(57)【要約】      （修正有）【課題】スポット径の拡大を抑制するとともに蛍光を効率良く利用できる光源装置、およびプロジェクターを提供する。【解決手段】励起光を射出する発光素子と、励起光が入射することで蛍光を射出する蛍光体層４２と、蛍光体層４２の励起光が入射する面とは反対側に設けられ、複数の粒子を含む散乱層３１と、を備える光源装置。【選択図】図２
2016061853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を射出する発光素子と、
前記励起光が入射することで蛍光を射出する蛍光体層と、
前記蛍光体層の前記励起光が入射する面とは反対側に設けられ、複数の粒子を含む散乱層と、
を備える光源装置。
【請求項２】
前記散乱層の前記蛍光体層とは反対側に設けられた金属基板と、前記散乱層と前記金属基板との間に設けられた反射部と、をさらに備える
請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記散乱層は、前記金属基板と前記蛍光体層とを接合している
請求項２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記蛍光体層の前記散乱層とは反対側に設けられ、前記励起光を透過させる透明基板と、
前記蛍光体層と前記透明基板との間に設けられ、前記励起光を透過させるとともに前記蛍光を反射させる反射膜と、
をさらに備える
請求項１に記載の光源装置。
【請求項５】
前記蛍光体層は、無機材料と蛍光体との複合材からなる
請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
照明光を射出する照明装置と、
前記照明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、
前記照明装置が、請求項１〜５のいずれか一項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、光源装置、およびプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、プロジェクターの光源装置として、蛍光体を利用したものが用いられている。従来、一般的な蛍光体層は、蛍光体を樹脂で固めることで形成されている。しかしながら、蛍光は、蛍光体層にレーザー光を照射することで生成するため、レーザー光によって蛍光体層や樹脂の温度が上昇してしまい、蛍光体の温度消光が生じたり、樹脂が熱で劣化して変性するといった問題があった。
【０００３】
そこで、ガラスやセラミックス等の無機材料と蛍光体とを固めた蛍光体層を用いて蛍光体の放熱性を向上させ、該蛍光体の温度上昇を抑制した発明が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９０５５５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、上記従来技術においては、ガラスやセラミックス等の無機材料の屈折率と蛍光体の屈折率との差が小さいため、蛍光体層中を蛍光が伝播中に散乱し難くなるといった問題があった。蛍光体層を伝搬中に散乱しないと、蛍光が蛍光体層内を伝播し易くなる。この場合、蛍光が蛍光体層内において、蛍光体層の光射出面と平行な方向に長距離進むため、蛍光体層から射出される蛍光のスポット径が大きくなり、エテンデューが増加してしまうおそれがある。そのため、例えば、光源装置をプロジェクターに適用した場合、投射光の利用効率が低下するといった問題があった。
【０００６】
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、スポット径の拡大を抑制するとともに蛍光を効率良く利用できる光源装置、およ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】
【０００７】
本発明の第１態様に従えば、励起光を射出する発光素子と、前記励起光が入射することで蛍光を射出する蛍光体層と、前記蛍光体層の前記励起光が入射する面とは反対側に設けられ、複数の粒子を含む散乱層と、を備える光源装置が提供される。
【０００８】
第１態様に係る光源装置によれば、蛍光体層から散乱層に入射した蛍光が散乱されて進行方向が大きく変更されるので、蛍光は蛍光体層の光射出面と平行な方向に長距離進まないうちに光射出面から射出される。よって、蛍光体層から射出される蛍光のスポット径を小さくすることができる。
【０００９】
上記第１態様において、前記散乱層の前記蛍光体層とは反対側に設けられた金属基板と、前記散乱層と前記金属基板との間に設けられた反射部と、をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、金属基板を介して蛍光体層の発熱を効率良く排熱することができる。よって、蛍光体層の過度な昇温を抑制して温度上昇による蛍光発光効率の低下を抑制することができる。
また、反射部は、金属基板に向かって進んだ蛍光を反射させて光射出面から射出させるので、高輝度な光源装置が提供される。
【００１０】
上記第１態様において、前記散乱層は、前記金属基板と前記蛍光体層とを接合していてもよい。
この構成によれば、散乱層は接着層として兼用されているので、部品点数の削減を図ることができる。
【００１１】
上記第１態様において、前記蛍光体層の前記散乱層とは反対側に設けられ、前記励起光を透過させる透明基板と、前記蛍光体層と前記透明基板との間に設けられ、前記励起光を透過させるとともに前記蛍光を反射させる反射膜と、をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体層の一方面側から励起光が入射し、蛍光体層の他方面側から蛍光が出射される構成が実現される。よって、励起光と蛍光とを分離するための光学部材が不要となるため、部品点数の増大や部品レイアウト上の制約が少なくなる。したがって、小型の光源装置を提供することができる。
【００１２】
上記第１態様において、前記蛍光体層は、無機材料と蛍光体との複合材からなる構成としてもよい。
この構成によれば、蛍光体の発熱をより効率良く排熱することが可能となり、より輝度の高い光を得ることができる。
【００１３】
本発明の第２態様に従えば、照明光を射出する照明装置と、前記照明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、前記照明装置が、上記第１態様に係る照明装置であるプロジェクターが提供される。
【００１４】
第２態様に係るプロジェクターによれば、上記第１態様に係る光源装置を備えるので、本プロジェクターは品質に優れた画像表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第一実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す上面図である。
【図２】（ａ）は回転蛍光板の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ１断面図である。
【図３】第二実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す上面図である。
【図４】第二実施形態に係る回転蛍光板の断面図である。
【図５】第三実施形態に係る回転蛍光板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１７】
（第一実施形態）
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。本実施形態のプロジェクターは、スクリーン（被投射面）ＳＣＲ上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクターは、赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した３つの液晶光変調装置を用いている。プロジェクターは、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を用いている。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す上面図である。
プロジェクター１は、図１に示すように、第１照明装置１００、第２照明装置１０２、色分離導光光学系２００、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００を備える。
【００１９】
第１照明装置１００は、第１光源１０、コリメート光学系７０、ダイクロイックミラー８０、コリメート集光光学系９０、回転蛍光板（波長変換素子）３０、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を備える。
【００２０】
第１光源１０は、励起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）Ｂを射出する半導体レーザー（発光素子）からなる。第１光源１０は、１つの半導体レーザーからなるものであってもよいし、多数の半導体レーザーからなるものであってもよい。
なお、第１光源１０は、４４５ｎｍ以外の波長（例えば、４６０ｎｍ）の青色光を射出する半導体レーザーを用いることもできる。
【００２１】
本実施形態において、第１光源１０は、光軸が照明光軸１００ａｘと直交するように配置されている。
コリメート光学系７０は、第１レンズ７２と、第２レンズ７４とを備え、第１光源１０からの光を略平行化する。第１レンズ７２及び第２レンズ７４は、凸レンズからなる。
【００２２】
ダイクロイックミラー８０は、コリメート光学系７０からコリメート集光光学系９０までの光路中に、第１光源１０の光軸及び照明光軸１００ａｘ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、青色光Ｂを反射し、赤色光及び緑色光を含む黄色の蛍光Ｙを通過させる。
【００２３】
コリメート集光光学系９０は、ダイクロイックミラー８０からの青色光Ｂを略集光した状態で回転蛍光板３０の蛍光体層４２に入射させる機能と、回転蛍光板３０から射出される蛍光を略平行化する機能とを有する。コリメート集光光学系９０は、第１レンズ９２及び第２レンズ９４を備える。第１レンズ９２及び第２レンズ９４は、凸レンズからなる。
【００２４】
第２照明装置１０２は、第２光源７１０、集光光学系７６０、散乱板７３２及びコリメート光学系７７０と、を備える。
【００２５】
第２光源７１０は、上記第１照明装置１００の第１光源１０と同一の半導体レーザーから構成される。
集光光学系７６０は、第１レンズ７６２及び第２レンズ７６４を備える。集光光学系７６０は、第２光源７１０からの青色光を散乱板７３２付近に集光する。第１レンズ７６２及び第２レンズ７６４は、凸レンズからなる。
【００２６】
散乱板７３２は、第２光源７１０からの青色光を散乱し、蛍光（回転蛍光板３０から射出される光）に似た配光分布を有する青色光Ｂ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。
【００２７】
コリメート光学系７７０は、第１レンズ７７２と、第２レンズ７７４とを備え、散乱板７３２からの光を略平行化する。第１レンズ７７２及び第２レンズ７７４は、凸レンズからなる。
【００２８】
本実施形態において、第２照明装置１０２からの青色光Ｂはダイクロイックミラー８０で反射され、ダイクロイックミラー８０を透過した回転蛍光板３０からの黄色光である蛍光Ｙと合成されて白色光Ｗとなり、第１レンズアレイ１２０に入射する。
【００２９】
図２は、実施形態に係る回転蛍光板を説明するために示す図である。図２（ａ）は回転蛍光板３０の正面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ１−Ａ１断面図である。
【００３０】
回転蛍光板３０は、図１及び図２に示すように、モーター５０により回転可能な円板（基板）４０上に、蛍光体層（波長変換層）４２が円板４０の周に沿って設けられてなる。蛍光体層４２は、例えば、外径５８ｍｍ、内径４８ｍｍのＯリング形状からなり、厚みが２５０μｍである。回転蛍光板３０は、青色光が入射する側と同じ側に向けて蛍光Ｙを射出する。
【００３１】
円板４０は、例えば、外径が６０ｍｍ、厚さが０．７ｍｍのアルミ製の円板から構成されている。
【００３２】
蛍光体層４２は、第１光源１０からの青色光Ｂにより励起されて蛍光Ｙを射出する。蛍光体層４２は、蛍光体４２ａと、該蛍光体４２ａを保持する保持材４２ｂとを含む。蛍光体４２ａは、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅから構成される。保持材４２ｂとしては、透光性および高い熱伝導性を有する材料を用いるのが好ましく、例えば、セラミックスやガラス等の無機材料から構成される。本実施形態においては、保持材４２ｂとして例えば低融点ガラスを用いた。なお、保持材４２ｂは、少なくとも青色光Ｂおよび蛍光Ｙを透過させる光透過性を有していればよい。
【００３３】
図２（ｂ）に示すように、回転蛍光板３０は、蛍光体層４２の青色光Ｂが入射する面と反対側に設けられた散乱層３１と、散乱層３１の蛍光体層４２とは反対側に設けられた反射膜（反射部）３２と、反射膜３２と円板４０との間に設けられた接着層３３とをさらに備えている。すなわち、回転蛍光板３０は、反射膜３２、散乱層３１、及び蛍光体層４２が図２（ｂ）の上方に向かって順に積層された積層体が接着層３３を介して円板４０上に貼り付けられた構成となっている。
【００３４】
散乱層３１は、散乱材３１ａと、該散乱材３１ａを保持する保持材３１ｂとを含む。散乱材３１ａは、例えば、ＴｉＯ２（チタニア）から構成される。保持材３１ｂは、例えば、蛍光体層４２の保持材４２ｂと同一材料である低融点ガラスから構成される。このようにすれば、散乱層３１および蛍光体層４２の界面での屈折率差を無くすことができるので、界面での光（青色光Ｂおよび蛍光Ｙ）の屈折および反射が防止される。
【００３５】
また、反射膜３２は、例えば、Ａｇ合金から構成される。接着層３３は、例えば、Ａｇフィラーを含有した高熱伝導率タイプのシリコーン接着剤であり、蛍光体層４２の熱を円板４０に効率良く伝達する。
【００３６】
ここで、本実施形態の回転蛍光板３０の製造方法の一例について説明する。
まず、蛍光体層４２のベースを作成する。例えば、低融点ガラス粉末、蛍光体粉末、及び溶媒を所定量ずつ混合し、スラリーを生成する。そして、スラリーを図２（ａ）に示したようなリング状に成形した後、仮焼成（プリベーク）する。
【００３７】
続いて、散乱層３１のベースを作成する。例えば、低融点ガラス粉末、チタニア粉末、及び溶媒を所定量ずつ混合したスラリーを生成する。そして、生成したスラリーを蛍光体層４２のベース上に積層して仮焼成（プリベーク）し、さらに焼成（ベーク）する。
【００３８】
そして、研削を行うことで所定形状の蛍光体層４２および散乱層３１を作成する。続いて、蛍光体層４２および散乱層３１の積層体の散乱層３１側の面にＡｇ合金を成膜することで反射膜３２を形成する。これにより、蛍光体層４２、散乱層３１及び反射膜３２の積層体が製造される。なお、Ａｇ合金からなる反射膜３２の保護目的として、反射膜３２上にアルミナを成膜してもよい。
【００３９】
続いて、Ａｇフィラーを含有した高熱伝導率タイプのシリコーン接着剤（接着層３３）を用いて、反射膜３２が円板４０と対向するように、上記積層体を円板４０に接着する。そして、モーター５０を円板４０に取り付けることで回転蛍光板３０が製造される。
【００４０】
本実施形態において、蛍光体層４２にはレーザー光からなる青色光Ｂが入射するため、蛍光体４２ａにおいて熱が発生する。本実施形態では、金属製の円板４０が蛍光体層４２を支持することで、蛍光体層４２の蛍光体４２ａで生じた熱を円板４０から放熱するようにしている。
【００４１】
本実施形態の蛍光体層４２は低融点ガラスからなる保持材４２ｂを主体として構成されるため、蛍光体４２ａの熱を効率良く円板４０に伝達することが可能である。これにより、蛍光体層４２の過度な昇温を抑制して温度上昇による蛍光Ｙの発光効率の低下を抑制することができる。
【００４２】
一方、保持材４２ｂ（低融点ガラス）の屈折率と蛍光体４２ａ（ＹＡＧ系蛍光体）の屈折率との差が小さいため、蛍光体層４２の中を蛍光Ｙが伝播中に散乱が生じ難くなる。蛍光体層４２を伝搬中に散乱が生じない場合、蛍光Ｙは蛍光体層４２内を伝播し易くなる。この場合、蛍光Ｙが蛍光体層４２内において、蛍光体層４２の光射出面４２ｃと平行な方向に長距離進むため、蛍光体層４２から射出される蛍光Ｙのスポット径が大きくなってしまい、エテンデューが大きくなる。その結果、蛍光Ｙの利用効率が低下してしまう。
【００４３】
これに対して本実施形態の回転蛍光板３０では、蛍光体層４２における青色光Ｂの入射面と反対側の面に配置した散乱層３１により、蛍光Ｙのうち蛍光体層４２から散乱層３１へ進入した蛍光Ｙを散乱させることができる。
【００４４】
散乱層３１で散乱された蛍光Ｙは、進行方向が大きく変更される。散乱された蛍光Ｙは、散乱層３１および蛍光体層４２内において光射出面４２ｃと平行な方向に長距離進まないうちに光射出面４２ｃから射出される。すなわち、蛍光Ｙは光射出面と平行な方向に拡がることなく外部に射出される。
【００４５】
なお、蛍光体層４２中に散乱材３１ａを混入することも考えられる。この場合、散乱材３１ａによる後方散乱効果によって、蛍光体４２ａに入射できない励起光が増加し、励起光の利用効率が低下する。
【００４６】
本実施形態によれば、散乱層３１を蛍光体層４２とは別に設けているため、上述したような後方散乱が生じることがなく、励起光の利用効率が低下することが無い。
【００４７】
したがって、本実施形態の回転蛍光板３０によれば、放熱性に優れた無機材料（低融点ガラス）を含有した蛍光体層４２を採用した場合であっても、蛍光体層４２から射出される蛍光Ｙのスポット径の拡大を抑制することができる。よって、エテンデューの増大を抑制することができ、蛍光Ｙをプロジェクターの画像光として効率良く利用することができる。
また、円板４０に向かって方向に進んだ蛍光Ｙは反射膜３２で反射されて光射出面４２ｃから射出される。よって、蛍光Ｙを効率良く利用することができる。
【００４８】
図１に戻って、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。複数の第１小レンズ１２２は、照明光軸１００ａｘと直交する面内にマトリクス状に配列されている。
【００４９】
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，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる。複数の第２小レンズ１３２は照明光軸１００ａｘに直交する面内にマトリクス状に配列されている。
【００５０】
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束を、直線偏光光に変換する。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させるとともに他方の直線偏光成分を照明光軸１００ａｘ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１００ａｘ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している。
【００５１】
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，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に重畳させる。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。
【００５２】
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を備える。色分離導光光学系２００は、第１照明装置１００および第２照明装置１０２からの白色光Ｗを赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂに分離し、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれが対応する液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導光する。
色分離導光光学系２００と、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂが配置されている。
【００５３】
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、緑色光成分を反射して、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反射ミラーである。
反射ミラー２４０，２５０は青色光成分を反射する反射ミラーである。
【００５４】
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の液晶光変調装置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。
【００５５】
液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。なお、図示を省略したが、各集光レンズ３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂと各液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂとの間には、それぞれ入射側偏光板が配置され、各液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，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る。
【００５６】
クロスダイクロイックプリズム５００は、各液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂから射出された各画像光を合成してカラー画像を形成する光学素子である。
【００５７】
この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状をなし、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。
【００５８】
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。
【００５９】
以上述べたように、本実施形態のプロジェクター１によれば、蛍光体層４２の放熱性が高く、エテンデューの増大が抑制され、しかも蛍光Ｙを効率よく利用できる第１照明装置１００を備えるため、光利用効率が高く良質な画像表示を行うことができる。
【００６０】
（第二実施形態）
続いて、本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態と第一実施形態との違いは、照明装置および回転蛍光板の構成であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では照明装置および回転蛍光板の構成について説明する。なお、以下の説明では、上記実施形態の同一の部材および構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。
【００６１】
図３は、本実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す上面図である。
本実施形態のプロジェクター１１は、図３に示すように、照明装置１０３、色分離導光光学系２００、液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ、クロスダイクロイックプリズム５００及び投写光学系６００を備える。
【００６２】
照明装置１０３は、光源１３、集光光学系２０、回転蛍光板３４、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を備える。光源１３は、上記第１照明装置１００の第１光源１０と同一の半導体レーザーから構成され、励起光としての青色光Ｂを射出する。
【００６３】
集光光学系２０は、第１レンズ２２及び第２レンズ２４を備える。集光光学系２０は、青色光Ｂを略集光した状態で回転蛍光板３４の蛍光体層４２に入射させる。本実施形態において、第１レンズ２２及び第２レンズ２４は、それぞれ凸レンズからなる。
【００６４】
コリメート光学系６０は、第１レンズ６２と、第２レンズ６４とを備え、回転蛍光板３４からの光を略平行化する。第１レンズ６２及び第２レンズ６４は、凸レンズからなる。
【００６５】
本実施形態において、光源１３からの青色光Ｂは円板４３側から蛍光体層４２に入射し、青色光Ｂの一部は蛍光体層４２を透過する。本実施形態において、蛍光体層４２は、光源１３からの青色光Ｂの一部を蛍光Ｙに変換し、かつ、青色光Ｂの残りの一部を変換せずに通過させる。これにより、蛍光Ｙおよび青色光Ｂが合成されて白色光Ｗとなり、第１レンズアレイ１２０に入射する。
【００６６】
図４は本実施形態に係る回転蛍光板３４の断面図である。
本実施形態の回転蛍光板３４は、図４に示すように、モーター５０により回転可能な円板（基板）４３上に、蛍光体層４２が円板４３の周に沿って設けられてなる。回転蛍光板３４は、青色光Ｂが入射する側とは反対の側に向けて蛍光Ｙを射出する。
【００６７】
回転蛍光板３４は、蛍光体層４２と円板４３との間に設けられ、青色光Ｂを透過させるとともに蛍光Ｙを反射させる反射膜３６と、蛍光体層４２の上層に設けられた散乱層３１と、をさらに備えている。すなわち、回転蛍光板３４は、円板４３上に、反射膜３６、蛍光体層４２、及び散乱層３１が上方に向かって順に積層された構成となっている。
【００６８】
反射膜３６は、例えば、ダイクロイックミラーから構成される。反射膜３６は、例えば、波長が５００ｎｍよりも小さい光を透過し、波長が５００ｎｍ以上の光を反射する光学特性を有する。すなわち、反射膜３６は、青色光Ｂを透過し、蛍光Ｙを反射する光学特性を有する。
【００６９】
円板４３は、青色光Ｂを透過する材料からなる。円板４３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。
【００７０】
ここで、本実施形態の回転蛍光板３４の製造方法の一例について説明する。
まず、円板４０上に反射膜３６を成膜する。次に、反射膜３６の上に、低融点ガラス粉末、蛍光体粉末、及び溶媒を所定量ずつ混合したスラリーをリング状に塗布した後、仮焼成（プリベーク）して蛍光体層４２のベースを作成する。続いて、プリベークした蛍光体層４２のベース上に、例えば、低融点ガラス粉末、チタニア粉末、及び溶媒を所定量ずつ混合したスラリーをリング状に塗布した後、仮焼成（プリベーク）して散乱層３１のベースを作成する。その後、蛍光体層４２のベースおよび散乱層３１のベースの積層体を焼成（ベーク）し、モーター５０を取り付けることで回転蛍光板３４が製造される。
【００７１】
本実施形態の回転蛍光板３４によれば、第一実施形態と同様、蛍光体層４２における青色光Ｂの入射面とは反対側の面に配置した散乱層３１により蛍光Ｙを散乱させることができる。散乱された蛍光Ｙは散乱層３１内での進行方向が大きく変更されるため、該散乱層３１内で光射出面３１ｃと平行な方向に長距離進まないうちに光射出面３１ｃから外部に射出される。
すなわち、蛍光Ｙは光射出面３１ｃと平行な方向に拡がることなく回転蛍光板３４の外部に射出される。
よって、蛍光Ｙのスポット径の拡大が抑制されることでエテンデューの増大が抑制されるので、蛍光Ｙがプロジェクターの画像光として効率良く利用されることができる。
【００７２】
また、本実施形態の回転蛍光板３４では、蛍光体層４２の一方面側から青色光Ｂが入射し、蛍光体層４２の他方面側から蛍光Ｙが射出されるため、第一実施形態のように、青色光Ｂと蛍光Ｙとを分離するためのダイクロイックミラーが不要となる。そのため、部品点数の増大や部品レイアウト上の制約が少なくなる。
したがって、この回転蛍光板３４を含む照明装置１０３の小型化を図ることができる。
【００７３】
（第三実施形態）
続いて、本発明の第三実施形態について説明する。本実施形態と第一実施形態との違いは、回転蛍光板の構成であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下の説明では回転蛍光板の構成を主体に説明する。なお、以下の説明では、上記実施形態の同一の部材および構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化する。
【００７４】
図５は、本実施形態に係る回転蛍光板３７の断面図である。
本実施形態の回転蛍光板３７は、図５に示すように、円板４０の上面に反射膜３２が形成され、該反射膜３２上に散乱層５１および蛍光体層４２が積層されている。
【００７５】
本実施形態の散乱層５１は、散乱材５１ａと、該散乱材５１ａを保持する保持材５１ｂとを含む。散乱材５１ａは、例えば、ＴｉＯ２（チタニア）から構成される。保持材５１ｂは、例えば、シリコーン接着材から構成される。そのため、散乱層５１は、接着剤としての機能を有している。これにより、蛍光体層４２は、反射膜３２上に散乱層５１により貼り付けられた構造となっている。
【００７６】
なお、保持材５１ｂを構成する上記シリコーン接着剤としては、蛍光体層４２の保持材４２ｂと屈折率が略同等の材料を用いるのが好ましい。このようにすれば、散乱層５１および蛍光体層４２の界面での屈折率差が小さくなるので、前記界面での光（青色光Ｂおよび蛍光Ｙ）の屈折および反射が抑制される。
【００７７】
本実施形態の回転蛍光板３７を製造するには、第一実施形態と同様に、蛍光体層４２を焼成で形成する。反射膜３２を形成した円板４０を用意する。
続いて、シリコーン接着剤内にチタニア粉を分散させた上記散乱層５１用いて蛍光体層４２を円板４０上の反射膜３２に接着した後、モーター５０を取り付けることで回転蛍光板３０が製造される。
【００７８】
本実施形態の回転蛍光板３７によれば、散乱層５１によって蛍光Ｙが散乱されるので、蛍光Ｙのスポット径の拡大が抑制されてエテンデューの増大が抑制される。よって、蛍光Ｙをプロジェクターの画像光として効率良く利用することができる。
さらに本実施形態によれば、散乱層５１が接着剤として機能するため、部品点数の削減を図ることができる。また、回転蛍光板３７の製造が第一実施形態と比べて容易となる。
【００７９】
なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも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。
【００８０】
例えば、上記実施形態では、蛍光体層４２の保持材４２ｂとして低融点ガラスを用いる場合を例に挙げたが、セラミックスを用いても良い。また、上記実施形態では、散乱層３１の散乱材３１ａおよび散乱層５１の散乱材５１ａとして、複数のチタニア粒子を例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、散乱材は気泡であってもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂを備えるプロジェクター１を例示したが、１つの液晶光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。また、光変調装置として、デジタルミラーデバイスを用いてもよい。
【００８２】
また、上記実施形態では本発明による照明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。本発明による照明装置は、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】
【００８３】
１、１１…プロジェクター、１０…第１光源、１３…光源、３１…散乱層、３１ａ…散乱材（複数の粒子）、４０…円板（金属基板）、４２…蛍光体層、４２ａ…蛍光体、４３…円板（透明基板）、５１…散乱層、５１ａ…散乱材（複数の粒子）、１００…第１照明装置、１０３…照明装置、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置（光変調装置）、６００…投写光学系。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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