(57)【要約】【課題】多数の固体光源を用いながらも蛍光体の波長変換効率や光利用効率を高める。【解決手段】照明光学系は、固体光源１から入射した光の波長変換を行う回転光学素子８と、波長変換された光が入射する第１の光学系７１，７２と、第１の光学系からの光を被照明面１５に照射する第２の光学系１０〜１４とを有する。固体光源からの光は複数の光束として回転光学素子に入射し、第１の光学系は、回転光学素子にて波長変換された複数の光束がそれぞれ入射する複数の光学系により構成され、第２の光学系は、該複数の光学系からの複数の光束を合成する。第２の光学系により合成された複数の光束によって被照明面を照明する。第１の断面ＹＺでの入射角度依存性が第２の断面ＸＺでの入射角度依存性より高い構成を有し、第２の光学系による合成後の複数の光束の合成光束幅が、第１の断面において第２の断面よりも狭められている。【選択図】図１
2016212172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体光源から入射した光の波長変換を行う光学素子であって、回転軸回りで回転する回転光学素子と、
該回転光学素子において波長変換された光が入射する第１の光学系と、
前記第１の光学系からの光を被照明面に照射する第２の光学系とを有する照明光学系であり、
前記固体光源からの光は、複数の光束として前記回転光学素子に入射し、
前記第１の光学系は、前記回転光学素子において波長変換された前記複数の光束がそれぞれ入射する複数の光学系により構成され、
前記第２の光学系は、前記第１の光学系を構成する前記複数の光学系からの前記複数の光束を合成し、
前記第２の光学系により合成された前記複数の光束によって前記被照明面を照明する照明光学系であって、
該照明光学系は、前記複数の光束の進行方向に沿った断面であって互いに直交する２つの断面をそれぞれ第１の断面および第２の断面とするとき、前記第１の断面での入射角度依存性が前記第２の断面での入射角度依存性より高い構成を有しており、
前記第２の光学系による合成後の前記複数の光束の合成光束幅が、前記第１の断面において前記第２の断面よりも狭められていることを特徴とする照明光学系。
【請求項２】
前記回転光学素子は単一の素子であり、前記固体光源からの光が前記回転光学素子における複数の位置に入射することを特徴とする請求項１記載の照明光学系
【請求項３】
前記第１の光学系を構成する前記複数の光学系はそれぞれ、前記固体光源からの光を前記回転光学素子における前記複数の位置に入射させるとともに、該複数の位置からの光を前記第２の光学系に入射させることを特徴とする請求項１から２のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項４】
前記第１の光学系を構成する前記複数の光学系の光軸はそれぞれ、前記回転軸に対して平行であり、かつ前記回転軸からの距離が互いに異なることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項５】
前記第２の光学系は、複数のレンズセルにより構成された第１および第２のレンズアレイを含み、
前記第１の光学系を構成する前記複数の光学系のそれぞれからの光が、これらの光に対して共用される前記レンズアレイに入射することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項６】
前記複数の光学系は、前記第１断面よりも第２断面の方が多く配列されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の照明光学系
【請求項７】
前記第１のレンズアレイは、該第１のレンズアレイに入射して前記第２のレンズアレイに向かう前記複数の光束の前記第２の断面での光束幅を圧縮することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項８】
前記複数の光学系から射出される光束のうち少なくとも１つは、前記第２の光学系により合成される際にその一部が欠けることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項９】
前記第１の光学系を構成する前記複数の光学系が、これらの光軸回り方向での一部である弦部を挟んで互いに隣接していることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項１０】
前記複数の光学系からの前記複数の光束が、ミラーによって合成されることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項１１】
前記回転光学素子は、金属基板に蛍光体を塗布して構成されており、前記固体光源から入射した光を励起光として蛍光光を発することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項１２】
前記固体光源からの光が紫外域のレーザ光であり、
前記回転光学素子からの光が３原色の光を含む白色光であることを特徴とする請求項５に記載の照明光学系。
【請求項１３】
前記固体光源からの光が青色のレーザ光であり、
前記回転光学素子からの光が、波長が変換されていない青色のレーザ光と波長が変換された蛍光光の混合光であることを特徴とする請求項５に記載の照明光学系。
【請求項１４】
前記固体光源は、赤、緑および青の波長域のレーザ光であり、
前記回転光学素子が拡散反射機能を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の照明光学系と、
前記被照明面に配置され、前記照明光学系からの光を変調する光変調素子とを有し、
前記光変調素子からの光を被投射面に投射することを特徴とする画像投射装置。
【請求項１６】
前記回転光学素子の蛍光体塗布部が複数の領域に分かれており、該複数の領域に前記複数の光束がそれぞれ入射することを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の照明光学系
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ等の固体光源からの光を被照明面に導く照明光学系に関し、特に液晶プロジェクタ等の画像投射装置に好適な照明光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
高出力レーザ光源から発せられたレーザ光を励起光として蛍光体に照射し、該蛍光体により波長変換された蛍光光を照明光として液晶パネル等の光変調素子に導くプロジェクタが提案されている。特許文献１には、複数のレーザ光源からのレーザ光を回転盤上に集光し、回転盤上に塗布された蛍光体によって波長変換された光を照明光として用いるプロジェクタが開示されている。
【０００３】
このようなプロジェクタにおいて高輝度な画像を投射するためには多数のレーザ光源を配列して使用する必要がある。しかも、蛍光体からの蛍光光を後段の光学系で高い利用効率で利用するためには、蛍光体上にできるだけ小さいスポットを形成するようにレーザ光を集光することが必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５９２９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蛍光体の波長変換効率は、光密度や温度の影響を受ける。蛍光光の利用効率を高めるためにレーザ光の蛍光体上での集光スポットを小さくすると、光密度が高まって蛍光体の温度が上昇するだけでなく、輝度飽和と呼ばれる現象によって蛍光体の波長変換効率が低下する。逆に蛍光体の波長変換効率を高めるために集光スポットを大きくすると、蛍光光の照明光学系における光利用効率が大幅に低下し、投射画像の明るさを確保することが難しくなる。
【０００６】
特許文献１にて開示されたプロジェクタでは、この課題を十分に解決できる構成にはなっていない。
【０００７】
本発明は、多数の固体光源を用いながらも蛍光体の波長変換効率や蛍光光の照明光学系における光利用効率を高めることができるようにした照明光学系およびこれを用いた画像投射装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての照明光学系は、固体光源から入射した光の波長変換を行う光学素子であって、回転軸回りで回転する回転光学素子と、該回転光学素子において波長変換された光が入射する第１の光学系と、第１の光学系からの光を被照明面に照射する第２の光学系とを有する。この照明光学系は、固体光源からの光が複数の光束として回転光学素子に入射し、第１の光学系は、回転光学素子において波長変換された複数の光束がそれぞれ入射する複数の光学系により構成され、第２の光学系は、第１の光学系を構成する複数の光学系からの複数の光束を互いに重なり合わないように合成し、第２の光学系により合成された複数の光束によって被照明面を照明する。該照明光学系は、複数の光束の進行方向に沿った断面であって互いに直交する２つの断面をそれぞれ第１の断面および第２の断面とするとき、第１の断面での入射角度依存性が第２の断面での入射角度依存性より高い構成を有しており、第２の光学系による合成後の複数の光束の合成光束幅が、第１の断面において第２の断面よりも狭められていることを特徴とする。
【０００９】
なお、上記照明光学系と、被照明面に配置されて照明光学系からの光を変調する光変調素子とを有し、該光変調素子からの光を被投射面に投射する画像投射装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、多数の固体光源を用いながらも蛍光体の波長変換効率や蛍光光の照明光学系における光利用効率を高くすることができ、被照明面の高照度照明が可能な照明光学系を実現することができる。そして、この照明光学系を用いれば、高輝度画像を投射可能な画像投射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例であるプロジェクタの構成を示す断面図。
【図２】実施例における蛍光体ホイール上での集光スポットの位置を示す図。
【図３】実施例における２つのレンズ群の配置を示す図。
【図４】実施例の変形例を示す図。
【図５】実施例の別の変形例を示す図。
【図６】図５の変形例における蛍光体ホイールと集光スポットの位置を示す図。
【図７】実施例のさらに別の変形例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１（ａ），（ｂ）には、本発明の実施例である画像投射装置（以下、プロジェクタという）の構成を示している。図１（ａ）は図中のＸＹＺ座標系におけるＸＺ断面を、図１（ｂ）はＹＺ断面を示している。
【００１４】
プロジェクタは、複数の固体光源からの光を被照明面（１５）に導く照明光学系を有する。照明光学系は、複数の固体光源（１）からの光を集光する光源光学系（２〜６）と、蛍光体ホイール８と、光源光学系からの光を蛍光体ホイール８に照射するとともに、該蛍光体ホイール８からの光が入射する第１の光学系（７１，７２）とを有する。さらに、照明光学系は、第１の光学系から入射した光を被照明面に向けて照射する第２の光学系（１０〜１４）を含む。
【００１５】
複数の固体光源はそれぞれ、レーザダイオード（以下、ＬＤと記す）１により構成されている。各ＬＤ１から発せられるレーザ光は発散光束であり、その直後に配置されたコリメータレンズ２によって平行光束に変換される。コリメータレンズ２は、１つのＬＤ１に対して１つずつ配置されている。すなわち、ＬＤ１とコリメータレンズ２とは互いに同数設けられている。
【００１６】
各コリメータレンズ２から射出したレーザ光は、Ｘ方向に進行した後、ミラーアレイ３によって反射および集光される。ミラーアレイ３は、ＬＤ１およびコリメータレンズ２の同数設けられたミラーによって構成されている。ミラーアレイ３によって集光された複数のＬＤ１からのレーザ光群は、反射ミラー４によって反射されて凹レンズ５に入射する。ミラーアレイ３は、レーザ光群を凹レンズ５の焦点位置に集光するように構成されている。したがって、凹レンズ５を透過したレーザ光群は、平行光束に変換されて進行する。
【００１７】
平行光束としてのレーザ光群は、ダイクロイックミラー６によって反射される。ダイクロイックミラー６は、ＬＤ１からのレーザ光と同じ波長の光は反射するが、後段で生成される蛍光光の波長と同じ波長の光は透過する特性を有する。
【００１８】
ダイクロイックミラー６によって反射されたレーザ光群は、図１（ａ）に示すＸＺ断面において２つに分けられる。一方のレーザ光群はレンズ群７１に、他方のレーザ光群はレンズ群７２にそれぞれ入射する。レンズ群７１，７２は、第１の光学系を構成する複数の光学系に相当する。
【００１９】
レンズ群７１，７２の焦点位置には、回転軸回りで回転する回転光学素子としての蛍光体ホイール８が設けられている。蛍光体ホイール８は、冷却効率の高い円形の金属基板８２上に蛍光体が塗布されて蛍光体層（蛍光体塗布部）８１を形成した構成を有する。レンズ群７１，７２を透過した２つのレーザ光群は、蛍光体ホイール８（蛍光体層８１）上における互いに異なる位置にそれぞれ集光スポットを形成する。蛍光体層８１は、入射したレーザ光を励起光として蛍光光を発する。この際、蛍光体層８１は、上記複数の位置に入射した光を互いに同じ波長域の光に変換する。蛍光体ホイール８の中心はモータ９の回転出力軸に連結されており、モータ９の回転によって蛍光体ホイール８は上記回転軸（以下、ホイール回転軸という）回りで回転する。
【００２０】
本実施例では、複数のＬＤ１からのレーザ光群が２つに分離されて単一の蛍光体ホイール８上に２つの集光スポットを形成する。この結果、各集光スポットにおけるレーザ光群の光量は、上記複数のＬＤ１の全てからのレーザ光群が１点に集光した場合に比べて半減する。このため、同じ面積のスポットに集光したとしても光密度としては半分となる。蛍光体は、光密度が高くなりすぎると輝度飽和によって波長変換効率が低下することが知られている。多数のＬＤ１からのレーザ光を蛍光体上に集光する場合、この輝度飽和による波長変換効率の低下が無視できないレベルに達するため、本実施例の構成を採ることでより高輝度の画像を投射可能なプロジェクタを実現することができる。
【００２１】
蛍光体ホイール８上での集光スポットの位置について、図２を用いて詳しく説明する。レンズ群７１，７２はそれぞれ、ホイール回転軸（モータ９の回転出力軸）ＷＡと平行に延びる光軸ＯＡを有している。それぞれの光軸ＯＡは、蛍光体層８１と交差し、かつホイール回転軸ＷＡとの間の距離が互いに異なっている。この結果、図２に示すように、レンズ群７１，７２からのレーザ光群は、蛍光層８１上におけるホイール回転軸ＷＡからの距離（径）が互いに異なる位置に集光スポットＳを形成する。すなわち、レンズ群７１，７２からのレーザ光群はいずれも蛍光体層８１上に集光スポットＳを形成するが、蛍光体ホイール８の回転時にはこれら集光スポットＳは互いに異なる円周軌跡上に位置する。このため、２つの集光スポットＳが同一円周軌跡上に位置する場合に比べて、蛍光体層８１の温度上昇を抑制することができる。
【００２２】
このように、本実施例では、蛍光体の輝度飽和を防止し、かつ蛍光体の温度上昇による波長変換効率の低下を抑制する。したがって、蛍光体の波長変換効率を高めることができる。また、集光スポットを異なる円周軌道上に２つに分離することで、蛍光体の寿命を延ばすことができ、プロジェクタの製品寿命を改善することができる。
【００２３】
蛍光体ホイール８に回転ぶれが生じると投射される画像の明るさの変動（ちらつき）の原因となるが、集光スポットを異なる円周軌道上に２つに分離する本実施例の構成を用いることで、ちらつきが平均化されて目立たなく効果もある。
【００２４】
なお、本実施例では蛍光体層８１上に集光スポットを２つ形成するが、より多くの数の集光スポットを形成してもよい。集光スポット数を増やすほど蛍光体上の光密度を低下させたり蛍光体の温度上昇を防いだりする効果を高めることができ、より高効率かつ長寿命でちらつきを抑えたプロジェクタを実現することができる。
【００２５】
蛍光体層８１によって生成された２つの蛍光光は、拡散光束として再び第１の光学系を構成するレンズ群７１，７２に入射し、該レンズ群７１，７２によって再び平行光束に変換される。２つの平行光束のそれぞれのうち一部の光束はダイクロイックミラー６を透過して、他の光束は直接、第１フライアイレンズ１０に入射する。ダイクロイックミラー６は前述したように蛍光光を透過する特性を有するため、ダイクロイックミラーによる光のロスはほとんどない。なお、図１（ｂ）に示すＹＺ断面は、蛍光体ホイール８以降の２つの光束の進行方向に沿った第１の断面に相当し、図１（ｂ）に示すＸＺ断面は、蛍光体ホイール８以降の２つの光束の進行方向に沿った断面であって第１の断面に直交する第２の断面に相当する。
【００２６】
図１（ａ），（ｂ）において、レンズ群７１，７２のそれぞれから第２の光学系に向かった平行光束としての蛍光光は、これらに共用される第１のフライアイレンズ１０に入射する。第１のフライアイレンズ１０は、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにｍ個およびｎ個配置された複数（ｍ×ｎ）個のレンズセルが一体化されて構成されたレンズアレイである。このため、第１のフライアイレンズ１０に入射した蛍光光は、複数（ｍ×ｎ）の光束に分割される。第１のフライアイレンズ１０は、図１（ａ）に示すＸＺ断面と図１（ｂ）に示すＹＺ断面において互いに異なる外形（幅）を有する。具体的には、ＸＺ断面においては入射する蛍光光の光束幅がＹＺ断面に比べて大きいために、第１のフライアイレンズ１０の外形もＹＺ断面に比べて幅広になっている。
【００２７】
また、ＸＺ断面において、第１のフライアイレンズ１０を構成する個々のレンズセルは第１のフライアイレンズ１０の中心に近づく方向（アレイ中心側）に偏心している。これにより、第１のフライアイレンズ１０に入射した蛍光光は、ＸＺ断面において、その全体の光束幅が第２のフライアイレンズ１１に向かって狭められる。
【００２８】
そして、第１のフライアイレンズ１０により光束幅が狭められた蛍光光は、第２のフライアイレンズ１１に入射する。第２のフライアイレンズ１１は、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにｍ個およびｎ個配置された複数（ｍ×ｎ）個のレンズセルが一体化されて構成されたレンズアレイである。第２のフライアイレンズ１１のレンズセルは、第１のフライアイレンズ１０のレンズセルと一対一で対応している。第１および第２のフライアイレンズ１０，１１は、レンズ群７１，７２のからの２つ（複数）の光束を互いに重なり合わないように合成する。
【００２９】
第２のフライアイレンズ１１を経た光束は、コンデンサレンズ１２によって集光され、光変調素子１５上にて重畳されることで、被照明面である光変調素子１５を均一に照明する。本実施例において、光変調素子１５は反射型液晶パネル（ＬＣｏＳパネル）であり、その前段には偏光ビームスプリッタ１３と位相差板１４が配置されている。
【００３０】
偏光ビームスプリッタ１３は、その内部に入射光の偏光特性に応じて異なる特性を有する斜面（偏光分離面）を備えた光学部材である。偏光分離面は、入射光線と斜面の法線からなる平面内にて振動する直線偏光を透過し、これと直交する方向に振動する直線偏光を反射する特性を有する。反射型液晶パネルは、光の偏光を画素毎に回転させる特性を有しており、偏光ビームスプリッタ１３の特性と合わせて画像を変調する。位相差板１４は、斜め入射光の位相を補正する働きを有する。
【００３１】
ところで、偏光ビームスプリッタ１３は、一般に光学多層膜である偏光分離面によって上記偏光分離機能を実現しており、光の入射角度によって特性が変動するという問題がある。特に、図１（ｂ）で示されたＹＺ断面（第１の断面）においてはその性能変化が顕著であり、入射角度が大きくずれると偏光分離機能が十分に果たされなくなり、画像のコントラスト低下や光利用効率の低下を招く。つまり、本実施例では、ＹＺ断面ではＸＺ断面に比べて偏光ビームスプリッタ１３の入射角度特性が厳しい。言い換えれば、本実施例の照明光学系は、ＹＺ断面（第１の断面）での入射角度依存性が、図１（ａ）のＸＺ断面（第２の断面）での入射角度依存性よりも高い構成を有する。
【００３２】
そこで、本実施例では、偏光ビームスプリッタ１３の入射角度特性が厳しい（入射角度依存性が高い）ＹＺ断面については光束を複数化せず、ＹＺ断面よりも角度特性が緩い（入射角度依存性が低い）ＸＺ断面にて２つの光束を入射させている。さらに、第１および第２のフライアイレンズ１０，１１による合成後の２つの光束の合成光束幅を、ＹＺ断面においてＸＹ断面よりも狭くしている。このため、偏光ビームスプリッタ１３の偏光分離機能を低下させることなく利用でき、画像のコントラスト低下や光利用効率の低下を回避することができる。
【００３３】
なお、本実施例では、さらに第１フライアイレンズ１０から第２フライアイレンズ１１までの間で図１（ａ）のＸＺ断面にて光束圧縮を行っている。偏光ビームスプリッタ１３の機能を十分に引き出すためには上述したようにＸＺ断面に光束を複数配列することが好ましいが、これではＸＺ断面において光束の幅が広くなりすぎてしまう。この結果、光変調素子１５により形成された画像光をスクリーン上に投射する投射レンズ（図示せず）のＦナンバー（取込み角度）を広くしなければならなくなり、投射レンズの性能低下やレンズ径の増加等の弊害が生じる。ＸＺ断面において光束圧縮を行うことによって、この弊害を最小限にとどめることができる。
【００３４】
第１および第２のフライアイレンズ１０，１１による蛍光光の圧縮後の光束幅をより狭くする方法の１つとして、図３に示すように第１の光学系の形状に関するものがある。すなわち、レンズ群７１，７２のそれぞれを構成する複数のレンズのうち、蛍光体ホイール８に最も近いレンズ７１ａ，７２ａ以外のレンズ７１ｂ，７２ｂおよびレンズ７１ｃ，７２ｃは、それらの周方向（光軸回り方向）の一部に直線状に延びる弦部７３を有する。そして、レンズ７１ｂ，７２ｂおよびレンズ７１ｃ，７２ｃはそれぞれ、これらの弦部７３が互いに接するように、すなわち弦部７３を挟んで互いに隣接するように配置されている。これにより、レンズ群７１，７２のそれぞれの光軸ＯＡ同士を互いに近づけることができ、ＸＺ断面における蛍光光の圧縮後の光束幅をより狭くすることができる。なお、この構成では、弦部７３を通過する光束は有効に利用されなくなるものの、一般に蛍光体から発する蛍光光はその中心部の強度が強いため、光利用効率の低下は少ない。
【００３５】
なお、本実施例ではレンズ７１ｂ，７２ｂおよびレンズ７１ｃ，７２ｃを別々に製作してそれぞれの弦部７３が互いに接するように配置している。しかし、レンズ７１ｂ，７２ｂおよびレンズ７１ｃ，７２ｃをそれぞれ、これらの弦部７３で繋がるように一体化された一体形成レンズとして製作してもよい。
【００３６】
また、圧縮後の光束幅をより狭める方法として、図４に示すように、２つの平行光束としての蛍光光をそれぞれミラー１６ａ，１６ｂによって反射する方法もある。この方法を用いる場合でも、後段の光学系での光利用効率を高める効果が得られる。
【００３７】
さらに、図５に示す変形例のように、第１のフライレンズ１０１が２つの部材によって構成されていてもよい。集光レンズ７１，７２が鏡筒構成上の都合等で互いに隣接させることが難しい場合に有効である。
【００３８】
また、図５の変形例では、図６にも示すように、蛍光体ホイール８上の蛍光体塗布部が２つ領域８１ａ，８１ｂに分けられている。このような構成を採用することで、１つの蛍光体領域で構成されている場合に比べて、互いのスポットの発熱が伝達することによる温度上昇を低減する効果が得られる。領域８１ａ，８１ｂで互いに異なる特性の蛍光体を用いることで、色バランスを調整することも可能である。
【００３９】
さらに別の変形例として、図７に示すように、蛍光体ホイール８とモータ９とを２組用意してもよい。これにより単一の蛍光体ホイールを用いる場合に比べて、より温度上昇に対して有利である。
【００４０】
本実施例では、光変調素子１５として反射型液晶パネルを用いている。このため、光変調素子１５の前段に偏光ビームスプリッタ１３と位相差板１４とが配置されている。
【００４１】
偏光ビームスプリッタ１３は、図１（ａ）に示すＹＺ断面において光軸と４５度の傾きを持つ偏光分離面１３ａを有する。偏光ビームスプリッタ１３の偏光分離面１３ａは、ＹＺ断面における偏光分離特性が光の入射角に対して敏感であるため、入射角４５度を中心として角度範囲が狭い光束が偏光分離面１３ａに入射するように偏光ビームスプリッタ１３が配置されている。
【００４２】
また、位相差板１４は、偏光ビームスプリッタ１３で分離しきれない斜め入射光の位相を整えてコントラストを上げる効果を有する。
【００４３】
このようにして光変調素子１５に入射した蛍光光は、光変調素子１５によって変調され、画像光として再び偏光ビームスプリッタ１３に入射し、その偏光分離面１３ａで反射されて不図示の投射レンズにより不図示のスクリーン等の被投射面に投射される。
【００４４】
以上説明したように、本実施例によれば、多数のＬＤ１を用いながらも蛍光体の波長変換効率や蛍光光の光利用効率を高くすることができ、光変調素子１５の高照度照明が可能な照明光学系を実現することができる。そして、この照明光学系を用いることにより、高輝度画像を投射可能なプロジェクタを実現することができる。
【００４５】
なお、固体光源からの光を紫外域のレーザ光として、蛍光体ホイール８からの光が３原色の光を含む白色光となるようにしてもよい。
【００４６】
また、固体光源からの光を青色のレーザ光とし、蛍光体ホイール８からの光が、その波長が変換されていない青色のレーザ光と波長が変換された蛍光光との混合光となるようにしてもよい。
【００４７】
さらに、固体光源を赤、緑および青の波長域のレーザ光として、蛍光体ホイール８に拡散反射機能を持たせてもよい。
【００４８】
また、本実施例では、照明光学系の角度特性の説明において、反射型液晶パネルと偏光ビームスプリッタを用いたが、これ以外の構成を用いてもよい。例えば、透過型液晶パネルとクロスダイクロイックプリズムを用いる場合でも同様の考え方が適用できる。
【００４９】
また、本実施例では、蛍光層８１上に１×２の２つの集光スポットＳを形成するように、蛍光層に光を照射したが、この限りではない。例えば、１×３、１×４・・・或いは２×３、２×４・・・、３×４、３×５・・・等のように縦横で数が異なる集光スポットＳを形成するように蛍光層に光を照射してもよい。
【００５０】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１    固体光源（レーザーダイオード）
２    コリメータレンズ
３    ミラーアレイ
４    反射ミラー
５    凹レンズ
６    ダイクロイックミラー
７１，７２    レンズ群
８    蛍光体ホイール
１０  第１のフライアイレンズ
１１  第２のフライアイレンズ
１２  コンデンサレンズ
１３  偏光ビームスプリッタ
１４  位相差板
１５  光変調素子
【図１】
2016212172.tif 000003
【図２】
2016212172.tif 000004
【図３】
2016212172.tif 000005
【図４】
2016212172.tif 000006
【図５】
2016212172.tif 000007
【図６】
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【図７】
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