(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い且つ蛍光層４２上に形成される第１の光Ｌａのビームスポットのうち光強度が最も大きい第１の高強度領域と蛍光層４２上に形成される第２の光Ｌｂのビームスポットのうち光強度が最も大きい第２の高強度領域とが蛍光層４２上において互いに離間して配置されるように、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２０と、を備えている。【選択図】図１
2012128121.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い、且つ前記蛍光層上に形成される前記第１の光のビームスポットのうち光強度が最も大きい第１の高強度領域と前記蛍光層上に形成される前記第２の光のビームスポットのうち光強度が最も大きい第２の高強度領域とが前記蛍光層上において互いに離間して配置されるように、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】
前記蛍光層上に形成される前記第１の光のビームスポットは、前記第１の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第１の減衰領域を備え、
前記蛍光層上に形成される前記第２の光のビームスポットは、前記第２の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第２の減衰領域を備え、
前記集光光学系は、前記蛍光層上において、前記第１の減衰領域と前記第２の高強度領域とが互いに重ならないように且つ前記第１の高強度領域と前記第２の減衰領域とが互いに重ならないように、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】
前記蛍光層上に形成される前記第１の光のビームスポットは、前記第１の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第１の減衰領域を備え、
前記蛍光層上に形成される前記第２の光のビームスポットは、前記第２の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第２の減衰領域を備え、
前記集光光学系は、前記蛍光層上における前記第１の高強度領域と前記第２の高強度領域とを含む直線上において、前記第１の光の光強度が前記第１の高強度領域における光強度の１／２である領域と前記第２の光の光強度が前記第２の高強度領域における光強度の１／２である領域とが互いに重なるように、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ことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
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１〜３のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記光源装置は、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１〜４のいずれか１項に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１〜５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（蛍光）の光強度を高めるためには、レーザー光源の出力を大きくして励起光の強度を高める方法が考えられる。しかし、蛍光層の小面積な部位に照射する励起光の強度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。そのため、レーザー光源の出力を大きくしても、放射光の光強度を期待するほど高めることはできない。
【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、励起光を効率よく蛍光に変換できる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い、且つ前記蛍光層上に形成される前記第１の光のビームスポットのうち光強度が最も大きい第１の高強度領域と前記蛍光層上に形成される前記第２の光のビームスポットのうち光強度が最も大きい第２の高強度領域とが前記蛍光層上において互いに離間して配置されるように、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、第１の光と第２の光が互いの中心をずらして蛍光層に照射されるため、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。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】
前記蛍光層上に形成される前記第１の光のビームスポットは、前記第１の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第１の減衰領域を備え、前記蛍光層上に形成される前記第２の光のビームスポットは、前記第２の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第２の減衰領域を備え、前記集光光学系は、前記蛍光層上において、前記第１の減衰領域と前記第２の高強度領域とが互いに重ならないように且つ前記第１の高強度領域と前記第２の減衰領域とが互いに重ならないように、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ことが望ましい。
【０００９】
この構成によれば、蛍光層上での光強度分布がより均一化される。そのため、発光効率の低下がより抑制されやすくなる。
【００１０】
前記蛍光層上に形成される前記第１の光のビームスポットは、前記第１の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第１の減衰領域を備え、前記蛍光層上に形成される前記第２の光のビームスポットは、前記第２の高強度領域の周辺部において光強度が徐々に減衰する第２の減衰領域を備え、前記集光光学系は、前記蛍光層上における前記第１の高強度領域と前記第２の高強度領域とを含む直線上において、前記第１の光の光強度が前記第１の高強度領域における光強度の１／２である領域と前記第２の光の光強度が前記第２の高強度領域における光強度の１／２である領域とが互いに重なるように、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ことが望ましい。
【００１１】
この構成によれば、第１の高強度領域と第２の高強度領域との間の領域における励起光の光強度の低下を抑制することができる。そのため、蛍光層上での光強度分布がより均一化され、発光効率の低下がより抑制されやすくなる。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
前記光源装置は、前記励起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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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】
【００１８】
【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】蛍光層上に照射される複数の励起光のビームスポットを示す図である。
【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２光源装置の発光特性を示すグラフである。
【図７】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８】第３実施形態の回転蛍光板の説明図である。
【図９】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１０】第５実施形態のプロジェクターのビームスポットの配置の一例である。
【図１１】第５実施形態のプロジェクターのビームスポットの配置の一例である。
【図１２】蛍光層上に照射される複数の励起光のビームスポットの他の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［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。発光特性とは、光源装置であれば電圧を印加したときに、蛍光層であれば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。図４は、蛍光層に照射される励起光の蛍光層上でのビームスポットを示す図である。図４（ａ）は蛍光層に照射された励起光の蛍光層上でのビームスポットＢＳの平面図であり、図４（ｂ）は励起光の光強度分布を示す図である。
【００２０】
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。
【００２１】
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２０、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。
【００２２】
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。また、本実施形態において、たとえば光源装置１０ａが第１の光源装置に相当し、光源装置１０ｂが第２の光源装置に相当し、レーザー光Ｌａが第１の光に相当し、レーザー光Ｌｂが第２の光に相当する。
【００２３】
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。後述するように、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２０によって蛍光層４２上において部分的に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。
【００２４】
集光光学系２０は、複数の第１レンズ２２と、第２レンズ２４とを備えている。集光光学系２０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。第１レンズ２２はコリメートレンズであり、第２レンズ２４は集光レンズである。第１レンズ２２及び第２レンズ２４は、例えば凸レンズからなる。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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Ｌは励起光として、板材４０側から回転蛍光板３０に入射する。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
本実施形態で用いたレーザー光の光強度分布は、ガウス型分布を有している。レーザー光の光軸と垂直な平面内において、レーザー光Ｌ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。
【００３２】
蛍光層４２上に照射される励起光が蛍光層４２上に形成するビームスポットＢＳを図４（ａ）の実線で示す。
【００３３】
光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａが蛍光層４２上に形成するビームスポットは、実線と破線とを用いて示したように、最も高い高強度領域Ｃａを中心とする円の形状を有している。同様に、光源装置１０ｂから射出されるレーザー光Ｌｂのビームスポットは最も高い高強度領域Ｃｂを中心とする円の形状を有し、光源装置１０ｃから射出されるレーザー光Ｌｃのビームスポットは最も高い高強度領域Ｃｃを中心とする円の形状を有している。
【００３４】
本発明において、たとえば、レーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａは第１の高強度領域に相当し、レーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂは第２の高強度領域に相当し、レーザー光Ｌａの減衰領域Ｄａは第１の減衰領域に相当し、レーザー光Ｌａの減衰領域Ｄｂは第２の減衰領域に相当する。
【００３５】
蛍光層４２上におけるレーザー光Ｌａの最も高い高強度領域Ｃａとレーザー光Ｌｂの最も高い高強度領域Ｃｂとを含む直線Ｋ上における励起光の光強度分布を、図４（ｂ）に実線で示す。
【００３６】
蛍光層４２上の直線Ｋ上におけるレーザー光Ｌａの光強度分布は、実線と破線とを用いて示したように、高強度領域Ｃａを中心とする分布を有している。同様に、レーザー光Ｌｂの光強度分布は高強度領域Ｃｂを中心とする分布を有し、レーザー光Ｌｃの光強度分布は高強度領域Ｃｃを中心とする分布を有している。
【００３７】
図４（ａ）に示したように、光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａは、第１レンズ２２ａ及び第２レンズ２４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２２ｂ及び第２レンズ２４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２２ｃ及び第２レンズ２４を介して蛍光層４２上に集光される。
【００３８】
具体的には、互いに隣り合うレーザー光Ｌａおよびレーザー光Ｌｂは、蛍光層４２上において、レーザー光Ｌａの減衰領域Ｄａとレーザー光Ｌｂの減衰領域Ｄｂとが部分的に互いに重なり合い、かつ、レーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａとレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂとが互いに重なり合わないように、蛍光層４２上に集光されている。同様に、蛍光層４２上において、レーザー光Ｌｂの減衰領域Ｄｂとレーザー光Ｌｃの減衰領域Ｄｃとは部分的に互いに重なり合い、かつ、レーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂとレーザー光Ｌｃの高強度領域Ｃｃとは互いに重なり合っていない。
【００３９】
さらに、蛍光層４２上において、互いに隣り合う２つのレーザー光の高強度領域Ｃ同士の間隔Ｈ、たとえばレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａとレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂとの間隔Ｈは、各レーザー光のスポットの半径Ｓよりも大きい。また、レーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａは、レーザー光Ｌｂの減衰領域Ｄｂと高強度領域Ｃｂのいずれとも重ならない。
【００４０】
蛍光層４２上においてレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａをレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂと重ねた場合、蛍光層４２上に形成されるビームスポットにおいて最も光強度が高い領域の光強度は、レーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａにおける光強度とレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂにおける光強度の和となり、蛍光層４２の小面積な一領域に非常に強い光が照射される。その結果、温度消光現象や飽和励起現象によって蛍光層の発光効率が低下する。また、一つの光源装置のみを用いて、その光源装置の出力を高くした場合にも、蛍光層４２の小面積な一領域に非常に強い光が照射されるため、蛍光層の発光効率が低下する。しかし、本発明によれば、図４からわかるように、たとえば二つの光源装置１０を用いて励起光を形成した場合、蛍光層４２上に形成される励起光のビームスポットＢＳにおける光強度の最大値は、一つの光源装置１０から射出されるレーザー光の光強度の最大値の２倍よりも小さい。したがって、蛍光層４２上においてレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａをレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができる。
【００４１】
ただし、レーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａがレーザー光Ｌｂの減衰領域Ｄｂと重ならないということは必須ではない。レーザー光Ｌａの減衰領域Ｄａとレーザー光Ｌｂの減衰領域Ｄｂとが蛍光層４２上において互いに重なり合い、且つ、互いに隣接するレーザー光のビームスポットが互いにピッタリ重ならないように、レーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａとレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂとが蛍光層４２上において離間して（互いに重ならないように）配置されていればよい。一般的には、レーザー光のビームスポットの中心における光強度が最も強いため、レーザー光Ｌａのビームスポットの中心とレーザー光Ｌｂのビームスポットの中心とが蛍光層４２上において離間して配置されていればよい。また、レーザー光Ｌａの減衰領域Ｄａとレーザー光Ｌｂの減衰領域Ｄｂとを蛍光層４２上において互いに重ねあわせると、蛍光層４２における発光領域の面積を小さくすることができる。そのため、エテンデューの増加を抑制して、蛍光を効率よく利用することができる。
【００４２】
レーザー光Ｌｂとレーザー光Ｌｃとの相対的な位置関係は、レーザー光Ｌａとレーザー光Ｌｂとの上記したような相対的な位置関係と同様である。互いに隣り合う２つのレーザー光の高強度領域Ｃ同士の間隔Ｈは、例えば、光源装置１０、第１レンズ２２及び第２レンズ２４の配置を調節することにより制御される。
【００４３】
図４の例では、レーザー光Ｌがガウス型分布の光強度分布を有する例を示したが、ガウス型分布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。互いに隣り合う２つのレーザー光の減衰領域Ｄ同士を重ね合わせ且つ互いに隣り合う２つのレーザー光の高強度領域Ｃ同士が重ならないように、レーザー光Ｌａとレーザー光Ｌｂとレーザー光Ｌｃとを蛍光層４２上に集光させる。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、蛍光層４２上においてレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａをレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができ、その結果、明るい照明装置１０１が提供される。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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１０１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。
【００４９】
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。
【００５０】
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１０１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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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１０１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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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、蛍光層４２の発熱による発光効率の低下が抑制され、さらに明るい照明装置１０１が提供される。
【００５９】
［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６は、プロジェクター１００２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５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。
【００６０】
図５に示すように、プロジェクター１００２は、照明装置１０２、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。
【００６１】
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２実施形態のプロジェクター１００２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１０２とは別個に設けられた第２照明装置７００から射出される。
【００６２】
照明装置１０２は、複数の光源装置１０（光源装置１０ａ、光源装置１０ｂ、光源装置１０ｃ）、集光光学系２０、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２０、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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
光源装置１０ａから射出されるレーザー光Ｌａは、第１レンズ２２ａ及び第２レンズ２４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、第１レンズ２２ｂ及び第２レンズ２４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、第１レンズ２２ｃ及び第２レンズ２４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２０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。図４に示したのと同様に、蛍光層４６上において、互いに隣り合う２つのレーザー光の減衰領域Ｄ同士が部分的に互いに重なり合い、かつ、互いに隣り合う２つのレーザー光の光強度の最も高い高強度領域Ｃ同士は互いに重なり合わないように、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４６上に集光されている。そのため、蛍光層４６上での励起光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、蛍光層４６上においてレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａをレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができ、その結果、明るい照明装置１０２が提供される。
【００６９】
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。
【００７０】
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６参照）を射出するレーザー光源である。図６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５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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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，反射ミラー２３０，反射ミラー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。
【００７７】
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。
【００７８】
上記構成のプロジェクター１００２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。
【００７９】
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、さらに明るい照明装置１０２が提供される。
【００８０】
［第３実施形態］
図７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８は、プロジェクター１００３に備えられる回転蛍光板３３の説明図である。図８（ａ）は回転蛍光板３３の正面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ２−Ａ２断面図である。図７において、第２実施形態のプロジェクター１００２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。
【００８１】
プロジェクター１００３において第２実施形態のプロジェクター１００２と異なるのは照明装置１０３の構成である。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の構成は第２実施形態のプロジェクター１００２と同じである。
【００８２】
照明装置１０３は、複数の光源装置１０（光源装置１０ａ、光源装置１０ｂ、光源装置１０ｃ）、集光光学系７０、ダイクロイックミラー８０、回転蛍光板３３、モーター５０、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、モーター５０、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２実施形態と同じである。
【００８３】
光源装置１０の光軸は、照明光軸１０３ａｘと直交するように配置されている。集光光学系７０は、第１レンズ７２ａと、第１レンズ７２ｂと、第１レンズ７２ｃと、第２レンズ７４と、コリメート光学系６０ａと、コリメート光学系６０ｂとを備えている。
【００８４】
コリメート光学系６０ａは、光源装置１０から射出されたレーザー光Ｌの拡がりを抑える第１レンズ６２ａと、第１レンズ６２ａから入射した光を略平行化する第２レンズ６４ａと、を備えている。コリメート光学系６０ｂは、回転蛍光板３０からの光の拡がりを抑える第１レンズ６２ｂと、第１レンズ６２ｂから入射した光を略平行化する第２レンズ６４ｂと、を備えている。
【００８５】
コリメート光学系６０ａは、第２レンズ７４とダイクロイックミラー８０との間の光路中に配置されている。コリメート光学系６０ｂは、回転蛍光板３０とダイクロイックミラー８０との間の光路中に配置されている。
【００８６】
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、集光光学系７０を介して略集光した状態で蛍光層４６に入射する。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。本明細書では、第１レンズ７２ａと第１レンズ７２ｂと第１レンズ７２ｃとをまとめて第１レンズ７２と呼ぶことがある。第１レンズ７２はコリメートレンズであり、第２レンズ７４は集光レンズである。第１レンズ７２及び第２レンズ７４は、例えば凸レンズからなる。
【００８７】
ダイクロイックミラー８０は、集光光学系７０から回転蛍光板３３までの光路中に、光源装置１０の光軸及び照明光軸１０３ａｘのそれぞれに対して４５°の角度で交わるように配置されている。ダイクロイックミラー８０は、レーザー光Ｌ（青色光）を反射し、赤色光及び緑色光を通過させる。
【００８８】
回転蛍光板３３はいわゆる反射型の回転蛍光板である。回転蛍光板３３は、図７及び図８に示すように、モーター５０により回転可能な板材４３の一部に、単一の蛍光層４６が板材４３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３３は、励起光（青色光）が入射する側と同じ側に向けて赤色光及び緑色光を射出する。
【００８９】
回転蛍光板３３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３３の直径は５０ｍｍであり、回転蛍光板３３に入射する励起光の光軸が回転蛍光板３３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３３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。
【００９０】
板材４３は、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等の励起光を透過する透明な材料からなるものでもよく、金属等の励起光を透過しない不透明な材料からなるものでもよい。図８では、板材４３を円板としているが、板材４３は円板に限られない。光源装置１０から射出された励起光は、蛍光層４６側から回転蛍光板３３に入射する。蛍光層４６は励起光を透過し、可視光を反射する反射膜４５を介して板材４３上に形成されている。
【００９１】
図４に示したのと同様に、蛍光層４２上において、互いに隣り合う２つのレーザー光の減衰領域Ｄ同士が部分的に互いに重なり合い、かつ、互いに隣り合う２つのレーザー光の光強度の最も高い高強度領域Ｃ同士は互いに重なり合わないように、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４２上に集光されている。そのため、蛍光層４６上での励起光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、蛍光層４６上においてレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａをレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができる。また、蛍光層４６は、モーター５０により回転される板材４３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４３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１０３が提供される。
【００９２】
［第４実施形態］
図９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９において、第１実施形態のプロジェクター１００１及び第３実施形態のプロジェクター１００３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。
【００９３】
プロジェクター１００４において第３実施形態のプロジェクター１００３と異なるのは第２照明装置７０２の構成である。照明装置１０３、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３実施形態のプロジェクター１００３と同じである。また、色分離導光光学系２００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。
【００９４】
第２照明装置７０２は、第２光源装置７１０、集光光学系７６０、散乱板７３２及びコリメート光学系６０ｃを備えている。
【００９５】
集光光学系７６０は、第１レンズ７６２及び第２レンズ７６４を備えている。集光光学系７６０は、青色光を略集光した状態で散乱板７３２に入射させる。第１レンズ７６２及び第２レンズ７６４は、例えば凸レンズからなる。
【００９６】
散乱板７３２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７３２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。
【００９７】
散乱板７３２によって拡散された青色光は、コリメート光学系６０ｃによって略平行化される。コリメート光学系６０ｃは、散乱板７３２から射出された青色光の拡がりを抑える第１レンズ６２ｃと、第１レンズ６２ｃから入射した光を略平行化する第２レンズ６４ｃと、を備えている。
【００９８】
コリメート光学系６０ｃによって略平行化された青色光は、ダイクロイックミラー８０で反射されて、回転蛍光板３３から射出された蛍光（赤色光及び緑色光）と合成される。そして、回転蛍光板３３から射出された蛍光（赤色光及び緑色光）とともに色分離導光光学系２００で色分離され、液晶光変調装置４００Ｂで変調される。
【００９９】
図４に示したのと同様に、蛍光層４２上において、互いに隣り合う２つのレーザー光の減衰領域Ｄ同士が部分的に互いに重なり合い、かつ、互いに隣り合う２つのレーザー光の光強度の最も高い高強度領域Ｃ同士は互いに重なり合わないように、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４６上に集光されている。そのため、蛍光層４６上での励起光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、蛍光層４６上においてレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａをレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができる。また、蛍光層４６は、モーター５０により回転される板材４３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４３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１０３が提供される。
【０１００】
［第５実施形態］
図１０及び図１１は、図４（ａ）に示したビームスポットの配置の変形例である。
【０１０１】
図４（ａ）の例では、複数の光源装置から射出された複数のレーザー光のビームスポットを蛍光層４２上において1次元的に並べて配置したが、図１０及び図１１の例では、複数のレーザー光のビームスポットを蛍光層４２上において２次元的に並べて配置している。図１０の例は、近接する４つのビームスポットの中心が正方形の４つの頂点に配置されるように、複数のビームスポットを２次元的に周期的に配置した例であり、図１１の例は、近接する３つのビームスポットが正三角形の３つの頂点に配置されるように、複数のビームスポットを２次元的に周期的に配置した例である。図１０及び図１１の例では、蛍光層４２上のビームスポットの数を１７個或いは１３個としているが、ビームスポットの数はこれに限定されない。
【０１０２】
図１０及び図１１の例では、図４（ａ）の例と同様に、蛍光層４２上において、互いに隣り合う２つのレーザー光のビームスポットの中心間隔Ｈは、各レーザー光のビームスポットの半径Ｓよりも大きい。これにより、蛍光層４２上において、互いに隣り合う２つのレーザー光の減衰領域Ｄ同士が部分的に互いに重なり合い、かつ、互いに隣り合う２つのレーザー光の光強度の最も高い高強度領域Ｃ同士は互いに重なり合わないように、複数のレーザー光が蛍光層４２上に集光されている。
【０１０３】
ただし、レーザー光の高強度領域Ｃが、隣接するレーザー光の減衰領域Ｄと重ならないということは必須ではなく、少なくとも互いに隣接するレーザー光のビームスポットがピッタリ互いに重ならないように、互いに隣接するレーザー光のビームスポットの中心同士が蛍光層４２上において離間して（重ならないように）配置されていればよい。
【０１０４】
図１０及び図１１の構成においても、蛍光層４２上での励起光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、蛍光層４２上においてレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａをレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができる。
【０１０５】
［第６実施形態］
本実施形態では、図４（ａ）に示したビームスポットの配置の他の変形例を説明する。図１２は、蛍光層４２上におけるレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａとレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂとを含む直線Ｋ上における励起光の光強度分布を示す図である。蛍光層４２上におけるレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａの光強度をＩａとし、蛍光層４２上におけるレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂの光強度をＩｂとする。
【０１０６】
本実施形態では、図１２に示したように、直線Ｋ上において、レーザー光Ｌａの光強度がＩａ／２である領域とレーザー光Ｌｂの光強度がＩｂ／２である領域とが互いに重なっている。これによれば、直線Ｋ上において、レーザー光Ｌａの光強度がＩａ／２未満である領域とレーザー光Ｌｂの光強度がＩｂ／２未満である領域とが互いに重なっている場合と比較して、レーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａとレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂとの間の領域における励起光の光強度の低下を抑制することができる。そのため、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、さらに高い効率で蛍光を得ることができ、その結果、さらに明るい照明装置１０１が提供される。
【０１０７】
本実施形態で示したビームスポットの配置の仕方は、第５実施形態で示したように、複数の光源装置から射出された複数のレーザー光のビームスポットを蛍光層４２上において２次元的に並べる場合にも適用できる。
【０１０８】
［変形形態］
第２〜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実施形態のプロジェクターにも適用することができる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
このような回転蛍光板においても、レーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａとレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂとが蛍光層上において離間するように配置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、蛍光層４２上においてレーザー光Ｌａの高強度領域Ｃａをレーザー光Ｌｂの高強度領域Ｃｂと重ねた場合や、一つの光源装置のみを用いてその光源装置の出力を高くした場合と比較して、高い効率で蛍光を得ることができ、その結果、明るい照明装置が提供される。
【符号の説明】
【０１１２】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…光源装置、２０，７０…集光光学系、４０，４３…板材、４２，４６…蛍光層、５０…モーター、１０１，１０２，１０３…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，Ｃａ，Ｃｂ，Ｃｃ…高強度領域、Ｄ，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ…減衰領域、Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ…光
【図１】
2012128121.tif 000003
【図２】
2012128121.tif 000004
【図３】
2012128121.tif 000005
【図４】
2012128121.tif 000006
【図５】
2012128121.tif 000007
【図６】
2012128121.tif 000008
【図７】
2012128121.tif 000009
【図８】
2012128121.tif 000010
【図９】
2012128121.tif 000011
【図１０】
2012128121.tif 000012
【図１１】
2012128121.tif 000013
【図１２】
2012128121.tif 000014