(57)【要約】【課題】より高効率な照明光源の提供を可能とする。【解決手段】実施形態に係る光学装置は、照射された光を反射する反射基板と、反射基板を回転軸を中心に回転させる駆動部とを備える。また、反射基板を回転軸を中心とした円周方向に、第１の領域および第２の領域に分割する。反射基板を分割した第１の領域および第２の領域のうち第１の領域に、照射された光に励起されて、照射された光とは異なる色の光を発光する蛍光体を設ける。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された光を反射する反射基板と、
前記反射基板を回転軸を中心に回転させる駆動部と、
前記反射基板を前記回転軸を中心とした円周方向に分割した第１の領域および第２の領域のうち、該第１の領域に設けられる蛍光体と
を備える
ことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記第１の領域と前記第２の領域とが前記反射基板の円周方向に交互に設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
第１の波長帯域の第１の偏光方向の光を反射させ、該第１の波長帯域の該第１の偏光方向と異なる第２の偏光方向の光と、該第１の波長帯域より波長の長い第２の波長帯域の光とを透過させる光選択部と、
前記第２の領域に設けられる、直線偏光と円偏光とを相互に変換する変換部と
をさらに備え、
前記光選択部は、
光源からの前記第１の偏光方向の光を反射させて前記反射基板に照射させるように配置される
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記変換部は、
前記第２の領域に、前記光源からの光が照射される位置において前記円偏光を前記第２の偏光方向に変換する角度で設けられる
ことを特徴とする
請求項３に記載の光学装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の光学装置と、
前記反射基板で反射されて前記光学装置から射出された光を画像信号に従い変調する光変調素子と、
前記光変調素子で変調された光を射出する投射光学部と
を有する
ことを特徴とする投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置および投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光源としてレーザ光源を用いた投射装置において、青色のレーザ光を射出する青色レーザ光源と、青色のレーザ光により励起され黄色光を発光する黄色蛍光体とを光源とする投射装置が開発されている。このような投射装置では、青色レーザ光源から射出される青色光と、黄色蛍光体により発光される黄色光とを混色して白色光源として用いる（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−００３９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、青色レーザ光は、黄色蛍光体に照射された全光束が黄色蛍光体で励起されるわけではなく、黄色蛍光体に照射された光束のうち一部は、黄色蛍光体の励起に用いられずに、漏れ光として放出される。この青色の漏れ光を、黄色光に混色する青色の光源として用いる場合、従来技術では、青色の効率を向上させることが難しいという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、より高効率な照明光源を提供可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、照射された光を反射する反射基板と、反射基板を回転軸を中心に回転させる駆動部と、反射基板を回転軸を中心とした円周方向に分割した第１の領域および第２の領域のうち、第１の領域に設けられる蛍光体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、より高効率な照明光源を提供可能となるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に適用可能な投射装置の一例の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に適用可能なダイクロイックミラーの特性の例を説明するための図である。
【図３】図３は、既存技術による蛍光体ホイールの一例の構成を示す図である。
【図４】図４は、既存技術による蛍光体ホイールに青色のレーザ光を照射した場合の蛍光体面での各光線の拡散の様子を模式的に示す模式図である。
【図５】図５は、実施形態に係る蛍光体ホイールの一例の構成を示す図である。
【図６】図６は、実施形態に係る光学装置における光路を説明するための図である。
【図７】図７は、実施形態に係る蛍光体ホイールの構成をより具体的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、光学装置および投射装置の好適な実施形態を詳細に説明する。係る実施形態に示す具体的な数値および外観構成などは、本発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本発明に直接関係のない要素は詳細な説明および図示を省略している。
【００１０】
本発明の実施形態に係る光学装置では、光源として青色レーザ光を用い、青色レーザ光を、青色光の波長帯域の光により励起されて黄色光を発光する蛍光体をミラー状の表面に同心円上に形成した、蛍光体ホイールに照射する。ここで、当該蛍光体ホイールは、蛍光体が、蛍光体ホイールを円周方向に分割した第１の領域および第２の領域のうち第１の領域に形成される。このように構成された蛍光体ホイールによれば、青色レーザ光が第１の領域に照射されることで、黄色光と、蛍光体の励起に用いられなかった青色光とが蛍光体ホイールから射出される。また、青色レーザ光が第２の領域に照射されることで、青色レーザ光が反射されて射出される。そのため、実施形態に係る光学装置を用いることで、青色光の射出効率を向上させることができる。
【００１１】
図１は、実施形態に適用可能な投射装置の一例の構成を示す。図１において、投射装置１は、実施形態に係る光学装置２と、照明光学系５と、投射光学部１２９とを含む。さらに、投射装置１は、画像処理回路２００と、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）各色の光変調素子１１９、１２５および１２８と、画像処理回路２００の出力に応じて各光変調素子１１９、１２５および１２８をそれぞれ駆動する駆動回路２０１、２０２および２０３とを含む。
【００１２】
光学装置２は、蛍光体ホイール１５０と、ダイクロイックミラー１０３と、複数のレンズとを含む。なお、図１では、光源１００が光学装置２に含まれるように示しているが、これはこの例に限定されず、光源１００が光学装置２の外部の構成としてもよい。光源１００は、青色レーザ光を射出する光源である。光源１００は、例えば、複数のレーザ素子を集合させたものであり、例えばレーザダイオードアレイである。蛍光体ホイール１５０は、青色のレーザ光により励起されて黄色光を発光する蛍光体による蛍光体面１５１と、１／４波長板１５２とが設けられ、モータ（Ｍ）１５３により図示しない回転軸を中心に回転される。
【００１３】
光学装置２は、光源１００から射出される青色レーザ光と、蛍光体ホイール１５０と、ダイクロイックミラー１０３とを用いて、青色光（適宜、Ｂ光と呼ぶ）と、黄色光（適宜、Ｙ光と呼ぶ）とを生成し、射出する。光学装置２から射出されたＢ光およびＹ光は、ミラー１１１に入射される。光学装置２の詳細については、後述する。
【００１４】
光学装置２から射出されたＢ光およびＹ光は、ミラー１１１で反射され方向を変更される。ミラー１１１から射出されたＹ光およびＢ光は、フライアイレンズ１１２および１１３と、レンズ１１４とを介して、Ｂ光とＹ光とを分離する光分離器１１５に入射される。光分離器１１５で分離されたＢ光は、光分離器１１５から射出されてミラー１１６に入射される。また、光分離器１１５で分離されたＹ光は、光分離器１１５から射出されてミラー１２１に入射される。
【００１５】
ミラー１１６に入射されたＢ光は、レンズ１１７を介して反射型偏光板１１８に入射される。反射型偏光板１１８を透過したＢ光は、光変調素子１１９に入射される。光変調素子１１９は、駆動回路２０１により、画像処理回路２００から出力されたＢ色の画像信号に従い駆動され、入射された光を画素毎に変調および反射して射出する。光変調素子１１９でＢ色の画像信号に応じて画素毎に変調されたＢ光は、反射型偏光板１１８で反射されて方向を変更されて射出され、光合成プリズム１２０に第１の面から入射される。
【００１６】
光分離器１１５で分離されミラー１２１に入射されたＹ光は、ミラー１２１で反射され方向を変更されてミラー１２１から射出される。ミラー１２１から射出されたＹ光は、色成分分離器１２２に入射され、Ｙ光から緑色光成分と赤色光成分とが分離される。例えば、色成分分離器１２２は、緑色光の波長帯域の光を反射し、赤色光の波長帯域の光を透過させるダイクロイックミラーを用いて構成される。
【００１７】
色成分分離器１２２でＹ光から分離されたＧ光は、レンズ１２３を介して反射型偏光板１２４に入射される。Ｇ光は、反射型偏光板１２４を透過して光変調素子１２５に入射される。光変調素子１２５は、駆動回路２０２により、画像処理回路２００から出力されたＧ色の画像信号に従い駆動され、入射されたＧ光を画素毎に変調および反射して射出する。光変調素子１２５から射出されたＧ光は、反射型偏光板１２４で反射されて光合成プリズム１２０に第２の面から入射される。
【００１８】
色成分分離器１２２でＹ光から分離されたＲ光は、レンズ１２６を介して反射型偏光板１２７に入射される。Ｒ光は、反射型偏光板１２７を透過して光変調素子１２８に入射される。光変調素子１２８は、駆動回路２０３により、画像処理回路２００から出力されたＲ色の画像信号に従い駆動され、入射されたＲ光を画素毎に変調および反射して射出する。光変調素子１２８の第４の面から射出されたＲ光は、反射型偏光板１２７で反射されて光合成プリズム１２０に第３の面から入射される。
【００１９】
光合成プリズム１２０は、それぞれ第１の面、第２の面および第３の面から入射されたＢ光、Ｇ光およびＲ光を合成して、ひとまとまりの光束として第４の面から射出する。光合成プリズム１２０から射出されたＲ光、Ｇ光およびＢ光を含む光束は、投射光学部１２９を介して外部に射出される。
【００２０】
次に、実施形態に係る光学装置２について、より詳細に説明する。光学装置２において、光源１００は、Ｓ偏光の青色レーザ光（Ｂ１光とする）を射出する。光源１００から射出されたＢ１光は、集光レンズ１０１およびコリメータレンズ１０２を介してダイクロイックミラー１０３に入射される。ダイクロイックミラー１０３は、Ｂ光の波長帯域の光のうちＰ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射させ、さらに、Ｂ光の波長帯域よりも長波長の帯域の光（例えば赤色光や緑色光）を透過させる特性を備える。
【００２１】
図２を用いて、実施形態に適用可能なダイクロイックミラー１０３の特性の例について説明する。図２（ａ）は、青色レーザ光および蛍光（黄色光）の、波長λに対するエネルギ分布の例を示す。図２（ａ）において、横軸は、波長λを示し、右方向に向けて長波長となる。また、縦軸は、エネルギを示す。青色レーザ光は、特性線３００に例示されるように、エネルギが波長λBに集中している。一方、黄色光の蛍光は、特性線３０１に例示されるように、エネルギが、波長λBより長波長側に広がりを持った波長帯域で分布する。
【００２２】
図２（ｂ）は、実施形態に適用可能なダイクロイックミラー１０３の特性の例を示す。図２（ｂ）において、横軸は、図２（ａ）の横軸の一部を拡大したものであり、右方向に向けて長波長となる。縦軸は、透過率Ｔを示し、上方向に向けて透過率が高く、反射率が低くなり、透過率Ｔが最高で反射率が最低（例えば略０）、透過率Ｔが最低で反射率が最高（例えば略全反射）となる。青色レーザ光は、波長λBを中心として所定の幅を持った波長帯域を有する。
【００２３】
ダイクロイックミラーは、Ｓ偏光の光とＰ偏光の光とで特性が異なることが知られている。図２（ｂ）の例では、ダイクロイックミラー１０３は、Ｓ偏光の青色レーザ光に対しては、特性線Ｔｓで例示されるように、透過率Ｔが最低、反射率が最高の特性を有する。また、Ｐ偏光の青色レーザ光に対しては、特性線Ｔｐで例示されるように、透過率Ｔが最高、反射率が最低となる。また、黄色光の蛍光は、波長帯域の短波長側の波長が波長λBよりも長く、全波長帯域で透過率Ｔが最高、反射率が最低となる。このように、ダイクロイックミラー１０３は、特定の条件の光を選択的に透過または反射させる光選択部として機能する。
【００２４】
光源１００から射出されダイクロイックミラー１０３に入射されたＳ偏光のＢ光は、ダイクロイックミラー１０３で反射され、集光レンズ１０４および１０５を介して、モータ（Ｍ）１５３により回転駆動される蛍光体ホイール１５０に入射される。
【００２５】
図３は、既存技術による蛍光体ホイール１５０’の一例の構成を示す。蛍光体ホイール１５０’は、ミラー状の表面に、同心円状に蛍光体面１５１が形成され、回転軸１５４を中心として回転される。蛍光体面１５１は、Ｂ光の波長帯域の光により励起されて、黄色光（適宜、Ｙ光と呼ぶ）を発光する蛍光体が塗布されてなる。なお、加色法において黄色は緑色と赤色とを混合して得られるので、蛍光体面１５１で発光される黄色光は、赤色成分と緑色成分とを含む。
【００２６】
図４は、既存技術による蛍光体ホイール１５０’に青色のレーザ光（Ｂ１光とする）を照射した場合の、蛍光体面１５１での各光線の拡散の様子を模式的に示す。蛍光体面１５１は、Ｂ１光が照射されると、Ｂ１光により蛍光体が励起されてＹ光を発光する。また、蛍光体面１５１に照射されたＢ１光のうち一部は、蛍光体の励起に寄与せずに、蛍光体面１５１を透過して蛍光体ホイール１５０’のミラー面に到達し、ミラー面で反射される。ミラー面で反射されたＢ１光の一部は、蛍光体面１５１を再び通過する際に蛍光体を励起してＹ光を発光させ、残りのＢ１光は、蛍光体の励起に寄与せずにＢ２光として蛍光体面１５１から射出される。
【００２７】
この、蛍光体面１５１から射出されるＹ光およびＢ２光は、図４に例示されるように、蛍光体面１５１における蛍光体層で拡散されて、蛍光体面１５１から出射される。また、蛍光体面１５１から射出されるＢ２光は、蛍光体層における拡散により、入射したＢ１光に対して偏光の向きが乱れることになる。そのため、このＢ２光を青色の光源光として高効率に利用することは、難しい。
【００２８】
一例として、蛍光体面１５１に入射されるＢ１光に対して略平行に蛍光体面１５１から射出されるＢ２光を考える。このＢ２光は、ダイクロイックミラー１０３に入射される。このとき、このＢ２光は、偏光の向きが制御されていないため、ダイクロイックミラー１０３に入射されたＢ２光の一部はダイクロイックミラー１０３で反射されて光源１００の方向に戻り、残りがダイクロイックミラー１０３を透過する。光源１００の方向に戻ったＢ２光は、照明光学系５におけるＢ光に含まれず、無駄になる。
【００２９】
図５は、実施形態に係る蛍光体ホイール１５０の一例の構成を示す。なお、図５において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。また、蛍光体ホイール１５０は、例えば図５（ａ）に片矢印で示されるように、回転軸１５４を中心に左回り（反時計回り）で回転されるものとする。
【００３０】
図５（ａ）において、蛍光体ホイール１５０は、回転軸１５４を中心とした円周方向に領域Ａ（第１の領域）および領域Ｂ（第２の領域）に分割され、領域Ａに蛍光体面１５１が形成され、領域Ｂに１／４波長板１５２が設けられて構成される。また、蛍光体ホイール１５０は、領域Ａおよび領域Ｂを円周方向に交互に繰り返して分割され、蛍光体面１５１および１／４波長板１５２は、共通の同心円上に形成される。
【００３１】
ここで、ダイクロイックミラー１０３で反射されたＢ１光は、蛍光体ホイール１５０の特定の位置を入射位置として、蛍光体ホイール１５０に入射される。各１／４波長板１５２は、蛍光体ホイール１５０が回転されて当該入射位置に到達した際に、光学軸が入射光の偏光面に対して所定の方位角（例えば４５°）になるように、それぞれ設けられる。
【００３２】
図５（ｂ）は、蛍光体ホイール１５０の円周方向に沿った断面の例を示す。このように、蛍光体面１５１および１／４波長板１５２は、それぞれ蛍光体ホイール１５０の表面に密着して設けられる。したがって、蛍光体面１５１に入射したＢ１光は、蛍光体を励起し、また、入射時に蛍光体の励起に寄与しなかったＢ１光は、蛍光体ホイール１５０のミラー面で反射されて再び蛍光体面１５１に入射される。また、１／４波長板１５２に入射したＢ１光は、１／４波長板１５２を通過して蛍光体ホイール１５０のミラー面で反射されて再び１／４波長板１５２に入射される。すなわち、１／４波長板１５２に入射したＢ１光は、１／４波長板１５２を２度通過して、１／４波長板１５２から射出される。
【００３３】
図６を用いて、実施形態に係る光学装置２における光路について説明する。なお、図６において、上述した図１と共通する部分には同一の符号を付して、詳細な説明を省略する。また、上述したように、１／４波長板１５２は、蛍光体ホイール１５０の表面に密着して設けられるが、図６（ａ）では、説明のため、１／４波長板１５２と蛍光体ホイール１５０とを離して示してある。
【００３４】
図６（ｂ）は、図６（ａ）で用いる記号の凡例を示している。すなわち、「●（黒丸）」は、Ｓ偏光の直線偏光を示し、上下矢印は、Ｐ偏光の直線偏光を示し、弧状矢印は、円偏光を示し、「●」に上下矢印を添えた記号はランダム偏光を示す。
【００３５】
図６（ａ）において、光源１００から射出されたＳ偏光のＢ１光は、光路１０００に従い集光レンズ１０１およびコリメータレンズ１０２を介してダイクロイックミラー１０３に入射される。ダイクロイックミラー１０３は、図２（ｂ）に示した特性に従い、入射されたＢ１光を反射する。Ｂ１光は、ダイクロイックミラー１０３で反射されて光路を変更され、集光レンズ１０４および１０５を介して蛍光体ホイール１５０に入射される。
【００３６】
ここで、Ｂ１光の蛍光体ホイール１５０における入射位置に１／４波長板１５２が到来している場合、当該Ｂ１光は、１／４波長板１５２に入射される。
【００３７】
１／４波長板１５２は、入射位置において光学軸が入射光の偏光面に対して方位角が４５°になるように配置した場合に、通過する光の円偏光と直線偏光とを互いに変換する変換部として機能する。同様にして、直線偏光の光が１／４波長板１５２を２回通過することで、直線偏光の偏光方向をＰ偏光およびＳ偏光の間で変換することができる。
【００３８】
上述したように、１／４波長板１５２は、蛍光体ホイール１５０の入射位置において光学軸が入射光の偏光面に対して方位角が４５°になるように設けられる。そのため、図６（ａ）の例では、ダイクロイックミラー１０３から１／４波長板１５２に入射したＢ１光は、１／４波長板１５２により偏光を円偏光に変換されて蛍光体ホイール１５０の表面に到達する。そして、偏光が円偏光とされたＢ１光は、蛍光体ホイール１５０の表面で円偏光を保って反射されて、再び１／４波長板１５２に入射される。これにより、このＢ１光は、１／４波長板１５２を２回通過することになり、偏光を円偏光からＰ偏光に変換されて、１／４波長板１５２からＢ１’光として射出される。
【００３９】
１／４波長板１５２から射出された、Ｐ偏光のＢ１’光は、集光レンズ１０５および１０４を介してダイクロイックミラー１０３に入射される。ダイクロイックミラー１０３は、図２（ｂ）に示した特性に従い、入射されたＢ１’光を透過させる。Ｂ１’光は、光路１００４に従いダイクロイックミラー１０３から射出され、図１のレンズ１０６に入射される。
【００４０】
なお、Ｂ１光の蛍光体ホイール１５０における入射位置に蛍光体面１５１が到来している場合、当該Ｂ１光は、蛍光体面１５１に入射され、蛍光体を励起し、Ｙ光を発光させる。このＹ光は、蛍光体面１５１から射出されてダイクロイックミラー１０３に入射される。Ｙ光は、ダイクロイックミラー１０３を透過して、図１のレンズ１０６に入射される。また、Ｙ光は、蛍光体面１５１で拡散されて射出される。そのため、ダイクロイックミラー１０３外を通過するＹ光の一部も、レンズ１０６に入射される。
【００４１】
さらに、蛍光体面１５１に入射されたＢ１光のうち、蛍光体の励起に寄与しなかったＢ１光は、蛍光体面１５１において拡散され偏光を乱されて、漏れ光であるＢ２光として蛍光体面１５１から射出される。蛍光体面１５１から射出されたＢ２光は、一部がダイクロイックミラー１０３を透過し、別の一部がダイクロイックミラー１０３外を通過して、レンズ１０６に入射される。したがって、ダイクロイックミラー１０３のサイズを、光源１００からのＢ１光の光束を反射できる程度に小さくすることで、光に利用効率を向上させることができる。
【００４２】
レンズ１０６に入射されたＹ光、Ｂ１’光およびＢ２光は、Ｙ光およびＢ光としてミラー１１１に入射される（図１参照）。
【００４３】
次に、実施形態に係る蛍光体ホイール１５０の構成の、より具体的な例について、図７を用いて説明する。実施形態では、蛍光体ホイール１５０に対して、Ｙ光を発光する蛍光体面１５１と、Ｂ１光を偏向を切り換えて射出する１／４波長板１５２とが設けられる。１／４波長板１５２から射出されたＢ１光は、漏れ光であるＢ２光と共に光変調素子１１９に照射される。また、蛍光体面１５１で発光されたＹ光は、色成分分離器１２２（図１参照）でＧ光およびＲ光に分離されて、光変調素子１２５および１２８に照射される。
【００４４】
そのため、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の光を、適切な光量バランスで各光変調素子１２８、１２５および１１９に照射させるためには、蛍光体面１５１および１／４波長板１５２の大きさの比率を、適切に設定する必要がある。この場合、蛍光体面１５１および１／４波長板１５２の大きさは、Ｂ１光の入射位置を回転軸１５４に対する半径とした円周方向の長さとなる。
【００４５】
蛍光体面１５１および１／４波長板１５２の大きさの比率は、蛍光体面１５１を構成する蛍光体の特性や、ダイクロイックミラー１０３の特性、光学装置２における各光学部品の配置などにより異なる。そのため、この比率は、例えば実験的に求められる。一例として、図７（ａ）および図７（ｂ）に例示されるように、蛍光体面１５１および１／４波長板１５２の大きさの比率を、略８：２とすることが考えられる。この場合、Ｂ１光の入射位置を回転軸１５４に対する半径とした全円周の８０％を蛍光体面１５１が、残り２０％を１／４波長板１５２が、それぞれ占めることになる。なお、図７（ａ）および図７（ｂ）では、説明のため、１／４波長板１５２を強調して示している。
【００４６】
ところで、実施形態に係る蛍光体ホイール１５０の構成によれば、蛍光体面１５１と１／４波長板１５２とが交互に繰り返して配置されるため、光学装置２は、Ｂ光とＹ光（Ｒ光＋Ｇ光）とを交互に射出する（交互に点滅する）ことになる。この場合、投射画像において、所謂カラーブレイクが発生するおそれがある。
【００４７】
すなわち、実施形態に係る投射装置１のように、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の光変調素子１２８、１２５および１１９を用い、且つ、光変調素子１２５および１２８と、光変調素子１１９に対して、ＲおよびＧ各色の光と、Ｂ色の光とが順次に照射される場合、画像データ起因または観察者起因で画面が激しく動くと、観察者においてＲ色およびＧ色と、Ｂ色との残像がうまく重ならずにずれて視認されるカラーブレイクという現象が発生する。
【００４８】
カラーブレイクが視認されるのを抑制する方法の一つとして、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の光の切り替えをより高速にする方法がある。実施形態の光学装置２の構成においては、蛍光体ホイール１５０の回転速度をより高速にする。
【００４９】
図７（ａ）を用いて、カラーブレイクの視認を抑制可能な蛍光体ホイール１５０の回転速度について説明する。図７（ａ）に示されるように、互いに隣接する蛍光体面１５１と１／４波長板１５２との組の、回転軸１５４を中心とした円周に占める角度θをθ＝４５°とする。蛍光体ホイール１５０の回転速度をＲ（ｒｐｍ：rotation  per  minute）とした場合、Ｂ光とＹ光とが点滅する周波数ｆ（Ｈｚ）は、次式（１）で表される。
ｆ＝(Ｒ／６０)×(３６０／θ)    …（１）
【００５０】
一般に、カラーブレイクは、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の点滅の周波数が１８０Ｈｚ以上であると視認されにくくなる。したがって、式（１）に基づき、角度θおよび回転速度Ｒが次式（２）を満たすようにすると好ましい。
ｆ＝(Ｒ／６０)×(３６０／θ)≧１８０    …（２）
【００５１】
図７（ａ）の例では、角度θ＝４５°であるので、蛍光体ホイール１５０の回転速度Ｒを１３５０ｒｐｍ以上とすると、カラーブレイクが視認されるのを抑制できる。
【００５２】
次に、図７（ｂ）を用いて、各１／４波長板１５２の配置について説明する。上述したように、各１／４波長板１５２は、蛍光体ホイール１５０が回転されてＢ１光の入射位置に到来した際に、光学軸が入射光の偏光面に対して所定の方位角になるように、それぞれ配置される。図７（ｂ）において、蛍光体ホイール１５０における水平方向の直径の左端の１／４波長板１５２に対応する位置が、Ｂ１光の入射位置であるものとする。また、入射されるＢ１光の偏光面は、この入射位置において垂直方向であるものとする。
【００５３】
この場合、当該１／４波長板１５２の光学軸１６０１の、入射されるＢ１光の偏光面に対する方位角を４５°とする。これは、図７（ｂ）に示されるように、光学軸１６０１の半径方向に対する方位角を４５°に設定することと同義である。このように光学軸１６０１の角度を設定することで、当該１／４波長板１５２に入射されたＳ偏光のＢ１光が、蛍光体ホイール１５０の表面で反射されることで当該１／４波長板１５２を２回通過し、Ｐ偏光のＢ１’光に変換される。
【００５４】
蛍光体ホイール１５０に設けられる他の各１／４波長板１５２についても同様に、各光学軸１６０２〜１６０８の半径方向に対する方位角を４５°に設定する。このように、実施形態では、各１／４波長板１５２の光学軸１６０１〜１６０８それぞれの半径方向に対する方位角を４５°に設定する。これにより、蛍光体ホイール１５０の回転によりＢ１光の入射位置に到来した各１／４波長板１５２における光学軸の、入射したＢ１光の偏光面に対する方位角が４５°に制御される。
【００５５】
以上説明したように、実施形態に係る光学装置２は、表面がミラー状の、回転する蛍光体ホイール１５０を円周方向に第１の領域および第２の領域に分割し、第１の領域に蛍光体面１５１を設け、第２の領域に１／４波長板１５２を設けている。そのため、蛍光体ホイール１５０に青色レーザ光を照射させた場合に、蛍光体ホイール１５０から青色光と黄色光とが交互に射出され、青色光の効率を向上させることができる。
【００５６】
なお、本実施形態の領域Ａ（第１の領域）においては、蛍光体面１５１のみが形成された例を示したが、領域Ａにおいて、蛍光体面１５１と蛍光体ホイール１５０のミラー面との間に領域Ｂに配置された１／４波長板１５２と同様の１／４波長板が配置されてもよい。この構成により、領域Ａの蛍光体面１５１で励起に用いられずに領域Ａを出射した青色光に対しても領域Ｂと同様の効果の得られる光路となり、青色光をさらに有効に利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  投射装置
２  光学装置
５  照明光学系
１００  光源
１０３  ダイクロイックミラー
１５０，１５０’  蛍光体ホイール
１５１  蛍光体面
１５２  １／４波長板
１５４  回転軸
１６０１〜１６０８  光学軸
【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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【図６】
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【図７】
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