JP2014056074A - 照明光源装置及びこの照明光源装置を備えた投射装置及び投射装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体の劣化を避けることができ、かつ、透過光路と反射光路との境界領域における混色を有効に活用して得られる色の豊富化を図ると共に、画像の輝度の向上を図ることのできる照明光源装置を提供する。
【解決手段】本発明の照明光源装置は、励起光源２の出射光路に設けられて励起光源からの励起光を透過させる透過領域と励起光源からの励起光を反射する反射領域とを有する反射・透過ホィール２ｂと、反射光路と透過光路との少なくとも一方に設けられて励起光により励起されて蛍光を発生する蛍光体が形成された蛍光ホイール２eと、透過領域と反射領域との境界領域が出射光路を横切っている間の期間中に励起光源を点灯する制御部１１とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明光源装置及びこの照明光源装置を備えた投射装置及び投射装置の制御方法の改良に関する。

従来から、例えば、会議等においては、パーソナルコンピュータ（以下、PCという）等の画面情報を投射する投射装置（プロジェクタ）の照明光源装置として、高輝度の放電ランプ（例えば、超高圧水銀ランプ）を光源とするものが知られている。
その放電ランプは、高輝度を低コストで実現できる一方で、点灯開始後、安定して発光するまでに所要の時間を要する。

そこで、放電ランプに対する代替光源として、赤色（R）、緑色（G）、青色（B）の発光ダイオード、有機EL素子等の固体発光素子を用いることが提案されて実用化されている。
この固体発光素子をプロジェクタの照明光源として用いることにより、プロジェクタの高速起動を可能にすると共に、環境に対する配慮も実現可能である。

その固体発光素子を用いた照明光源装置として、例えば、第１光源（励起光源）として青色レーザダイオードを用い、この青色レーザダイオードから射出された励起光としてのレーザ光を蛍光体に照射し、蛍光体を励起させることにより、R、G、Bの各色の光を生成し、このR、G、Bの各色の光を、DMD（Digital Micromirror Device）等の光変調素子を用いて画素毎に階調制御することにより、カラー投影画像を得る技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

その特許文献１に記載の照明光源装置は、回転方向に分割された複数個のセグメント領域を有して励起光を受けて蛍光を発生する蛍光体層と励起光をそのまま透過させる透過領域とからなる発光板（蛍光ホイール）と、励起光をその蛍光体に照射する第１光源と、その励起光とその蛍光体から発せられる蛍光とは異なる波長の光を射出する第２光源と、前記発光板（蛍光ホイール）から射出された光と第２光源から射出された光とを同一光路上に集光させる集光光学系と、第１光源と第２光源とを発光制御する発光制御部とを備えている。

この発光制御部は、隣接するセグメント領域の境界における混色を防止するため、第１光源からの光が射出されないように第１光源を消灯させ、第２光源からの光が射出されるように第２光源を点灯させる。

その特許文献１に開示のものは、隣接するセグメント領域の境界において第１光源を消灯制御する構成であるので境界における混色を防止できるが、しかし、励起光が直接その蛍光ホイールの蛍光体に向けて照射される構成であるので、蛍光ホイールの単位時間（１秒）当たりの回転数の有無にかかわらず、単位時間（１秒）当たりにそのセグメント領域に照射される時間が一定であり、従って、セグメント領域の微小領域に励起光が照射され続けると、その蛍光体の蛍光特性が劣化するおそれがある。

そこで、励起光を射出する第１光源の出射光路に透過領域と反射領域とを有する反射・透過部材としての反射・透過ホイールを設け、かつ、透過領域により形成される透過光路と反射領域により形成される反射光路との少なくとも一方に蛍光体部材としての蛍光ホイールを設け、単位時間内に励起光の出射光路を透過光路と反射光路とに切り替える構成とし、その蛍光ホイールの単位時間（１秒）当たりの回転の間に透過光路と反射光路とを切り替えることにより、単位時間当たりに蛍光体に照射される時間を変更可能とし、蛍光体の蛍光特性の劣化を防止する照明光源装置が開発されつつある。

しかしながら、この励起光を出射する第１光源の出射光路に反射・透過ホイールを設ける構成の照明光源装置であっても、反射領域と透過領域との境界領域を励起光が通過する場合に励起光を照射すると、混色が生じる。

また、この混色の発生を防止するため、その反射領域と透過領域との境界領域が励起光源の出射光路を横切る際に、励起光源を消灯する構成とすることが考えられるが、そのように励起光源を消灯する構成とすると、画像の輝度が低下する。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、蛍光体の劣化をより一層避けることができかつ透過光路と反射光路との境界領域における混色を有効に活用して得られる色の豊富化を図ることにより色再現性の向上を図ると共に、画像の輝度の向上を図ることのできる照明光源装置及びこの照明光源装置を備えた投射装置及び投射装置の制御方法を提供することにある。

本発明の請求項１に記載の照明光源装置は、励起光源の出射光路に設けられて前記励起光源からの可視光としての励起光を透過させる透過領域と前記励起光源からの励起光を反射する反射領域とを有し前記励起光源の出射光路を前記透過領域と前記反射領域とが順次横切る反射・透過部材と、前記反射領域により形成される反射光路と前記透過領域により形成される透過光路との少なくとも一方に設けられて前記励起光により励起されて蛍光を発生する蛍光体が形成された蛍光体部材と、前記反射・透過部材の透過領域と反射領域との境界領域が前記出射光路を横切っている期間中に前記励起光源を点灯させる制御部と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、励起光源の点灯中に反射・透過部材の反射領域と透過領域との少なくとも一方を用いて蛍光体に励起光を導き、その蛍光体を励起させる構成としたので、単位時間当たりに励起光がその蛍光体に照射される時間を少なくできることになり、従って、蛍光体の劣化を避けることができる。

また、反射・透過部材の透過領域と反射領域との境界領域が出射光路を横切っている際に、励起光源を点灯する構成としたので、透過光路と反射光路との境界領域における混色を有効に活用して得られる色の豊富化を図り、もって色再現性の向上を図ると共に、画像の輝度の向上を図ることができる。

図１は本発明の実施例１に係る照明光源装置を示す光学図である。 図２は図１に示す蛍光ホイールを拡大して示す平面図である。 図３は図１に示す反射・透過ホイールを拡大して示す平面図である。 図４は反射・透過ホイールと図１に示す第１照明光学系の出射光路との関係を示す説明図である。 図５は本発明の実施例２に係る投射装置を示す図であって、図１に示す照明光源装置を用いた投射装置の構成の一例を示す説明図である。 図６は図５に示す画像生成部に照射される光の色と各光源のオン・オフタイミングと反射・透過ホイールの透過・反射との関係の一例を画像フレームとの関係において示す説明図である。 図７は図１に示す反射・透過ホイールの回転角度位置と図１に示す第１照明光学系の出射光路との関係を示す説明図である。 図８に示す制御部の構成を模式的に示すブロック図である。 図９は反射・透過ホイールの境界領域線がスポット領域を横切る際の説明図であって、図９（a）は反射・透過ホイールの一方の境界領域線が一方の接線に重なった状態を示し、図９（ｂ）は反射・透過ホイールの一方の境界領域線が他方の接線に重なった状態を示している。 図１０は反射・透過ホイールの回転位相と光源２の点灯と照明光の強度との関係を示す説明図であって、（a）は反射・透過ホイールの回転位相を示し、（ｂ）は光源２のオン状態を示し、（ｃ）は（a）の回転位相に対応する波長λAの励起光の強度と波長λBの蛍光の強度との関係を示す説明図である。 図１１はスポット領域の角度範囲の変形例を示す説明図であって、図１１（a）、図１１（ｂ）はそれぞれ図９（a）、（ｂ）に示す図を説明の便宜のため再掲した図であり、図１１（ｃ）、図１１（ｄ）は図１１（a）、図１１（ｂ）のスポット領域の角度範囲を２倍に設定した説明図である。 図１２は反射・透過ホイールのホイール回転位相と照明光との強度関係の一例を示す説明図であって、図１２（a）、図１２（ｃ）は図１０（a）、図１０（ｃ）に示す図を説明の便宜のためを再掲した図であり、図１２（ｂ）は図１１（ｃ）、図１１（ｄ）に対応するホイール回転位相の説明図であり、図１２（ｄ）は図１２（ｂ）に示すホイール位相に対応する波長λAの励起光の強度と波長λBの蛍光の強度との関係を示す説明図である。 図１３は反射・透過ホイールの他の例を示す説明図であって、図１３（a）、図１３（ｂ）は図９（a）、図９（ｂ）に示す図を説明の便宜のため再掲した図であり、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）、図１３（e）は図１３（a）、図１３（ｂ）に示す反射領域をビームスプリッタ領域と全反射領域とに二分割した状態を示す説明図であって、図１３（ｃ）はビームスプリッタ領域の回転方向先方の境界領域線が一方の接線と重なった状態を示す説明図であり、図１３（ｄ）はビームスプリッタ領域と全反射領域との境界線が一方の接線に重なった状態を示し、図１３（e）は全反射領域の回転方向先方の境界領域線が他方の接線に重なった状態を示している。 図１４は図１３に示す反射・透過ホイールのホイール位相と照明光との強度関係の他の例を示す説明図であって、図１４（a）は図１２（a）に示す反射・透過ホイールの回転位相を説明の便宜のため再掲した図であり、図１４（ｂ）は図１３（ｃ）、（ｄ）、（e）に示す反射・透過ホイールの透過領域とビームスプリッタ領域との境界領域がスポット領域を横切っているときの反射・透過ホイールの回転位相を示し、図１４（ｃ）は図１３（ｃ）、図１３（ｄ）、図１３（e）に示す反射・透過ホイールのビームスプリッタ領域と全反射領域との境界領域がスポット領域に横切っているときの反射・透過ホイールの回転位相を示し、図１４（ｄ）は図１２（ｃ）に示す図を説明の便宜のため再掲した図であり、図１４（e）は図１３（ｃ）、（ｄ）、（e）に示す反射・透過ホイールの回転位相に対応する波長λAの励起光の強度と波長λBの蛍光の強度との関係を示す説明図である。 図１５は白色光生成の説明図であって、図１５（a）、図１５（ｂ）は図９（a）、（ｂ）に示す図を説明の便宜のために再掲した図である。 図１６は白色光生成の説明図であって、図１６（a）は図１０（a）に示す図を説明の便宜のために再掲した図であり、図１６（ｂ）は光源２の駆動状態を示す図であり、図１６（ｃ）は光源３の駆動状態を示す説明図であり、図１６（ｄ）は生成される白色光の説明図である。 図１７は反射・透過ホイールの回転角度位置を検出するセンサの一例を示す模式図である。 図１８は回転角度位置と加速度センサの重力加速度との関係を示す模式図である。 図１９は本発明の実施例３に係る照明光源装置を示す光学図である。 図２０は図１９に示す照明光源装置を用いて画像生成部に照射される光の色と各光源のオン・オフタイミングと反射・透過ホイールの透過・反射との関係の一例を画像フレームとの関係において示す説明図である。 図２１は図１９に示す照明光源装置を用いて画像生成部に照射される光の色と各光源のオン・オフタイミングと反射・透過ホイールの透過・反射との関係の他の例を画像フレームとの関係において示す説明図である。 図２２は本発明の実施例４に係る照明光源装置の光学図である。 図２３は図２２に示す第１照明光学系の部分拡大図である。 図２４は図２２に示す第１照明光学系により反射・透過ホイールに形成されるスポット領域の説明図である。 図２５は本発明の実施例５に係る照明光源装置の光学図である・ 図２６は図２５に示す反射・透過ホイールの平面図である。 図２７は図２５に示す蛍光ホイールの平面図である。 図２８は図２５に示す照明光源装置を用いて画像生成部に照射される光の色と各光源のオン・オフタイミングと反射・透過ホイールの透過・反射との関係の一例を画像フレームとの関係において示す説明図である。 図２９Aは図２６に示す反射・透過ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度４５度の基準位置にある状態を示す図である。 図２９Bは図２６に示す反射・透過ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度１３５度にある状態を示す図である。 図２９Cは図２６に示す反射・透過ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度１５０度にある状態を示す図である。 図２９Dは図２６に示す反射・透過ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度１６５度にある状態を示す図である。 図２９Eは図２６に示す反射・透過ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度１９５度にある状態を示す図である。 図２９Fは図２６に示す反射・透過ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度２１０度にある状態を示す図である。 図２９Gは図２６に示す反射・透過ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度２２５度にある状態を示す図である。 図３０Aは図２７に示す蛍光ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度０度の基準位置にある状態を示す図である。 図３０Bは図２７に示す蛍光ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度０度にある状態を再掲して示す図である。 図３０Cは図２７に示す蛍光ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度６０度にある状態を示す図である。 図３０Dは図２７に示す蛍光ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度１２０度にある状態を示す図である。 図３０Eは図２７に示す蛍光ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度２４０度にある状態を示す図である。 図３０Fは図２７に示す蛍光ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度３００度にある状態を示す図である。 図３０Gは図２７に示す蛍光ホイールの回転角度位置の説明図であって、境界領域線の一方が角度６０度にある状態を示す図である。 図３１は図２６に示す反射・透過ホイールと図２７に示す蛍光ホイールとを用いた場合の各ホイールの回転角度位置と各ホイールの回転位相と光源２がオンのときに画像生成部に照射される光の色との関係を概念的に示す説明図である。

以下に、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。
（実施例１）
図１は本発明の照明光源装置の実施例の一例を示す光学図である。その図１において、符合１は照明光学系を示している。

（照明光学系１の概略構成）
この照明光学系１は、ここでは、２つの照明光源（以下、光源という）２、３を有している。光源２は第１照明光学系１Aの一部を構成し、光源３は第２照明光学系１Bの一部を構成している。

その第１照明光学系１Aは、第１光学素子としてのカップリングレンズ２a、反射・透過部材としての反射・透過ホイール２ｂ、全反射ミラー２ｃ、蛍光体部材としての蛍光ホイール２eとから大略構成されている。

その反射・透過ホイール２ｂは光源２の出射光路に設けられている。その光源２の出射光路は、その透過ホイール２ｂの透過領域と反射領域（後述する）とにより透過光路と反射光路とに分岐される。

第２照明光学系１Bは、カップリングレンズ３a、ダイクロイックミラー３ｂ、ダイクロイックミラー３ｃから大略構成されている。そのダイクロイックミラー３ｂ、ダイクロイックミラー３ｃは第１照明光学系１Aに共用されている。
蛍光ホイール２eは、反射・透過ホイール２ｂの透過領域により形成される透過光路に設けられ、円盤状基板２ｇと蛍光体２ｈとから構成されている。蛍光ホイール２eの前面には集光素子２iが設けられている。

（第１照明光学系１Aの詳細構成）
光源２は、短波長の励起光を射出する固体発光素子である。例えば、この光源２には可視光としての青色レーザ光を発生する青色レーザダイオードが用いられる。なお、光源２として、青色レーザダイオードの代わりに、青色光を発生する発光ダイオードを用いることもできる。ここでは、光源２は、波長λA（４００ｎｍ＜λA＜４５０ｎｍ）の光を射出する。

図２はその蛍光ホイール２eの円盤状基板２ｇを蛍光体２ｈが形成されている側から目視した図である。円盤状基板２ｇは反射部材から構成され、蛍光体２ｈはリング状に形成されている。その円盤状基板２ｇは、回転軸２ｊを中心として第２駆動部材としての駆動部２ｆにより回転駆動される。

波長λAの光は、後に詳述する反射・透過ホイール２ｂの透過領域を透過した後、全反射ミラー２ｃにより反射され、集光素子２iにより集光されて蛍光ホイール２eに照射される。

その際、波長λAの光は、図２に示すように、蛍光体２ｈの微小領域２ｈｍにスポット的に照射される。蛍光体２ｈの同一の微小領域２ｈｍに波長λAの光が照射され続けると、蛍光体２ｈがいわゆる「焼けた」状態となって、蛍光体２ｈの特性が劣化したり、破損したりすることが起こり得る。

しかしながら、この実施例１の構成によれば、円盤状基板２ｇが回転軸２ｊを中心として常時回転駆動され、波長λAによって照射される蛍光体２ｈの微小領域２ｈｍが時間的に変化するので、波長λAの光のエネルギーが同一の微小領域２ｈｍに集中され続けることが回避され、蛍光体２ｈの特性劣化の防止を図ることができる。なお、円盤状基板２ｇの回転速度は、特に限定されるものではない。

なお、この実施例１では、円盤状基板２ｇを回転駆動させることにより、波長λAの光のエネルギーが同一の微小領域２ｈｍに集中され続けることを回避する構成としたが、これに限るものではなく、例えば、円盤状基板２ｇの代わりに長方形状基板（図示を略す）を用い、長方形状基板の長手方向に長く延びる蛍光体２ｈを形成し、その長方形状基板を波長λAの光線に対して垂直方向でかつ長手方向に周期的に往復動させる構成とすることにより、波長λAによって照射される蛍光体２ｈの微小領域２ｈｍを時間的に変化させる構成としても良い。

蛍光体２ｈは、図１に示すように、その波長λAの光により励起されて、波長λAよりも長波長の波長λBの蛍光を発生する。例えば、その波長λBの波長範囲は、４９５ｎｍ＜λB＜５７０ｎｍであり、緑色の蛍光である。
その波長λBの蛍光は円盤状基板２ｇにより反射されて、集光素子２iにより集光されて、蛍光ホイール２eから出射される。

反射・透過ホイール２ｂは、第１駆動部材としての駆動部２ｎにより回転軸２ｍを中心として回転駆動される。この反射・透過ホイール２ｂは、図３に示すように、半径方向の２本の境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２と円弧線分２ｒ_３とによって囲まれた扇形状の反射領域２ｐを有する。

この反射領域２ｐはその波長λAの光を全反射する機能を有する。この反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐ以外の領域は、その波長λAの光を全透過する透過領域２ｑとされている。

この実施例１では、反射・透過ホイール２ｂを透明円盤に扇形状の反射領域２ｐを形成し、反射領域２ｐ以外の部分を透過領域２ｑとする構成としたが、反射・透過ホイール２ｂそれ自体を扇形状の反射領域２ｐにより構成すれば、材料の節約を図ることができ、装置コストの低減を図ることができる。

なお、この実施例１では、扇形状の反射領域２ｐの回転軸２ｍを中心とする角度範囲は９０度であるが、この反射領域２ｐの大きさはこれに限られるものではない。
また、なお、この実施例１では、反射・透過ホイール２ｂを回転させることにより、反射領域２ｐと透過領域２ｑとを切り替える構成となっているが、円盤状基板２ｇを往復動させる構成としたと同様に往復復動させる構成とすることにより、反射領域２ｐと透過領域２ｑとを切り替える構成とすることもできる。

この反射・透過ホイール２ｂは、第１照明光学系１Aの光路の光軸O１に対して斜めに配設されている。この実施例１では、この反射・透過ホイール２ｂは、光軸O１に対して４５度とされているが、波長λAの励起光の光路の切り替えを行うことができる構成であれば、この角度に限定されるものではない。
また、なお、反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑに拡散板を用いる構成とすれば、レーザダイオードから出射されるレーザ光のスペックルパターンを抑制する効果がある。

この反射・透過ホイール２ｂは、画像データに同期して適宜回転され、これにより、画像データにより構築されるべき色に応じて適宜第１照明光学系１Aの透過光路と反射光路とが選択される。ここでは、反射・透過ホイール２ｂは、例えば、１秒間に３０回転するものとし、１フレーム（例えば、１／３０秒）の間に例えば１回転又は２回転するものとされている。

すなわち、波長λAの光は光源２から出射された後、カップリングレンズ２aを介して反射・透過ホイール２ｂに導かれ、この反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐが第１照明光学系１Aの出射光路に存在するときには、波長λAの光はその反射領域２ｐにより反射されて、第１照明光学系１Aの反射光路に存在するダイクロイックミラー３ｂに導かれ、この反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑが第１照明光学系１Aの出射光路に存在するときには、波長λAの光はその透過領域２ｑを透過して透過光路に存在する全反射ミラー２ｃに導かれる。

（第２照明光学系１Bの詳細構成）
光源３は、波長λBよりも長波長の波長λCの光を射出する固体発光素子であり、例えば、その波長λCの波長範囲は、６２０ｎｍ＜λB＜７５０ｎｍであり、光源３は赤色の光を出射する。なお、符合O２はその第２照明光学系１Bの光軸を示す。

ダイクロイックミラー３ｂは、波長λAの光を反射し、波長λCの光を透過する機能を有し、ダイクロイックミラー３ｃは、波長λAの光と波長λCの光とを透過し、波長λBの光を反射する機能を有する。

（反射透過ホイール２ｂ、ダイクロイックミラー３ｂ、３ｃによる光線の経路の詳細）
波長λAの光は、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐが第１照明光学系１Aの出射光路に存在するときには、反射領域２ｐにより反射され、ダイクロイックミラー３ｂに導かれてこれにより反射され、ダイクロイックミラー３ｃを透過して、青色光として照明光学系１から出射される。

波長λAの光は、反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑが第１照明光学系１Aの出射光路に存在するときには、透過領域２ｑを透過して全反射ミラー２ｃにより反射され、ダイクロイックミラー３ｃを透過して蛍光ホイール２eに導かれる。

その波長λAの光は、集光素子２iにより収束されて蛍光体２ｈの微小領域２ｈｍ（図２参照）に照射され、その蛍光体２ｈの微小領域２ｈｍが励起されて、この微小領域２ｈｍが波長λBの蛍光を発生する。

波長λAの光と波長λBの蛍光とは円盤状基板２ｇによって反射され、集光素子２iにより集光されてダイクロイックミラー３ｃに導かれる。波長λAの光はそのダイクロイックミラー３ｃを通過し、波長λBの光はそのダイクロイックミラー３ｃにより反射されて、緑色の光として照明光学系１から出射される。

波長λCの光は、カップリングレンズ３aを介してダイクロイックミラー３ｂに導かれ、このダイクロイックミラー３ｂ、ダイクロイックミラー３ｃを透過して、赤色の光として照明光学系１から出射される。
そのダイクロイックミラー３ｃは、反射・透過ホイール２ｂにより分岐された透過光路と反射光路とを合流させて合流光路を形成する光路合流光学素子として機能する。

この実施例１によれば、反射・透過ホイール２ｂを設けることにより、単位時間（１秒）内に励起光の出射光路が透過光路と反射光路とに切り替えられ、単位時間当たりにその蛍光体に励起光が照射される時間を短くできるので、蛍光体の蛍光特性のより一層の劣化を避けることができる。

（反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐと透過領域２ｑとの境界領域における混色の問題）
波長λAの光は、図４に示すように、反射・透過ホイール２ｂを通過する際に、所定の広がりをもって反射・透過ホイール２ｂを通過する。すなわち、反射・透過ホイール２ｂは、波長λAの光によってスポット状に照射される。その図４において、符合２ｓはその反射・透過ホイール２ｂが波長λAの光によって照明されるスポット領域（出射光路の大きさ）を示している。

波長λAの光が反射・透過ホイール２ｂの境界領域に照射されているとき、反射領域２ｐにより反射された青色の波長λAの光はダイクロイックミラー３ｂにより反射されて、ダイクロイックミラー３ｃを透過して照明光学系１から出射され、透過領域２ｑを透過した波長λAの光は全反射ミラー２ｃにより反射され、ダイクロイックミラー３ｃを透過して蛍光ホイール２eに導かれ、この蛍光ホイール２eの蛍光体２ｈを励起し、この蛍光体２ｈの緑色の蛍光（波長λB）がダイクロイックミラー３ｃにより反射されて照明光学系１から出射される。

その結果、青色の光と緑色の光とが混じった光が照明光学系１から出射される。このため、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐと透過領域２ｑとの境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２が第１照明光学系１Aの出射光路を横切るとき、混色が発生する。例えば、青色又は緑色の画像を得たいときに、シアンの色の画像が周期的に生成され、色純度が劣化する。

反射・透過ホイール２ｂの境界領域が出射光路（スポット領域）を横切るときに発生する混色を防止するため、光源２を消灯することとすると、この時間の間、光源２による照明光を有効に活用できないため、輝度が低下する。

そこで、この実施例１では、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐと透過領域２ｑとの境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２が反射・透過照明光学系１Aの出射光路を横切るとき、画像データによらずに、光源２を積極的に点灯させると共に光源３をこれに同期して点灯させることとする。

これにより、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐと透過領域２ｑとの境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２が第１照明光学系１Aの出射光路を横切るときに輝度の低下を防止でき、色再現性の向上を図ることができる。その点灯制御の詳細については後述する。

（実施例２）
図５は実施例１の照明光学系１を用いた投射装置１０の構成の一例を示している。この図５において、実施例１と同一構成要素については同一符合を付してその詳細な説明は省略する。

この投射装置１０は、照明光学系１を制御する制御部１１、照明光学系１の光路の先方に設けられた集光素子１２、インテグレータ１３、集光素子１４、反射ミラー１５、画像生成部１６、投射レンズ１７を含む。その集光素子１２、インテグレータ１３、集光素子１４、反射ミラー１５、画像生成部１６、投射レンズ１７は画像投射光学系を構成している。

波長λA、λB、λCの照明光束は、集光素子１２により集束され、インテグレータ１３により面状に均一に分散されることにより光量むらを除去されて集光素子１４、反射ミラー１５を経由して画像生成部１６に照射される。制御部１１の構成・作用は後述することにし、先に画像生成部１６の構成作用について説明する。

（画像生成部１６の構成・作用）
画像生成部１６には、画像生成データが入力される。その画像生成部１６は、例えば、公知のDMD（デジタルマイクロミラーデバイス；Digital Micromirror Device ）から構成されている。

このDMDは、画素単位のマイクロミラーを有する。そのマイクロミラーはその角度が二位置制御され、その角度の二位置制御の繰り返し時間間隔を制御することにより階調制御を行うことができるようになっている。

そこで、画像の一フレーム期間内に、時間順次にR（赤色：波長λC）、G（緑色；波長λB）、B（青色；波長λA）の光を切り替えて照射し、このRGBの各色の光の照射タイミングに同期して、その表示画素毎の画像生成データに基づいてマイクロミラー駆動信号により画像生成部１６を駆動することにより、目の残像現象を利用して、画像生成データに基づいてフルカラーの画像が生成される。

（制御部１１の構成・作用）
制御部１１はCPU（中央処理ユニット；Central Processing Unit）、ROM（リードオンリーメモリ；Read Only Memory）、RAM（ランダムアクセスメモリ；Random Access Memory）を有する。
この制御部１１はROMに予め記憶されているプログラムに従って、RAMをワークメモリとして用いて、投射装置１０の全体の動作を統括制御する。

また、その制御部１１は、外部情報機器に対するインターフェィス（図示を略す）を有し、例えば、パーソナルコンピュータからの画像データを取り込むことができる。
そして、その制御部１１は、その取り込んだ画像データに対して画像処理を施し、画像生成部１６を駆動するのに適合する既述の画像生成データを生成する。

その画像生成データは駆動信号生成部１８に入力され、駆動信号生成部１８はその画像生成データに基づいて駆動信号を生成し、その駆動信号は画像生成部１６に向けて出力される。

また、制御部１１は、光源２、光源３の点灯制御、駆動部２ｆ、駆動部２ｎの回転制御を行う。
以下、この制御部１１による制御の一例を図６を参照しつつ説明する。

図６（a）は、第ｎ番目の画像フレームの生成期間（例えば、T＝３０分の１秒）を、反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置と対応させて、例えば５分割して示した図である。その各期間をそれぞれ符合a〜eで示し、各期間a〜e内に画像生成部１６に照射される光束をRｎ（赤色）、Gｎ（緑色）、Bｎ(青色)、Yｎ（黄色）、Mｎ（マゼンタ）とする。

図６（ｂ）は、その各期間a〜eに対応して光源２、３のオン・オフタイミングと反射・透過ホイール２ｂの透過・反射タイミングとを示している。期間aの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２が０度から９０度の回転角度位置にある場合、第1照明光学系１Aの出射光路が透過領域２ｑに位置しているので、制御部１１により光源２がオフ、光源３がオンされると、第２照明光学系１Bにより赤色（Rｎ）の光が画像生成部１６に照射される。

期間ｂの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２が90度から180度の回転角度位置にある場合、制御部１１により光源２がオン、光源３がオフされ、かつ、このタイミングに同期して、制御部１１により透過領域２ｑが第１照明光学系１Aの出射光路に位置するように反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置が制御されると、緑色（Gｎ）の光が画像生成部１６に照射される。

期間ｃの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２が180度から２２5度の回転角度位置にある場合、制御部１１により光源２がオン、光源３がオフされ、かつ、このタイミングに同期して、制御部１１により反射領域２ｐが第１照明光学系１Aの出射光路に位置するように反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置が制御されると、青色（Bｎ）の光が画像生成部１６に照射される。

期間ｄの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２が２２５度から２７０度の回転角度位置にある場合、制御部１１により光源２と光源３とが同時にオンされ、かつ、制御部１１により反射領域２ｐが第１照明光学系１Aの出射光路に位置するように反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置が制御されると、青色（Bｎ）の光と赤色（Rｎ）の光とが同時に照明光学系１から出射されるため、加色法の原理によってマゼンタ（Mｎ）の光が画像生成部１６に照射される。

期間eの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２が２７０度から３６０度の場合、制御部１１により光源２と光源３とが同時にオンされ、かつ、制御部１１により透過領域２ｑが第１照明光学系１Aの出射光路に位置するように反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置が制御されると、緑色（Gｎ）の光と赤色（Rｎ）の光とが同時に照明光学系１から出射されるため、加色法の原理によってイエロー（Yｎ）の光が画像生成部１６に照射される。

このように、この実施例２によれば、一フレームの期間を５分割して各期間内で、赤、緑、青、紫、黄の各色の光を画像生成部１６に照射できるので、赤、緑、青、紫、黄の各光の照射タイミングと、各DMDの角度の二位置制御とにより、目の残像現象を利用してフルカラーの画像を生成できると共に階調制御を行うことができる。

なお、この実施例では、説明の便宜のため、第１照明光学系１Aの出射光路の大きさ、すなわち、スポット領域２ｓの大きさを無視して、境界領域線２ｒ２お回転角度位置を割り当てて説明しているが、反射・透過ホイール２ｂの回転角度範囲６０度を各色に対応させ、混色の生じる角度６０度（３０度の２倍）の範囲は、光源２、光源３のいずれも点灯させ、白色に宛がうものとしても良い。
また、図４には、光源２、光源３のオン・オフタイミングと画像生成部１６に照射される光の色を理解しやすいように記載した。

この実施例２によれば、蛍光ホイール２eに用いる円盤状基板２ｇに反射部材を用いているので、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐにより形成される反射光路を重複する構成とすることができ、照明光学系１のサイズの小型化を図ることができる。

（制御部１１による反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置制御の詳細説明）
反射・透過ホイール２ｂは、図７に示すように、第１照明光学系１Aの出射光路を横切るようにして回転軸２ｍを中心に回転している。

なお、この図７には、説明の便宜上、照明光学系１の出射光路の代わりに、この出射光路と同等の円形のスポット領域２ｓが破線により示されている。
反射領域２ｐと透過領域２ｑとの境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２は、反射・透過ホイール２ｂの一回転中に各１回、そのスポット領域２ｓを横切る。

また、その図７には、説明の便宜上、反射・透過ホイール２ｂの一回転中の回転角度位置が水平線を基準位置０度として、右回り方向に適宜角度を付して示されている。
その図７において、回転軸２ｍの中心から半径方向に延びてスポット領域２ｓの円に接する二本の接線を符合２ｒ_１’、２ｒ_２’で示す。

その二本の接線２ｒ_１’、２ｒ_２’の為す角度θはスポット領域２ｓの円の半径、回転軸２ｍの中心からスポット領域２ｓの中心（光軸O_１）までの距離によって定まる。
ここでは、その角度θは、例えば、３０度である。境界領域線２ｒ_１又は境界領域線２ｒ_２が二本の接線２ｒ_１’、２ｒ_２’と円弧とによって囲まれた扇状領域α内に存在する場合、光源２がオンのとき、既述したように、波長λAの光（青色）は、透過領域２ｑを透過すると共に、反射領域２ｐにより反射される。

このため、反射領域２ｐにより反射されかつダイクロイックミラー３ｂにより反射された波長λA（青色）の光と、透過領域２ｑを通り全反射ミラー２ｃにより反射されて蛍光ホイール２eに導かれて生成された波長λB（緑色）の光とが混じりあった色の光が得られる。

（制御部１１の具体的制御のブロック図の説明）
図８は、その制御部１１のの構成を模式的に示すブロック図である。制御部１１は、既述したように、CPU、ROM、RAMを有する。この制御部１１は、既述したように、ROMに予め記憶されているプログラムに従って、RAMをワークメモリとして用いて、投射装置１０の全体の動作を統括制御する。

その制御部１１は、上記回路要素の他、ホイール位相信号設定回路１１a、LDドライバ１１ｂ、LD駆動回路１１ｃ、画像生成部制御回路１１ｄ、を有する。ホイール位相信号設定回路１１aは後述するセンサSeにより回転角度位置を取得することによりホイール位相を設定する。

制御部１１は、図９（a）に示すように、境界領域線２ｒ_１（又は境界領域線２ｒ_２）がスポット領域２ｓの円に接する一方の接線２ｒ_２’と重なったとき、ホイール位相信号設定回路１１aにより、図１０に示すように、ホイール位相を「１」から「０」に設定し、図９（ｂ）に示すように、境界領域線２ｒ_１（又は境界領域線２ｒ_２）がスポット領域２ｓの円に接する他方の接線２ｒ_１’と重なったとき、ホイール位相信号設定回路１１aにより、図１０に示すように、ホイール位相を「０」から「１」に設定する。

ホイール位相設信号定回路１１aは、少なくとも、そのホイール位相を「１」が「０」に変化した時点から「０」から「１」に変化した時点までの期間ｔ１、LD駆動回路１１ｃをオンすると共に、画像生成部制御回路１１ｄをオンさせる。

そのLDドライバ１１ｂにより、LD駆動回路１１ｃが駆動され、そのホイール位相が「１」から「０」に変化した時点から「０」から「１」に変化した時点までの期間ｔ１の間、図１０に示すように、少なくとも光源２が点灯される。

また、このホイール位相が「０」の期間中に、画像生成部制御回路１１ｄは画像生成部１６がオンとなるように制御する。これにより、青色の光と緑色の光との混合により生成されたシアンの光がスクリーンに投射される。

例えば、図１０（ｃ）に模式的に示すように、光源２がオン状態のもとでは、境界領域線２ｒ_１がスポット領域に２ｓに接する直前までは、一定強度の緑色の蛍光が投射装置１０から出射され、境界領域線２ｒ_１がスポット領域２ｓを横切ることにより緑色の蛍光が徐々に減少しかつ青色の励起光が徐々に増大し、この期間ｔ１経過後に一定強度の青色の励起光となる。

なお、この実施例２では、θ＝３０度として説明したが、既述したように、この角度θはスポット領域２ｓの円の半径、回転軸２ｍの中心からスポット領域２ｓの中心（光軸O１）までの距離によって定まるものであり、この角度θ＝３０度に限定されるものではない。

（シアンの光の生成時間の調整の一例）
図１１、図１２はスポット領域２ｓの大きさを調整することによりシアンの光を生成する時間を調整変更することにしたものである。
その図１１（a）、（ｂ）は図９（a）、（ｂ）と同一の図を比較のために再掲したものであり、図１１（ｃ）、（ｄ）は図１１（a）、（ｂ）のスポット領域２ｓの接線２ｒ_１’、２ｒ_２’の為す角度θ（＝３０度）を２θ（＝６０）度としたものである。

このように、スポット領域２ｓの接線２ｒ_１’、２ｒ_２’の為す角度θを２倍にした場合、反射・透過ホイール２ｂの回転数を一定とすると、図１２（a）に対して図１２（ｂ）に示すように、ホイール位相「０」の時間ｔ１を２倍にすることができ、その結果、図１２（ｃ）に示す場合に較べて、図１２（ｄ）に示すように、シアンの光を投射する時間ｔ１を長くすることができる。

そのスポット領域２ｓの大きさの調整は、カップリングレンズ２aを光軸方向に前後させる駆動機構を第１照明光学系１Aに設け、手動調整ボタンを操作して投射画像を見ながらスポット領域２ｓの大きさを調整しても良いし、反射・透過ホイール２ｂの回転速度を調整する手動調整ボタンを操作して投射画像を見ながらスポット領域２ｓの大きさを調整しても良い。

（シアンの光の生成時間の調整の他の例）
図１３、図１４は反射領域２ｐの大きさを調整することによりシアンの光を生成する時間を調整変更する他の例を示したものである。
その図１３（a）、（ｂ）は図９（a）、（ｂ）と同一の図を比較のために再掲したものである。図１３（ｃ）〜（e）は、反射・透過ホイール２ｂの回転方向先方の反射領域２ｐの三分の一の角度領域２ｐ_０を半透過領域（ビームスプリッタ領域）とし、回転方向後方の三分の二の角度領域２ｐ_１を全反射領域としたものである。

全反射領域２ｐ_１の反射率は１００％であり、半透過領域２ｐ_０の反射率は適宜設定できる。この調整例によれば、図１３（ｃ）に示すように、半透過領域２ｐ_０の境界領域線２ｒ_１が接線２ｒ_２’に接した時点から半透過領域２ｐ_０と全反射領域２ｐ_１との境界領域線２ｐｒ_１が接線２ｒ_２’に接するまでの期間、半透過領域２ｐ_０を透過した励起光により緑色の蛍光と半透過領域２ｐ_０により反射された青色の励起光とによりシアンの光が生成される。

また、図１３（ｄ）に示すように、半透過領域２ｐ_０と全反射領域２ｐ_１の境界領域線２ｐｒ_１が接線２ｒ_１’に接するまでの期間、半透過領域２ｐ_０を透過した励起光により緑色の蛍光と全反射領域２ｐ_１により反射された青色の励起光とによりシアンの光が生成される。

ついで、全反射領域２ｐ_１の境界領域線（反射領域２ｐの境界領域線）２ｒ_２が接線２ｒ_２’に接するまでの期間、全反射領域２ｐ_１により励起光が反射されるため、青色の励起光が照射される。その後、全反射領域２ｐ_１の境界領域線（反射領域２ｐの境界領域線）２ｒ_２が接線２ｒ_２’に接すると、反射領域２ｐにより反射された励起光と透過領域２ｑを透過した励起光により生成される緑色の光とによりシアンの光が生成される。
従って、図１４に示すように、反射領域２ｐにビームスプリッタ領域２ｐ_０を形成することによってもシアンCの生成時間ｔ１を調整できる。

（光源２と光源３とによる白色照明光の生成）
以上の実施例においては、スポット領域２ｓを境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２が横切っている際に、シアンの光を生成する場合について説明したが、図１５、図１６に示すように、光源２と光源３とを同時に点灯制御する構成とすれば、青、緑、赤の三色の光を同時に投射すること、すなわち、白色光を生成でき、より一層高輝度の画像を得ることができる。

なお、図１５（a）、図１５（ｂ）は、説明の便宜のため、図９（a）、（ｂ）と同一の図形を再掲したものであり、図１６（a）〜図１６（ｄ）は、イエローYとマゼンタMとの間の期間にホワイトWの光を得ることができることを模式的に示したものである。

（反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置検出センサ（回転角度検出部又は境界領域検出部）の一例）
反射・透過ホイール２ｂには、図１７に模式的に示すように、回転軸２ｍの近傍にその回転軸２ｍを取り囲むようにして輪環状の回転角度位置検出パターンSpが形成されている。この回転角度位置検出パターンSpに対向する箇所にエンコーダの一部を構成する受像素子Sｘが設けられ、スポット領域２ｓをこの回転角度位置検出パターンSpが横切るとき、その横切る際の回転角度位置検出パターンSpが受像素子Sｘに受像される。その受像素子Sxと回転角度位置検出パターンSpとは既述のセンサSeを構成している。

受像素子Sｘはその受像信号をCPUに出力する。回転角度位置検出パターンSpは回転角度位置と一対一に対応づけられているため、これにより、CPUは反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置を検出できる。
なお、回転角度位置検出パターンSpと受像素子SｘとからなるセンサSeの代わりに、回転角度に比例して抵抗値が変化するポテンションメータをセンサSeとして用いても良い。

また、反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置検出に、加速度センサを用いても良い。加速度センサ（図示を略す）は、図１８に模式的に示すように、水平方向に位置するときには加速度が「０G」であり、垂直方向にあるときには、「１G」であり、その角度θｘと加速度との間には、正弦的な関係がある。

そこで、反射・透過ホイール２ｂの回転軸２ｍに加速度センサを取付け、この加速度センサにより検出された重力加速度Gと反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置とを対応づけ、検出された重力加速度Gを正弦関数を用いて回転角度位置に変換することにより、反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置を検出できる。なお、反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置検出はこれに限るものではない。

以上、この実施例２においては、光源２の点灯・消灯制御について、透過領域２ｑと反射領域２ｐとの境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２がスポット領域２ｓを横切る場合について説明したが、この透過領域２ｑと反射領域２ｐとの境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２がスポット領域２ｓを横切る以外の時間帯において、画像データに応じて光源２、光源３を点灯、消灯制御できることは既述したようにもちろん可能である。

（実施例３）
この実施例３には、図１９に示すように、第１照明光学系１Aの光源２と第２照明光学系１Bの光源３とに同一の波長λAを発生する光源（例えば、青色レーザダイオード）が用いられている。第１照明光学系１Aに配設されたカップリングレンズ２a、反射・透過ホイール２ｂ、駆動部２ｎ、回転軸２ｍの構成、第２照明光学系１Bのカップリングレンズ３aの構成は実施例１と同様である。

第１照明光学系１Aの透過光路には第２蛍光ホイールとしての蛍光ホイール２eが設けられ、この蛍光ホイール２eの円盤状基板２ｇを挟んでその両側には一対の集光素子２iが設けられている。その蛍光ホイール部２eの円盤状基板２ｇは、この実施例では、透過部材により構成されている。

その蛍光ホイール２eの蛍光体２ｈの蛍光特性は、実施例１と同様であり、波長λAの光により励起されて、波長λBの光（緑）を発生する。この波長λBの光は、円盤状基板２ｇを透過後に集光素子２iにより集光されて全反射ミラー２ｃによりダイクロイックミラー３ｃに向けて反射される。

その第１照明光学系１Aの反射光路の途中には、第１蛍光ホイールとしての蛍光ホイール２e’が設けられている。この蛍光ホイール２e’の円盤状基板２ｇ’は、蛍光ホイール２eの円盤状基板２ｇと同様に透過部材により構成されている。

その円盤状基板２ｇ’を挟んでその両側には集光素子２i’が配設されている。その円盤状基板２ｇ’には輪帯状の蛍光体２ｈｎが形成され、この蛍光体２ｈｎは、波長λAの光により励起されて、波長λC（赤）の光を発生する。この波長λC（赤；６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ）の光は、円盤状基板２ｇ’を透過後に集光素子２i’により集光されてダイクロイックミラー３ｂに導かれる。

ダイクロイックミラー３ｂは、波長λA（青色；４００ｎｍ〜４５０ｎｍ）の光を透過しかつ波長λｃ（赤色；６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ）の光を反射する機能を有する。波長λCの光はこのダイクロイックミラー３ｂにより反射されてダイクロイックミラー３ｃに導かれる。ダイクロイックミラー３ｃは、波長λAの光及び波長λCの光を透過し、波長λBの光を反射する機能を有する。

この実施例によれば、第２照明光学系１Bの光源３からの波長λAの光は、ダイクロイックミラー３ｂ、ダイクロイックミラー３ｃを透過して照明光学系１から出射される。
光源２からの波長λAの光は、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐがその第１照明光学系１Aの出射光路にあるとき、その反射領域２ｐにより反射されて反射光路に設けられた蛍光ホイール２e’に導かれ、この波長λAを励起光として波長λCの蛍光が生成され、この波長λCの蛍光がダイクロイックミラー３ｂにより反射され、ダイクロイックミラー３ｃを透過して照明光学系１から出射される。

また、光源２からの波長λAの光は、反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑがその第１照明光学系１Aの出射光路にあるとき、その透過領域２ｑを透過して透過光路に設けられた蛍光ホイール２eに導かれ、この波長λAを励起光として波長λBの蛍光が生成され、この波長λBの光は、全反射ミラー２ｃ、ダイクロイックミラー３ｃにより反射されて、照明光学系１から出射される。

（画像生成部１６への照射タイミングの一例）
図２０は第ｎ番目の画像フレームについてのRGB光の投射タイミングと光源２、光源３のオン・オフタイミングと反射・透過ホイール２ｂとの反射・透過タイミングとの関係の一例を模式的に示す説明図である。

ここでは、画像フレームの生成期間を３分割し、この期間を符合a〜ｃにより示す。期間aの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２の回転角度位置が０度から１８０度の位置にある場合、制御部１１により、光源２をオンさせかつ光源３をオフさせしかも第１照明光学系１Aの出射光路に反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑを位置させる。これにより、波長λBの緑色（Gｎ）の光が画像生成部１６に照射される。

期間ｂの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２の回転角度位置が１８０度から２７０度の位置にある場合、制御部１１により、光源２をオンさせかつ光源３をオフさせしかも第１照明光学系１Aの出射光路に反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐを位置させる。これにより、波長λCの赤色（Rｎ）の光が画像生成部１６に照射される。

期間ｃの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２の回転角度位置が２７０度から３６０度の位置にある場合、制御部１１により、光源２をオフさせかつ光源３をオンさせる。第１照明光学系１Aの出射光路には反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑを位置させる。これにより、波長λAの青色（Bｎ）の光が画像生成部１６に照射される。

このように、この実施例によれば、一フレームの期間内にR、G、Bの各光を画像生成部１６に照射可能であり、目の残像現象を利用して、フルカラーの投射が可能であると共に白色の投射が可能となる。

更に、期間a、期間ｂ、期間ｃの長さを調整変更することにより、色味を変化させることもできる。例えば、一フレーム期間内の期間aの長さを長くすることにより、投射画像に赤味を帯びさせることが可能となる。また、各期間a、ｂ、ｃをフレーム毎に変更調整することにより、色温度を変更することもできる。

この実施例においても、反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑと反射領域２ｐとの境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２がスポット領域２ｓを横切るとき、投射画像の輝度の向上を図ることができる。

（画像生成部１６への照射タイミングの他の例）
図２１は第ｎ番目の画像フレームについてのRGB光の投射タイミングと光源２、光源３のオン・オフタイミングと反射・透過ホイール２ｂとの反射・透過タイミングとの関係の他の例を模式的に示す説明図である。

この他の例では、第ｎ番目の期間aは期間a１と期間a２とに二分割され、期間ｂは期間ｂ１と期間ｂ２とに二分割されている。期間a1の場合、すなわち、境界領域線２ｒ２の回転角度位置が0度から90度の場合、制御部１１により光源２をオンさせかつ光源３をオフさせる。また、第1照明光学系１Aの出射光路に透過領域２ｑを位置させる。これにより、波長λBの緑色（Gn）の光が画像生成部１６に照射される。

期間a２の場合、すなわち、境界領域線ｒ２の回転角度位置が90度から180度の場合、光源２、光源３を同時にオンさせ、第1照明光学系１Aの出射光路に透過領域２ｑを位置させる。これにより、波長λBの緑色の光と波長λAの青色の光とが混合されたシアンの色の光が生成され、そのシアン色の照明光が画像生成部１６に照射される。

期間ｂ１の場合、すなわち、境界領域線２ｒ２の回転角度位置が185度から２２５度の場合、制御部１１により光源２をオンさせかつ光源３をオフさせる。また、反射領域２ｐを第1照明光学系１Aの出射光路に位置させる。これにより、波長λCの赤色（Rｎ）の光が画像生成部１６に照射される。

期間ｂ２の場合、すなわち、境界領域線２ｒ２の回転角度位置が２２５度から２７０度の場合、制御部１１により光源２をオンさせると共に光源３をオンさせる。また、反射領域２ｐを第1照明光学系１Aの出射光路に位置させる。これにより、波長λCの赤色（Rn）の光と波長λAの青色（Bｎ）の光とが混合されたマゼンタ（Mｎ）光が生成され、このマゼンタ色の照明光が画像生成部１６に照射される。

期間ｃにおいては、すなわち、境界領域線２ｒ２の回転角度位置が２７０度から３６０度の場合光源２をオフし、光源３をオンさせる。また、第1照明光学系１Aの出射光路に透過領域２ｑを位置させる。これにより、波長λAの青色（Bｎ）の照明光が画像生成部１６に照射される。この場合にも、混色が生じるのを防止できると共に、投射画像の輝度の向上を図ることができる。その結果、より明るい投射画像を生成できる。

（実施例４）
この実施例４は、図２２、図２３に示すように実施例３に示す第１照明光学系１Aの出射光路に集光素子２ｗを設けると共に、透過光路にカップリングレンズ２ｘを設け、反射光路にカップリングレンズ２ｘ’を設けたものである。その集光素子２ｗとカップリングレンズ２ｘ、２ｘ’は協働して第２光学素子を構成している。

この実施例４によれば、光源２から出射された波長λAの光は、図２３に示すように、カップリングレンズ２aにより集光され、平行光束として集光素子２ｗに導かれ、集光素子２ｗにより収束されて、反射・透過ホイール２ｂに導かれる。
その収束された波長λAの光は、反射領域２ｐが第１照明光学系１Aの出射光路にあるときには、その反射領域２ｐにより反射されてカップリングレンズ２ｘ’に導かれ、このカップリングレンズ２ｘ’により平行光束として集光素子２i’に導かれ、この集光素子２i’により収束されて、蛍光体２ｈｎに照射される。

その収束された波長λAの光は、透過領域２ｑが第１照明光学系１Aの出射光路にあるときには、その透過領域２ｑを透過してカップリングレンズ２ｘに導かれ、このカップリングレンズ２ｘにより平行光束として集光素子２iに導かれ、この集光素子２iにより収束されて、蛍光体２ｈに照射される。
この実施例４では、図２４に示すように、波長λAの光束は収束されて反射・透過ホイール２ｂに照射されるため、実施例３の第１照明光学系１Aのスポット領域２ｓの大きさに較べて、スポット領域２ｓ’の大きさを小さくできる。

このため、反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑと反射領域２ｐとの境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２がスポット領域２ｓ’を横切る時間の短縮を図ることができる。
従って、この実施例４によれば、混色光を生成する時間調整をスポット領域２ｓの大きさを変更することにより達成でき、このため、光源２、３の点灯制御の自由度の向上を図ることができると共に、色再現性のより一層の向上、輝度のより一層の向上を図ることができる。
その他の構成及び作用は、実施例３と同様であるので、その詳細な説明は省略する。

（実施例５）
この実施例では、照明光学系１の光源は１個である。この光源には実施例１と同様に波長λA（青色）と同じ波長の光を出射するものを用い、この光源を図２５に示すように符合２を用いて示す。

反射・透過ホイール２ｂの機械構成要素は、図２６に示すように、反射領域２ｐと透過領域２ｑとが回転軸２ｍの中心を通る直線を境にして１８０度対称に形成され、残余の構成は実施例１と同様であり、全反射ミラー２ｃの構成も同一であるので、これらの構成要素については、図１に示す符合と同一符合を付してその説明を行う。

その図２６には、反射領域２ｐと透過領域２ｑとを区切るために回転軸２ｍの中心を通る直線を回転軸２ｍを中心に二分割してその一方を半径方向の境界領域線２ｒ_１とし、他方を半径方向の境界領域線２ｒ_２として示している。

図２７に拡大して示すように、蛍光ホイール２eの輪環状の蛍光体２ｈは、波長λBの蛍光を発生する半円弧状蛍光体２ｈ’と、この波長λB（緑色）とは異なる波長λC（赤色）の蛍光を発生する半円弧状蛍光体２ｈ”とから構成されている。この実施例では、円盤状基板２ｇを１８０度に分割して異なる蛍光波長を発生する半円弧状蛍光体２ｈ’、２ｈ”を円盤状基板２ｇに形成することにしたが、これに限られるものではない。

その図２７に、円盤状基板２ｇの回転軸２ｊの中心を通って半円弧状蛍光体２ｈ’と半円弧状蛍光体２ｈ”の境界線を形成する直線を回転軸２ｊを中心に二分割してその一方を半径方向の境界領域線２ｒ_３とし、他方を半径方向の境界領域線２ｒ_４として示す。

反射・透過ホイール２ｂの反射光路にはダイクロイックミラー３ｂが設けられ、透過光路にはダイクロイックミラー３ｃが設けられている。そのダイクロイックミラー３ｂは波長λAの光を透過し、波長λB、波長λCの光を反射する機能を有する。
ダイクロイックミラー３ｃは、波長λAの光を反射し、波長λB、λCの光を透過する機能を有する。

駆動部２ｆは、例えばステッピングモータにより構成され、円盤状基板２ｇは回転軸２ｊを中心にして半円弧状蛍光体２ｈ’、２ｈ”の所定の回転角度位置を基準にして回転駆動される。光源２を点灯すると、波長λAの青色の光が反射・透過ホイール２ｂに向かって照射される。

透過領域２ｑが照明光学系１の出射光路に存在するとき、波長λAの青色の光は、カップリングレンズ２aにより平行光束として透過領域２ｑに導かれて、この透過領域２ｑを通過し、全反射ミラー２ｃにより反射されて、ダイクロイックミラー３ｃに導かれ、このダイクロイックミラー３ｃにより反射されて、照明光学系１から出射される。

反射領域２ｐが照明光学系１の出射光路に存在するとき、波長λAの青色の光は、カップリングレンズ２aにより平行光束として反射領域２ｐに導かれて、この反射領域２ｐにより反射されて、ダイクロイックミラー３ｂを透過して集光素子２iに導かれ、この集光素子２iにより蛍光ホイール２eに収束照射される。

その蛍光体２ｈのうちの半円弧状蛍光体２ｈ’に波長λAの青色の光が収束照射されたときには、この青色の光を励起光として波長λBの蛍光（緑色の光）が生成され、半円弧状蛍光体２ｈ”に波長λAの青色の光が収束照射されたときには、この青色の光を励起光として波長λCの蛍光（赤色の光）が生成される。

その波長λB又は波長λCの蛍光は、集光素子２iにより集光されてダイクロイックミラー３ｂに導かれ、このダイクロイックミラー３ｂにより反射され、ダイクロイックミラー３ｃを透過して、照明光学系１から出射される。

（画像生成部１６への照射タイミングの例）
図２８は実施例５に係る第ｎ番目の画像フレームについてのRGB光の投射タイミングと反射・透過ホイール２ｂの反射・透過タイミングと蛍光ホイールとの関係の一例を模式的に示す説明図である。

第ｎ番目の画像フレームにおいて、一フレーム期間を期間a、ｂ、ｃ、ｄに四分割し、期間aの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２の回転角度位置が４５度から６７．５度の位置にある場合（蛍光体ホイール２eの境界領域線２ｒ３の回転角度位置が０度から９０度の場合）、制御部１１により、第１照明光学系１Aの出射光路に反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐを位置させる。また、制御部１１により蛍光ホイール２eの半円弧状蛍光体２ｈ’が波長λAの光により照射されるように蛍光ホイール２eの回転角度位置が制御される。

これにより、波長λBの緑色（Gｎ）の蛍光が生成され、この波長λBの緑色（Gｎ）の蛍光がダイクロイックミラー３ｂ、３ｃを経て照明光学系１から出射され、画像生成部１６に照射される。

期間ｂの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２の回転角度位置が６７．５度から９０度の場合（蛍光体ホイール２eの境界領域線２ｒ３の回転角度位置が９０度から１８０度の場合）、制御部１１により、第１照明光学系１Aの光路に反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐが位置される。また、制御部１１により蛍光ホイール２eの半円弧状蛍光体２ｈ”が波長λAの光により照射されるように蛍光ホイール２eの回転角度位置が制御される。

これにより、波長λCの赤色（Rｎ）の蛍光が生成され、この波長λCの赤色（Rｎ）の蛍光がダイクロイックミラー３ｂ、３ｃを経て照明光学系１から出射され、画像生成部１６に照射される。

期間ｃ、ｄの場合、すなわち、境界領域線２ｒ２の回転角度位置が９０度から１３５度の場合（蛍光体ホイール２eの境界領域線２ｒ３の回転角度位置が１８０度から３６０度の場合）、制御部１１により、第１照明光学系１Aの光路に反射・透過ホイール２ｂの透過領域２ｑが位置される。波長λAの青色（Bｎ）の光は透過領域２ｑを透過し、全反射ミラー２ｃ、ダイクロイックミラー３ｃにより反射されて、照明光学系１から出射される。このとき、蛍光ホイール２eの回転角度位置は任意である。

この実施例５の場合にも、一フレームの期間内にRGBの各色の光を画像生成部１６に照射することができるため、実施例１、実施例３、実施例４と同様にフルカラーの画像を形成できると共に、白色の投射を行うことができる。また、実施例３と同様に、色味を変化させたり、色温度を変更させたりすることができる。投射装置には照明光学系１の光学構成要素を除いて、実施例２の構成と同一のものを用いることができるので、その詳細な説明は省略する。

この実施例５によれば、光源の個数を１個にすることができるので、照明光学系１の光学素子の個数を削減でき、照明光学系１のサイズの小型化、コンパクト化、コストの低減を図ることができる。

（高輝度制御の一例）
図２９Aないし図２９Gは反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置とスポット領域２ｓとの関係を示す説明図であり、図３０Aないし図３０Gは蛍光ホイール２eの回転角度位置とスポット領域２ｓ”との関係を示す説明図である。
なお、この実施例では、蛍光ホイール２eの回転角度位置検出部が設けられている。

実施例１においては、境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２スポット領域２ｓを横切るときに、光源２を点灯・消灯制御する構成としたが、この実施例では、境界領域線２ｒ_２がスポット領域２ｓを横切るときに、光源２を点灯制御するものとして説明する。

その図２６に示すように、スポット領域２ｓを反射・透過ホイール２ｂの境界領域線２ｒ_２が横切るとき、光源２からの波長λAの光の半分が透過領域２ｑを透過し、残りの半分が反射領域２ｐにより反射されて反射光路に導かれ、蛍光ホイール２eに導かれる。

その図２７に示すように、スポット領域２ｓ”を蛍光ホイール２eの境界領域線２ｒ_３が横切るとき、光源２からの波長λAの光を励起光として半円弧状蛍光体２ｈ’が励起され、波長λBの光が生成されると同時に、半円弧状蛍光体２ｈ”が励起され、波長λCの光が生成され、これらの蛍光が集光素子２i、ダイクロイックミラー３ｂ、３ｃを経由して、照明光学系１から出射されるため、混色光を生成できる。

そこで、制御部１１は、反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置と蛍光ホイール２eの回転角度位置とを判断して、光源２の点灯制御を行う。既述したように、回転軸２ｍの中心から半径方向に延びてスポット領域２ｓの円に接する二本の接線２ｒ_１’、２ｒ_２’の為す角度θ’はスポット領域２ｓの円の半径、回転軸２ｍの中心からスポット領域２ｓの中心（光軸O１）までの距離によって定まる。

ここでは、その角度θ’は、例えば、９０度とする。反射・透過ホイール２ｂの境界領域線２ｒ_１、２ｒ_２が二本の接線２ｒ_１’、２ｒ_２’によって囲まれた扇状領域β内に存在するとき、光源２がオンのとき、既述したように、波長λAの光（青色）は、透過領域２ｑを透過すると共に、反射領域２ｐにより反射される。

また、蛍光ホイール２eの境界領域線２ｒ_３、２ｒ_４がスポット領域２ｓ”を横切るときにも混色が生じる。蛍光ホイール２eについても、回転軸２ｊの中心から半径方向に延びてスポット領域２ｓ”の円に接する二本の接線２ｒ_１”、２ｒ_２”の為す角度θ”はスポット領域２ｓ”の円の半径、回転軸２ｊの中心からスポット領域２ｓ”の中心までの距離によって定まる。

ここでは、蛍光ホイール２eは反射・透過ホイール２ｂの４倍の回転速度で回転するものとし、角度θ”は６０度であるものとする。なお、その角度θ’、θ”は説明の便宜上特定して示したものであり、この角度θ’、θ”に限定されるものではない。

反射・透過ホイール２ｂは境界領域線２ｒ_２の回転角度が図２９Aに示すように基準位置０度に対して４５度にあるときから回転を始めるものとし、これに対して、蛍光ホイール２eは、境界領域線２ｒ_３が図３０Aに示すように基準位置０度にあるときから回転を開始するものとして説明する。

図３１は図２６に示す反射・透過ホイールと図２７に示す蛍光ホイールとを用いた場合の各ホイールの回転角度位置と各ホイールの回転位相と光源２がオンのときに画像生成部に照射される光の色との関係を概念的に示す説明図である。
すなわち、反射・透過ホイール２ｂの境界領域線２ｒ_２、２ｒ_１の回転角度（回転位相）と、蛍光ホイール２eの境界領域線２ｒ_３、２ｒ_４の回転角度（回転位相）と、光源２がオンのときに照明光学系１から画像生成部１６に照射される照明光の色との関係を示している。

その図３１には、反射・透過ホイール２ｂの１回転の回転角度に対する蛍光ホイール２eの４回転の回転角度が記載されている。反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置は１５度目盛りで示され、これに対して、蛍光ホイール２eの回転角度位置は６０度目盛りで示されている。

反射・透過ホイール２ｂの回転位相は、境界領域線２ｒ_２又は境界領域線２ｒ_１がスポット領域２ｓを横切るときを「０」、スポット領域２ｓを横切らないときを、「１」とし、蛍光ホイール２eの回転位相は、境界領域線２ｒ_３又は境界領域線２ｒ_４がスポット領域２ｓ”を横切るときの回転位相を「０」とする。

以下に、反射・透過ホイール２ｂ、蛍光ホイール２eの回転位相と光源２のオン状態との関係を図２９A〜図２９G、図３０A〜図３０G、図３１を参照しつつ詳細に説明する。反射・透過ホイール２ｂの１回転に対して蛍光ホイール２eが４回転するものとして説明する。

反射・透過ホイール２ｂの境界領域線２ｒ_２が角度４５度から角度１３５度の範囲内（図２９A及び図２９B参照）にあるときには、境界領域線２ｒ_２がスポット領域２ｓを横切ることとなるため、反射・透過ホイール２ｂの回転位相は「０」であり、反射・透過ホイール２ｂの境界領域線２ｒ_２が角度１３５度から２２５度の範囲内（図２９Bから図２９Gまでを参照）にあるときには、反射・透過ホイール２ｂの境界領域線２ｒ_２、２ｒ_１のいずれもスポット領域２ｓを横切らないため反射・透過ホイール２ｂの回転位相は「１」である。

その境界領域線２ｒ_２が角度４５度から角度１３５度の範囲内にあるときには、相対的に、スポット領域２ｓが反射領域２ｐから透過領域２ｑに向かって移動するため、照明光学系１から画像生成部１６に向かって出射される励起光（B光）の光量が増加する（図３１の符合B１参照）。

その境界領域線２ｒ_２が角度１３５度から２２５度の範囲内にあるときには、スポット領域２ｓが透過領域２ｑにのみ当たっていることになるため、照明光学系１から画像生成部１６に向かって出射される励起光（B光）の光量は一定である（図３１の符合B２参照）。

反射・透過ホイール２ｂの境界領域線２ｒ_２が角度２２５度から角度３１５度の範囲内（図示を略す）の範囲内にあるときには、言い換えると、境界領域線２ｒ_１が角度４５度から角度１３５度の範囲内にあるとき、境界領域線２ｒ_１がスポット領域２ｓを横切ることとなるため、反射・透過ホイール２ｂの回転位相は「０」である。

その境界領域線２ｒ_２が角度２２５度から３１５度の範囲内にあるときには、相対的に、スポット領域２ｓが透過領域２ｑから反射領域２ｐに向かって移動するため、照明光学系１から画像生成部１６に向かって出射される励起光（B光）の光量が減少する（図３１の符合B３参照）。

反射・透過ホイール２ｂの境界領域線２ｒ_２が角度３１５度から角度４５度の範囲内（図示を略す）の範囲内にあるときには、言い換えると、境界領域線２ｒ_１が角度１３５度から角度２２５度の範囲内にあるとき、境界領域線２ｒ_２、２ｒ_１のいずれもスポット領域２ｓを横切らないため、反射・透過ホイール２ｂの回転位相は「１」である。

その境界領域線２ｒ_２が角度３１５度から角度４５度の範囲内にあるときには、スポット領域２ｓが反射領域２ｐにのみ当たっていることになるため、照明光学系１から画像生成部１６に向かって励起光（B光）は出射されない（図３１の符合B４参照）。

蛍光ホイール２eの境界領域線２ｒ_３が角度０度から角度６０度の範囲内にあるとき（図３０B及び図３０C参照）、境界領域線２ｒ_３、２ｒ_４のいずれもスポット領域２ｓ”を横切らないため、蛍光ホイール２eの回転位相は「１」である。

その境界領域線２ｒ_３が角度０度から角度６０度の範囲内にあるとき、スポット領域２ｓ”は半円弧状蛍光体２ｈ’にのみ当たっているので、緑色の蛍光（G光）が生成され、照明光学系１から画像生成部１６に向かって、G光が出射される（図３１の符合G１参照）。赤色の蛍光（R光）は生成されない（図３１の符合R1参照）。

蛍光ホイール２eの境界領域線２ｒ_３が角度６０度から角度１２０度の範囲内にあるとき（図３０C及び図３０D参照）、境界領域線２ｒ_３がスポット領域２ｓ”を横切ることとなるため、蛍光ホイール２eの回転位相は「０」である。

その境界領域線２ｒ_３が角度６０度から角度１２０度の範囲内にあるとき、相対的に、スポット領域２ｓ”が半円弧状蛍光体２ｈ’から半円弧状蛍光体２ｈ”に移動することとなるため、照明光学系１から画像生成部１６に向かって出射されるG光の光量が減少し（図３１の符合G２参照）、これに対して照明光学系１から画像生成部１６に向かって出射されるR光の光量が増加する（図３１の符合R２参照）。

蛍光ホイール２eの境界領域線２ｒ_３が角度１２０度から角度２４０度の範囲内にあるとき（図３０D及び図３０E参照）、境界領域線２ｒ_３、２ｒ_４のいずれもがスポット領域２ｓ”を横切らないため、蛍光ホイール２eの回転位相は「１」である。

その境界領域線２ｒ_３が角度１２０度から角度２４０度の範囲内にあるとき、スポット領域２ｓ”は半円弧状蛍光体２ｈ”にのみ当たっているので、反射領域２ｐにより反射される励起光の光量が仮に一定であるとすると、照明光学系１から画像生成部１６に向かって出射されるR光の光量は一定である（図３１の符合R３参照）。半円弧状蛍光体２ｈ’にはスポット領域２ｓ”が当たっていないので、照明光学系１から画像生成部１６に向かってG光は照射されない（図３１の符合G３参照）。
なお、実際には、反射・透過ホイール２ｂの回転位相が０の間、励起光の反射光量が増加又は減少するので、生成されるR光の光量は一定とはならない。

蛍光ホイール２eの境界領域線２ｒ_３が角度２４０度から角度３００度の範囲内にあるとき（図３０E及び図３０F参照）、境界領域線２ｒ_４がスポット領域２ｓ”を横切ることとなるため、蛍光ホイール２eの回転位相は「０」である。

その境界領域線２ｒ_３が角度２４０度から角度３００度の範囲内にあるとき、相対的に、スポット領域２ｓ”が半円弧状蛍光体２ｈ”から半円弧状蛍光体２ｈ’に移動することとなるため、照明光学系１から画像生成部１６に向かって出射されるR光の光量が減少し（図３１の符合R４参照）、照明光学系１から画像生成部１６に向かって出射されるB光の光量が増加する（図３１の符合G4）。

蛍光ホイール２eの境界領域線２ｒ_３が角度３００度から角度６０度の範囲内にあるとき（図３０F及び図３０G参照）、境界領域線２ｒ_４、２ｒ_３のいずれもがスポット領域２ｓ”を横切らないため、蛍光ホイール２eの回転位相は「１」である。
従って、反射・透過ホイールの１回転中において、反射・透過ホイール２ｂに対する蛍光ホイール１の回転位相関係は図３１に示すものとなる。

その境界領域線２ｒ_３が角度３００度から角度６０度の範囲内にあるとき、スポット領域２S”が半円弧状蛍光体２ｈ’に当たっている。このとき、角度３００度から角度０度までの間は、反射・透過ホイール２ｂの反射領域２ｐによる励起光λAが蛍光ホイール２eに導かれているため、G光が照明光学系１から画像生成部１６に向かって出射される（図３１の符合G５参照）。

反射・透過ホイール２ｂの角度４５度から角度１３５度までの回転における蛍光ホイール２eの１回転の間においては、従って、照明光学系１から出射される光の色は、シアン（C）、ホワイト（W）、マゼンタ（M）、ホワイト（W）、シアン（C）となる。
反射・透過ホイール２ｂの角度１３５度から角度２２５度までの回転における蛍光ホイール２eの１回転の間においては、従って、照明光学系１から出射される光の色はブルー（B）である。

反射・透過ホイール２ｂの角度２２５度から角度３１５度までの回転における蛍光ホイール２eの１回転の間においては、同様にして、照明光学系１から出射される光の色は、シアン（C）、ホワイト（W）、マゼンタ（M）、ホワイト（W）、シアン（ｃ）となる。
反射・透過ホイール２ｂの角度３１５度から４５度までの回転においては、透過領域２ｐを透過するB光が存在しないため、この間における蛍光ホイール２eの１回転の間においては、照明光学系１から出射される光の色は、グリーン（G）、イエロー（Y）、レッド（R）、イエロー（Y）、グリーン（G）となる。

以上、この実施例では、蛍光ホイール２eは反射・透過ホイール２ｂの４倍の回転速度で回転するものとしているがこれに限られるものではない。
反射・透過ホイール２ｂの回転角度位置、蛍光ホイール２eの回転角度位置を回転角度位置検出部により求まるので、スポット領域２ｓ、２ｓ”の大きさが求まれば、光源２の点灯タイミングと画像生成部（DMD）を制御とにより、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイトの各色の光を生成可能である。

また、スポット領域２ｓ、２ｓ”の大きさは、設計段階で決めて、制御部１１のRAM等に予め記憶させておく構成としても良いし、スポット領域２ｓ、２ｓ”の基準の大きさを設定し、カップリングレンズ２aの光軸方向の駆動による大きさの変化を演算により求める構成としても良い。
また、反射・透過ホイール２ｂと蛍光ホイール２eとの回転数の関係をテーブルとして記憶させておいても良い。

１…照明光学系
２…第１光源
２ｂ…反射・透過ホイール
２e…蛍光ホイール
２ｆ…駆動部（第２駆動部材）
２ｎ…駆動部（第１駆動部材）
３ｃ…ダイクロイックミラー（光路合流光学素子）

特開２０１１−１３３１６号公報 特開２０１０−８５７４５号公報

Claims (22)

1. 励起光源の出射光路に設けられて前記励起光源からの可視光としての励起光を透過させる透過領域と前記励起光源からの励起光を反射する反射領域とを有し前記励起光源の出射光路を前記透過領域と前記反射領域とが順次横切る反射・透過部材と、
   前記反射領域により形成される反射光路と前記透過領域により形成される透過光路との少なくとも一方に設けられて前記励起光により励起されて蛍光を発生する蛍光体が形成された蛍光体部材と、
   前記反射・透過部材の透過領域と反射領域との境界領域が前記出射光路を横切っている期間中に前記励起光源を点灯させる制御部と、を備えていることを特徴とする照明光源装置。
2. 前記励起光源の出射光路を周期的に透過領域と反射領域とが横切るように前記反射・透過部材を駆動する第１駆動部材と、前記蛍光体部材を駆動する第２駆動部材と、前記反射・透過部材の境界領域を検出する境界領域位置検出部と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の照明光源装置。
3. 前記透過光路と前記反射光路とを合流させる合流光路を形成して前記透過光路を通って導かれた光束と前記反射光路を通って導かれた光束とを合流させて照明光学系から出射させる光路合流光学素子を備えていることを特徴とする請求項２に記載の照明光源装置。
4. 前記照明光学系は前記励起光の光の色及び前記蛍光の色とは異なる色の照明光を前記合流光路に向けて照射する照明光源を有することを特徴とする請求項３に記載の照明光源装置。
5. 前記反射・透過部材は反射・透過ホイールから構成され、前記蛍光体部材は蛍光ホイールから構成され、前記境界領域検出部は前記反射・透過部材の回転角度位置を検出する回転角度位置検出部から構成され、前記第１駆動部材は前記反射・透過ホイールを回転駆動する駆動部から構成され、前記第２駆動部材は前記蛍光ホイールを回転駆動する駆動部から構成され、前記照明光学系は前記励起光源と前記反射・透過ホイールと前記光路合流光学素子と前記蛍光ホイールとを少なくとも有する第１照明光学系と、前記照明光源を有する第２照明光学系とから構成されていることを特徴とする請求項４に記載の照明光源装置。
6. 前記反射・透過ホイールの前記反射領域には該反射・透過ホイールの回転方向先方側に前記励起光源の励起光の一部を透過しかつ残りの励起光を反射するビームスプリッタ領域が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の照明光源装置。
7. 前記第１照明光学系は、前記励起光源からの励起光を集光して前記反射・透過ホイールにスポット領域を形成する光学素子を有し、該光学素子が前記スポット領域のサイズを調節可能に光軸方向に駆動されることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の照明光源装置。
8. 前記蛍光ホイールは反射部材からなる円盤状基板を有し、前記蛍光体は前記円盤状基板に輪環状に形成され、前記励起光源により生成された蛍光が前記円盤状基板により反射されて前記光路合流光学素子に導かれることを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の照明光源装置。
9. 前記反射・透過部材は反射・透過ホイールから構成され、前記蛍光体部材は蛍光ホイールから構成され、前記境界領域検出部は前記反射・透過部材の回転角度位置を検出する回転角度位置検出部から構成され、前記第１駆動部材は前記反射・透過ホイールを回転駆動する駆動部から構成され、前記第２駆動部材は前記蛍光ホイールを回転駆動する駆動部から構成され、前記照明光学系は前記励起光源と前記反射・透過ホイールと光路合流光学素子と前記蛍光ホイールとを少なくとも有する第１照明光学系と、前記励起光源の励起光の色と同じ色の照明光を発生する照明光源を有する第２照明光学系とから構成され、
   前記蛍光ホイールは前記反射光路に設けられた第１蛍光ホイールと、前記透過光路に設けられた第２蛍光ホイールとから構成され、該第１蛍光ホイールと第２蛍光ホイールとは透過部材からなる円盤状基板を有し、前記第１蛍光ホイールの円盤状基板には前記励起光の色とは異なる色の蛍光を発生する蛍光体が輪環状に形成され、前記第２蛍光ホイールの円盤状基板には前記励起光及び前記第１蛍光ホイールにより生成される蛍光の色とは異なる色の蛍光を発生する蛍光体が輪環状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の照明光源装置。
10. 前記反射・透過ホイールの前記反射領域には該反射・透過部材の回転方向先方側に前記励起光源の励起光の一部を透過しかつ残りの励起光を反射するビームスプリッタ領域が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の照明光源装置。
11. 前記第１照明光学系は、前記励起光源からの励起光を集光して前記反射・透過ホイールにスポット領域を形成する第１光学素子を有し、該第１光学素子が前記スポット領域のサイズを調節可能に光軸方向に駆動されることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の照明光源装置。
12. 前記第１照明光学系は、前記励起光源からの励起光を前記反射・透過ホイールに収束させて前記スポット領域を形成する第２光学素子を有することを特徴とする請求項１１に記載の照明光源装置。
13. 前記反射・透過部材は前記出射光路を透過光路と反射光路とに分割する反射・透過ホイールから構成され、前記蛍光体部材は蛍光ホイールから構成され、前記境界領域検出部は前記反射・透過部材の回転角度位置を検出する回転角度位置検出部から構成され、前記第１駆動部材は前記反射・透過ホイールを回転駆動する駆動部から構成され、前記第２駆動部材は前記蛍光ホイールを回転駆動する駆動部から構成され、前記蛍光ホイールは前記透過光路と前記反射光路とのいずれか一方に設けられ、前記蛍光ホイールには前記蛍光体が輪環状に形成され、該蛍光体は前記蛍光ホイールの回転方向に対して回転中心を通る直線により少なくとも二以上の円弧状蛍光体に分割され、各円弧状蛍光体は前記励起光により互いに異なる色の蛍光を発生することを特徴とする請求項３に記載の照明光源装置。
14. 前記蛍光ホイールは反射部材からなる円盤状基板を有し、前記蛍光体は前記円盤状基板に形成され、前記励起光源により生成された蛍光が前記円盤状基板により反射されて前記光路合流光学素子に導かれることを特徴とする請求項１３に記載の照明光源装置。
15. 前記第１照明光学系は、前記励起光源からの励起光を集光して前記反射・透過ホイールにスポット領域を形成する第１光学素子を有し、該第１光学素子が前記スポット領域のサイズを調節可能に光軸方向に駆動されることを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の照明光源装置。
16. 前記反射・透過ホイールの回転角度位置と前記透過ホイールの回転角度位置とが一定の関係で対応づけられ、前記制御部は前記回転角度検出部の検出信号を用いて前記反射・透過ホイールの境界領域が前記出射光路を横切るタイミングを検出すると共に前記透過ホイールが透過光路又は反射光路を横切るタイミングを検出することにより前記励起光源を点灯制御することを特徴とする請求項１３ないし請求項１５のいずれか１項に記載の照明光源装置。
17. 前記回転角度検出部が、エンコーダ又は加速度センサ又はポテンションメータであることを特徴とする請求項５ないし請求項１６のいずれか１項に記載の照明光源装置。
18. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の照明光源装置と、該照明光源装置の光路合流光学素子から出射された照明光を画像生成部に導く照射光学系と前記画像生成部により生成された投影画像を投影する投影光学系とを備え、前記制御部は画像データの一フレームの期間を分割してかつ前記投影画像データに対応して前記励起光源をオン・オフ制御すると共に前記画像生成部を制御することにより前記画像データに対応する投影画像を目の残像現象を利用して生成することを特徴とする投射装置。
19. 前記画像データの一フレームの期間中に前記励起光源と前記照明光源とを同時にオンさせることにより加色法の原理により前記励起光源の光の色と前記照明光源の光の色とが混じり合った色の光を生成することを特徴とする請求項１８に記載の投射装置。
20. 請求項９ないし請求項１２のいずれか１項に記載の照明光源装置と、該照明光源装置の光路合流光学素子から出射された照明光を画像生成部に導く照射光学系と前記画像生成部により生成された投影画像を投影する投影光学系とを備え、前記制御部は画像データの一フレームの期間を分割してかつ前記投影画像データに対応して前記励起光源をオン・オフ制御すると共に前記画像生成部を制御することにより前記画像データに対応する投影画像を目の残像現象を利用して生成することを特徴とする投射装置。
21. 前記画像データの一フレームの期間中に前記励起光源と前記照明光源とを同時にオンさせることにより加色法の原理により前記蛍光ホイールにより生成された蛍光の色と前記照明光源の光の色とが混じり合った色の光を生成することを特徴とする請求項２０に記載の投射装置。
22. 照明光学系の一部を構成しかつ可視光としての励起光を発生する励起光源と、
    前記照明光学系の一部を構成しかつ前記励起光源の出射光路に設けられて前記励起光源からの励起光をそのまま透過させる透過領域と前記励起光源からの励起光を反射する反射領域とを有する反射・透過部材と、
    前記照明光学系の一部を構成しかつ前記反射領域により反射された前記励起光の反射光路と前記透過領域を透過した透過光路との少なくとも一方に設けられて前記励起光により励起されて前記励起光の光の色とは異なる色の蛍光を発生する蛍光体が形成された蛍光体部材と、
    前記励起光源の出射光路を周期的に透過領域と反射領域とが横切るように前記反射・透過部材を駆動する第１駆動部材と、
    前記蛍光体部材を駆動する第２駆動部材と、前記反射・透過部材の回転角度位置を検出する回転角度位置検出部と、
    前記第１駆動部材と前記第２駆動部材とを駆動制御すると共に前記回転角度位置検出部の検出結果を用いて前記反射・透過部材の透過領域と反射領域との境界領域が前記出射光路を横切っている間の期間中に前記励起光源を点灯制御する制御部と、
    前記透過光路と前記反射光路とを合流させる合流光路を形成する光路合流光学素子とを備え、
    前記透過光路を通って前記光路合流光学素子に導かれた光束と前記反射光路を通って前記光路合流光学素子に導かれた光束とを合流させて前記照明光学系から出射させる照明光源装置の制御方法であって、
    前記反射・透過ホイールの回転角度位置を検出する検出ステップと、
    該検出ステップにより検出された検出結果を用いて前記反射・透過ホイールが前記出射光路を横切るタイミングを算出して前記反射領域と前記透過領域との境界領域が前記出射光路を横切る際に前記励起光源をオンする制御ステップとを備えていることを特徴とする照明光源装置の制御方法。