(57)【要約】      （修正有）【課題】ピーク波長の異なる複数の光生成部が発する光の利用効率を向上する光源装置を提供する。【解決手段】光源装置１は、第１、第２のピーク波長の光を生成する第１の発光ダイオード１１、２１と、第１、第２のピーク波長の光を集光する第１、第２の集光レンズ１３、２３と、第１の光生成部と前記第１の集光レンズとの間の光路上に設けられる中空管状の第１の遮光部材１２、２２と、を有し、第１、第２の発光ダイオード側から各々第１、第２の遮光部材及び第１、第２の集光レンズを視たときに、第１、第２の遮光部材の第１、第２の集光レンズ側の開口は、各々第１、第２の集光レンズの第１、第２の遮光部材側の面内に位置し、第１のピーク波長と、第２のピーク波長とが互いに異なり、第１の遮光部材の内壁面のピーク反射領域と、第２の遮光部材の内壁面のピーク反射領域とが互いに異なる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のピーク波長の光を生成する第１の光生成部と、
前記第１のピーク波長の光を集光する第１の集光レンズと、
前記第１の光生成部と前記第１の集光レンズとの間の光路上に設けられ、前記第１のピーク波長の光を内壁面で反射させながら前記第１の集光レンズに導光する中空管状の第１の遮光部材と、
第２のピーク波長の光を生成する第２の光生成部と、
前記第２のピーク波長の光を集光する第２の集光レンズと、
前記第２の光生成部と前記第２の集光レンズとの間の光路上に設けられ、前記第２のピーク波長の光を内壁面で反射させながら前記第２の集光レンズに導光する中空管状の第２の遮光部材と、を有し、
前記第１の光生成部側から前記第１の遮光部材及び前記第１の集光レンズを視たときに、前記第１の遮光部材の前記第１の集光レンズ側の開口は、前記第１の集光レンズの前記第１の遮光部材側の面内に位置し、
前記第２の光生成部側から前記第２の遮光部材及び前記第２の集光レンズを視たときに、前記第２の遮光部材の前記第２の集光レンズ側の開口は、前記第２の集光レンズの前記第２の遮光部材側の面内に位置し、
前記第１のピーク波長と、前記第２のピーク波長とが互いに異なり、
前記第１の遮光部材の内壁面のピーク反射領域と、前記第２の遮光部材の内壁面のピーク反射領域とが互いに異なる光源装置。
【請求項２】
前記第１の光生成部及び前記第２の光生成部は発光ダイオードである請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第１の光生成部及び前記第２の光生成部の少なくとも一方は、照射された励起光から前記励起光とは異なる波長の蛍光を生成する蛍光膜である請求項１に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の遮光部材の内壁面のピーク反射領域は、前記第１のピーク波長を含み、
前記第２の遮光部材の内壁面のピーク反射領域は、前記第２のピーク波長を含む請求項１乃至３の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第１の遮光部材の内壁面のピーク反射領域は、前記第１のピーク波長±３０ｎｍの範囲を含み、
前記第２の遮光部材の内壁面のピーク反射領域は、前記第２のピーク波長±３０ｎｍの範囲を含む請求項４に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の遮光部材の内壁面において、前記第１のピーク波長±５０ｎｍの範囲外の反射率は９５％未満であり、
前記第２の遮光部材の内壁面において、前記第２のピーク波長±５０ｎｍの範囲外の反射率は９５％未満である請求項５に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第１の遮光部材は、第１の中空管状部の内壁に第１の反射膜が形成された構造であり、前記第１の反射膜の表面が前記第１の遮光部材の内壁面をなし、
前記第２の遮光部材は、第２の中空管状部の内壁に第２の反射膜が形成された構造であり、前記第２の反射膜の表面が前記第２の遮光部材の内壁面をなす請求項１乃至６の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第１の中空管状部及び前記第２の中空管状部は石英ガラスにより形成され、
前記第１の反射膜及び前記第２の反射膜は誘電体多層膜により形成されている請求項７に記載の光源装置。
【請求項９】
前記第１の遮光部材及び前記第２の遮光部材の開口形状は、矩形枠状である請求項１乃至８の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項１０】
前記第１の遮光部材及び前記第２の遮光部材の開口形状は、円環状である請求項１乃至８の何れか一項に記載の光源装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から入射される光の照度分布を均一化する照度均一化手段と、を有する照明装置。
【請求項１２】
請求項９項に記載の光源装置と、
前記光源装置から入射される光の照度分布を均一化する照度均一化手段と、を有し、
前記照度均一化手段の開口形状は、前記第１の遮光部材及び前記第２の遮光部材の開口形状と相似形の矩形枠状である照明装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の照明装置と、
前記照明装置から発する光の光学経路を定める光学経路構成手段と、
前記光学経路上に配置された画像形成素子と、
前記画像形成素子によって形成された画像を投射するための投射光学部と、を有する画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置、照明装置、及び画像投射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光生成部が発する光を集光レンズを用いて集光する光源装置が知られている。このような光源装置において、光生成部が発する光の利用効率を高めることは重要であり、光生成部が発する光の利用効率を高める様々な技術が検討されている。
【０００３】
例えば、光生成部であるランプ光源の外部漏洩を抑制するために設けたキャビティと、内接するランプ光源から出射される光束を開口部に向けて反射するリフレクタとを備えることで、ランプ光源からの光を有効利用できる光源装置が開示されている。この光源装置では、光生成部から出射される光束は、レンズ群により集光される（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、上記に例示した光源装置は１つの光生成部を有する構造であるため、ピーク波長の異なる複数の光生成部を有する光源装置において、各光生成部が発する光の利用効率をどのようにして高めるかについては検討がなされていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ピーク波長の異なる複数の光生成部を有する光源装置において、各光生成部が発する光の利用効率を向上することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本光源装置は、第１のピーク波長の光を生成する第１の光生成部と、前記第１のピーク波長の光を集光する第１の集光レンズと、前記第１の光生成部と前記第１の集光レンズとの間の光路上に設けられ、前記第１のピーク波長の光を内壁面で反射させながら前記第１の集光レンズに導光する中空管状の第１の遮光部材と、第２のピーク波長の光を生成する第２の光生成部と、前記第２のピーク波長の光を集光する第２の集光レンズと、前記第２の光生成部と前記第２の集光レンズとの間の光路上に設けられ、前記第２のピーク波長の光を内壁面で反射させながら前記第２の集光レンズに導光する中空管状の第２の遮光部材と、を有し、前記第１の光生成部側から前記第１の遮光部材及び前記第１の集光レンズを視たときに、前記第１の遮光部材の前記第１の集光レンズ側の開口は、前記第１の集光レンズの前記第１の遮光部材側の面内に位置し、前記第２の光生成部側から前記第２の遮光部材及び前記第２の集光レンズを視たときに、前記第２の遮光部材の前記第２の集光レンズ側の開口は、前記第２の集光レンズの前記第２の遮光部材側の面内に位置し、前記第１のピーク波長と、前記第２のピーク波長とが互いに異なり、前記第１の遮光部材の内壁面のピーク反射領域と、前記第２の遮光部材の内壁面のピーク反射領域とが互いに異なることを要件とする。
【発明の効果】
【０００７】
開示の技術によれば、ピーク波長の異なる複数の光生成部を有する光源装置において、各光生成部が発する光の利用効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態に係る照明装置を例示する模式図である。
【図２】第１の実施の形態に係る照明装置の光源部近傍を例示する模式図である。
【図３】発光ダイオードのランバード分布の一例について説明する図である。
【図４】発光ダイオードの分光特性の一例について説明する図である。
【図５】一般的な誘電体多層膜の反射特性の一例について説明する図である。
【図６】図５の反射特性に図４の分光特性を重ねた図である。
【図７】第１の実施の形態に係る反射膜の反射特性の一例について説明する図である。
【図８】第１の実施の形態の変形例に係る照明装置の光源部近傍を例示する模式図である。
【図９】第２の実施の形態に係る照明装置を例示する模式図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る照明装置の蛍光膜近傍を例示する模式図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る画像投射装置を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１０】
〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る照明装置を例示する模式図である。図１に示すように、照明装置１は、主要な構成要素として、光源部１０、２０、及び３０と、コリメータレンズ１４、２４、及び３４と、ダイクロイックミラー４１及び４２と、集光レンズ４３と、ライトトンネル４４とを有している。
【００１１】
なお、光源部１０、２０、及び３０を合わせた部分は、光源装置を構成している。本実施の形態では、３つの光源部を備えた光源装置を例示するが、光源装置は、少なくとも２つの光源部を備えていればよい。
【００１２】
光源部１０は、光生成部である発光ダイオード１１と、遮光部材１２と、集光レンズ１３とを備えている。発光ダイオード１１は、例えば、赤色光（例えば、ピーク波長６２０ｎｍ程度）を生成する固体光源である。発光ダイオード１１の発光部１１１から出射された赤色光は、遮光部材１２に導光されて集光レンズ１３に入射し、集光レンズ１３により集光されてコリメータレンズ１４に入射する。
【００１３】
発光ダイオード１１の裏面側には、発光ダイオード１１を保持すると共に発光ダイオード１１で発生した熱を冷却するヒートシンク（放熱板）１５が設けられている。ヒートシンク１５の材質は、例えば、アルミニウムや銅等の金属とすることができる。
【００１４】
光源部２０は、光生成部である発光ダイオード２１と、遮光部材２２と、集光レンズ２３とを備えている。発光ダイオード２１は、例えば、緑色光（例えば、ピーク波長５６０ｎｍ程度）を生成する固体光源である。発光ダイオード２１の発光部２１１から出射された緑色光は、遮光部材２２に導光されて集光レンズ２３に入射し、集光レンズ２３により集光されてコリメータレンズ２４に入射する。
【００１５】
発光ダイオード２１の裏面側には、発光ダイオード２１を保持すると共に発光ダイオード２１で発生した熱を冷却するヒートシンク（放熱板）２５が設けられている。ヒートシンク２５の材質は、例えば、アルミニウムや銅等の金属とすることができる。
【００１６】
光源部３０は、光生成部である発光ダイオード３１と、遮光部材３２と、集光レンズ３３とを備えている。発光ダイオード３１は、例えば、青色光（例えば、ピーク波長４６０ｎｍ程度）を生成する固体光源である。発光ダイオード３１の発光部３１１から出射された青色光は、遮光部材３２に導光されて集光レンズ３３に入射し、集光レンズ３３により集光されてコリメータレンズ３４に入射する。
【００１７】
発光ダイオード３１の裏面側には、発光ダイオード３１を保持すると共に発光ダイオード３１で発生した熱を冷却するヒートシンク（放熱板）３５が設けられている。ヒートシンク３５の材質は、例えば、アルミニウムや銅等の金属とすることができる。
【００１８】
コリメータレンズ１４に入射した赤色光は、略平行光束としてダイクロイックミラー４１及び４２に導かれる。又、コリメータレンズ２４に入射した緑色光は、略平行光束としてダイクロイックミラー４１及び４２に導かれる。又、コリメータレンズ３４に入射した青色光は、略平行光束としてダイクロイックミラー４１及び４２に導かれる。
【００１９】
ダイクロイックミラー４１は、赤色光を透過して集光レンズ４３に導く機能と、緑色光を反射して集光レンズ４３に導く機能とを有する。又、ダイクロイックミラー４２は、赤色光を透過して集光レンズ４３に導く機能と、青色光を反射して集光レンズ４３に導く機能とを有する。
【００２０】
ダイクロイックミラー４１及び４２を透過又は反射した赤色光、緑色光、及び青色光は、集光レンズ４３により集光されてライトトンネル４４に導光される。
【００２１】
ライトトンネル４４は、入射される光の照度分布を均一化する照度均一化手段である。ライトトンネル４４は、ミラー面により内壁が形成された中空管状の部材であって、断面形状（開口形状）は矩形枠状である。ライトトンネル４４に入射した光は、ミラー面において複数回反射され、出射端においては照度が均一化された面光源とみなすことができる。なお、ライトトンネル４４に代えて、ロッドインテグレータやフライアイレンズを用いてもよい。
【００２２】
図２は、第１の実施の形態に係る照明装置の光源部近傍を例示する模式図であり、図２（ａ）は横断面図、図２（ｂ）は縦断面図、図２（ｃ）は遮光部材及び集光レンズを矢印Ａ方向から視た図である。なお、図２では、光源部１０のみを示すが、光源部２０及び３０も光源部１０と同様の構造である。
【００２３】
光源部１０において、遮光部材１２はホルダ１６に保持されており、集光レンズ１３及びコリメータレンズ１４はホルダ１７に保持されている。但し、図２に示す各部材を保持するための構造は一例であり、図示した構造には限られない。例えば、遮光部材１２及び集光レンズ１３を１つのホルダにより保持してもよいし、集光レンズ１３及びコリメータレンズ１４を別々のホルダにより保持してもよい。又、遮光部材１２はヒートシンク１５に保持されてもよい。
【００２４】
遮光部材１２は、発光ダイオード１１と集光レンズ１３との間の光路上に設けられ、発光ダイオード１１の発する光を内壁面で反射させながら集光レンズ１３に導光する中空管状のミラートンネルである。より詳しくは、遮光部材１２は、中空管状部１２１の内壁に反射膜１２２が形成された構造であり、反射膜１２２の表面が遮光部材１２の内壁面をなしている。本実施の形態では、一例として、遮光部材１２の断面形状（開口形状）は矩形枠状である。
【００２５】
遮光部材１２は、一端側の開口が発光ダイオード１１の発光部１１１を囲んでいる。又、図２（ｃ）に示すように、発光ダイオード１１側から遮光部材１２及び集光レンズ１３を視たときに（矢印Ａ方向から視たときに）、遮光部材１２の集光レンズ１３側の開口は、集光レンズ１３の遮光部材１２側の面内に位置している。遮光部材１２の集光レンズ１３側の端面は、集光レンズ１３の遮光部材１２側の面に密着していることが好ましい。これらにより、遮光部材１２から集光レンズ１３への導光を確実に行い、漏れ光を低減することができる。
【００２６】
なお、ライトトンネル４４の断面形状が矩形枠状である場合、遮光部材１２の断面形状（開口形状）をライトトンネル４４の断面形状（開口形状）と相似形の矩形枠状とすることが好ましい。
【００２７】
遮光部材１２を出射した光の断面と、ライトトンネル４４に入射する光の断面を略一致させることで、光の利用効率を向上できるからである。なお、遮光部材１２を出射した光の断面と、ライトトンネル４４に入射する光の断面を略一致させるために、図２（ｃ）に示すように、遮光部材１２は所定の傾斜角度でホルダ１６に保持されている。
【００２８】
遮光部材１２を構成する中空管状部１２１は、例えば、石英ガラスや耐熱ガラス等から形成することができる。又、遮光部材１２を構成する反射膜１２２は、誘電体多層膜から形成することができる。光源部２０及び３０についても、光源部１０と同様の構造である。
【００２９】
ところで、図３にランバード分布を示すように、発光ダイオードが持つ配光の指向性が広いため、発光面の輝度分布は見る方向によらずほとんど一定である（ランバート配光と呼ばれる）。そのため、発光ダイオードの光をプロジェクタ等に用いる場合は、発光ダイオードの近くに集光レンズを配置して発光ダイオードの光をできる限りコリメータレンズに取り込み、ライトトンネルへと導光し、光の利用効率を高めていた。
【００３０】
発光ダイオードと集光レンズとの距離が近ければ、より光を利用できるが、この場合、配光を取り込むために集光レンズを大型化する必要があり、又、集光レンズの入射面の反射防止コートにより発光ダイオードの出射光を発光ダイオード側に戻してしまうため、発光ダイオードを必要以上に高温に曝すという問題があった。
【００３１】
照明装置１では、光源部１０、２０、及び３０に遮光部材１２、２２、及び３２を設け、発光ダイオード１１、２１、及び３１の広配光に散乱する出射光Ｌを各遮光部材に入射させ、各遮光部材の内壁面で反射させながら各遮光部材内を導光させて各集光レンズに導いている。これにより、上記の問題を回避しつつ、発光ダイオード１１、２１、及び３１の出射光の利用効率を向上することができる。
【００３２】
又、照明装置１では、発光ダイオード１１、２１、及び３１の出射光の利用効率を更に向上するため、各反射膜の特性を工夫している。これについて、以下に説明する。
【００３３】
赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色に発光する発光ダイオードは、例えば、図４に示すような分光特性を示し、所定のピーク波長を有している。Ｒのピーク波長は例えば６２０ｎｍ程度、Ｇのピーク波長は例えば５６０ｎｍ程度、Ｂのピーク波長は例えば４６０ｎｍ程度である。なお、図４の縦軸（強度）は正規化されている。
【００３４】
これに対して、一般的な誘電体多層膜からなる反射膜は、図５に例示するように、実使用領域を４２０ｎｍ〜６８０ｎｍと定義した場合、平均反射率は９６％を超えるが、各波長に対してフラットな反射特性を有していない。なお、図５は、入射角４５度の場合の反射特性である。
【００３５】
図６は、図５の反射特性に図４の分光特性を重ねた図である。図６に示すように、波長によっては反射率が９６％を下回るところもあり（例えば、６１０ｎｍ付近）、ＲＧＢの各波長に対して常に十分な反射特性を有しているとはいえない。すなわち、図５のような反射特性の膜を単に各遮光部材の内壁に形成しただけでは、ＲＧＢの各光源の出射光の利用効率を十分に高めたとはいえない。
【００３６】
そこで、照明装置１では、遮光部材１２、２２、及び３２の内壁面のピーク反射領域を、互いに異ならせている。
【００３７】
具体的には、遮光部材１２の反射膜１２２のピーク反射領域が、発光ダイオード１１のピーク波長を含むようにしている。又、遮光部材２２の反射膜２２２のピーク反射領域が、発光ダイオード２１のピーク波長を含むようにしている。又、遮光部材３２の反射膜３２２のピーク反射領域が、発光ダイオード３１のピーク波長を含むようにしている。
【００３８】
ここで、ピーク反射領域とは、反射膜の反射率が９９％以上である領域とする。又、ここでの反射率は、入射角４５度で入射した光の光量に対する正反射光の光量の割合とする。この反射率は、例えば、分光光度計により測定することができる。
【００３９】
例えば、発光ダイオード１１のピーク波長が約６２０ｎｍである場合には、図７（ａ）に示すように、６２０ｎｍを含む領域を、遮光部材１２の反射膜１２２のピーク反射領域とすればよい。
【００４０】
又、発光ダイオード２１のピーク波長が約５６０ｎｍである場合には、図７（ｂ）に示すように、５６０ｎｍを含む領域を、遮光部材２２の反射膜２２２のピーク反射領域とすればよい。
【００４１】
又、発光ダイオード３１のピーク波長が約４６０ｎｍである場合には、図７（ｃ）に示すように、４６０ｎｍを含む領域を、遮光部材３２の反射膜３２２のピーク反射領域とすればよい。
【００４２】
なお、各発光ダイオードのピーク波長のばらつきに対応するため、各反射膜のピーク反射領域は、各発光ダイオードのピーク波長±３０ｎｍの範囲を含むことが好ましい。例えば、発光ダイオード１１のピーク波長が約６２０ｎｍである場合には、６２０±３０ｎｍを含む領域を、遮光部材１２の反射膜１２２のピーク反射領域とすることが好ましい。発光ダイオード２１及び３１と反射膜２２２及び３２２との関係についても同様である。
【００４３】
又、ピーク反射領域以外の領域についても高反射率であることが理想ではあるが、誘電体多層膜の作製の容易性等を考慮し、各反射膜のピーク反射領域以外の領域の反射率は、ピーク反射領域の反射率よりも低くして構わない。例えば、ピーク波長±５０ｎｍの範囲外の反射率を９５％未満としてもよい。もちろん、誘電体多層膜の作製が容易であるなら、ピーク反射領域以外の領域の反射特性を９５％以上としてもよい。
【００４４】
図７（ａ）〜図７（ｃ）の反射特性を有する反射膜は、例えば、酸化珪素（ＳｉＯ２）等の無機材料からなる低屈折率層と、酸化チタン（ＴｉＯ２）等の無機材料からなる高屈折率層とを交互に積層した誘電体多層膜により実現できる。この際、低屈折率層及び高屈折率層のそれぞれの光学的厚さと積層数を調整することで、ピーク反射領域の中心と幅を決定することができる。低屈折率層及び高屈折率層の形成には、蒸着法、スパッタ法、ディッピング法等を用いることができるが、ｎｍレベルの膜厚を管理できる蒸着法を用いることが好ましい。
【００４５】
このように、照明装置１では、発光ダイオード１１、２１、及び３１と集光レンズ１３、２３、及び３３との間の光路上に中空管状の遮光部材１２、２２、及び３２を設けている。そして、遮光部材１２、２２、及び３２のそれぞれの内壁面のピーク反射領域を、互いに異ならせている。
【００４６】
具体的には、遮光部材１２の反射膜１２２のピーク反射領域が、発光ダイオード１１のピーク波長を含むようにしている。又、遮光部材２２の反射膜２２２のピーク反射領域が、発光ダイオード２１のピーク波長を含むようにしている。又、遮光部材３２の反射膜３２２のピーク反射領域が、発光ダイオード３１のピーク波長を含むようにしている。
【００４７】
これにより、発光ダイオード１１の広配光に散乱する出射光は、遮光部材１２に入射され、遮光部材１２の内壁面で少ないロスで反射されながら遮光部材１２内を導光されて集光レンズ１３に入射する。その結果、配光の漏れを遮断して集光レンズ１３への導光を高め、発光ダイオード１１の出射光の利用効率を向上することができる。発光ダイオード２１及び３１についても同様である。
【００４８】
なお、誘電体多層膜を６０層以上積層して反射特性の部分的な落ち込みを改善した膜（可視光領域全体の反射率を高めた膜）を作製することも考えられるが、蒸着時間が増加したり高温使用時に弱くなったりと層形成の難易度が上がる点や、高コスト化する点で好ましくない。本実施の形態に係る反射膜（特定領域の反射率のみを高めた膜）は、４０層程度の積層数の膜で実現できるため、層形成の難易度が高くなく、高コスト化する問題も生じ難い。
【００４９】
〈第１の実施の形態の変形例〉
第１の実施の形態の変形例では、第１の実施の形態とは開口形状の異なる遮光部材を用いる例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００５０】
図８は、第１の実施の形態の変形例に係る照明装置の光源部近傍を例示する模式図であり、図８（ａ）は横断面図、図８（ｂ）は縦断面図、図８（ｃ）は遮光部材及び集光レンズを矢印Ａ方向から視た図である。なお、図８では、光源部１０のみを示すが、光源部２０及び３０も光源部１０と同様の構造である。
【００５１】
図８に示すように、第１の実施の形態の変形例に係る照明装置では、遮光部材１２は中空管状部１２１Ａを備えている。
【００５２】
中空管状部１２１Ａの内壁には、中空管状部１２１と同様の反射膜１２２が形成されている。中空管状部１２１Ａの断面形状（開口形状）は円環状である。中空管状部１２１Ａの円環の内径は集光レンズ１３の外径と略同一とされており、集光レンズ１３は中空管状部１２１Ａ内に保持されている。
【００５３】
このように、遮光部材１２は、一端側の開口が発光ダイオード１１の発光部１１１を囲み、発光ダイオード１１側から遮光部材１２及び集光レンズ１３を視たときに（矢印Ａ方向から視たときに）、遮光部材１２の集光レンズ１３側の開口が、集光レンズ１３の遮光部材１２側の面内に位置する構造であれば、断面形状（開口形状）は矩形枠状であってもよいし、円環状であってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００５４】
なお、集光レンズ１３の外径を中空管状部１２１Ａの円環の内径よりも大きくし、図２と同様に、中空管状部１２１Ａの端面側に集光レンズ１３を配置してもよい。この際、中空管状部１２１Ａの集光レンズ１３側の端面は、集光レンズ１３の中空管状部１２１Ａ側の面に密着していることが好ましい。
【００５５】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、照明装置の他の例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００５６】
図９は、第２の実施の形態に係る照明装置を例示する模式図である。図１０は、第２の実施の形態に係る照明装置の蛍光膜近傍を例示する模式図である。
【００５７】
図９及び図１０に示すように、照明装置２は、光源部３０が光源部５０（レーザ５１と集光レンズ５２）に置換され、蛍光体ホイール６０が設けられた点が、照明装置１（図１参照）と主に相違する。
【００５８】
レーザ５１は、例えば、青色光を発光する半導体レーザである。レーザ５１から出射された青色光は、集光レンズ５２に入射し、集光レンズ５２により集光されてコリメータレンズ３４に入射する。コリメータレンズ３４に入射した青色光は、略平行光束としてダイクロイックミラー５３に導かれる。ダイクロイックミラー５３は、青色光を反射して蛍光体ホイール６０に導く機能と、緑色成分を含む蛍光を透過して反射ミラー５７に導く機能とを有する。
【００５９】
蛍光体ホイール６０は、回転可能な円盤状の基板６１の一方の面に、基板６１の回転方向に沿って環状に蛍光膜６２が形成された回転蛍光板である。蛍光膜６２は、照射された励起光から、励起光のピーク波長とは異なるピーク波長の蛍光を生成する光生成部である。本実施の形態では、蛍光膜６２は、励起光である青色光が照射されると緑色成分を含む蛍光を生成する膜である。蛍光体ホイール６０は、駆動源７０により回転駆動される。駆動源７０は、例えば、ステッピングモータである。
【００６０】
ダイクロイックミラー５３に導かれた青色光は、ダイクロイックミラー５３で反射され、コリメータレンズ５４及び集光レンズ５５により、蛍光体ホイール６０の蛍光膜６２にスポット状に集光される。
【００６１】
なお、蛍光膜６２にレーザ光が照射されると、蛍光膜６２での蛍光変換損失の一部が熱に変わって蛍光膜６２が発熱するが、蛍光体ホイール６０の回転により、同一箇所にレーザ光が照射されることが防止され、蛍光膜６２の劣化が抑制される。
【００６２】
蛍光体ホイール６０の蛍光膜６２に、励起光である青色光が照射されると、緑色成分を含む蛍光Ｌｆを生成する。散乱光である蛍光Ｌｆは、遮光部材５６に入射する。遮光部材５６は、蛍光膜６２と集光レンズ５５との間の光路上に設けられた中空管状のミラートンネルである。
【００６３】
より詳しくは、遮光部材５６は、中空管状部５６１の内壁に反射膜５６２が形成された構造であり、反射膜５６２の表面が遮光部材５６の内壁面をなしている。反射膜５６２は、蛍光Ｌｆのピーク波長を含むピーク反射領域を備えている。なお、遮光部材５６の断面形状（開口形状）は矩形枠状であってもよいし、円環状であってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００６４】
蛍光Ｌｆは、遮光部材５６の内壁面で反射されながら遮光部材５６内を導光されて集光レンズ５５に入射する。そして、集光レンズ５５及びコリメータレンズ５４で略平行光束に変換され、ダイクロイックミラー５３に導かれる。
【００６５】
緑色成分を含む蛍光は、ダイクロイックミラー５３を透過し、反射ミラー５７で光路を変換され、ダイクロイックミラー５８に導かれる。ダイクロイックミラー５８は、緑色成分を含む蛍光を反射してライトトンネル４４に導く機能と、赤色光及び青色光を透過してライトトンネル４４に導く機能とを有する。従って、ダイクロイックミラー５８に導かれた赤色光、青色光、及び緑色成分を含む蛍光は、ダイクロイックミラー５８を透過又は反射してライトトンネル４４に導光される。
【００６６】
なお、蛍光膜６２側から遮光部材５６及び集光レンズ５５を視たときに、遮光部材５６の集光レンズ５５側の開口は、集光レンズ５５の遮光部材５６側の面内に位置している。遮光部材５６の集光レンズ５５側の端面は、集光レンズ５５の遮光部材５６側の面に密着していることが好ましい。これらにより、遮光部材５６から集光レンズ５５への導光を確実に行い、漏れ光を低減することができる。
【００６７】
このように、照明装置２では、遮光部材５６の反射膜５６２のピーク反射領域を、蛍光膜６２が生成した蛍光Ｌｆ（緑色光）のピーク波長を含むように、例えば図７（ｂ）のような特性とすることにより、照明装置１と同様の効果を奏する。
【００６８】
すなわち、散乱光である蛍光膜６２が生成した蛍光Ｌｆは、遮光部材５６に入射し、蛍光Ｌｆのピーク波長において９９％以上の反射率を有する反射膜５６２で反射を繰り返して集光レンズ５５に達する。その結果、配光の漏れを遮断して集光レンズ５５への導光を高め、蛍光膜６２が生成した蛍光Ｌｆの利用効率を向上することができる。すなわち、固体光源であるレーザ５１が発する光の利用効率を向上することができる。
【００６９】
なお、光源部１０及び２０の何れか一方及び両方を、上記と同様の蛍光膜を用いた構成としてもよい。
【００７０】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、照明装置を有する画像投射装置の例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００７１】
図１１は、第３の実施の形態に係る画像投射装置を例示する模式図である。図１１に示すように、画像投射装置３は、第１の実施の形態に係る照明装置１を有している。画像投射装置３において、照明装置１のライトトンネル４４を通過した光は、集光レンズ８１により平行光束とされ、反射ミラー８２により反射されて、画像形成パネル８３に導かれる。
【００７２】
画像形成パネル８３は、例えば公知の画像生成部によって制御され、各色成分の光は、画像形成パネル８３によって反射され、投射レンズ８４を介してスクリーンＳに照射される。これにより、スクリーンＳにカラー画像が拡大形成される。
【００７３】
本実施の形態では、画像形成パネル８３として、変調信号に応じて画像形成される反射型タイプのパネルを例示しているが、透過型タイプのパネルを用いてもよい。
【００７４】
なお、集光レンズ８１、反射ミラー８２は、本発明に係る光学経路構成手段の代表的な一例であり、照明装置１から発する光の光学経路を定める。又、画像形成パネル８３は、本発明に係る画像形成素子の代表的な一例であり、光学経路構成手段の定める光学経路上に配置されている。又、投射レンズ８４は、本発明に係る投射光学部の代表的な一例であり、画像形成素子によって形成された画像を投射する。
【００７５】
このように、画像投射装置３は照明装置１を有しているため、各光源が発光する赤色光、緑色光、及び青色光のそれぞれの利用効率が高い。そのため、スクリーンＳに十分に明るいカラー画像を形成することができる。なお、照明装置１に代えて照明装置２を用いても同様の効果が得られる。
【００７６】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【符号の説明】
【００７７】
１、２  照明装置
３  画像投射装置
１０、２０、３０、５０  光源部
１１、２１、３１  発光ダイオード
１２、２２、３２、５６  遮光部材
１３、２３、３３、５２、５５、８１  集光レンズ
１４、２４、３４、５４  コリメータレンズ
１５、２５、３５    ヒートシンク
４１、４２、５３、５８  ダイクロイックミラー
４３  集光レンズ
４４  ライトトンネル
５１  レーザ
５７、８２  反射ミラー
６１  基板
６２  蛍光膜
７０  駆動源
８３  画像形成パネル
８４  投射レンズ
１１１、２１１、３１１  発光部
１２１、２２１、３２１、５６１  中空管状部
１２２、２２２、３２２、５６２  反射膜
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特開２０１１−１５４９３１号公報
【図１】
2017227817.tif 000003
【図２】
2017227817.tif 000004
【図３】
2017227817.tif 000005
【図４】
2017227817.tif 000006
【図５】
2017227817.tif 000007
【図６】
2017227817.tif 000008
【図７】
2017227817.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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