の特許文献２には、曲面を有する複数の凹部が基材の表面に不規則に配置され、入射光を拡散反射させる光学素子が開示されている。下記の特許文献３には、複数のマイクロレンズが規則的に格子状に配列された拡散素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１２８５２２号公報
【特許文献２】特開２０１５−０５７６３２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２３１１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の光学素子では、凹部によっては基材表面に対する反射面の傾斜角が光を充分に拡散させる程には大きくないため、拡散素子としての性能が低い。そこで、この凹部を、規則的に配列された特許文献３のマイクロレンズに置き換えれば、各曲面の形状が互いに同じになり、拡散素子としての性能が向上すると考えられる。ところが、この構成を特許文献１の拡散領域に適用すると、ある期間は格子配列に平行な方向に光が拡散し、他の期間では格子配列に対して斜め方向に光が拡散することになる。両者で光の拡散角が異なるため、基材を回転させた際に拡散角が異なる期間が周期的に現れ、フリッカーが生じる虞がある。
【０００６】
本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、フリッカーが生じにくい拡散装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、上記の拡散装置を備えた光源装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、上記の光源装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の拡散装置は、第１面を有する基板と、前記基板を所定の回転軸の周りに回転させる駆動装置と、前記第１面に設けられた複数の拡散要素と、を備え、前記複数の拡散要素の各々は、凸部または凹部からなり、前記複数の拡散要素は、前記回転軸を中心とする同心円状に配列されており、前記回転軸を起点とする仮想半直線と、前記複数の拡散要素の配列に対応する同心円の各円上の複数の拡散要素のうち前記仮想半直線に最も近い拡散要素の中心と、の距離はランダムである。
【０００８】
本発明の一つの態様の拡散装置においては、複数の拡散要素を含む領域に光を入射させた場合、基板を回転させても、射出光の拡散角度分布が時間的に略一定であるため、フリッカーの発生を抑えることができる。また、この拡散装置をコヒーレンス性の高い光源を備えた光源装置に用いた場合、スペックルノイズとフリッカーの発生を抑えることができる。
【０００９】
本発明の一つの態様の拡散装置において、前記複数の拡散要素の各々は、単一の曲率半径を有するレンズから構成されていてもよい。
【００１０】
この構成によれば、フリッカーを抑制する効果を高めることができる。
【００１１】
本発明の一つの態様の拡散装置において、前記複数の凸部もしくは前記複数の凹部は、ペンローズタイル状に配置されていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、複数の凸部もしくは複数の凹部を隙間無く配置することができるため、高い拡散効果を得ることができる。
【００１３】
本発明の一つの態様の光源装置は、発光素子と、前記発光素子から射出された光が入射する拡散装置と、を備え、前記拡散装置が、本発明の一つの態様の拡散装置である。
【００１４】
本発明の一つの態様の光源装置は、本発明の一つの態様の拡散装置を備えているため、フリッカーを抑えることができる。
【００１５】
本発明の一つの態様の光源装置において、前記発光素子はレーザーダイオードであってもよい。
【００１６】
この構成によれば、レーザーダイオードの使用に起因するスペックルノイズを抑えることができる。
【００１７】
本発明の一つの態様のプロジェクターは、光を射出する光源装置と、前記光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、前記光源装置が、本発明の一つの態様の光源装置である。
【００１８】
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置を備えているため、表示品位に優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図２】第１実施形態の照明装置の平面図である。
【図３Ａ】第１実施形態の拡散板の正面図である。
【図３Ｂ】図３ＡのＢ−Ｂ線に沿う拡散板の断面図である。
【図３Ｃ】拡散板の他の例の断面図である。
【図３Ｄ】拡散板のさらに他の例の断面図である。
【図４】図３Ａの領域ＲＡの部分を示す拡大図である。
【図５】図３Ａの領域ＲＢの部分を示す拡大図である。
【図６】図３Ａの領域ＲＣの部分を示す拡大図である。
【図７】比較例の拡散板において、図３Ａの領域ＲＡに対応する部分を示す図である。
【図８】比較例の拡散板において、図３Ａの領域ＲＣに対応する部分を示す図である。
【図９】第１実施形態の拡散板において、径方向に隣り合う２列の拡散要素の位置関係を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の拡散板の正面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図１２】第３実施形態の拡散板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図９を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、半導体レーザーを用いた照明装置を備えた液晶プロジェクターの一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００２１】
本実施形態のプロジェクター１は、スクリーン（被投射面）ＳＣＲ上にカラー映像（画像）を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター１は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの各色光に対応した３つの光変調装置を用いている。プロジェクター１は、照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザー（レーザーダイオード）を用いている。
【００２２】
図１に示すように、プロジェクター１は、光源装置２と、均一照明光学系４０と、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投射光学系６と、を概略備えている。
【００２３】
光源装置２は、照明光ＷＬを均一照明光学系４０に向けて射出する。光源装置２の詳細な構成については、後で詳しく説明する。
【００２４】
均一照明光学系４０は、インテグレータ光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３と、を備える。均一照明光学系４０は、光源装置２から射出された照明光ＷＬの強度分布を被照明領域において均一化する。均一照明光学系４０から射出された照明光ＷＬは色分離光学系３へ入射する。
【００２５】
色分離光学系３は、白色の照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。色分離光学系３は、第１のダイクロイックミラー７ａと、第２のダイクロイックミラー７ｂと、第１の全反射ミラー８ａと、第２の全反射ミラー８ｂと、第３の全反射ミラー８ｃと、第１のリレーレンズ９ａと、第２のリレーレンズ９ｂと、を概略備えている。
【００２６】
第１のダイクロイックミラー７ａは、光源装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、その他の光（緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）とに分離する機能を有する。第１のダイクロイックミラー７ａは、分離された赤色光ＬＲを透過するとともに、その他の光（緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）を反射する。一方、第２のダイクロイックミラー７ｂは、その他の光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する機能を有する。第２のダイクロイックミラー７ｂは、分離された緑色光ＬＧを反射し、青色光ＬＢを透過する。
【００２７】
第１の全反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置され、第１のダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。一方、第２の全反射ミラー８ｂおよび第３の全反射ミラー８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置され、第２のダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに向けて反射する。なお、緑色光ＬＧの光路中には、全反射ミラーを配置する必要はなく、緑色光ＬＧは、第２のダイクロイックミラー７ｂにより光変調装置４Ｇに向けて反射される。
【００２８】
第１のリレーレンズ９ａおよび第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路中における第２のダイクロイックミラー７ｂの光射出側に配置されている。第１のリレーレンズ９ａおよび第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光ＬＧの光路長よりも長いことに起因した青色光ＬＢの損失を補償する機能を有する。
【００２９】
光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。
【００３０】
光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられている。また、液晶パネルの入射側および射出側には、一対の偏光板（図示せず）が配置され、特定の方向の直線偏光光のみを通過させる構成となっている。
【００３１】
光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの入射側には、それぞれフィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、およびフィールドレンズ１０Ｂは、それぞれの光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、光変調装置４Ｂに入射する赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢを平行化する。
【００３２】
合成光学系５は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂからの画像光が入射することにより、赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ，青色光ＬＢに対応した画像光を合成し、合成された画像光を投射光学系６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられている。
【００３３】
投射光学系６は、投射レンズ群から構成されている。投射光学系６は、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー映像（画像）が表示される。
【００３４】
［照明装置］
以下、光源装置２について説明する。
図２は、光源装置２の概略構成を示す平面図である。
【００３５】
図２に示すように、光源装置２は、アレイ光源２１と、コリメーター光学系２２と、アフォーカル光学系２３と、ホモジナイザー光学系２４と、偏光分離素子５０を含む光学素子２５と、第１のピックアップ光学系２６と、蛍光発光素子２７と、位相差板２８と、第２のピックアップ光学系２９と、拡散装置３０と、を概略備えている。本実施形態の拡散装置３０は、特許請求の範囲の拡散装置に対応する。
【００３６】
これらの構成要素のうち、アレイ光源２１と、コリメーター光学系２２と、アフォーカル光学系２３と、ホモジナイザー光学系２４と、光学素子２５と、位相差板２８と、第２のピックアップ光学系２９と、拡散装置３０とは、それぞれの光学中心を図２中に示す光軸ａｘ１に一致させた状態で、光軸ａｘ１上に順次並んで配置されている。一方、蛍光発光素子２７と、第１のピックアップ光学系２６と、光学素子２５とは、それぞれの光学中心を図２中に示す光軸ａｘ２に一致させた状態で、光軸ａｘ２上に順次並んで配置されている。光軸ａｘ１と光軸ａｘ２とは、同一面内にあり、互いに直交する位置関係にある。
【００３７】
アレイ光源２１は、アレイ状に配列された複数の半導体レーザー（発光素子）を備えている。複数の半導体レーザーは、第１の半導体レーザー２１１と、第２の半導体レーザー２１２と、を含む。複数の第１の半導体レーザー２１１および複数の第２の半導体レーザー２１２は、光軸ａｘ１と直交する同一面内において、アレイ状に並んで配置されている。すなわち、本実施形態における発光素子は、レーザーダイオードで構成されている。
【００３８】
第１の半導体レーザー２１１は、青色光ＢＬ’を射出する照明光用のレーザー光源である。第１の半導体レーザー２１１は、青色光ＢＬ’として例えばピーク波長が４６０ｎｍのレーザー光を射出する。第２の半導体レーザー２１２は、励起光ＢＬを射出する励起光用のレーザー光源である。第２の半導体レーザー２１２は、励起光ＢＬとして例えばピーク波長が４４６ｎｍのレーザー光を射出する。
【００３９】
励起光ＢＬおよび青色光ＢＬ’は、アレイ光源２１から偏光分離素子５０に向けて射出される。
【００４０】
アレイ光源２１から射出された励起光ＢＬおよび青色光ＢＬ’は、コリメーター光学系２２に入射する。コリメーター光学系２２は、アレイ光源２１から射出された励起光ＢＬおよび青色光ＢＬ’を平行光束に変換する。コリメーター光学系２２は、例えばアレイ状に並んで配置された複数のコリメーターレンズ２２ａから構成されている。複数のコリメーターレンズ２２ａは、複数の第１の半導体レーザー２１１および複数の第２の半導体レーザー２１２にそれぞれ対応して配置されている。
【００４１】
コリメーター光学系２２を通過することにより平行光束に変換された励起光ＢＬおよび青色光ＢＬ’は、アフォーカル光学系２３に入射する。アフォーカル光学系２３は、励起光ＢＬおよび青色光ＢＬ’の光束径を調整する。アフォーカル光学系２３は、例えばアフォーカルレンズ２３ａ、およびアフォーカルレンズ２３ｂから構成されている。
【００４２】
アフォーカル光学系２３を通過することにより光束径が調整された励起光ＢＬおよび青色光ＢＬ’は、ホモジナイザー光学系２４に入射する。ホモジナイザー光学系２４は、励起光ＢＬおよび青色光ＢＬ’の光強度分布を均一な状態（いわゆるトップハット分布）に変換する。ホモジナイザー光学系２４は、例えばマルチレンズアレイ２４ａ、およびマルチレンズアレイ２４ｂから構成されている。
【００４３】
ホモジナイザー光学系２４により光強度分布が均一な状態に変換された励起光ＢＬおよび青色光ＢＬ’は、光学素子２５に入射する。光学素子２５は、例えば波長選択性を有するダイクロイックプリズムから構成されている。ダイクロイックプリズムは、光軸ａｘ１および光軸ａｘ２の双方に対して４５°の角度をなす傾斜面Ｋを有している。光学素子２５は、互いに直交する光軸ａｘ１，ａｘ２の交点と傾斜面Ｋの光学中心とが一致するように配置されている。なお、光学素子２５として、ダイクロイックプリズムのようなプリズム形状のものに限らず、平行平板状のダイクロイックミラーを用いてもよい。
【００４４】
傾斜面Ｋには、波長選択性を有する偏光分離素子５０が設けられている。偏光分離素子５０は、励起光ＢＬおよび青色光ＢＬ’を、偏光分離素子５０に対するＳ偏光成分（一方の偏光成分）とＰ偏光成分（他方の偏光成分）とに分離する偏光分離機能を有する。具体的に、偏光分離素子５０は、励起光ＢＬのＳ偏光成分および青色光ＢＬ’のＳ偏光成分を反射させ、励起光ＢＬのＰ偏光成分および青色光ＢＬ’のＰ偏光成分を透過させる。
【００４５】
また、偏光分離素子５０は、励起光ＢＬと青色光ＢＬ’とは波長帯が異なる蛍光光ＹＬを、その偏光状態に依らずに透過させる色分離機能を有している。
【００４６】
ここで、励起光ＢＬおよび青色光ＢＬ’は、コヒーレントな直線偏光光である。また、励起光ＢＬと青色光ＢＬ’とは、偏光分離素子５０に入射する際の互いの偏光方向が異なっている。
【００４７】
具体的に、励起光ＢＬの偏光方向は、偏光分離素子５０で反射される一方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）の偏光方向と一致している。一方、青色光ＢＬ’の偏光方向は、偏光分離素子５０で透過される他方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）の偏光方向と一致している。このように、偏光分離素子５０に入射するとき、励起光ＢＬの偏光方向と青色光ＢＬ’の偏光方向とは、互いに直交する。この構成を実現するためには、青色光ＢＬ’が第１の半導体レーザー２１１から射出されたときの偏光方向が、励起光ＢＬが第２の半導体レーザー２１２から射出されたときの偏光方向と直交するように、第１の半導体レーザー２１１と第２の半導体レーザー２１２とを配置すればよい。
【００４８】
したがって、偏光分離素子５０に入射した励起光ＢＬは、その偏光方向がＳ偏光成分と一致していることから、Ｓ偏光の励起光ＢＬｓとして、蛍光発光素子２７に向けて反射される。一方、偏光分離素子５０に入射した青色光ＢＬ’は、その偏光方向がＰ偏光成分と一致していることから、Ｐ偏光の青色光ＢＬｐ’として、拡散装置３０に向けて透過される。
【００４９】
ここで、偏光分離素子５０に入射するとき、励起光ＢＬの偏光方向が青色光ＢＬ’の偏光方向と同じ場合について考察する。この場合、青色光ＢＬ’はＰ偏光であるため、励起光ＢＬもＰ偏光である。偏光分離素子５０がＰ偏光の励起光ＢＬを反射させるためには、偏光分離素子５０はピーク波長４６０ｎｍの青色光ＢＬ’に対しては偏光分離機能を持ちながら、ピーク波長４４６ｎｍの励起光ＢＬに対しては偏光分離機能を持ってはいけない。しかし、このような特性の偏光分離素子を製造することは困難である。
【００５０】
一方、本実施形態では、励起光ＢＬはＳ偏光であり、青色光ＢＬ’はＰ偏光である。この場合、偏光分離素子５０は、ピーク波長４６０ｎｍの青色光ＢＬ’に対してだけでなく、ピーク波長４４６ｎｍの励起光ＢＬに対しても偏光分離機能を持っていてもよい。そのため、偏光分離素子の製造は容易である。
【００５１】
偏光分離素子５０から射出されたＳ偏光の励起光ＢＬｓは、第１のピックアップ光学系２６に入射する。第１のピックアップ光学系２６は、励起光ＢＬｓを蛍光発光素子２７の蛍光体層３４に向けて集光させる。第１のピックアップ光学系２６は、例えばピックアップレンズ２６ａ、およびピックアップレンズ２６ｂから構成されている。
【００５２】
第１のピックアップ光学系２６から射出された励起光ＢＬｓは、蛍光発光素子２７に入射する。蛍光発光素子２７は、蛍光体層３４と、蛍光体層３４を支持する基板３５と、蛍光体層３４を基板３５に固定する固定部材３６と、を有している。
【００５３】
蛍光発光素子２７において、蛍光体層３４は、蛍光体層３４の励起光ＢＬｓが入射する側と反対側の面を基板３５に接触させた状態で、蛍光体層３４の側面と基板３５との間に設けられた固定部材３６により、基板３５に支持されている。
【００５４】
蛍光体層３４は、波長４４６ｎｍの励起光ＢＬｓを吸収して励起される蛍光体を含む。励起光ＢＬｓにより励起された蛍光体は、例えば５００〜７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する蛍光光（黄色光）ＹＬを生成する。
【００５５】
蛍光体層３４には、耐熱性および表面加工性に優れたものを用いることが好ましい。このような蛍光体層３４としては、例えば、アルミナ等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層などを好適に用いることができる。
【００５６】
蛍光体層３４の励起光ＢＬｓが入射する側とは反対側には、反射部３７が設けられている。反射部３７は、蛍光体層３４で生成された蛍光光ＹＬのうち、一部の蛍光光ＹＬを反射する機能を有する。
【００５７】
反射部３７は、鏡面反射面からなることが好ましい。蛍光発光素子２７においては、蛍光体層３４で生成された蛍光光ＹＬを反射部３７で鏡面反射させることにより、蛍光体層３４から効率的に蛍光光ＹＬを射出することができる。
【００５８】
具体的に、反射部３７は、蛍光体層３４の励起光ＢＬｓが入射する側とは反対側の面に反射膜３７ａを設けることによって構成することができる。この場合、反射膜３７ａの蛍光体層３４と対向する面が鏡面反射面となる。反射部３７は、基板３５が光反射特性を有する基材からなる構成であってもよい。この場合、反射膜３７ａを省略し、基板３５の蛍光体層３４と対向する面を鏡面化することにより、この面を鏡面反射面とすることができる。
【００５９】
固定部材３６には、光反射特性を有する無機接着剤を用いることが好ましい。この場合、光反射特性を有する無機接着剤によって蛍光体層３４の側面から漏れ出す光を蛍光体層３４内へと反射させることができる。これにより、蛍光体層３４で生成された蛍光光ＹＬの光取り出し効率を更に高めることができる。
【００６０】
基板３５の蛍光体層３４を支持する面とは反対側の面には、ヒートシンク３８が設けられている。蛍光発光素子２７においては、ヒートシンク３８を介して放熱できるため、蛍光体層３４の熱による劣化を防ぐことができる。
【００６１】
蛍光体層３４で生成された蛍光光ＹＬのうち、一部の蛍光光ＹＬは、反射部３７によって反射され、蛍光体層３４の外部へと射出される。また、蛍光体層３４で生成された蛍光光ＹＬのうち、他の一部の蛍光光ＹＬは、反射部３７を介さずに蛍光体層３４の外部へと射出される。このようにして、蛍光光ＹＬが蛍光体層３４から射出される。
【００６２】
蛍光体層３４から射出された蛍光光ＹＬは、偏光方向が揃っていない非偏光光のため、第１のピックアップ光学系２６を通過した後、非偏光の状態のまま偏光分離素子５０に入射する。蛍光光ＹＬは、偏光分離素子５０からインテグレータ光学系３１に向けて透過される。
【００６３】
偏光分離素子５０から射出されたＰ偏光の青色光ＢＬｐ’は、位相差板２８に入射する。位相差板２８は、偏光分離素子５０と拡散装置３０との間の光路中に配置された１／４波長板（λ／４板）から構成されている。したがって、偏光分離素子５０から射出されたＰ偏光の青色光ＢＬｐ’は、位相差板２８を透過することにより、円偏光の青色光ＢＬｃ’に変換された後、第２のピックアップ光学系２９に入射する。
【００６４】
第２のピックアップ光学系２９は、青色光ＢＬｃ’を拡散装置３０に向けて集光させる。第２のピックアップ光学系２９は、例えばピックアップレンズ２９ａ、およびピックアップレンズ２９ｂから構成されている。
【００６５】
拡散装置３０は、第２のピックアップ光学系２９から射出された青色光ＢＬｃ’を再度、偏光分離素子５０に向けて拡散反射させる。その中でも、拡散装置３０として、拡散装置３０に入射した青色光ＢＬｃ’をランバート反射させるものを用いることが好ましい。
【００６６】
拡散装置３０は、第１面３０１ａを有する基板３０１と、基板３０１を所定の回転軸３０２の周りに回転させる駆動装置３０３と、基板３０１の第１面３０１ａに設けられた複数の拡散要素３０４（図３Ａ参照）と、を備えている。回転軸３０２は、光軸ａｘ１と略平行に配置されている。これにより、基板３０１は、第１面３０１ａに平行な面内で回転する。基板３０１は、回転軸３０２の方向から見て、例えば円形に形成されている。以下、複数の拡散要素３０４が第１面３０１ａに設けられた基板３０１を拡散板３０５と称する。
【００６７】
光源装置２においては、このような拡散装置３０を用いることにより、青色光ＢＬｃ’を拡散反射させて、略均一な照度分布を有する青色光ＢＬｃ’を得ることができる。拡散板３０５の詳細な構成については後述する。
【００６８】
拡散装置３０で拡散反射された青色光ＢＬｃ’は、再度第２のピックアップ光学系２９を通り、位相差板２８に入射する。これにより、青色光ＢＬｃ’は、Ｓ偏光の青色光ＢＬｓ’に変換され、偏光分離素子５０に入射する。上述したように、拡散装置３０に入射する前の青色光ＢＬｃ’は円偏光である。青色光ＢＬｃ’の偏光状態が拡散装置３０によって全く乱されなければ、青色光ＢＬｓ’は完全なＳ偏光であって、Ｐ偏光成分を含まない。青色光ＢＬｃ’の偏光状態が拡散装置３０によってある程度乱されたとしても、青色光ＢＬｓ’の主成分はＳ偏光成分である。青色光ＢＬｓ’のＳ偏光成分は、偏光分離素子５０によって反射される。
【００６９】
これにより、青色光ＢＬｓ’は、偏光分離素子５０を透過した蛍光光ＹＬとともに、照明光ＷＬとして光源装置２から射出される。すなわち、青色光ＢＬｓ’および蛍光光ＹＬは、偏光分離素子５０から互いに同一方向に向けて射出される。これにより、青色光ＢＬｓ’と蛍光光（黄色光）ＹＬとが合成された照明光（白色光）ＷＬが得られる。
【００７０】
光源装置２から射出された照明光ＷＬは、インテグレータ光学系３１に入射する。インテグレータ光学系３１は、入射した照明光ＷＬの輝度分布（照度分布）を均一化する。インテグレータ光学系３１は、例えばレンズアレイ３１ａ、およびレンズアレイ３１ｂから構成されている。レンズアレイ３１ａおよびレンズアレイ３１ｂは、複数のマイクロレンズがアレイ状に配列された構成を有する。
【００７１】
インテグレータ光学系３１を通過した照明光ＷＬは、偏光変換素子３２に入射する。偏光変換素子３２は、入射した照明光ＷＬの偏光方向を揃える。偏光変換素子３２は、例えば偏光分離膜と位相差板とから構成されている。偏光変換素子３２は、偏光方向が揃っていない蛍光光ＹＬと、Ｓ偏光の青色光ＢＬｓ’の偏光方向との偏光方向を揃えるため、他方の偏光成分を一方の偏光成分に（例えばＰ偏光成分をＳ偏光成分に）変換する。
【００７２】
偏光変換素子３２を通過した照明光ＷＬは、重畳光学系３３に入射する。重畳光学系３３は、偏光変換素子３２から射出された照明光ＷＬを重畳させる。重畳光学系３３は、例えば、重畳レンズから構成されている。インテグレータ光学系３１と重畳光学系３３とによって、被照明領域における照度分布が均一化される。
【００７３】
図３Ａは、本実施形態の拡散板３０５の正面図である。図３Ｂは、図３ＡのＢ−Ｂ線に沿う拡散板３０５の断面図である。
図３Ｂに示すように、拡散板３０５は、基板３０１と、反射膜３０７と、を備えている。基板３０１は、例えばガラス等の任意の材料で構成されている。基板３０１の２つの面のうち、青色光ＢＬｃ’が入射する側の第１面３０１ａに、各々が凹部からなる複数の拡散要素３０４が設けられている。凹部は、略球面状の曲面からなり、単一の曲率半径を有している。
【００７４】
図３Ａに示すように、複数の拡散要素３０４は、基板３０１の第１面３０１ａの全面にわたって設けられている。なお、図３Ａにおいては、図面を見やすくするため、一部の拡散要素３０４のみを図示し、残りの拡散要素３０４の図示を省略した。また、複数の拡散要素３０４は、回転軸３０２を中心とした同心円状に配列されている。
【００７５】
反射膜３０７は、例えば銀、アルミニウム等の光反射率の高い金属で形成されている。反射膜３０７は凹部の内面に沿って形成されており、反射膜４４の表面も略球面状の形状を呈している。凹部の内面に反射膜３０７が形成されたことにより、拡散要素３０４は反射性を有する。拡散要素３０４は、青色光ＢＬｃ’が反射膜３０７に入射したとき、１回の反射で射出され、多重反射が生じないように設計されている。これにより、青色光ＢＬｃ’ が拡散板３０５によって反射される際の偏光状態の乱れを抑制することができる。
【００７６】
反射膜３０７として、金属反射膜に代えて、例えば誘電体多層膜を用いることも可能である。ただし、金属反射膜は、誘電体多層膜と比べて、反射特性の入射角依存性が小さいため、光の入射角が変化しても反射特性が低下しにくい。その結果、拡散板３０５による光の損失が少なくなり、光の利用効率を高めることができる。
【００７７】
上記の拡散板３０５を製造する際は、例えば、ガラス等の基板３０１の一面に、例えばクロム等からなるエッチング防止膜を形成する。
次に、エッチング防止膜に、レーザー加工等により複数の孔を形成する。
次に、エッチング防止膜をマスクとして、基板３０１の第１面３０１ａを例えばウエットエッチング法によりエッチングする。このとき、ウエットエッチングの条件を等方性エッチングとなるように調整しておく。このようにして、エッチングを行うと、エッチング液がエッチング防止膜の孔の部分から浸透し、孔に対応した位置に凹部が形成される。エッチングは等方性エッチングであるため、孔を中心としてエッチングが等方的に進行する結果、凹部の断面形状は略球面状となる。
次に、複数の凹部が形成された基板の一面に、銀、アルミニウム等の金属膜をスパッタ法、蒸着法等により成膜し、反射膜３０７を形成する。
以上の方法により、拡散板３０５が完成する。
【００７８】
図３Ｃおよび図３Ｄは、拡散板の他の例（拡散板３１５、拡散板３２５）の断面図である。上記の拡散板３０５に代えて、拡散板３１５もしくは拡散板３２５が用いられてもよい。
【００７９】
図３Ｃに示すように、拡散板３１５は、基板３１１が銀、アルミニウム等の金属で形成されている。基板３１１の２つの面のうち、青色光ＢＬｃ’が入射する側の第１面３１１ａに、凹部からなる複数の拡散要素３１４が設けられている。凹部の形状は、図３Ａの凹部の形状と同様である。この構成では、基板３１１自体が光反射性を有しているため、基板３１１上に反射膜を形成する必要がない。
【００８０】
図３Ｄに示すように、拡散板３２５は、基板３２１と、反射膜３２７と、を備えている。基板３２１は、例えばガラス等の任意の材料で構成されている。基板３２１の２つの面のうち、青色光ＢＬｃ’が入射する側の第１面３２１ａに、凹部からなる複数の拡散要素３２４が設けられている。凹部の形状は、図３Ａの凹部の形状と同様である。基板３２１の２つの面のうち、青色光ＢＬｃ’が入射する側の第１面３２１ａと反対側の第２面３２１ｂに、銀、アルミニウム等の金属からなる反射膜３２７が形成されている。
【００８１】
本実施形態の拡散板としては、図３Ｂ〜図３Ｄに示したいずれの拡散板３０５，３１５，３２５を用いてもよい。しかしながら、光の損失が少ないという観点からすると、図３Ｂの拡散板３０５、もしくは図３Ｃの拡散板３１５のように、青色光ＢＬｃ’が入射する側の第１面３０１ａ，３１１ａが光反射性を有するものが好ましい。その理由は、図３Ｄの拡散板３２５のように、青色光ＢＬｃ’が基板３２１の内部に入射する構成であると、光の損失が生じる虞があるからである。
【００８２】
次に、拡散板３０５における複数の拡散要素３０４の配置について説明する。
図３Ａに示すように、拡散板３０５の回転軸３０２を起点とし、拡散板３０５の半径方向に沿って延びる仮想半直線Ｋ１を想定する。仮想半直線Ｋ１は、拡散板３０５を設計する場合、回転軸３０２を中心として複数の拡散要素３０４を同心円状に並べる際の基準とする基準線である。仮想半直線Ｋ１上の領域ＲＡの拡大図を図４に示す。仮想半直線Ｋ１と６０度の角度をなす仮想半直線Ｋ２上の領域ＲＢの拡大図を図５に示す。仮想半直線Ｋ１と１８０度の角度をなす仮想半直線Ｋ３上の領域ＲＣの拡大図を図６に示す。
３本の仮想半直線Ｋ１〜Ｋ３のうち、設計時の基準線となる仮想半直線Ｋ１が、特許請求の範囲の仮想半直線に対応する。
【００８３】
図４〜図６において、符号ＳＰで示す大きい方の円は、青色光ＢＬｃ’が拡散板３０５に入射する際の青色光ＢＬｃ’の照射領域となるスポットを示す。また、符号ＳＤで示す小さい方の円は、拡散要素３０４を形成する際の基本となる形状である。拡散性を高めるため、拡散板３０５に極力平坦な部分が生じないように、隣り合う円ＳＤ同士は互いに重なり合うように配置される。すなわち、隣り合う２個の円ＳＤのピッチｐは、１個の円ＳＤの直径よりも小さい。
【００８４】
その場合、図４に符号３０４Ｆで示す箇所のように、隣り合う円ＳＤが互いに重なり合った部分に２つの凹部の縁同士が盛り上がった稜線が現れ、拡散板３０５の第１面３０１ａの法線方向から見た個々の拡散要素３０４（凹部）の平面形状は、例えば６角形等の多角形状となる。ただし、本明細書では、拡散要素３０４の形成時の基本形状である円で説明した方が本発明の特徴を理解しやすい。そのため、図４〜図６においては、複数の拡散要素３０４の実際の平面形状である多角形の図示を省略する。
【００８５】
本実施形態の拡散板３０５において、仮想半直線Ｋ１と、複数の拡散要素３０４の配列に対応する同心円の各円上の複数の拡散要素３０４のうち仮想半直線Ｋ１に最も近い拡散要素３０４の中心と、の距離はランダムである。
【００８６】
すなわち、図４において、同心円を構成する一つの円上に配列された複数の拡散要素３０４を拡散要素列と称し、回転軸３０２に近い側から順に拡散要素列Ｓ１、拡散要素列Ｓ２、…、拡散要素列Ｓ９とする。また、仮想半直線Ｋ１と、拡散要素列Ｓ１の複数の拡散要素３０４のうち仮想半直線Ｋ１に最も近い拡散要素３０４の中心と、の距離をｇ１とする。同様に、拡散要素列Ｓ２、…、拡散要素列Ｓ９のそれぞれにおいて対応する距離を、距離ｇ１，距離ｇ２，…距離ｇ９とする。このとき、距離ｇ１，距離ｇ２，…距離ｇ９を一つの数列と見ると、この数列はランダムな値が並んだものであり、規則性を有していない。
【００８７】
拡散板３０５を設計する場合、同心円の各円において、仮想半直線Ｋ１に最も近い円ＳＤ（拡散要素３０４）の位置が上述したように決定され、別途設定した所定のピッチｐで同心円の各円上に円ＳＤが順次並べられる。
【００８８】
複数の円ＳＤ（拡散要素３０４）がこのように配置されていくと、仮想半直線Ｋ１と６０度の角度をなす仮想半直線Ｋ２上では、複数の円ＳＤの配置は図５に示すようになる。図５に示すように、仮想半直線Ｋ１から６０度離れた仮想半直線Ｋ２上においても、仮想半直線Ｋ２と、同心円の各円上の複数の拡散要素３０４（円ＳＤ）のうち仮想半直線Ｋ２に最も近い拡散要素３０４（円ＳＤ）の中心と、の距離はランダムである。
【００８９】
同様に、仮想半直線Ｋ１と１８０度の角度をなす仮想半直線Ｋ３上では、複数の円ＳＤの配置は図６に示すようになる。図６に示すように、仮想半直線Ｋ１から１８０度離れた仮想半直線Ｋ３上においても、仮想半直線Ｋ３と、同心円の各円上の複数の拡散要素３０４（円ＳＤ）のうち仮想半直線Ｋ３に最も近い拡散要素３０４（円ＳＤ）の中心と、の距離はランダムである。
【００９０】
ここで、比較例の拡散板６０５を想定する。
図７は、比較例の拡散板６０５において、仮想半直線Ｋ１上（図３Ａの領域ＲＡに対応する部分）の拡散要素の配置を示す図である。図８は、比較例の拡散板６０５において、仮想半直線Ｋ３上（図３Ａの領域ＲＣに対応する部分）の拡散要素の配置を示す図である。なお、図７および図８において、図４および図６と共通する構成要素には同一の符号を付す。
【００９１】
図７に示すように、比較例の拡散板６０５において、同心円の各円上の複数の円ＳＤ（拡散要素）のうち、仮想半直線Ｋ１に最も近い円ＳＤの中心は、全て仮想半直線Ｋ１上に位置している。言い換えると、仮想半直線Ｋ１と同心円の各円上の複数の拡散要素のうち仮想半直線Ｋ１に最も近い拡散要素の中心との距離ｇ１’〜ｇ９’は、全て０であり、ランダムではない。
【００９２】
比較例の拡散板６０５において、仮想半直線Ｋ１と１８０度の角度をなす仮想半直線Ｋ３上では、図８に示すように、仮想半直線Ｋ３と、円ＳＤ（拡散要素）の中心との距離ｇ１’〜ｇ９’は、隣り合う３個の円ＳＤの間で等しく、さらに当該３個の円ＳＤと隣り合う３個の円ＳＤとで異なっている。すなわち、距離ｇ１’〜ｇ９’は、３個の等しい群が交互に配置されている。このように、仮想半直線Ｋ３上において、仮想半直線Ｋ３と、同心円の各円上の複数の円ＳＤ（拡散要素）のうち仮想半直線Ｋ３に最も近い円ＳＤ（拡散要素）の中心と、の距離は、ランダムではなく、規則性を有している。
【００９３】
ところで、拡散板３０５に入射する光のスポット（円ＳＰ）の径は、一つの拡散要素３０４（円ＳＤ）の径よりも十分に大きい。本実施形態の例では、例えば略７〜８個の円ＳＤがスポットの直径上に含まれ、全体で４０個以上の拡散要素３０４がスポットの範囲内に入る。したがって、拡散板３０５に入射した光は、４０個以上の拡散要素３０４によって拡散反射される。拡散板３０５から射出される光の拡散角分布は、スポットの範囲内にある４０個以上の拡散要素３０４の各々に基づく拡散角を総合したものとなる。
【００９４】
ここで、比較例の拡散板６０５のように、特定の仮想半直線Ｋ１，Ｋ３の延在方向（拡散板６０５の半径方向）に拡散要素が規則的に配列されている場合、回転させた拡散板６０５に光を入射させると、一定時間おきに特定の角度分布を有する光が射出される。これにより、フリッカーが発生するおそれがある。
【００９５】
以下、拡散板３０５における拡散要素３０４の配列について詳しく説明する。
図３Ａに示すように、複数の拡散要素３０４の配列に対応する同心円の任意の円の半径をｒとすると、その円の円周の長さは２πｒとなる。隣り合う拡散要素３０４間のピッチをｐとしたとき、円周の長さ２πｒは必ずしもピッチｐで割り切れるとは限らない。したがって、設計者は、２πｒ／ｐに最も近い値の整数で円周を分割し、その分割数分の拡散要素３０４を円周に沿って配列する。
【００９６】
次に、半径ｒの円の一つ外側に位置する円の半径はｒ＋ｐとなるため、その外側の円の円周の長さは２π（ｒ＋ｐ）となる。この円についても、内側の円と同様、設計者は、２π（ｒ＋ｐ）／ｐに最も近い値の整数で円周を分割し、その分割数分の拡散要素３０４を円周に沿って配列する。ここで、２π（ｒ＋ｐ）／ｐ＝２πｒ／ｐ＋２πであるから、半径ｒの円上に並ぶ拡散要素３０４の個数と半径ｒ＋ｐの円上に並ぶ拡散要素３０４の個数との差は、２π≒６．２８より、常に６個または７個となる。
【００９７】
半径ｒの円と半径ｒ＋ｐの円との拡散要素３０４の位置関係は、半径ｒの円の隣り合う２個の拡散要素３０４の間に半径ｒ＋ｐの円の拡散要素３０４が位置する場合と、半径ｒの円の拡散要素３０４の位置と半径ｒ＋ｐの円の拡散要素３０４の位置とが揃う場合と、が考えられる。以下の説明において、前者を逆相、後者を同相と称する。
【００９８】
半径方向に隣り合う２つの円において、拡散要素３０４の個数の差がＮ個である場合には、Ｎ個の同相とＮ個の逆相とが生じる。説明を簡単にするために、拡散要素３０４の個数の差を２個と仮定し、２つの円を切断して直線状に引き伸ばした状態の拡散要素３０４の配置を図９に示す。
【００９９】
図９に示すように、２つの円において拡散要素３０４を並べ始める起点の位置を一つの直線上に揃えた場合、２つの拡散要素３０４が逆相に並ぶ位置Ｑと２つの拡散要素３０４が同相に並ぶ位置Ｊとが交互に発生する。この場合、拡散要素３０４の個数の差が２個であるから、２個の同相と２個の逆相とが生じ、各々が交互に位置する。したがって、拡散要素３０４がこのように配列された拡散板を回転させると、特定の拡散角度分布を持った光が時間的に交互に射出されるため、フリッカーが発生する。
【０１００】
これに対して、本実施形態の拡散板３０５においては、上述したように、拡散板３０５のいかなる場所においても、複数の拡散要素３０４が半径方向に揃って配列されることがなく、ランダムに配列されている。そのため、拡散板３０５から射出される光の拡散角分布が時間的に規則性を持って変化することがない。その結果、フリッカーの発生が抑えられた光源装置２を実現することができる。
【０１０１】
さらに、本実施形態の光源装置２では、発光素子としてコヒーレンス性の高い半導体レーザーが用いられているが、半導体レーザーからの光が拡散装置３０により拡散されるため、スペックルノイズの発生を抑えることができる。
【０１０２】
本実施形態のプロジェクター１は、本実施形態の光源装置２を備えているため、表示品位に優れたものとなる。
【０１０３】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図１０を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターおよび照明装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、拡散装置の構成が第１実施形態の拡散装置と異なる。そのため、プロジェクターおよび照明装置の説明は省略し、拡散装置についてのみ説明する。
図１０は、第２実施形態の拡散板の正面図である。
図１０において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１０４】
本実施形態の拡散装置は、拡散板４０５と、拡散板４０５を所定の回転軸の周りに回転させる駆動装置と、を備えている。駆動装置は、第１実施形態の駆動装置と同様である。拡散板４０５は、第１面を有する基板と、基板の第１面に設けられた複数の拡散要素４０４と、を備えている。
【０１０５】
図１０に示すように、本実施形態の拡散板４０５は、各々が凹部からなる複数の拡散要素４０４を備えている。第１実施形態では、拡散板３０５の第１面の法線方向から見た個々の拡散要素３０４の平面形状は、例えば６角形等の多角形状であった。これに対して、本実施形態の拡散板４０５では、拡散板４０５の第１面の法線方向から見た個々の拡散要素４０４の平面形状は、菱形である。複数の拡散要素４０４の配列パターンとして、互いに形状が異なる２種類の菱形が隙間なくランダムに配列されたパターンが用いられている。この種の配列パターンは、ペンローズタイルとして知られている。すなわち、複数の凹部は、ペンローズタイル状に配置されている。
【０１０６】
また、本実施形態の拡散板４０５においても、仮想半直線Ｋ１と、複数の拡散要素４０４の配列に対応する同心円の各円上の複数の拡散要素４０４のうち仮想半直線Ｋ１に最も近い拡散要素４０４の中心と、の距離はランダムである。拡散要素４０４の中心を符号ｃの点で示した。
【０１０７】
本実施形態の拡散板４０５を製造する際には、以下の射出成形法を用いることが望ましい。
【０１０８】
最初に、超精密加工機を用いた切削加工により、複数の凹部を有するマスター型を作製する。次に、マスター型にニッケル電鋳を施すことにより、マスター型の凹部が反転した形状の複数の凸部を有する金型を作製する。次に、この金型を用いた射出成形により、複数の凹部からなる拡散要素を有する拡散板を作製する。射出成形を行う際には、例えばポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂材料を用いることができる。特に高光束用の拡散板として耐熱性が必要な場合には、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）などの樹脂を用いることができる。
【０１０９】
本実施形態においても、フリッカーやスペックルノイズの発生が抑えられた光源装置を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１１０】
特に本実施形態の場合、複数の拡散要素４０４がペンローズタイル状に配置されているため、拡散板４０５に平坦な部分が存在せず、高い拡散効果を得ることができる。
【０１１１】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１１および図１２を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、拡散板を含む照明装置の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの説明を省略する。
図１１は、第３実施形態のプロジェクターの概略構成図である。図１２は、第３実施形態の拡散板の断面図である。
図１１および図１２において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【０１１２】
第１実施形態の光源装置２においては、アレイ光源２１から射出された光線束のうち、一方の偏光成分が表示用の青色光として拡散装置３０に導かれ、他方の偏光成分が励起光として蛍光発光素子２７に導かれる構成であった。これに対し、第２実施形態の光源装置８２においては、光源ユニット１０２の内部において表示用の青色光ＬＢと励起光ＬＥとが分けられ、これら青色光ＬＢと励起光ＬＥとが個別に射出される構成となっている。
【０１１３】
図１１に示すように、光源装置８２は、光源ユニット１０２と、ホモジナイザー光学系２４と、反射ミラー１０３と、ダイクロイックミラー１０４と、第１のピックアップ光学系２６と、蛍光体層４７を備えた蛍光体ホイール５７と、第２のピックアップ光学系４１と、集光光学系１０５と、拡散装置４２と、を備えている。
【０１１４】
ホモジナイザー光学系２４は、マルチレンズアレイ２４ａと、マルチレンズアレイ２４ｂと、を備えている。第１のピックアップ光学系２６は、ピックアップレンズ２６ａと、ピックアップレンズ２６ｂと、を備えている。第２のピックアップ光学系４１は、ピックアップレンズ４１ａと、ピックアップレンズ４１ｂと、を備えている。蛍光体ホイール５７は、蛍光体層４７と、蛍光体層４７を支持する基板４９と、基板４９を回転させるモーター５５と、を備えている。
【０１１５】
拡散装置４２は、拡散板５０５と、拡散板５０５を所定の回転軸３０２の周りに回転させる駆動装置３０３と、を備えている。駆動装置３０３は、第１実施形態と同様である。第１実施形態の拡散板３０５が反射型の拡散板であったのに対し、本実施形態の拡散板５０５は透過型の拡散板である。
【０１１６】
光源ユニット１０２から射出された青色の励起光ＬＥは、ホモジナイザー光学系２４および反射ミラー１０３を経てダイクロイックミラー１０４に入射する。ダイクロイックミラー１０４は、青色波長域の光を透過させ、黄色波長域の光を反射させる。そのため、青色の励起光ＬＥは、ダイクロイックミラー１０４を透過した後に第１のピックアップ光学系２６を経て蛍光体ホイール５７に入射する。蛍光体ホイール５７の蛍光体層４７で生成された黄色の蛍光光ＬＹは、第１のピックアップ光学系２６を経てダイクロイックミラー１０４で反射し、光路が９０°折り曲げられてダイクロイックミラー１０４から射出される。
【０１１７】
一方、光源ユニット１０２から射出された表示用の青色光ＬＢは、集光光学系１０５を経て拡散板５０５に入射する。拡散板５０５を透過する際に拡散された青色光ＬＢは、第２のピックアップ光学系４１を経てダイクロイックミラー１０４を透過し、ダイクロイックミラー１０４から射出される。蛍光体層４７から射出された黄色の蛍光光ＬＹと、拡散板５０５から射出された青色光ＬＢとは、ダイクロイックミラー１０４によって合成され、白色の照明光ＷＬとなる。
【０１１８】
図１２に示すように、拡散板５０５は、第１面５１１ａを有する基板５１１と、基板５１１の第１面５１１ａに設けられた複数の拡散要素５０４と、を備えている。複数の拡散要素５０４の各々は、単一の曲率半径を有するレンズから構成されている。拡散板５０５の法線方向から見た各拡散要素５０４の形状および複数の拡散要素５０４の配置は、図３Ａに示す第１実施形態と同様である。基板５１１は、例えばガラス、樹脂等の光透過性を有する材料で構成されている。
【０１１９】
本実施形態においても、フリッカーやスペックルノイズの発生が抑えられた光源装置８２を実現できる、といった第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２０】
特に本実施形態の場合、複数の拡散要素５０４の各々が単一の曲率半径を有するレンズで構成されているため、フリッカーを抑制する効果を高めることができる。
【０１２１】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記第１実施形態では、反射型の拡散板の複数の拡散要素として、複数の凹部が用いられていたが、複数の凸部が用いられてもよい。同様に、上記第３実施形態では、透過型の拡散板の複数の拡散要素として、複数の凸部が用いられていたが、複数の凹部が用いられてもよい。
【０１２２】
その他、拡散装置、光源装置およびプロジェクターの各種構成要素の形状、数、配置、材料等については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
【０１２３】
上記実施形態では本発明による拡散装置および光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による拡散装置および照明装置は、例えば照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１…プロジェクター、２…光源装置、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置、６…投射光学系、２１１…第１の半導体レーザー（発光素子）、２１２…第２の半導体レーザー（発光素子）、３０１，３１１，３２１，５１１…基板、３０１ａ，３１１ａ，３２１ａ，５１１ａ…第１面、３０２…回転軸、３０３…駆動装置、３０４，３１４，３２４，４０４、５０４…拡散要素、３０５，３１５，３２５，４０５，５０５…拡散板。
【図１】
2018132547.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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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