(57)【要約】【課題】励起用光源装置の出力を高めた場合であっても蛍光層の発光効率の低下を抑制可能な照明装置を提供する。【解決手段】本発明の照明装置１０１は、第１の光Ｌａを射出する第１の光源装置１０ａと、第２の光Ｌｂを射出する第２の光源装置１０ｂと、第１の光Ｌａ及び第２の光Ｌｂによって励起される蛍光層４２と、第１の光源装置１０ａと蛍光層４２との間の第１の光Ｌａの光路上に配置され、第１の光Ｌａを拡散させる光拡散部材２６ａと、第１の光Ｌａの少なくとも一部と第２の光Ｌｂの少なくとも一部とが蛍光層４２上において互いに重なりあうように、第１の光Ｌａと第２の光Ｌｂとを蛍光層４２に照射する集光光学系２１と、を備えている。【選択図】図１
2012103615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光を射出する第１の光源装置と、
第２の光を射出する第２の光源装置と、
前記第１の光及び前記第２の光によって励起される蛍光層と、
前記第１の光源装置と前記蛍光層との間の前記第１の光の光路上に配置され、前記第１の光を拡散させる光拡散部材と、
前記第１の光の少なくとも一部と前記第２の光の少なくとも一部とが前記蛍光層上において互いに重なりあうように、前記第１の光と前記第２の光とを前記蛍光層に照射する集光光学系と、を備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記集光光学系は、前記光拡散部材によって拡散された前記第１の光が入射するコリメートレンズと、前記コリメートレンズから射出された前記第１の光が入射する集光レンズと、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記光拡散部材は、ホログラム素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記光拡散部材によって拡散された前記第１の光の光強度分布は、前記第１の光の中心軸にまたがって平坦部を有する光強度分布であることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光拡散部材は、前記蛍光層が一面側に形成された板材であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
前記蛍光層は、モーターにより回転される板材上に、前記板材の回転方向に沿って連続して形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記第１の光源装置は、前記第１の光としてレーザー光を射出するレーザー光源であり、前記第２の光源装置は、前記第２の光としてレーザー光を射出するレーザー光源であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の照明装置と、
前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えていることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、プロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクター用の照明装置として、特許文献１に記載の照明装置が知られている。特許文献１の照明装置は、励起光（青色光）を射出する光源と、モーターにより回転される円板上に２種類の蛍光層（赤色蛍光層と緑色蛍光層）を形成してなる蛍光板と、を備えている。円板上には、回転方向に沿って３つのセグメント領域が形成されている。３つのセグメント領域のうち２つのセグメント領域には、互いに異なる色光（赤色光と緑色光）を放射する２種類の蛍光層が形成され、残りのセグメント領域には、励起光（青色光）を散乱する散乱体が形成されている。特許文献１の照明装置によれば、励起光と２種類の蛍光層とを用いて３つの色光を順次放射可能な照明装置を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２７７５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の照明装置では、励起用の光源装置として、レーザー光源が用いられている。特許文献１の照明装置において放射光の光強度を高める場合には、蛍光層の小面積な部位に高出力のレーザー光（励起光）を集中して照射する必要がある。しかし、蛍光層の小面積な部位に照射するレーザー光の出力を高くすればするほど、蛍光層の発光効率が低下するという課題が発生する。その原因としては、励起光が照射された部位の温度が急激に上昇するということや、励起光の光密度が高くなると、励起光吸収による吸収準位の数密度の減少が無視できなくなり、励起光の吸収率が低下するということなどが考えられる。前者は温度消光現象と呼ばれ、後者は飽和励起現象と呼ばれる。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、励起用光源装置の出力を高めた場合であっても蛍光層の発光効率の低下を抑制可能な照明装置及びプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するため、本発明の照明装置は、第１の光を射出する第１の光源装置と、第２の光を射出する第２の光源装置と、前記第１の光及び前記第２の光によって励起される蛍光層と、前記第１の光源装置と前記蛍光層との間の前記第１の光の光路上に配置され、前記第１の光を拡散させる光拡散部材と、前記第１の光の少なくとも一部と前記第２の光の少なくとも一部とが前記蛍光層上において互いに重なりあうように、前記第１の光と前記第２の光とを前記蛍光層に照射する集光光学系と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、励起光として蛍光層に照射される光の蛍光層上での光強度分布において、突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置が提供される。
【０００８】
前記集光光学系は、前記光拡散部材によって拡散された前記第１の光が入射するコリメートレンズと、前記コリメートレンズから射出された前記第１の光が入射する集光レンズと、を備えていることが望ましい。
【０００９】
この構成によれば、光拡散部材によって拡散された励起光を集光レンズに効率よく入射させることができる。
【００１０】
前記光拡散部材は、ホログラム素子であることが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、樹脂からなる基材に散乱微粒子を含有させた光拡散部材に比べて、均一性の高い光強度分布を形成することができる。
【００１２】
前記光拡散部材によって拡散された前記第１の光の光強度分布は、前記第１の光の中心軸にまたがって平坦部を有する光強度分布であることが望ましい。
【００１３】
この構成によれば、均一性の高い光強度分布を形成することができる。
【００１４】
前記光拡散部材は、前記蛍光層が一面側に形成された板材であることが望ましい。
【００１５】
この構成によれば、蛍光層の近傍で励起光が拡散されるため、小さな領域で蛍光層を発光させることができる。そのため、蛍光層の発光効率を高めることができ、明るい照明装置が提供される。
【００１６】
前記蛍光層は、モーターにより回転される板材上に、前記板材の回転方向に沿って連続して形成されていることが望ましい。
【００１７】
この構成によれば、励起光の照射により生じた蛍光層の熱を板材の回転方向に沿った広い領域において放散させることができる。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置が提供される。
【００１８】
前記第１の光源装置は、前記第１の光としてレーザー光を射出するレーザー光源であり、前記第２の光源装置は、前記第２の光としてレーザー光を射出するレーザー光源であることが望ましい。
【００１９】
この構成によれば、集光性の高いレーザー光源を光源装置として用いるため、小さな領域で蛍光層を発光させることができる。そのため、蛍光層の発光効率を高めることができ、明るい照明装置が提供される。
【００２０】
本発明のプロジェクターは、本発明の照明装置と、前記照明装置からの照明光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置からの変調光を投写画像として投写する投写光学系と、を備えていることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、明るい投写画像を表示することが可能なプロジェクターが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第1実施形態のプロジェクターの光学系を示す上面図である。
【図２】第１実施形態の光源装置及び蛍光層の発光特性を示すグラフである。
【図３】第１実施形態の回転蛍光板の説明図である。
【図４】レーザー光の光強度分布を示す図である。
【図５】第２実施形態のプロジェクターの光学系を示す上面図である。
【図６】第３実施形態のプロジェクターの光学系を示す上面図である。
【図７】第４実施形態のプロジェクターの光学系を示す上面図である。
【図８】第２光源装置の発光特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第１実施形態］
図１は第１実施形態のプロジェクター１００１の光学系を示す上面図である。図２は、プロジェクター１００１に備えられる光源装置１０及び蛍光層４２の発光特性を示すグラフである。図２（ａ）は光源装置１０の発光特性を示すグラフであり、図２（ｂ）は蛍光層４２の発光特性を示すグラフである。光源装置１０の発光特性とは、電圧を印加したときに、どのような波長の光をどのくらいの強度で射出するのかという特性のことをいう。また、蛍光層４２の発光特性とは、励起光が入射したときに、どのような波長の光をどのくらいの強度で射出するのかという特性のことをいう。グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も大きい波長における発光強度を１としている。グラフの横軸は波長を表す。図３はプロジェクター１００１に備えられる回転蛍光板３０の説明図である。図３（ａ）は回転蛍光板３０の正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ１−Ａ１断面図である。
【００２４】
図１に示すように、プロジェクター１００１は、照明装置１０１、色分離導光光学系２００、光変調装置としての液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００を備えている。
【００２５】
照明装置１０１は、光源装置１０ａ、光源装置１０ｂ、光源装置１０ｃ、集光光学系２１、回転蛍光板３０、モーター５０、コリメート光学系６０、第1レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０及び重畳レンズ１５０を備えている。
【００２６】
光源装置１０ａ、光源装置１０ｂ、光源装置１０ｃの各々は、青色のレーザー光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ、図２（ａ）参照）を射出するレーザー光源である。本明細書では、光源装置１０ａと光源装置１０ｂと光源装置１０ｃとをまとめて光源装置１０と呼ぶことがあり、光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａと光源装置１０ｂから射出されるレーザー光Ｌｂと光源装置１０ｃから射出されるレーザー光Ｌｃとをまとめてレーザー光Ｌと呼ぶことがある。光源装置１０ａは第１の光源装置に相当し、光源装置１０ｂは第２の光源装置に相当し、レーザー光Ｌａは第１の光に相当し、レーザー光Ｌｂは第２の光に相当する。
【００２７】
図２（ａ）において、符号Ｂは、光源装置１０が射出するレーザー光Ｌの色光成分である。図１に示した照明装置１０１は３つの光源装置１０（光源装置１０ａ、光源装置１０ｂ、光源装置１０ｃ）を備えているが、光源装置１０の数はこれに限らず、２つ若しくは４つ以上でもよい。また、４４５ｎｍ以外の波長（例えば４６０ｎｍ）の青色光を励起光として射出する光源装置を用いることもできる。光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａと光源装置１０ｂから射出されるレーザー光Ｌｂと光源装置１０ｃから射出されるレーザー光Ｌｃとが、集光光学系２１によって蛍光層４２上において互いに重ね合わされることによって、蛍光層４２を励起する励起光が形成される。
【００２８】
集光光学系２１は、光拡散部材２６ａと、光拡散部材２６ｂと、光拡散部材２６ｃと、第１レンズ２３ａと、第１レンズ２３ｂと、第１レンズ２３ｃと、第２レンズ２５とを備えている。光拡散部材２６ａおよび第１レンズ２３ａは光源装置１０ａに対応して設けられ、光拡散部材２６ｂおよび第１レンズ２３ｂは光源装置１０ｂに対応して設けられ、光拡散部材２６ｃおよび第１レンズ２３ｃは光源装置１０ｃに対応して設けられている。集光光学系２１は、光源装置１０から回転蛍光板３０までの光路中に配置され、レーザー光Ｌａとレーザー光Ｌｂとレーザー光Ｌｃとを略集光した状態で蛍光層４２に入射させる。本明細書では、光拡散部材２６ａと光拡散部材２６ｂと光拡散部材２６ｃとをまとめて光拡散部材２６と呼び、第１レンズ２３ａと第１レンズ２３ｂと第１レンズ２３ｃとをまとめて第１レンズ２３と呼ぶことがある。
【００２９】
光拡散部材２６は、例えば、光源装置１０から射出されたレーザー光Ｌを散乱する散乱粒子を備えた透明な樹脂の板材からなる。光拡散部材２６は、光源装置１０から射出されたレーザー光Ｌを拡散させる。具体時には、光拡散部材２６ａはレーザー光Ｌａを拡散させ、光拡散部材２６ｂはレーザー光Ｌｂを拡散させ、光拡散部材２６ｃはレーザー光Ｌｃを拡散させる。図１では、１つの光源装置１０に対して１つの光拡散部材２６を設けているが、光源装置１０ａと光源装置１０ｂと光源装置１０ｃに対して共通の１つの光拡散部材を設けることも可能である。
【００３０】
第１レンズ２３はコリメートレンズであり、第２レンズ２５は集光レンズである。第１レンズ２３及び第２レンズ２５は、例えば凸レンズからなる。
【００３１】
回転蛍光板３０はいわゆる透過型の回転蛍光板である。回転蛍光板３０は、図１及び図３に示すように、モーター５０により回転可能な板材４０の一部に、単一の蛍光層４２が板材４０の回転方向に沿って連続して形成されてなる。蛍光層４２が形成されている領域は、励起光が入射する領域を含む。回転蛍光板３０は、励起光（青色光）が入射する側とは反対側に向けて赤色光及び緑色光を射出する。
【００３２】
回転蛍光板３０は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板３０の直径は５０ｍｍであり、回転蛍光板３０に入射する励起光の光軸が回転蛍光板３０の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転蛍光板３０は、励起光の集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光層４２上を移動するような回転速度で回転する。
【００３３】
板材４０は、励起光を透過する材料からなる。図３では、板材４０を円板としているが、板材４０は円板に限られない。板材４０の材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。光源装置１０から射出されたレーザー光Ｌａとレーザー光Ｌｂとレーザー光Ｌｃとは、集光光学系２１によって略集光されて、励起光として板材４０側から回転蛍光板３０に照射される。
【００３４】
蛍光層４２は、励起光を透過するとともに蛍光層４２から放射された蛍光を反射するダイクロイック膜４４を介して板材４０上に形成されている。ダイクロイック膜４４は、例えば、誘電体多層膜からなる。
【００３５】
蛍光層４２は、例えば、光源装置１０から射出された励起光としてのレーザー光Ｌ（青色光）の一部を赤色光及び緑色光を含む光に変換し、かつ、励起光（青色光）の残りの一部を変換せずに通過させる。具体的には、蛍光層４２は、波長が４４５ｎｍの励起光によって効率的に励起され、光源装置１０が射出する励起光の一部を、図２（ｂ）に示すように、赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光に変換して射出する。黄色の蛍光のうち、短波長側の成分は緑色光として利用され、黄色の蛍光のうち、長波長側の成分は赤色光として利用される。
【００３６】
蛍光層４２は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅを含有する層からなる。蛍光層４２として、赤色光及び緑色光を含む蛍光を射出する他の蛍光体を含有する層を用いてもよい。また、蛍光層４２として、励起光（青色光）を赤色光に変換する蛍光体と、励起光（青色光）を緑色光に変換する蛍光体との混合物を含有する層を用いてもよい。
【００３７】
光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａは、光拡散部材２６ａと第１レンズ２３ａと第２レンズ２５とを介して蛍光層４２上に集光され、光源装置１０ｂから射出されるレーザー光Ｌｂは、光拡散部材２６ｂと第１レンズ２３ｂと第２レンズ２５とを介して蛍光層４２上に集光され、光源装置１０ｃから射出されるレーザー光Ｌｃは、光拡散部材２６ｃと第１レンズ２３ｃと第２レンズ２５とを介して蛍光層４２上に集光される。
【００３８】
既に述べたように、光拡散部材２６は、光源装置１０から射出されたレーザー光Ｌを拡散させ、レーザー光Ｌの光強度分布を均一化する。図４は、光拡散部材２６の効果を示す図である。ここでは、ガウス型分布の光強度分布を有するレーザー光を用いた場合を例にとって説明する。Ｌａ１は、レーザー光Ｌａが光拡散部材２６ａを通過する前の、レーザー光Ｌａの光軸に垂直な断面における光強度分布を示し、Ｌａ２はレーザー光Ｌａが光拡散部材２６ａを通過した後の該光強度分布を示している。レーザー光Ｌａの光軸に垂直な断面において、レーザー光Ｌａの中心軸に近い部分が最も光強度の大きい高強度領域Ｃであり、高強度領域Ｃの周辺部は光強度が徐々に減衰する減衰領域Ｄである。図４からわかるように、レーザー光Ｌａが光拡散部材２６ａによって拡散されることによって、高強度領域Ｃの光強度が低減され、減衰領域Ｄの光強度が増大される。これにより、レーザー光Ｌａの光軸に垂直な平面内におけるレーザー光Ｌａの光強度分布が、光拡散部材２６ａに入射する前よりも均一化される。レーザー光Ｌｂおよびレーザー光Ｌｃについても同様である。
【００３９】
レーザー光Ｌａ、レーザー光Ｌｂおよびレーザー光Ｌｃは、光拡散部材２６によって均一化された後、蛍光層４２上においてレーザー光Ｌａのビームスポットとレーザー光Ｌｂのビームスポットとレーザー光Ｌｃのビームスポットとが互いに重なるように、第１レンズ２３及び第２レンズ２５を介して蛍光層４２上に照射される。このため、蛍光層４２上における励起光の光強度分布は、光拡散部材２６を用いない場合よりも均一化されている。ここで、蛍光層４２上における励起光の高強度領域Ｃにおける光強度分布の均一性を高めるためには、蛍光層４２上において、レーザー光Ｌａのビームスポットとレーザー光Ｌｂのビームスポットとレーザー光Ｌｃのビームスポットとが互いにぴったり重なっていることが好ましい。
【００４０】
ガウス分布型以外の光強度分布を有するレーザー光Ｌを用いた場合も同様である。光拡散部材２６は、光源装置１０から射出されたレーザー光Ｌを拡散することにより、高強度領域の光強度を低減し、減衰領域の光強度を増大させる。これにより、レーザー光Ｌの光軸に垂直な平面内におけるレーザー光Ｌの光強度の分布が、光拡散部材２６に入射する前よりも均一化される。このため、蛍光層４２上における励起光の光強度分布は、光拡散部材２６を用いない場合よりも均一化される。
【００４１】
このようにして、蛍光層４２に照射される励起光の蛍光層４２上での光強度分布が均一化され、蛍光層４２上において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置１０１が提供される。
【００４２】
図１に戻って、コリメート光学系６０は、回転蛍光板３０からの光の拡がりを抑える第１レンズ６２と、第１レンズ６２から入射した光を略平行化する第２レンズ６４と、を備えている。コリメート光学系６０は、全体として回転蛍光板３０からの光を略平行化する機能を有する。第レンズ６２及び第２レンズ６４は、例えば、凸レンズからなる。
【００４３】
第１レンズアレイ１２０は、コリメート光学系６０からの光を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する。第１レンズアレイ１２０は、コリメート光学系６０からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子として機能する。第１レンズアレイ１２０は、複数の第１小レンズ１２２が照明光軸１０１ａｘと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域の外形形状に関して略相似形である。
【００４４】
第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する。第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸１０１ａｘに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。
【００４５】
偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光として射出する光学素子である。偏光変換素子１４０は、回転蛍光板３０からの光に含まれる偏光成分のうち一方の直線偏光成分をそのまま透過し、他方の直線偏光成分を照明光軸１０１ａｘに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の直線偏光成分を照明光軸１０１ａｘに平行な方向に反射する反射層と、反射層で反射された他方の直線偏光成分を一方の直線偏光成分に変換する位相差板と、を有する。
【００４６】
重畳レンズ１５０は、偏光変換素子１４０からの各部分光束を集光して液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５０の光軸と照明装置１００の光軸とが略一致するように、重畳レンズ１５０が配置されている。重畳レンズ１５０は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び重畳レンズ１５０は、回転蛍光板３０からの光の面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。
【００４７】
なお、第１レンズアレイ１２０及び第２レンズアレイ１３０を用いたレンズインテグレーター光学系の代わりに、ロッドレンズを用いたロッドインテグレーター光学系を用いてもよい。
【００４８】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０、反射ミラー２３０，２４０，２５０及びリレーレンズ２６０，２７０を備えている。色分離導光光学系２００は、照明装置１００からの光を赤色光、緑色光及び青色光に分離し、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂに導光する機能を有する。色分離導光光学系２００と液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４０Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ，集光レンズ３００Ｇ，集光レンズ３００Ｂが配置されている。
【００４９】
ダイクロイックミラー２１０，２２０は、基板上に、所定の波長領域の光を反射して他の波長領域の光を通過させる波長選択透過膜が形成されたミラーである。ダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を通過させ、緑色光成分及び青色光成分を反射するダイクロイックミラーである。ダイクロイックミラー２２０は、緑色成分を反射して青色光成分を通過させるダイクロイックミラーである。反射ミラー２３０は、赤色光成分を反射するミラーである。反射ミラー２４０，２５０は、青色光成分を反射するミラーである。
【００５０】
ダイクロイックミラー２１０を通過した赤色光は、反射ミラー２３０で反射され、集光レンズ３００Ｒを通過して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１０で反射された緑色光は、ダイクロイックミラー２２０でさらに反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光は、リレーレンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０、集光レンズ３００Ｂを経て青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。リレーレンズ２６０，２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を通過した青色光成分を液晶光変調装置４００Ｂまで導くリレー光学系として機能する。
【００５１】
液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂは、入射した色光を画像情報に応じて変調しカラー画像を形成するものである。液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂは、照明装置１００の照明対象となる。図示を省略したが、各集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３０００Ｂと各液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置され、液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、それぞれ射出側偏光板が配置されている。入射側偏光板、液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂ及び射出側偏光板によって、入射した各色光の光変調が行われる。
【００５２】
液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂは、一対の透明なガラス基板の間に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型の液晶光変調装置である。液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂは、例えばポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として備え、与えられた画像信号に応じて、入射側偏光板から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。
【００５３】
クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。クロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形形状をなす。直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、緑色光及び青色光を通過させ赤色光を反射する誘電体多層膜であり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光及び緑色光を通過させ青色光を反射する誘電体多層膜である。略Ｘ字状の界面に形成された２種類の誘電体多層膜によって赤色光及び青色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
【００５４】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。
【００５５】
上記構成のプロジェクター１００１によれば、光源装置１０から射出された励起光としてのレーザー光Ｌによって蛍光層４２が励起され、複数の色光が放射される。そのため、単一色の光源装置１０を用いながら複数の色光を得ることができる。
【００５６】
光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａと光源装置１０ｂから射出されるレーザー光Ｌｂと光源装置１０ｃから射出されるレーザー光Ｌｃとは、光拡散部材２６によって光強度分布が均一化される。そのため、蛍光層４２上での励起光の光強度分布が均一化され、蛍光層４２上において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。また、蛍光層４２は、モーター５０により回転される板材４０上に形成されているため、励起光の照射により生じた蛍光層４２の熱は板材４０の回転方向に沿った広い領域において放散される。そのため、励起用光源装置すなわち光源装置１０の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置１０１が提供される。
【００５７】
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態のプロジェクター１００２の光学系を示す上面図である。図５において、第１実施形態の照明装置１０１と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。これらの構成要素については、必要に応じて図２及び図３を参照して説明を行う。
【００５８】
プロジェクター１００２において第１実施形態のプロジェクター１００１と異なるのは照明装置１０２の構成である。色分離導光光学系２００、光変調装置としての液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００の構成は第１実施形態のプロジェクター１００１と同じである。
【００５９】
第１実施形態の照明装置１０１では、光源装置１０と第１レンズ２３との間の光路上に、散乱微粒子を含有する樹脂の光拡散部材２６を配置し、光拡散部材２６によってレーザー光Ｌを拡散することで、蛍光層４２上での励起光の光強度分布を均一化した。これに対して、第２実施形態の照明装置１０２では、回転蛍光板３１の光入射面に微細な凹凸４１Ａを形成し、凹凸４１Ａによって励起光を拡散することで、励起光の光強度分布を均一化している。
【００６０】
回転蛍光板３１はいわゆる透過型の回転蛍光板である。回転蛍光板３１は、図５及び図３に示すように、モーター５０により回転可能な光拡散部材４１の一部に、単一の蛍光層４２が光拡散部材４１の回転方向に沿って連続して形成されてなる。蛍光層４２が形成されている領域は、励起光が入射する領域を含む。回転蛍光板３１は、励起光（青色光）が入射する側とは反対側に向けて赤色光及び緑色光を射出する。
【００６１】
回転蛍光板３１は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板３１の直径は５０ｍｍであり、回転蛍光板３１に入射する励起光の光軸が回転蛍光板３１の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転蛍光板３１は、励起光の集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光層４２上を移動するような回転速度で回転する。
【００６２】
光拡散部材４１は、励起光を透過する板材からなる。光拡散部材４１の材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。光源装置１０から射出されたレーザー光Ｌは励起光として光拡散部材４１側から回転蛍光板３１に入射する。光拡散部材４１の光入射面には、微細な凹凸４１Ａが形成されている。凹凸４１Ａはランダムに形成されており、凹凸４１Ａによって、集光光学系２７から射出されたレーザー光Ｌが拡散される。
【００６３】
集光光学系２７は、第１レンズ２３ａと、第１レンズ２３ｂと、第１レンズ２３ｃと、第２レンズ２５と、光拡散部材４１とを備えている。集光光学系２７は、光源装置１０から蛍光層４２までの光路中に配置され、光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａと光源装置１０ｂから射出されるレーザー光Ｌｂと光源装置１０ｃから射出されるレーザー光Ｌｃとを略集光した状態で蛍光層４２に入射させる。
【００６４】
光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａと光源装置１０ｂから射出されるレーザー光Ｌｂと光源装置１０ｃから射出されるレーザー光Ｌｃとが、集光光学系２７によって蛍光層４２上において互いに重ね合わされることによって、蛍光層４２を励起する励起光が形成される。
【００６５】
レーザー光Ｌａは、第１レンズ２３ａと第２レンズ２５と光拡散部材４１を介して蛍光層４２上に集光され、レーザー光Ｌｂは、第１レンズ２３ｂと第２レンズ２５と光拡散部材４１を介して蛍光層４２上に集光され、レーザー光Ｌｃは、第１レンズ２３ｃと第２レンズ２５と光拡散部材４１を介して蛍光層４２上に集光される。光拡散部材４１の光入射面には微細な凹凸４１Ａが形成されているため、凹凸４１Ａによってレーザー光Ｌが拡散される。これにより、第１実施形態において図４を用いて説明したように、レーザー光Ｌの光軸に垂直な平面内におけるレーザー光Ｌの光強度の分布が、光拡散部材４１に入射する前よりも均一化される。
【００６６】
レーザー光Ｌａ、レーザー光Ｌｂおよびレーザー光Ｌｃは、光拡散部材４１によって均一化された後、蛍光層４２上においてレーザー光Ｌａのビームスポットとレーザー光Ｌｂのビームスポットとレーザー光Ｌｃのビームスポットとが互いに重なるように蛍光層４２上に照射される。このため、蛍光層４２上における励起光の光強度分布は、光拡散部材４１を用いない場合よりも均一化されている。ここで、蛍光層４２上における励起光の高強度領域Ｃにおける光強度分布の均一性を高めるためには、蛍光層４２上において、レーザー光Ｌａのビームスポットとレーザー光Ｌｂのビームスポットとレーザー光Ｌｃのビームスポットとが互いにぴったり重なっていることが好ましい。
【００６７】
このようにして、蛍光層４２に照射される励起光の蛍光層４２上での光強度分布が均一化され、蛍光層４２上において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、励起用光源装置すなわち光源装置１０の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置１０２が提供される。
【００６８】
［第３実施形態］
図６は、第３実施形態のプロジェクター１００３の光学系を示す上面図である。図６において、第１実施形態の照明装置１０１と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。これらの構成要素については、必要に応じて図２及び図３を参照して説明を行う。
【００６９】
プロジェクター１００３において第１実施形態のプロジェクター１００１と異なるのは、照明装置１０３の構成である。色分離導光光学系２００、光変調装置としての液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００の構成は第１実施形態のプロジェクター１００１と同じである。
【００７０】
第１実施形態の照明装置１０１では、光源装置１０と第１レンズ２３との間の光路上に、散乱微粒子を含有する樹脂の光拡散部材２６を配置し、光拡散部材２６によってレーザー光Ｌを拡散することで、蛍光層４２上での励起光の光強度分布を均一化した。これに対して、第３実施形態の照明装置１０３では、散乱微粒子を含有する樹脂の光拡散部材２６の代わりにホログラム素子からなる光拡散部材２９によってレーザー光Ｌを拡散することで、励起光の光強度分布を均一化している。
【００７１】
照明装置１０３は、光源装置１０ａ、光源装置１０ｂ、光源装置１０ｃ集光光学系２８、回転蛍光板３０、モーター５０、コリメート光学系６０、第1レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０及び重畳レンズ１５０を備えている。
【００７２】
集光光学系２８は、第１レンズ２３ａと、第１レンズ２３ｂと、第１レンズ２３ｃと、光拡散部材２９ａと、光拡散部材２９ｂと、光拡散部材２９ｃと、第２レンズ２５とを備えている。光拡散部材２９ａおよび第１レンズ２３ａは光源装置１０ａに対応して設けられ、光拡散部材２９ｂおよび第１レンズ２３ｂは光源装置１０ｂに対応して設けられ、光拡散部材２９ｃおよび第１レンズ２３ｃは光源装置１０ｃに対応して設けられている。集光光学系２８は、光源装置１０から回転蛍光板３０までの光路中に配置され、光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａと光源装置１０ｂから射出されるレーザー光Ｌｂと光源装置１０ｃから射出されるレーザー光Ｌｃとを略集光した状態で蛍光層４２に入射させる。本明細書では、光拡散部材２９ａと光拡散部材２９ｂと光拡散部材２９ｃとをまとめて光拡散部材２９と呼ぶことがある。
【００７３】
光拡散部材２９は、例えば、ガラス基板に計算機で計算して人工的に作製した凹凸構造が形成された計算機合成ホログラム（Computer Generated Hologram; CGH）である。光拡散部材２９は、光源装置１０から射出されたレーザー光Ｌを拡散し、光強度分布が均一化された励起光を蛍光層４２に入射させる。図６では、１つの光源装置１０に対して１つの光拡散部材２９を設けているが、光源装置１０ａと光源装置１０ｂと光源装置１０ｃに対して共通の１つの光拡散部材を設けることも可能である。
【００７４】
計算機合成ホログラムは、回折現象を利用して入射光の波面を変換する波面変換素子である。特に位相変調型の計算機合成ホログラムは入射光波のエネルギーを殆ど失うことなく波面変換が可能である。計算機合成ホログラムは均一な光強度や単純な形状の光強度分布を発生させることが可能である。そのため、例えば、レーザー光Ｌの中心軸に跨って平坦部を有する光強度分布を形成することができ、これにより、均一性の高い光強度分布を実現することができる。
【００７５】
第１レンズ２３はコリメートレンズであり、第２レンズ２５は集光レンズである。第１レンズ２３及び第２レンズ２５は、例えば凸レンズからなる。
【００７６】
光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａは、第１レンズ２３ａ、光拡散部材２９ａ及び第２レンズ２５を介して蛍光層４２上に集光され、光源装置１０ｂから射出されるレーザー光Ｌｂは、第１レンズ２３ｂ、光拡散部材２９ｂ及び第２レンズ２５を介して蛍光層４２上に集光され、光源装置１０ｃから射出されるレーザー光Ｌｃは、第１レンズ２３ｃ、光拡散部材２９ｃ及び第２レンズ２５を介して蛍光層４２上に集光される。光拡散部材２９によってレーザー光Ｌが拡散されることで、レーザー光Ｌの光軸に垂直な平面内におけるレーザー光Ｌの光強度の分布が、光拡散部材２９に入射する前よりも均一化される。
【００７７】
レーザー光Ｌａ、レーザー光Ｌｂおよびレーザー光Ｌｃは、光拡散部材２９によって均一化された後、蛍光層４２上においてレーザー光Ｌａのビームスポットとレーザー光Ｌｂのビームスポットとレーザー光Ｌｃのビームスポットとが互いに重なるように、第２レンズ２５を介して蛍光層４２上に照射される。このため、蛍光層４２上における励起光の光強度分布は、光拡散部材２９を用いない場合よりも均一化されている。ここで、蛍光層４２上における励起光の高強度領域Ｃにおける光強度分布の均一性を高めるためには、蛍光層４２上において、レーザー光Ｌａのビームスポットとレーザー光Ｌｂのビームスポットとレーザー光Ｌｃのビームスポットとが互いにぴったり重なっていることが好ましい。
【００７８】
このようにして、蛍光層４２に照射される励起光の蛍光層４２上での光強度分布が均一化され、蛍光層４２上において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置１０２が提供される。
【００７９】
［第４実施形態］
図７は、第４実施形態のプロジェクター１００４の光学系を示す上面図である。図８は、プロジェクター１００４に備えられる第２光源装置７１０の発光特性を示すグラフである。グラフの縦軸は相対発光強度を表し、発光強度が最も大きい波長における発光強度を１としている。グラフの横軸は波長を表す。図７において、第１実施形態のプロジェクター１００１と共通する構成要素については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。これらの構成要素については、必要に応じて、図２、図３及び図４を参照して説明を行う。
【００８０】
図７に示すように、プロジェクター１００４は、照明装置１０４、第２照明装置７００、色分離導光光学系２０２、光変調装置としての液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００を備えている。
【００８１】
第１実施形態のプロジェクター１００１では、光源装置１０から射出された青色光の一部を蛍光層から透過させて液晶光変調装置４００Ｂの照明光として利用した。これに対して、第４実施形態のプロジェクター１００４では、光源装置１０から射出された青色光の全てを蛍光層４６の励起光として利用し、液晶光変調装置４００Ｂの照明光として利用する青色光は、照明装置１０４とは別個に設けられた第２照明装置７００から射出される。
【００８２】
照明装置１０４は、光源装置１０ａ、光源装置１０ｂ、光源装置１０ｃ、集光光学系２１、回転蛍光板３２、モーター５０、コリメート光学系６０、第1レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０及び重畳レンズ１５０を備えている。光源装置１０、集光光学系２１、モーター５０、コリメート光学系６０、第1レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０、偏光変換素子１４０及び重畳レンズ１５０の構成は第１実施形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。
【００８３】
回転蛍光板３２はいわゆる透過型の回転蛍光板である。回転蛍光板３２は、モーター５０により回転可能な板材４０の一部に、単一の蛍光層４６が板材４０の回転方向に沿って連続して形成されてなる。蛍光層４６が形成されている領域は、励起光が入射する領域を含む。回転蛍光板３２は、励起光（青色光）が入射する側とは反対側に向けて赤色光及び緑色光を射出する。
【００８４】
回転蛍光板３２は、使用時において７５００ｒｐｍで回転する。詳しい説明は省略するが、回転蛍光板３２の直径は５０ｍｍであり、回転蛍光板３２に入射する励起光の光軸が回転蛍光板３２の回転中心から約２２．５ｍｍ離れた場所に位置するように構成されている。つまり、回転蛍光板３２は、励起光の集光スポットが約１８ｍ／秒で蛍光層４６上を移動するような回転速度で回転する。
【００８５】
蛍光層４６は励起光を透過し、蛍光層４６から放射された蛍光を反射するダイクロイック膜４４を介して板材４０上に形成されている。ダイクロイック膜４４は、例えば、誘電体多層膜からなる。
【００８６】
蛍光層４６は、例えば、光源装置１０から射出された励起光としてのレーザー光Ｌ（青色光）の略全てを赤色光及び緑色光を含む光に変換する。蛍光層４６は、第１実施形態の蛍光層４２よりも厚く形成されており、蛍光層４６をそのまま通過する励起光は殆ど存在しない。蛍光層４６は、波長が４４５ｎｍの励起光によって効率的に励起され、光源装置１０が射出する励起光を、図２（ｂ）に示すように、赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光に変換して射出する。黄色の蛍光のうち、短波長側の成分は緑色光として利用され、黄色の蛍光のうち、長波長側の成分は赤色光として利用される。
【００８７】
蛍光層４６は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅを含有する層からなる。蛍光層４６として、赤色光及び緑色光を含む蛍光を射出する他の蛍光体を含有する層を用いてもよい。また、蛍光層４６として、励起光（青色光）を赤色光に変換する蛍光体と、励起光（青色光）を緑色光に変換する蛍光体との混合物を含有する層を用いてもよい。
【００８８】
第１実施形態と同様に、光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａは、光拡散部材２６ａ、第１レンズ２３ａ及び第２レンズ２５を介して蛍光層４６上に集光され、光源装置１０ｂから射出されるレーザー光Ｌｂは、光拡散部材２６b、第１レンズ２３ｂ及び第２レンズ２５を介して蛍光層４６上に集光され、光源装置１０ｃから射出されるレーザー光Ｌｃは、光拡散部材２６c、第１レンズ２３ｃ及び第２レンズ２５を介して蛍光層４６上に集光される。レーザー光Ｌａとレーザー光Ｌｂとレーザー光Ｌｃとが、集光光学系２１によって蛍光層４６上において互いに重ね合わされることによって、蛍光層４６を励起する励起光が形成される。
【００８９】
光拡散部材２６ａはレーザー光Ｌａを拡散させることによって、レーザー光Ｌａの光強度分布を均一化する。光拡散部材２６ｂはレーザー光Ｌｂを拡散させることによって、レーザー光Ｌｂの光強度分布を均一化する。光拡散部材２６ｃはレーザー光Ｌｃを拡散させることによって、レーザー光Ｌｃの光強度分布を均一化する。これにより、蛍光層４６に照射される励起光の蛍光層４６上での光強度分布が均一化され、蛍光層４６上において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置１０４が提供される。
【００９０】
第２照明装置７００は、第２光源装置７１０、集光光学系７２０、散乱板７３０、偏光変換インテグレーターロッド７４０及び集光レンズ７５０を備えている。
【００９１】
第２光源装置７１０は、色光としてレーザー光からなる青色光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ、図８参照）を射出するレーザー光源である。図８において、符号Ｂで示すのは、第２光源装置７１０が青色光として射出する色光成分である。図７では光源装置７１０を１つ図示しているが、光源装置７１０の数はこれに限らず、複数個とすることも可能である。また、４４５ｎｍ以外の波長（例えば４６０ｎｍ）の青色光を射出する光源装置を用いることもできる。
【００９２】
集光光学系７２０は、第１レンズ７２２及び第２レンズ７２４を備えている。集光光学系７２０は、全体として、青色光を略集光した状態で散乱板７３０に入射させる。第１レンズ７２２及び第２レンズ７２４は、例えば凸レンズからなる。
【００９３】
散乱板７３０は、第２光源装置７１０からの青色光を所定の散乱度で散乱し、蛍光（回転蛍光板３３から射出される赤色光及び緑色光）に似た配光分布を有する青色光とする。散乱板７３０としては、例えば、光学ガラスからなる磨りガラスを用いることができる。
【００９４】
偏光変換インテグレーターロッド７４０は、第２光源装置７１０からの青色光の面内光強度分布を均一にし、かつ、当該青色光を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光光とする光学素子である。偏光変換インテグレーターロッド７４０は、詳しい説明は省略するが、インテグレーターロッドと、当該インテグレーターロッドの入射面側に配置され、青色光が入射する小孔を有する反射板と、射出面側に配置される反射型偏光板と、を備えている。
【００９５】
なお、ロッドレンズを用いた偏光変換インテグレーターロッドの代わりに、レンズアレイを用いたレンズインテグレーター光学系及び偏光変換素子を用いることもできる。
【００９６】
集光レンズ７５０は、偏光変換インテグレーターロッド７４０からの光を集光して液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域近傍に入射させる。
【００９７】
色分離導光光学系２０２は、ダイクロイックミラー２１０、反射ミラー２２２，２３０，２５０を備えている。色分離導光光学系２０２は、照明装置１０２からの光を赤色光及び緑色光に分離し、照明装置１０２からの赤色光及び緑色光並びに第２照明装置７００からの青色光のぞれぞれの色光を照明対象となる液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４００Ｂに導光する機能を有する。色分離導光光学系２００と液晶光変調装置４００Ｒ，液晶光変調装置４００Ｇ，液晶光変調装置４０Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ，集光レンズ３００Ｇ，集光レンズ３００Ｂが配置されている。
【００９８】
ダイクロイックミラー２１０を通過した赤色光は、反射ミラー２３０で反射され、集光レンズ３００Ｒを通過して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー２１０で反射された緑色光は、反射ミラー２２２でさらに反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用液晶光変調装置４００Ｇの画像形成領域に入射する。第２照明装置７００からの青色光は、反射ミラー２５０で反射され、集光レンズ３００Ｂを通過して青色光用の液晶光変調装置４００Ｂの画像形成領域に入射する。
【００９９】
上記構成のプロジェクター１００４によれば、光源装置１０から射出された励起光によって蛍光層４６が励起され、複数の色光が放射される。そのため、単一色の光源装置１０を用いながら複数の色光を得ることができる。
【０１００】
光拡散部材２６ａはレーザー光Ｌａを拡散させることによって、レーザー光Ｌａの光強度分布を均一化する。光拡散部材２６ｂはレーザー光Ｌｂを拡散させることによって、レーザー光Ｌｂの光強度分布を均一化する。光拡散部材２６ｃはレーザー光Ｌｃを拡散させることによって、レーザー光Ｌｃの光強度分布を均一化する。これにより、蛍光層４６に照射される励起光の蛍光層４６上での光強度分布が均一化され、蛍光層４６上において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。また、蛍光層４６は、モーター５０により回転される板材４０上に形成されているため、励起光の照射により生じた蛍光層４６の熱は板材４０の回転方向に沿った広い領域において放散される。そのため、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置１０４が提供される。
【０１０１】
［変形形態］
第４実施形態のプロジェクターでは、液晶光変調装置４００Ｂ用の照明光源として、第２照明装置を別個に設けたが、このような構成は、第１乃至第３実施形態のプロジェクターにも適用することができる。
【０１０２】
第１乃至第４実施形態の照明装置は、光源装置１０ａ、光源装置１０ｂ、光源装置１０ｃと、少なくとも１つの光拡散部材を備えており、レーザー光Ｌａとレーザー光Ｌｂとレーザー光Ｌｃとが、蛍光層に入射する前に均一化されている。すべてのレーザー光Ｌを均一化するほうが好ましいが、必ずしもすべてのレーザー光Ｌを均一化する必要はない。
【０１０３】
回転蛍光板に形成する蛍光層として、青色の励起光によって赤色光と緑色光を放射する例を説明したが、蛍光層はこのようなものに限定されない。例えば、紫色光又は紫外光を励起光として用い、該励起光によって赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光を放射する蛍光層を用いてもよい。
【０１０４】
蛍光層として、板材の回転方向に沿って連続して形成される例を説明したが、蛍光層の構成はこれに限定されない。特許文献１の回転蛍光板のように、板材の回転方向に沿って複数種類の蛍光層を形成し、複数の色光を順次発光可能な構成としてもよい。回転蛍光板から順次発光された複数の色光は１つの光変調装置によって変調され、カラー画像を形成する。
【０１０５】
このような回転蛍光板においても、複数の光源装置１０から射出された複数の励起光の光強度分布を均一化して蛍光層上に集光する集光光学系を備えることにより、蛍光層上において突出して大きい光強度を有する部位が発生することが抑制される。これにより、励起用光源装置の出力を高くした時に起こる発光効率の低下が抑制され、明るい照明装置が提供される。
【符号の説明】
【０１０６】
１０…光源装置、２１，２７，２８…集光光学系、２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，４１，２９，２９ａ，２９ｂ，２９ｃ…光拡散部材、２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…第１レンズ（コリメートレンズ）、２５…第２レンズ（集光レンズ）、４０…板材、４２，４６…蛍光層、５０…モーター、１０１，１０２，１０３，１０４…照明装置、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…光変調装置、６００…投写光学系、１００１，１００２，１００３，１００４…プロジェクター、ＢＳ…蛍光層上における励起光のビームスポット、Ｃ…高強度領域、Ｄ…減衰領域
【図１】
2012103615.tif 000003
【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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