CN105022216A

CN105022216A - 照明装置和投影机

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Publication number: CN105022216A
Application number: CN201510172338.XA
Authority: CN
Inventors: 秋山光一; 柏木章宏
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2015-04-13
Publication date: 2015-11-04
Anticipated expiration: 2035-04-13
Also published as: US20150301438A1; CN105022216B; US9500941B2

Abstract

本发明实现一种光利用效率高的照明装置和投影机。本发明的照明装置(2b)具备：射出包含第1偏振状态的第1分量的第3光的光源装置(21B)、供第3光入射的偏振分离元件(50A)、相位差元件(28b)以及具有包括多个曲面的凹凸结构的漫反射元件(30e)。经过偏振分离元件(50A)后的第1分量在透射相位差元件(28b)之后，在漫反射元件(30e)被反射，再次透射相位差元件(28b)而向偏振分离元件(50A)入射。由此，第1分量中的、第2偏振状态的第4分量，经由偏振分离元件(50A)而从照明装置(2b)射出。

Description

照明装置和投影机

技术领域

本发明涉及照明装置和投影机。

背景技术

已知一种照明装置，其具备半导体激光器等固体光源以及以从固体光源射出的光作为激发光而产生荧光发光的荧光体层。例如下述专利文献1中公开了如下的光源装置，其具备半导体激光光源、分光元件、荧光体、第1反射元件、1/4相位差板、漫射板以及第2反射元件。

在该光源装置中，从半导体激光光源射出的激发光入射于分光元件，被具有偏振分离特性的分光元件分离为2种光。被分光元件分离开的光中的一种光，作为激发光而照射于荧光体并射出荧光。荧光被第1反射元件朝向分光元件反射，经由分光元件而向外部射出。被分光元件分离开的光中的另一种光，由1/4相位差板调整偏振状态，在维持偏振方向的状态下通过漫射板被漫射，并且被第2反射元件经由1/4相位差板朝向分光元件反射，经由分光元件而向外部射出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1 日本特开2013-250494号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1的光源装置中，从固体光源射出的光中的不照射荧光体层而向外部射出的光，为了使照度分布均匀并消除斑点噪声，而通过漫射板而漫射。为了高效地利用漫射光，例如需要在用漫射板及反射板对右圆偏振光进行漫反射时将其转换为左圆偏振光。但是，若使漫射板所引起的光的漫射角度变大，则偏振保持率会降低。若偏振保持率降低，则经由分光元件而向外部射出的光的量会减少。也就是说，漫射光的利用效率会降低。因此，为了使偏振保持率为95％以上，而将漫射角度设定为13°以下。然而，做到这种程度光的漫射仍然不足，无法充分获得使照度分布均匀的效果和改善斑点噪声的效果。

另外，关于用于使漫射板的漫射角度为13°以下的结构没有具体的记载。存在如下问题：若漫射板的漫射角度过小，则会因蓝色光的漫射角度与黄色光的漫射角度的差变大而产生色不均。因而，需要适当地设定漫反射元件的漫射角度。

本发明的一个技术方案，是为了解决上述问题中的至少一个问题而做出的，其目的之一在于提供一种照明装置，该照明装置可抑制光的利用效率的降低并且实现照度分布的均匀化和斑点噪声的改善。另外，该技术方案的目的之一在于，通过具备所述照明装置而实现显示品质高的投影机。

用于解决问题的手段

为了达到上述目的，本发明的一个技术方案的照明装置的特征在于，具备：光源装置，其射出包含第1偏振状态的第1分量的第3光；偏振分离元件，其供所述第3光入射；相位差元件，其供经过所述偏振分离元件后的所述第1分量入射；以及漫反射元件，其具有包括多个曲面的凹凸结构，并且供通过透射所述相位差元件而偏振状态改变了的所述第1分量入射；所述照明装置构成为，在所述漫反射元件反射并透射所述相位差元件后的所述第1分量中的、与所述第1偏振状态不同的第2偏振状态的第4分量，经由所述偏振分离元件而射出。

根据上述结构，从光源装置射出的第3光所包含的第1分量经由偏振分离元件和相位差元件而入射于漫反射元件，在漫反射元件漫射并反射后，再次经由相位差元件和偏振分离元件而从照明装置射出。漫反射元件具有包括多个曲面的凹凸结构，所以抑制第1分量被漫反射元件反射时其偏振状态的混乱，并且能够增大漫射角度。由此，能够实现如下的照明装置：抑制第1分量的利用效率降低，并且能够使照度分布均匀化和改善斑点噪声。

在本发明的一个技术方案的照明装置中，所述多个曲面也可以俯视随机配置。

根据该结构，与多个曲面有规则地配置的情况相比，能够进一步提高照度分布的均匀化效果和斑点噪声的改善效果。

在本发明的一个技术方案的照明装置中，所述漫反射元件也可以在供所述第1分量入射侧的面具有所述凹凸结构，所述凹凸结构具有反射性。

根据该结构，与例如第1分量在入射侧的面的相反侧的面进行反射的情况不同，漫反射元件所引起的光的损失变少，能够提高光的利用效率。

在本发明的一个技术方案的照明装置中，也可以在所述凹凸结构的表面设置有金属反射膜。

根据该结构，与例如使用包括电介质多层膜的反射膜的情况相比，即使光的入射角变化，反射特性也不容易降低。其结果，漫反射元件所引起的光的损失变少，能够提高光的利用效率。

在本发明的一个技术方案的照明装置中，所述凹凸结构也可以构成为，经由所述偏振分离元件射出的所述第4分量的光量成为在将所述漫反射元件置换为具有平坦的反射面的反射元件的情况下获得的所述光量的75％以上。

本发明人通过改变漫反射元件的凹凸结构的形状而对凹凸结构的形状与光利用效率的相关关系进行了研究。在本说明中，光利用效率意味着经由偏振分离元件射出的第4分量的光量与在将所述漫反射元件置换为具有平坦的反射面的反射元件(即，垂直入射的直线偏振光的偏振状态被100％维持的反射元件)的情况下获得的所述光量的比。根据本发明人的研究结果可知，在上述比的值为75％以上的区域，相对于凹凸结构的形状的变化、比的值缓慢地变化，而在比的值低于75％的区域，比的值会急剧变化。在本发明的一个方式的照明装置中，凹凸结构构成为，经由偏振分离元件射出的第4分量的光量成为在将漫反射元件置换为具有平坦的反射面的反射元件的情况下获得的光量的75％以上，因此，能够将光利用效率维持在合适的范围内。

在本发明的一个方式的照明装置中，可以构成为，所述第3光包含所述第2偏振状态的第2分量，所述偏振分离元件使波长与所述第3光的波长不同的光与偏振状态无关地透射，所述照明装置还具备：荧光体层，其供在所述偏振分离元件反射后的来自所述光源装置的所述第2分量入射；以及反射部，其设置在所述荧光体层的供所述第2分量入射的面的相反侧，反射在所述荧光体层生成的光。

根据上述结构，第3光所包含的第2分量在偏振分离元件反射，入射于荧光层而激发荧光体。在荧光体层生成的光与在漫反射元件被漫反射后的光在偏振分离元件合成，之后，合成光从照明装置射出。这样一来，能够获得荧光与漫射光合成后的照明光。

在本发明的一个方式的照明装置中，可以构成为，所述第3光包含所述第2偏振状态的第2分量，所述偏振分离元件使波长与所述第3光的波长不同的光与偏振状态无关地反射，所述照明装置还具备：荧光体层，其供透射所述偏振分离元件后的来自所述光源装置的所述第2分量入射；以及反射部，其设置在所述荧光体层的供所述第2分量入射的面的相反侧，反射在所述荧光体层生成的光。

根据上述结构，第3光所包含的第2分量透射偏振分离元件，入射于荧光层而激发荧光体。在荧光体层生成的光与在漫反射元件被漫反射后的光在偏振分离元件合成，之后，合成光从照明装置射出。这样一来，能够获得荧光与漫射光合成后的照明光。

在本发明的一个方式的照明装置中，所述凹凸结构可以构成为，在将所述漫反射元件置换为所述反射元件的情况下的被照明区域中的色不均作为基准色不均时，所述色不均成为所述基准色不均的90％以下。

根据本发明人的研究结果可知，若被照明区域中的色不均为将漫反射元件置换为具有平坦的反射面的反射元件的情况下获得的色不均的90％以下，则几乎无法识别出色不均。详情后述。

在本发明的一个方式的照明装置中，所述凹凸结构也可以构成为，所述色不均成为所述基准色不均的50％以下。该情况下，优选，所述凹凸结构的高宽比为0.002以上。

根据本发明人的研究结果可知，在满足上述条件的情况下，能够稳定地维持色不均少的状态。详情后述。

在本发明的一个方式的照明装置中，所述漫反射元件也可以设为，能够在与入射于所述漫反射元件的所述第1分量的中心轴交叉的面内进行旋转。

根据该结构，漫反射元件上的第1分量的照射位置随时间而变化，因此能够减少第1分量的照射对漫反射元件的损伤。另外，位于第1分量的光路上的凹凸结构随时间而变化，因此能够进一步提高照度分布的均匀化效果和斑点噪声的改善效果。

在本发明的一个方式的照明装置中，所述凹凸结构也可以具有不产生多重反射的形状。

根据该结构，能够可靠地提高漫反射元件的偏振保持率。

本发明的一个方式的投影机的特征在于，具备：本发明的一方式的照明装置；与图像信息相应地对从所述照明装置射出的光进行调制从而形成图像光的光调制装置；以及将所述图像光投影的投影光学系统。

根据该结构，通过具备本发明的一个方式的照明装置，能够实现显示品质高的投影机。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式的投影机的概略结构的图。

图2是示出第1实施方式的照明装置的概略结构的俯视图。

图3是示出(a)～(c)漫反射板的结构例的剖视图。

图4是漫反射板的俯视图。

图5是本发明的第2实施方式的投影机的概略结构图。

图6是示出第2实施方式的照明装置的概略结构图。

图7是示出实施方式的漫反射元件的剖视图。

图8是示出漫反射元件的高宽比与光量比的关系的曲线图。

图9是示出漫反射元件的高宽比与色不均相对比的关系的曲线图。

图10是对由凹凸结构的高宽比有无随机性所引起的色不均进行比较的曲线图。

图11是本发明的第3实施方式的照明装置的概略结构图。

符号说明

1、1b…投影机，2、2b、20A、52…照明装置，4R、4G、4B…光调制装置，6…投影光学系统，21A…阵列光源(光源装置)，21B…阵列光源，25…光源装置，28、28b…相位差元件，30、30e…漫反射元件，34…荧光体层，37…反射部，43a、45a、46a、143…凹凸结构，44、47…反射膜，50A、53…偏振分离元件，211…第1半导体激光器(第1光源)，212…第2半导体激光器(第2光源)。

具体实施方式

第1实施方式

以下，对于本发明的第1实施方式，使用图1～图4进行说明。

本实施方式的投影机是具备使用半导体激光器的照明装置的液晶投影机的一例。

在以下的说明中所使用的附图，有的为了易于观察特征而将局部放大地进行表示，各结构要素的尺寸比率等不一定与实际情况相同。

投影机

首先，对图1所示的投影机1的一例进行说明。

图1是示出投影机1的概略结构的俯视图。

本实施方式的投影机1是在屏幕(被投影面)SCR上显示彩色影像(图像)的投影型图像显示装置。投影机1使用了与红色光LR、绿色光LG、蓝色光LB的各色光相对应的3个光调制装置。投影机1使用能够获得高辉度·高输出的光的半导体激光器(激光光源)来作为照明装置的光源。

具体而言，如图1所示，投影机1大体上具备照明装置2、均匀照明光学系统40、分色光学系统3、光调制装置4R、光调制装置4G、光调制装置4B、合成光学系统5以及投影光学系统6。

照明装置2朝向均匀照明光学系统40射出照明光WL。照明装置2使用应用了后述的本发明的一个方式的照明装置。

均匀照明光学系统40具备积分光学系统31、偏振转换元件32以及重叠光学系统33。均匀照明光学系统40在被照明区域使从照明装置2射出的照明光WL的强度分布均匀化。从均匀照明光学系统40射出的照明光WL向分色光学系统3入射。

分色光学系统3用于将白色的照明光WL分离为红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB。分色光学系统3大体上具备第1分色镜7a和第2分色镜7b、第1全反射镜8a、第2全反射镜8b以及第3全反射镜8c、第1中继透镜9a和第2中继透镜9b。

第1分色镜7a具有将来自照明装置2的照明光WL分离为红色光LR和其他的光(绿色光LG及蓝色光LB)的功能。第1分色镜7a透射分离出的红色光LR，并且反射其他的光(绿色光LG及蓝色光LB)。另一方面，第2分色镜7b具有将其他的光分离为绿色光LG和蓝色光LB的功能。第2分色镜7b反射分离出的绿色光LG，并且透射蓝色光LB。

第1全反射镜8a配置于红色光LR的光路中，将透射第1分色镜7a后的红色光LR朝向光调制装置4R反射。另一方面，第2全反射镜8b及第3全反射镜8c配置在蓝色光LB的光路中，将透射第2分色镜7b后的蓝色光LB朝向光调制装置4B反射。此外，在绿色光LG的光路中无需配置全反射镜，绿色光LG被第2分色镜7b朝向光调制装置4G反射。

第1中继透镜9a和第2中继透镜9b配置在蓝色光LB的光路中的第2分色镜7b的光射出侧。第1中继透镜9a和第2中继透镜9b具有对因蓝色光LB的光路长度比红色光LR和绿色光LG的光路长度长而引起的蓝色光LB的光损失进行补偿的功能。

光调制装置4R在使红色光LR通过的期间，根据图像信息对红色光LR进行调制，形成红色的图像光。光调制装置4G在使绿色光LG通过的期间，根据图像信息对绿色光LG进行调制，形成绿色的图像光。光调制装置4B在使蓝色光LB通过的期间，根据图像信息对蓝色光LB进行调制，形成蓝色的图像光。

光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B使用例如透射型的液晶面板。另外，在各液晶面板的入射侧及射出侧分别配置有偏振板(未图示)。

在光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B的入射侧分别配置有场透镜10R、场透镜10G以及场透镜10B。场透镜10R、场透镜10G以及场透镜10B分别用于使入射于光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B的红色光LR、绿色光LG以及蓝色光LB平行化。

来自光调制装置4R、光调制装置4G以及光调制装置4B的图像光入射于合成光学系统5。合成光学系统5对入射的图像光进行合成，将合成后的图像光朝向投影光学系统6射出。合成光学系统5例如使用十字分色棱镜。

投影光学系统6包括投影透镜组。投影光学系统6将由合成光学系统5合成后的图像光朝向屏幕SCR放大投影。由此，在屏幕SCR上显示放大后的彩色影像(图像)。

照明装置

接下来，对于照明装置2所使用的应用了本发明的一个方式的照明装置的具体实施方式进行说明。

对图2所示的照明装置20A进行说明。

图2是示出照明装置20A的概略结构的俯视图。

如图2所示，照明装置20A大体上具备：阵列光源21A、准直光学系统22、远焦光学系统23、均束光学系统24、包括偏振分离元件50A的光学元件25A、第1拾取光学系统26、荧光发光元件27、相位差板28、第2拾取光学系统29以及漫反射元件30。

本实施方式的漫反射元件30与技术方案的漫反射元件相应。本实施方式的偏振分离元件50A与技术方案的偏振分离元件相应。本实施方式的相位差板28与技术方案的相位差元件相应。

阵列光源(光源装置)21A、准直光学系统22、远焦光学系统23、均束光学系统24、光学元件25A、相位差板28、第2拾取光学系统29以及漫反射元件30在光轴ax1上依次排列配置。荧光发光元件27、第1拾取光学系统26以及光学元件25A在光轴ax2上依次排列配置。光轴ax1与光轴ax2位于同一面内，处于彼此正交的位置关系。

阵列光源21A相当于本发明中的光源装置。阵列光源21A具备第1光源即第1半导体激光器211和第2光源即第2半导体激光器212。多个第1半导体激光器211和多个第2半导体激光器212在与光轴ax1正交的同一面内，呈阵列状排列配置。

第1半导体激光器211射出第1波段的第1光即蓝色光BL’。第1光相当于技术方案中的第1分量。第1半导体激光器211射出例如峰值波长为460nm的激光作为蓝色光BL’。第2半导体激光器212是射出第2波段的第2光即激发光BL的激发光用的激光光源。第2光相当于技术方案中的第2分量。第2半导体激光器212射出例如峰值波长为446nm的激光作为激发光BL。

激发光BL和蓝色光BL’从阵列光源21A朝向偏振分离元件50A射出。

从阵列光源21A射出的激发光BL和蓝色光BL’入射于准直光学系统22。准直光学系统22将从阵列光源21A射出的激发光BL和蓝色光BL’转换为平行光束。准直光学系统22包括例如呈阵列状排列配置的多个准直透镜22a。多个准直透镜22a分别与多个第1半导体激光器211及多个第2半导体激光器212相对应地配置。

通过准直光学系统22从而被转换为平行光束的各激发光BL和蓝色光BL’入射于远焦光学系统23。远焦光学系统23调整激发光BL和蓝色光BL’的光束直径。远焦光学系统23包括例如无焦透镜23a和无焦透镜23b。

通过远焦光学系统23从而使光束直径得到了调整的激发光BL和蓝色光BL’入射于均束光学系统24。均束光学系统24将激发光BL和蓝色光BL’的光强度分布转换为均匀状态(所谓的平顶(top head)分布)。均束光学系统24包括例如多透镜(multi lens)阵列24a和多透镜阵列24b。

通过均束光学系统24而光强度分布被转化为均匀状态的激发光BL和蓝色光BL’入射于光学元件25A。光学元件25A包括例如具有波长选择性的分色棱镜。分色棱镜具有相对于光轴ax1成45°角的倾斜面K。倾斜面K相对于光轴ax2也成45°角。光学元件25A配置成，彼此正交的光轴ax1、ax2的交点与倾斜面K的光学中心相一致。此外，作为光学元件25A，不限于分色棱镜那样的棱镜形状的元件，也可以使用平行平板状的分色镜。

在倾斜面K设置有具有波长选择性的偏振分离元件50A。偏振分离元件50A具有将激发光BL和蓝色光BL’分离为相对于偏振分离元件50A的S偏振分量(一个偏振分量或者第2偏振状态的分量)和P偏振分量(另一个偏振分量或者第1偏振状态的分量)的偏振光分离功能。具体而言，偏振分离元件50A使激发光BL的S偏振分量和蓝色光BL’的S偏振分量反射，使激发光BL的P偏振分量和蓝色光BL’的P偏振分量透射。

另外，偏振分离元件50A具有使后述的波段不同于激发光BL和蓝色光BL’的荧光YL与其偏振状态无关地透射的分色功能。

在此，激发光BL和蓝色光BL’是相干的直线偏振光。另外，激发光BL和蓝色光BL’在入射于偏振分离元件50A时彼此的偏振方向不同。

具体而言，激发光BL的偏振方向与在偏振分离元件50A反射的一个偏振分量(例如S偏振分量)的偏振方向一致。另一方面，蓝色光BL’的偏振方向与在偏振分离元件50A透射的另一个偏振分量(例如P偏振分量)的偏振方向一致。这样，在入射于偏振分离元件50A时，激发光BL的偏振方向与蓝色光BL’的偏振方向彼此正交。要实现该结构，将第1半导体激光器211和第2半导体激光器212配置成使得蓝色光BL’从第1半导体激光器211射出时的偏振方向与激发光BL从第2半导体激光器212射出时的偏振方向正交即可。

因而，入射于偏振分离元件50A的激发光BL，其偏振方向与S偏振分量一致，所以作为S偏振光的激发光BLs而朝向荧光发光元件27反射。另一方面，入射于偏振分离元件50A的蓝色光BL’，其偏振方向与P偏振分量一致，所以作为P偏振光的蓝色光BL’p而朝向漫反射元件30透射。

在此，对于入射于偏振分离元件50A时激发光BL的偏振方向与蓝色光BL’的偏振方向相同的情况进行考察。该情况下，蓝色光BL’为P偏振光，所以激发光BL也为P偏振光。偏振分离元件50A使P偏振光的激发光BL反射，所以尽管偏振分离元件50A对于峰值波长460nm的蓝色光BL’具有偏振分离功能，但对于峰值波长446nm的激发光BL不能具有偏振分离功能。但是，难以制造这样的特性的偏振分离元件。

另一方面，在本实施方式中，激发光BL为S偏振光，蓝色光BL’为P偏振光。该情况下，偏振分离元件50A也可以不仅对于峰值波长460nm的蓝色光BL’具有偏振分离功能，还对于峰值波长446nm的激发光BL具有偏振分离功能。因此，偏振分离元件容易制造。

从偏振分离元件50A射出后的S偏振光的激发光BLs入射于第1拾取光学系统26。第1拾取光学系统26使激发光BLs朝向荧光发光元件27的荧光体层34聚光。第1拾取光学系统26包括例如拾取透镜26a和拾取透镜26b。

从第1拾取光学系统26射出的激发光BLs入射于荧光发光元件27。荧光发光元件27具有荧光体层34、支撑荧光体层34的基板35以及将荧光体层34固定于基板35的固定部件36。

在荧光发光元件27中，在使荧光体层34的供激发光BLs入射侧的相反侧的面与基板35接触的状态下，通过在荧光体层34的侧面与基板35之间设置的固定部件36，将荧光体层34固定支撑于基板35。

荧光体层34包括吸收波长446nm的激发光BLs而被激发的荧光体。通过激发光BLs而被激发的荧光体生成例如在500～700nm的波段具有峰值波长的荧光(黄色光)YL。

荧光体层34优选使用耐热性及表面加工性优异的荧光体层。作为这样的荧光体层34，可以合适地使用例如在氧化铝等无机粘合剂中分散有荧光体粒子的荧光体层、不使用粘合剂地将荧光体粒子烧结而成的荧光体层等。

在荧光体层34的供激发光BLs入射侧的相反侧设置有反射部37。反射部37具有将在荧光体层34生成的荧光YL中的一部分荧光YL反射的功能。

本实施方式的反射部37与技术方案的反射部相应。

反射部37优选包括镜面反射面。在荧光发光元件27中，通过使在荧光体层34生成的荧光YL在反射部37镜面反射，能够从荧光体层34高效地射出荧光YL。

具体而言，反射部37可以通过在荧光体层34的供激发光BLs入射侧的相反侧的面设置反射膜37a而构成。该情况下，反射膜37a的与荧光体层34相对的面成为镜面反射面。反射部37也可以是基板35包括具有光反射特性的基材的结构。该情况下，可以省略反射膜37a，通过使基板35的与荧光体层34相对的面镜面化来将该面作为镜面反射面。

固定部件36优选使用具有光反射特性的无机粘接剂。该情况下，能够通过具有光反射特性的无机粘接剂使从荧光体层34的侧面漏出的光向荧光体层34内反射。由此，能够进一步提高在荧光体层34生成的荧光YL的光取出效率。

在基板35的支撑荧光体层34的面的相反侧的面配置有降温装置38。在荧光发光元件27中，能够经由降温装置38散热，所以能够防止荧光体层34的热老化。

在荧光体层34生成的荧光YL中的一部分荧光YL被反射部37反射，向荧光体层34的外部射出。另外，在荧光体层34生成的荧光YL中的另一部分荧光YL不经由反射部37地向荧光体层34的外部射出。这样一来，荧光YL从荧光体层34射出。

从荧光体层34射出的荧光YL是偏振方向未统一的非偏振光，所以在通过第1拾取光学系统26后，保持非偏振光的状态而入射于偏振分离元件50A。荧光YL从偏振分离元件50A朝向积分光学系统31透射。

从偏振分离元件50A射出的P偏振光的蓝色光BL’p入射于相位差板28。相位差板28包括在偏振分离元件50A与漫反射元件30之间的光路中配置的1/4波长板(λ/4板)。因而，从偏振分离元件50A射出的P偏振光的蓝色光BL’p，在通过透射相位差板28而转换为圆偏振光的蓝色光BL’c后，入射于第2拾取光学系统29。

第2拾取光学系统29使蓝色光BL’c朝向漫反射元件30聚光。第2拾取光学系统29包括例如拾取透镜29a和拾取透镜29b。

漫反射元件30使从第2拾取光学系统29射出的蓝色光BL’c朝向偏振分离元件50A漫反射。其中，作为漫反射元件30，优选使用使入射于漫反射元件30的蓝色光BL’c后朗伯反射的漫反射元件。

漫反射元件30具备漫反射板30A和用于使漫反射板30A旋转的电动机等驱动源30M。驱动源30M的旋转轴配置成与光轴ax1大致平行。由此，漫反射板30A构成为能够在与入射于漫反射板30A的蓝色光BL’c的中心轴交叉的面内进行旋转。漫反射板30A从旋转轴的方向观察形成为例如圆形。

图3(a)是漫反射板30A的剖视图。

例如图3(a)所示的漫反射板30A具备基材43和反射膜44。基材43由例如玻璃等任意材料制成。

在基材43的2个面中的供蓝色光BL’c入射侧的面，设置有包括随机配置的多个曲面的凹凸结构43a。在本实施方式中，凹凸结构43a包括多个凹部，各个凹部形成为大致球面状。凹部的深度例如是球面整体的直径的1/4左右。

如图4所示，从光的入射方向观察漫反射板30A，多个凹部随机配置。图4的标号C表示各凹部的中心，多个凹部的中心C随机配置。

反射膜44是由例如银、铝等光反射率高的金属形成的金属反射膜。反射膜44沿着凹凸结构43a的形状而形成，反射膜44的表面也呈大致球面状的形状。在凹凸结构43a的表面形成有反射膜44，由此，凹凸结构43a具有反射性。在蓝色光BL’c入射于漫反射板30A的反射膜44的形成面时，蓝色光BL’c一次反射而射出，不产生多重反射。由此，抑制蓝色光BLc’被漫反射板30A反射时其偏振状态混乱。

作为反射膜44，不限于金属反射膜，也可以使用例如电介质多层膜。然而，在将金属反射膜用作反射膜44的情况下，与使用包括电介质多层膜的反射膜的情况相比，即使光的入射角发生变化，反射特性也不容易降低。其结果，由漫反射板30A引起的光的损失变少，能够提高光的利用效率。

在制造上述漫反射板30A时，首先，在玻璃等基材的一面形成例如铬等的防腐膜。

接下来，在防腐膜上通过激光加工等形成多个孔。此时，在激光加工机中，以形成的多个孔的位置随机配置的方式设定形成位置的坐标。由此，在防腐膜上形成随机配置的多个孔。

接下来，将防腐膜作为掩膜，通过例如湿法蚀刻来对基材的一面进行蚀刻。此时，将湿法蚀刻的条件调整为各向同性蚀刻。若这样进行蚀刻，则蚀刻液从防腐膜的孔的部分浸透，在与孔相对应的位置形成凹部。因为蚀刻是各向同性蚀刻，所以蚀刻以孔为中心各向同性地进行，其结果，凹部的截面形状成为大致球状。

接下来，在形成有凹凸结构的基材的一面，通过喷溅法、蒸镀法等形成银、铝等的金属膜。

通过以上方法，完成漫反射板30A。

图3(b)、(c)是漫反射板的其他例子(漫反射板30B、漫反射板30C)的剖视图。也可以取代漫反射板30A而使用漫反射板30B或漫反射板30C。

图3(b)所示的漫反射板30B的基材45由银、铝等金属形成。在基材45的2个面中的供蓝色光BL’c入射侧的面，设置有包括随机配置的多个曲面的凹凸结构45a。凹凸结构45a的形状与图3(a)的凹凸结构43a的形状相同。在该结构中，基材45自身具有光反射性，所以无需在基材45上形成金属膜。

图3(c)所示的漫反射板30C具备基材46和反射膜47。基材46由例如玻璃等任意材料形成。在基材46的2个面中的供蓝色光BL’c入射侧的面，设置有包括随机配置的多个曲面的凹凸结构46a。凹凸结构46a的形状与图3(a)的凹凸结构43a的形状相同。在基材46的2个面中的供蓝色光BL’c入射侧的面的相反侧的面，形成有包括银、铝等金属的反射膜47。

作为本实施方式的漫反射板，可以使用图3(a)～(c)所示的任一漫反射板。然而，从光的损失少这一观点来看，优选像图3(a)的漫反射板30A或图3(b)的漫反射板30B那样的、供蓝色光BL’c入射侧的面具有光反射性的漫反射板。这是因为：若是如图3(c)的漫反射板30C那样蓝色光BL’c入射于基材46中的结构，则有可能存在光的损失。

另外，图3(a)～(c)所示的漫反射板具备随机配置的多个凹部，但也可以具备规则地配置的多个凹部。但是，在多个凹部规则地配置的情况下，有可能产生衍射现象，但能够获得抑制第1光的利用效率的降低这一效果。

在照明装置20A中，通过使用这样的漫反射元件30，能够使蓝色光BLc’漫反射而获得具有大致均匀的照度分布的蓝色光BL’c。

如图2所示，在漫反射元件30漫反射后的蓝色光BL’c再次通过第2拾取光学系统29而入射于相位差板28，由此转换为蓝色光BL’s。蓝色光BL’s入射于偏振分离元件50A。如前所述，入射于漫反射元件30之前的蓝色光BL’c是圆偏振光。若蓝色光BL’c的偏振状态完全没有被漫反射元件30扰乱，则蓝色光BL’s为S偏振光，不包括P偏振分量。即使蓝色光BLc’的偏振状态被漫反射元件30某种程度上扰乱，蓝色光BL’s的主分量也是S偏振分量。蓝色光BL’s的S偏振分量被偏振分离元件50A反射。被偏振分离元件50A反射的蓝色光BL’s的S偏振分量相当于技术方案中的第4分量。

由此，蓝色光BL’s与透射偏振分离元件50A后的荧光YL一起作为照明光WL从照明装置20A射出。即，蓝色光BL’s和荧光YL彼此从偏振分离元件50A朝向同一方向射出。由此，能够获得蓝色光BL’s与荧光(黄色光)YL合成出的照明光(白色光)WL。

从照明装置20A射出的照明光WL入射于积分光学系统31。积分光学系统31用于使辉度分布(照度分布)均匀化。积分光学系统31包括例如透镜阵列31a和透镜阵列31b。透镜阵列31a、31b包括呈阵列状排列的多个微透镜。

通过积分光学系统31后的照明光WL入射于偏振转换元件32。偏振转换元件32统一照明光WL的偏振方向。偏振转换元件32包括例如偏振光分离膜和相位差板。偏振转换元件32为了统一偏振方向未统一的荧光YL和S偏振光的蓝色光BL’s的偏振方向，而将其他的偏振分量转换为一种偏振分量(例如将P偏振分量转换为S偏振分量)。

通过偏振转换元件32从而统一了偏振方向后的照明光WL入射于重叠光学系统33。重叠光学系统33使从偏振转换元件32射出的照明光WL重叠。重叠光学系统33包括例如重叠透镜。通过积分光学系统31与重叠光学系统33，使被照明区域中的照度分布均匀化。

在具有以上那样的结构的照明装置20A中，漫反射板30A具有包括随机配置的多个曲面的凹凸结构，所以使蓝色光BL’c被漫反射板30A反射时其偏振状态的受扰得到抑制，并且能够增大漫射角度。

若蓝色光BL’c的偏振状态被漫反射板30A严重扰乱，则蓝色光BL’s所包括的P偏振分量会变多，所以被偏振分离元件50A反射的分量会变少。但是，根据本发明，能够减少蓝色光BL’s所包括的P偏振分量，所以能够抑制从照明装置20A射出的蓝色光BL’s的光量的降低。其结果，能够实现抑制第1光的利用效率的降低并且能够使照度分布均匀化、改善斑点噪声的照明装置20A。

尤其是本实施方式的情况下，漫反射元件30具备能够旋转的漫反射板30A，所以在漫反射元件30上的蓝色光BL’c的照射位置随时间而变化。因此，能够减少蓝色光BL’c的照射对漫反射板30A的损伤。另外，位于蓝色光BL’c的光路上的凹凸结构随时间而变化，所以能够进一步提高照度分布的均匀化效果、斑点噪声的改善效果。

在照明装置20A中，使用通过利用激发光BLs激发荧光体层34而生成的荧光YL和通过用漫反射元件30对蓝色光BL’p进行漫反射而获得的蓝色光BL’s，能够获得颜色纯度、颜色再现性优异的照明光WL。

即，峰值波长为460nm的蓝色光BL’是能见度比峰值波长为446nm的激发光BL高的蓝色光。另外，使用峰值波长为460nm的光比起使用峰值波长为446nm的光，能够获得更广的色域。即，峰值波长为460nm的光比峰值波长为446nm的光更适于彩色图像的形成。因而，使用峰值波长为460nm的蓝色光BL’和荧光YL来获得照明光WL的情况比起使用峰值波长为446nm的激发光BL和荧光YL来获得照明光WL的情况，能够提高照明光WL的色域(颜色的再现范围)。

另外，射出激发光BL的第2半导体激光器212通常比射出蓝色光BL’的第1半导体激光器211廉价。因而，在照明装置20A中，激发光用的激光光源使用射出峰值波长为446nm的激光的第2半导体激光器212，蓝色光用的激光光源使用射出峰值波长为460nm的激光的第1半导体激光器211，由此，能够更廉价地实现色域的提高。

如以上那样，根据具备这样的照明装置20A的投影机1，能够实现装置的小型化、轻量化、进行图像品质优异的显示。

第2实施方式

以下，使用图5～图9对本发明的第2实施方式进行说明。

本实施方式的投影机1b具备照明装置2b。投影机1b的基本结构与第1实施方式的投影机1相同，但照明装置2b的结构与投影机1的照明装置2的结构不同。对于与投影机1共通的结构要素标注同一标号，适当省略说明。

投影机

图5是示出本实施方式的投影机1b的概略结构的俯视图。

如图5所示，投影机1b具备照明装置2b、分色光学系统3、光调制装置4R、光调制装置4G及光调制装置4B、合成光学系统5以及投影光学系统6。

照明装置

接下来，对于本实施方式的照明装置2b进行说明。

图6是示出第2实施方式的照明装置的概略结构图。

如图6所示，照明装置2b包括阵列光源21B、准直光学系统22、远焦光学系统23、相位差板28a、均束光学系统24、偏振分离元件50A、第1拾取光学系统26、荧光发光元件27、相位差元件28b、第2拾取光学系统29、漫反射元件30e以及均匀照明光学系统40。阵列光源21B、准直光学系统22、远焦光学系统23、相位差板28a以及均束光学系统24构成光源装置25。光源装置25射出包括相对于偏振分离元件50A的P偏振分量和相对于偏振分离元件50A的S偏振分量的第3光。第3光所包括的P偏振分量相当于技术方案中的第1偏振状态的第1分量。第3光所包括的S偏振分量相当于技术方案中的第2偏振状态的第2分量。本实施方式的情况下，第3光为椭圆偏振光或圆偏振光，但第3光也可以是混合有P偏振光和S偏振光的光。

光源装置25、偏振分离元件50A、相位差元件28b、第2拾取光学系统29以及漫反射元件30e配置在光轴ax1上。另一方面，荧光发光元件27、第1拾取光学系统26、偏振分离元件50A以及均匀照明光学系统40配置在光轴ax2上。光轴ax1与光轴ax2处于同一面内，彼此正交。

阵列光源21B具备多个半导体激光器211。半导体激光器211射出包括直线偏振光的蓝色光的光束BL’。如后述那样，光束BL’的一部分被偏振分离元件50A分离而成为荧光体层的激发光。光束BL’的另一部分被偏振分离元件50A分离后经由漫反射元件而成为图像显示用的蓝色光。

从阵列光源21B射出的光束BL’入射于准直光学系统22。透射准直光学系统22后的光束BL’入射于远焦光学系统23。

透射远焦光学系统23后的光束BL’透射相位差板28a而转换为圆偏振光。透射相位差板28a后的光束BL’入射于均束光学系统24。

从光源装置25射出的光束BL’入射于偏振分离元件50A。偏振分离元件50A将圆偏振光的光束BL’分离为相对于偏振分离元件50A的S偏振分量的光束BM_Se和P偏振分量的光束BMp。S偏振分量的光束BM_Se在偏振分离元件50A反射，朝向荧光发光元件27行进，被用作激发光。P偏振分量的光束BMp透射偏振分离元件50A而朝向漫反射元件30e行进。另外，偏振分离元件50A具有使波段不同于蓝色光的荧光YL与偏振状态无关地透射的波长选择性。

在偏振分离元件50A反射后的光束BM_Se入射于第1拾取光学系统26。

荧光体层34包括由例如波长460nm的激发光(光束BM_Se)激发的荧光体。荧光体生成例如在500～700nm的波段具有峰值波长的荧光(黄色光)YL。在偏振分离元件50A反射后的第2分量即S偏振光的光束BM_Se入射于荧光体层34。

从荧光体层34射出的荧光YL是偏振方向未统一的非偏振光。荧光YL通过第1拾取光学系统26之后，入射于偏振分离元件50A。偏振分离元件50A具有与偏振状态无关地使荧光YL透射的特性，所以荧光YL透射偏振分离元件50A而朝向积分光学系统31行进。

另一方面，经过偏振分离元件50A后的P偏振光的光束BM_P入射于相位差元件28b。相位差元件28b包括在偏振分离元件50A与漫反射元件30e之间的光路中配置的1/4波长板。因而，从偏振分离元件50A射出的P偏振光的光束BM_P由相位差元件28b转换为圆偏振光的光束BM_C。在本实施方式中，光束BM_C是右圆偏振光。之后，光束BM_C入射于第2拾取光学系统29。

第2拾取光学系统29使光束BM_C朝向漫反射元件30e聚光。

漫反射元件30e使从第2拾取光学系统29射出的光束BM_C朝向偏振分离元件50A漫反射。漫反射元件30e与第1实施方式中的漫反射元件30同样地具有包括多个曲面的凹凸结构143。透射相位差元件28b从而偏振状态发生变化后的第1分量入射于漫反射元件30e。

以下，对于入射于漫反射元件30e的光束BM_C转换为左圆偏振光的光束BM’_C的情况进行说明。

光束BM’_C通过再次入射于相位差元件28b而转换为S偏振光的光束BM_Sd。之后，光束BM_Sd入射于偏振分离元件50A。在本实施方式中，光束BM’_C是左圆偏振光，所以光束BM_Sd相当于技术方案中的第2偏振状态的第4分量。即，技术方案中的、在漫反射元件30e反射并透射相位差元件28b后的第1分量，不包括第1偏振状态的分量。但是，根据凹凸结构143的形状，有时入射于漫反射元件30e的光束BM_C没有完全作为左圆偏振光被反射。该情况下，在漫反射元件30e反射并透射相位差元件28b后的第1分量包括些许第1偏振状态的分量。

S偏振光的光束BM_Sd被偏振分离元件50A反射而朝向积分光学系统31行进。这样，可获得作为蓝色光的光束BM_Sd和作为黄色光的荧光YL合成出的白色的照明光WL。

为了提高从阵列光源21B射出的光的利用效率，优选光束BM_Sd作为S偏振光即直线偏振光入射于偏振分离元件50A。光束BM’c为椭圆偏振光的情况下，光束BM’c即使透射相位差元件28b也仍然是椭圆偏振光。入射于偏振分离元件50A的光束BM_Sd为椭圆偏振光，所以包括在偏振分离元件50A不被反射的P偏振分量。因此，被偏振分离元件50A反射的光束BM_Sd的光量变少。光束BM’c为左圆偏振光的情况下，光束BM’c被相位差元件28b转换为S偏振光即直线偏振光，所以被偏振分离元件50A反射的光束BMsd的光量变为最大。

在此，假设光垂直入射于漫反射元件30e。漫反射元件30e为了将右圆偏振光的光束BMc转换为左圆偏振光的光束BM’c，必须具有使入射的直线偏振光仍维持其偏振状态地进行反射的特性。在偏振状态未被维持的情况下，光束BM’c成为椭圆偏振光。因而，通过漫反射元件30e维持直线偏振光的偏振状态的比例越高，被偏振分离元件50A反射的光束BM_Sd的光量越多。其结果，作为照明光WL予以利用的分量变多，能够提高光利用效率。

作为用于维持偏振状态的具体的手段，在适当的范围内调整漫反射元件30e的凹凸结构的高宽比即可。

图7是示出本实施方式的漫反射元件30e的剖视图。

如图7所示，漫反射元件30e具备基材141和在基材141的一面141a设置的反射膜142。在基材141的一面形成有交替设置有凹部143a与凸部143b的凹凸结构143。反射膜142包含例如银、铝等反射率高的金属材料。基材141的材料不特别限定，但优选是耐热性高的材料。反射膜142形成为反映了基材141的凹凸结构143的形状的预定膜厚。此外，基材141也可以包含具有光反射性的材料，该情况下也可以不另行设置反射膜。

将相邻的2个凸部143b间的距离(或相邻的2个凹部143a间的距离)设为间距P，将从凹部143a的最下部到凸部143b的最上部的距离设为凹部143a的深度D时，将凹凸结构143的高宽比定义为D/P。

在此，本发明人研究了凹凸结构143的高宽比与光利用效率的关系。具体而言，实际制作凹凸结构143的高宽比不同的漫反射元件30e，对经由偏振分离元件50A射出的光的光量进行测定。另外，将用具有平坦的反射面的镜面反射元件置换了漫反射元件30e的情况下所得的光量作为基准光量。然后，计算使用漫反射元件30e所得的光量与基准光量的比。在镜面反射元件中，入射光在反射元件仅进行一次正反射，垂直入射的直线偏振光的偏振状态100％维持。因而，在将漫反射元件置换为镜面反射元件的情况下，光利用效率成为最大。

图8是示出漫反射元件的高宽比与光量比的关系的曲线图。

图8的横轴是高宽比，图8的纵轴是光量比(％)。2条曲线图A和曲线图B示出了改变入射于漫反射元件的光的光路上的光学系统的结构而使入射于漫反射元件的光的强度分布不同的2种实验结果。

此外，高宽比为零对应于使用镜面反射元件。因而，高宽比为零的情况下，垂直入射的直线偏振光的偏振状态100％维持，其结果，光量比成为100％。

如图8所示，作为在2种光学系统中共通的倾向，在光量比为75％以上的区域(在光学系统A中高宽比为0.35以下的区域，在光学系统B中高宽比为0.25以下的区域)中，示出了光量比伴随高宽比的增加而缓慢降低的倾向。相对于此，在光量比低于75％的区域(在光学系统A中高宽比大于0.35的区域，在光学系统B中高宽比大于0.25的区域)中，示出了光量比随着高宽比的增加而急剧降低。推定其原因在于，在高宽比相对小的区域中，凹部浅，所以入射光在凹部内反射的次数少，偏振状态被维持的光的比例大。相对于此，在高宽比相对大的区域中，凹部深，所以入射光在凹部内多重反射的比例增加，偏振状态被维持的光的比例变小。这样，优选不进行多重反射。

根据以上的实验结果，证实了：通过上述以光量比表示75％以上的值的方式来设定凹凸结构的高宽比，能够获得某种程度上高的光利用效率。但是，如图8所示，用于使光量比表示75％以上的值的高宽比的范围，因所使用的光学系统而不同。

如上所述，从提高光利用效率的观点来看，优选凹凸结构的高宽比尽可能小。然而，若凹凸结构的高宽比过小，则会产生其他问题。

漫射光的漫射角度分布与凹凸结构的高宽比有关，当凹凸结构的高宽比小时，伴随于此，漫射角度分布变小。通常，在从荧光体层射出的荧光与从漫射层射出的漫射光中配光分布不同。具体而言，漫射光的漫射角度分布比荧光的漫射角度分布小。因此，本实施方式的照明装置的情况下，存在如下问题：若凹凸结构的高宽比过小，则蓝色光的漫射角度分布会变得过小，与从荧光发光元件射出的黄色光的漫射角度分布的差异会变大而产生色不均。

因此，本发明人研究了凹凸结构的高宽比与色不均的关系。

具体而言，实际制作了使凹凸结构的高宽比各种变化后的漫反射元件并组装入本实施方式的投影机，将从照明装置射出的光投影到屏幕上，测定投影图像的色不均。作为色不均的测定方法，将变焦透镜进行广角设定，使用色彩照度计在屏幕(被照明区域)上的13处测定点测定相对于黑体曲线的偏差值(Δu’v’)。相对于黑体曲线的偏差值Δu’v’越大，表示色不均越大。

图9是示出漫反射元件的高宽比与色不均相对比的关系的曲线图。横轴是高宽比，纵轴是色不均相对比(％)。在此，将用镜面反射元件置换了漫反射元件30e时的偏差值Δu’v’定义为基准色不均。色不均相对比是使用具有预定高宽比的漫反射元件时的偏差值(色不均)Δu’v’相对于基准色不均的比。色不均相对比小则不容易识别到色不均。

如图9所示，在色不均相对比超过50％的区域、用高宽比来说是高宽比低于0.002的区域中，示出色不均相对比伴随高宽比的增加而从100％急剧降低的倾向。相对于此，在色不均相对比为50％以下的区域、用高宽比来说是高宽比为0.002以上的区域中，示出即使高宽比增加、色不均相对比也不会大幅变化而是以50％左右的值大致恒定的倾向。

另外，本发明人实际目视屏幕上的投影图像而进行了色不均的感官评价。在下面的【表1】中示出其结果。

在【表1】中，示出了通过改变入射于漫反射元件的光的光路上的光学系统的结构(光学系统A及光学系统B)而使入射光的强度分布不同的2种实验结果。此外，表1中的“○”表示未观察到色不均。“△”表示尽管观察到了色不均，但色不均轻微到不会被人在意的程度。“×”表示色不均会被人在意。

【表1】

从【表1】可知，色不均相对比为50％的情况下，色不均不未被观察到。在色不均相对比为90％的情况下，尽管因光学系统不同而会观察到色不均，但色不均是对于图像显示而言不存在问题的水平。相对于此，色不均相对比为100％的情况下，色不均会被人在意，是会给图像显示带来影响的水平。

从图9及表1的结果可知，通过以色不均相对比表示90％以下的值的方式设定凹凸结构的高宽比，色不均减少到实用上不存在问题的水平。进而，通过以色不均相对比表示50％以下的值的方式设定凹凸结构的高宽比，色不均减少到最大限度的水平。此外，色不均相对比成为90％的高宽比为0.0075，色不均相对比成为50％的高宽比为0.0027。

如以上所述，要想提高从漫反射元件获得的蓝色光的光利用效率并取得漫射光与荧光的漫射角度分布的平衡来抑制色不均，以使经由偏振分离元件射出的光的光量与基准光量的比为75％以上并且使色不均相对比为90％以下、更优选的是色不均相对比为50％以下的方式，来控制漫反射元件的凹凸结构的高宽比即可。

可是，要将上述的光量比和/或色不均相对比控制在预定的范围内，优选，漫反射元件的凹凸结构是有规则的。即，优选，将凹凸结构的间距P或凹部的深度D设计为恒定。然而，即使因漫反射元件的制造工序上的原因而导致实际完成的漫反射元件的凹凸结构的间距P和/或凹部的深度D不均，也能够无负面影响地用于本实施方式的照明装置。或者，也可以随机设计凹凸结构的间距P或凹部的深度D。

本发明人制作了具有规则的凹凸结构的漫反射元件和具有随机的凹凸结构的漫反射元件，并对光利用效率和色不均进行了评价。具体而言，使用了高宽比恒定为0.05的漫反射元件和使高宽比以0.05为中心随机产生不均的漫反射元件。

光利用效率(图8的光量比)在任一情况下都为96％。

另外，将投影机的变焦透镜进行广角设定或长焦设定，并将对上述的偏差值(Δu’v’)进行测定的结果示于图10。

如图10所示，由凹凸结构的随机性的有无所引起的偏差值Δu’v’的差，在广角设定和长焦设定这两方均为0.001左右。0.001左右的偏差值Δu’v’的差作为被观察的色不均是可以忽视的水平。

根据上述可确认出，漫反射元件的凹凸结构的间距P和/或凹部的深度D既可以是恒定的，也可以是随机的。此外，间距P和/或凹部的深度D随机的情况下的高宽比，可以认为是多处凹凸的间距P和/或凹部的深度D的平均值。适当确定计算平均值时的凹部或凸部的统计参数即可。

第3实施方式

以下，使用图11对本发明的第3实施方式进行说明。

本实施方式的照明装置的基本结构与第2实施方式的照明装置相同，但漫反射元件与荧光发光元件的位置关系与第2实施方式不同。

图11是第3实施方式的照明装置的概略结构图。

在图11中，对与第2实施方式中的照明装置2b共通的结构要素标注同一标号，省略说明。

本实施方式的偏振分离元件与第2实施方式的偏振分离元件不同的点在于，具有使波段与蓝色光不同的荧光与其偏振状态无关地反射的特性。伴随这样的偏振分离元件的特性差异，在本实施方式的照明装置中，将漫反射元件与荧光发光元件的位置关系同第2实施方式进行调换。

如图11所示，在本实施方式的照明装置52中，光源装置25、偏振分离元件53、第1拾取光学系统26以及荧光发光元件27配置在光轴ax1上。

漫反射元件30e、第2拾取光学系统29、相位差元件28b、偏振分离元件53、积分光学系统31、偏振转换元件32以及重叠光学系统33配置在光轴ax2上。在本实施方式中，漫反射元件30e也具有凹凸结构，凹凸结构的高宽比也与第2实施方式同样地设定。

在本实施方式的投影机中，S偏振光的光束BM_S在偏振分离元件53反射，朝向相位差元件28b行进。从偏振分离元件53射出的光束BM_S通过相位差元件28b而转换为右圆偏振光的光束BM_C。之后，光束BM_C经由第2拾取光学系统29而入射于漫反射元件30e。漫反射元件30e将入射的光束BM_C转换为左圆偏振光的BM’_C并使其朝向偏振分离元件53漫反射。在本实施方式中，也对从漫反射元件30e射出的光束BM_C’为左圆偏振光的情况进行说明。

在漫反射元件30e被漫反射的光束BM’_C，通过再次入射于相位差元件28b而被转换为P偏振光的光束BM_Pd。之后，P偏振光的光束BM_Pd透射偏振分离元件53而朝向积分光学系统31行进。另一方面，P偏振分量的光束BMp透射偏振分离元件53而作为激发光朝向荧光发光元件27行进。

在本实施方式中，也能够获得如下的与第1实施方式同样的效果：能够提高从漫反射元件30e获得的蓝色光的光利用效率，并抑制色不均。

此外，本发明的技术范围不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够实施各种变更。

例如在上述实施方式所使用的漫反射板中，凹凸结构包含包括曲面的多个凹部，但也可以包含包括曲面的多个凸部。即，也可以使用相对于图3所示的漫反射板而言凹凸形状反转后的漫反射板。另外，凹凸结构也可以包含包括曲面的多个凹部和包括曲面的多个凸部。

在第1实施方式中，举出了第1波段与第2波段不同的例子，但第1波段也可以与第2波段一致。

在各实施方式的照明装置中，作为在偏振分离元件与漫反射元件之间设置的相位差元件而使用了1/4波长板，但相位差元件的相位差未必限定于1/4波长，可以适当变更。另外，关于照明装置和投影机的各种结构要素的形状、数量、配置、材料等，也不限于上述实施方式，可以适当变更。

在各实施方式中，漫反射元件既可以被固定，也可以像第1实施方式那样构成为能够旋转。

在各实施方式中，示出了将本发明的光源装置搭载于使用了液晶光阀的投影机的例子，但不限于此。也可以搭载于使用数字微镜器件作为光调制装置的投影机。

在各实施方式中，示出了将本发明的光源装置搭载于投影机的例子，但不限于此。本发明的光源装置也可以应用于照明器具、汽车的前照灯等。

Claims

1.一种照明装置，其特征在于，具备：

光源装置，其射出包含第1偏振状态的第1分量的第3光；

偏振分离元件，其供所述第3光入射；

相位差元件，其供经过所述偏振分离元件后的所述第1分量入射；以及

漫反射元件，其具有包括多个曲面的凹凸结构，并且供通过透射所述相位差元件而偏振状态改变了的所述第1分量入射；

所述照明装置构成为，

在所述漫反射元件反射并透射所述相位差元件后的所述第1分量中的、与所述第1偏振状态不同的第2偏振状态的第4分量，经由所述偏振分离元件而射出。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述多个曲面俯视随机配置。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，

所述漫反射元件在供所述第1分量入射侧的面具有所述凹凸结构，

所述凹凸结构具有反射性。

4.根据权利要求3所述的照明装置，其特征在于，

在所述凹凸结构的表面设置有金属反射膜。

5.根据权利要求1所述的照明装置，其特征在于，

所述凹凸结构构成为，经由所述偏振分离元件射出的所述第4分量的光量成为在将所述漫反射元件置换为具有平坦的反射面的反射元件的情况下获得的所述光量的75％以上。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的照明装置，其特征在于，

所述第3光包含所述第2偏振状态的第2分量，

所述偏振分离元件使波长与所述第3光的波长不同的光与偏振状态无关地透射，

所述照明装置还具备：

荧光体层，其供在所述偏振分离元件反射后的来自所述光源装置的所述第2分量入射；以及

反射部，其设置在所述荧光体层的供所述第2分量入射的面的相反侧，反射在所述荧光体层生成的光。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的照明装置，其特征在于，

所述第3光包含所述第2偏振状态的第2分量，

所述偏振分离元件使波长与所述第3光的波长不同的光与偏振状态无关地反射，

所述照明装置还具备：

荧光体层，其供透射所述偏振分离元件后的来自所述光源装置的所述第2分量入射；以及

8.根据权利要求6或7所述的照明装置，其特征在于，

所述凹凸结构构成为，在将所述漫反射元件置换为所述反射元件的情况下的被照明区域中的色不均作为基准色不均时，所述色不均成为所述基准色不均的90％以下。

9.根据权利要求8所述的照明装置，其特征在于，

所述凹凸结构构成为，所述色不均成为所述基准色不均的50％以下。

10.根据权利要求9所述的照明装置，其特征在于，

所述凹凸结构的高宽比为0.002以上。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的照明装置，其特征在于，

所述漫反射元件设为能够在与入射于所述漫反射元件的所述第1分量的中心轴交叉的面内进行旋转。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的照明装置，其特征在于，

所述凹凸结构具有不产生多重反射的形状。

13.一种投影机，其特征在于，具备：

权利要求1～12中任一项所述的照明装置；

光调制装置，其与图像信息相应地对从所述照明装置射出的光进行调制从而形成图像光；以及

投影光学系统，其对所述图像光进行投影。