JP2014119670A - 蛍光発生装置、投影装置及び励起ビーム発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体が局所的に劣化することを防止する。
【解決手段】蛍光発生装置１０が、励起光線をそれぞれ発生させることによってこれら励起光線の束となる励起ビームを発生させる複数の励起光光源２１，２１…と、蛍光体層４１ｄが設けられた蛍光体ホイール４１と、励起光光源２１，２１…から蛍光体ホイール４１までの励起ビームの光路上に配置され、励起ビームが入射し、回転可能に設けられた光学素子２３と、光学素子２３を回転させる回転駆動器２５と、備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛍光発生装置、投影装置及び励起ビーム発生装置に関する。

投影装置は、光源から発した光をデジタル・マイクロミラー・デバイス等の反射型表示素子又は液晶シャッターアレイパネル等の透過型表示素子に照射し、表示素子によって形成された画像を投影レンズによってスクリーンに投影するものである。
従来、高輝度の放電ランプを光源として利用する投影装置が主流であった。しかし、近年、レーザー光源装置（例えば、特許文献１参照）及び蛍光体を利用する投影装置の開発が多々なされている。具体的には、レーザー光源装置に組み込まれたレーザーダイオードによって励起ビーム（レーザー光）を発生させ、その励起ビームをレンズ等を利用して蛍光体に照射し、その蛍光体から発せられた蛍光をレンズ等によって表示素子に照射する。

特開２０１０−２５００９０号公報

ところが、蛍光体の一定の箇所に励起ビームを照射すると、その照射箇所が急速に劣化する。そこで、蛍光体を回転することによって励起ビームが一定の箇所に集中して照射されることを防止する。しかし、蛍光体を回転したものとしても、励起ビームが蛍光体に描く軌跡は円形となり、蛍光体がその円形軌跡において局所的に劣化してしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、蛍光体が局所的に劣化することを防止することである。

以上の課題を解決するために、本発明に係る蛍光発生装置は、励起光線をそれぞれ発生させることによってこれら励起光線の束となる励起ビームを発生させる複数の励起光光源と、蛍光体層が設けられた蛍光体板と、前記励起光光源から前記蛍光体板までの前記励起ビームの光路上に配置され前記励起ビームが入射する、回転可能に設けられた光学素子と、前記光学素子を回転させる回転駆動器と、備える。

本発明に係る励起ビーム発生装置は、互いに平行な励起光線をそれぞれ発生させることによってこれら励起光線の束となる励起ビームを発生させる複数の励起光光源と、前記励起ビームの光路上に配置されて前記励起ビームが入射し、前記励起ビームの断面像を当該励起ビームの光軸回りに回転させ、前記励起ビームの光軸回りに回転可能に設けられた像回転素子と、前記像回転素子を回転させる回転駆動器と、を備える。

本発明によれば、光学素子或いは像回転素子の回転によって励起ビーム中の励起光線が蛍光体板の蛍光体層の一定箇所に照射されることを防止することができる。これにより、蛍光体板の蛍光体層の長寿命化を図ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る蛍光発生装置の側面図である。 同実施形態に係る励起光光源及びコリメータレンズの側面図である。 同実施形態に係る励起光光源及びコリメータレンズの側面図である。 同実施形態に係る励起光光源、コリメータレンズ、階段ミラー及び光学素子の側面図である。 同実施形態に係る励起光光源、コリメータレンズ、階段ミラー及び平面反射面の側面図である。 同実施形態に係る蛍光体ホイールの平面図である。 同実施形態に係る蛍光体ホイールの平面図である。 同実施形態に係る蛍光体ホイールの平面図である。 励起ビームの光軸が蛍光体ホイールに描く軌跡と、その励起ビーム中の励起光線が蛍光体ホイールに描く軌跡とを示した説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る蛍光発生装置の側面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る蛍光発生装置の側面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る蛍光発生装置に設けられた励起光光源及びコリメータレンズ側面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る投影装置の平面図である。 本発明の第６の実施の形態に係る投影装置の平面図である。

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

〔第１の実施の形態〕
図１は、蛍光発生装置１０の側面図である。
図１に示すように、蛍光発生装置１０は励起ビーム発生装置２０、収束光学系３０及び励起光変換装置４０を備える。

励起ビーム発生装置２０は励起ビームを発生させる。励起ビーム発生装置２０によって発せられる励起ビームは平行光又は収束光である。励起ビーム発生装置２０によって発せられる励起ビームは複数の励起光線の束である。励起ビーム発生装置２０によって発せられる励起ビームは波長帯域が狭い単色光であることが好ましい。また、励起ビーム発生装置２０によって発せられる励起ビームは波長が短い高エネルギーの光が好ましい。励起ビーム発生装置２０によって発せられる励起ビームは例えば紫外光又は青色光である。

収束光学系３０は、励起ビーム発生装置２０によって発せられた励起ビームを収束することによって励起光のスポット１９を形成する。収束光学系３０は一枚又は複数枚のレンズ等を有する。

励起光変換装置４０は、収束光学系３０によって収束された励起ビームを蛍光に変換し、励起光のスポット１９を蛍光光源像に変換する。

励起ビーム発生装置２０について説明する。

励起ビーム発生装置２０は複数の励起光光源２１，２１…、複数のコリメータレンズ２２，２２…、光学素子２３及び回転駆動器２５を備える。

励起光光源２１，２１…は半導体発光素子であり、より具体的にはレーザーダイオードである。これら励起光光源２１，２１…は図１の紙面に対して垂直な面に沿って二次元アレイ状に配列されている。これら励起光光源２１，２１…は何れも同じ向きに励起光線を発し、励起光光源２１，２１…の光軸が互いに平行であり、励起光光源２１，２１…によって発せられる励起光線が互いに平行である。これら励起光光源２１，２１…によって発せられた励起光線の束を励起ビームという。

励起光光源２１，２１…によって発せられた何れの励起光線も励起ビームの光軸からずれている。つまり、何れの励起光光源２１，２１…もこれら励起光光源２１，２１…が分布する領域の中心に配置されていない。

励起光光源２１，２１…は点滅してもよいし、常時点灯してもよい。励起光光源２１，２１…が点滅する場合、その点滅周期は短く、励起光光源２１，２１…の点滅が肉眼で識別できないほど高速であることが好ましい。

コリメータレンズ２２，２２…は図１の紙面に対して垂直な面に沿って二次元アレイ状（格子状）に配列されている。コリメータレンズ２２，２２…が励起光光源２１，２１…にそれぞれ対向する。コリメータレンズ２２，２２…は励起光光源２１，２１…から発した励起光線をコリメートする。

コリメータレンズ２２，２２…の光軸が励起光光源２１，２１…の光軸に揃っているか（図２参照）、或いは、コリメータレンズ２２，２２…の光軸が励起光光源２１，２１…の光軸からずれている（図３参照）。

コリメータレンズ２２，２２…の光軸が励起光光源２１，２１…の光軸に揃っていれば、コリメータレンズ２２，２２…を通過した励起光線が互いに平行である。従って、コリメータレンズ２２，２２…の通過後の励起ビームは平行光である。

コリメータレンズ２２，２２…の光軸が励起光光源２１，２１…の光軸からずれている場合、コリメータレンズ２２と励起光光源２１の組の配置位置がより周辺になるにつれて、両者の光軸のずれ量がより大きくなる。そのため、コリメータレンズ２２，２２，…を通過した励起光線が中心（励起ビームの光軸）に偏向し、コリメータレンズ２２，２２…通過後の励起ビームは収束光である。

なお、図４又は図５に示すように、コリメータレンズ２２，２２…の出射側に階段ミラー２８，２８…又は平面反射面（鏡面又は全反射面）２９を配置してもよい。コリメータレンズ２２，２２…を通過した励起光線が階段ミラー２８，２８…又は平面反射面２９によって反射されることによって、これら励起光線の間隔が短くなり、これら励起光線の束（励起ビーム）の径が細くなる。

図１に示すように、コリメータレンズ２２，２２…を通過した励起光線（図４又は図５のような構成を採用した場合、階段ミラー２８，２８…又は平面反射面２９によって反射された励起光線）の束つまり励起ビームは光学素子２３に入射される。

光学素子２３は、入射される励起ビームの断面像をその光軸を中心に回転させて、その励起ビームを出射する像回転光学素子である。より具体的には、光学素子２３は、励起ビームの入射光軸と励起ビームの出射光軸をずらさずに、これら入射光軸と出射光軸を一直線状に一致させる像回転光学素子である。そのような像回転作用を有するダブプリズム（ドーブプリズム：Dove prism）又はシュミット・ペシャンプリズム（Schmidt-Pechan prism）を光学素子２３に適用することが好ましい。

光学素子２３がダブプリズムである場合、入射光軸及び出射光軸に沿った光学素子２３の断面形状は２つの底角が等しい等脚台形である。ダブプリズムは、その等脚台形をその断面の直交方向に平行移動することで得られた稠密体（ソリッド体）である。等脚台形の一方の脚を含む面２３ａが入射面であり、他方の脚を含む面２３ｃが出射面であり、長い底辺を含む面２３ｂが全反射面である。入射面２３ａに入射する励起ビームの光軸が全反射面に対して平行であり、その励起ビームは入射面２３ａに斜めに入射して、入射面２３ａによって全反射面２３ｂ側へ屈折される。入射した励起ビームは全反射面２３ｂによって出射面２３ｃへ反射される。反射された励起ビームは、出射面２３ｃによって屈折されて、出射面２３ｃから外部へ出射する。これにより、出射面２３ｃから出射する励起ビームが入射面２３ａに入射する励起ビームを所定角度（例えば、１８０°）だけ捩ったものとなり、出射励起ビームの断面像が入射励起ビームの断面像をその光軸を中心にして所定角度（１８０°）だけ回転させたものとなる。また、入射励起ビームの光軸と出射励起ビームの光軸が一直線状に重なる。なお、光学素子２３がダブプリズムである場合、コリメータレンズ２２，２２…の光軸が励起光光源２１，２１…の光軸に揃っていて、光学素子２３に入射される励起ビームが平行光であることが好ましい。

光学素子２３は、光学素子２３の入射光軸及び出射光軸に平行な回転軸を中心にして回転可能に設けられている。具体的には、光学素子２３がホルダー２４に取り付けられ、そのホルダー２４がベアリング等によって回転可能に設けられている。このホルダー２４及び光学素子２３の回転軸が光学素子２３の入射光軸及び出射光軸に一致しているか、又はその入射光軸及び出射光軸に対して偏心している。光学素子２３が回転すれば、光学素子２３から出射される励起ビームやその断面像もその光軸を中心にして回転し、その励起ビームの各励起光線が励起ビームの出射光軸及び入射光軸を中心にして旋回する。光学素子２３がダブプリズムであれば、励起ビームやその断面像の回転角が光学素子２３の回転角の２倍になり、励起ビームやその断面像は光学素子２３の２倍の速度で回転する。従って、光学素子２３が１回転すれば、励起ビームやその断面像は２回転する。

回転駆動器２５はモーターであり、そのモーターの出力軸が歯車列等の伝動機構を介してホルダー２４に連結されている。ホルダー２４及び光学素子２３は回転駆動器２５によって駆動される。回転駆動器２５は等速度でホルダー２４及び光学素子２３を回転するか、周期的、断続的又は連続的に回転速度を変化させてホルダー２４及び光学素子２３を回転する。また、回転駆動器２５によって回転されるホルダー２４及び光学素子２３の回転周期は後述する蛍光体ホイール４１の回転周期よりも短く、ホルダー２４及び光学素子２３が蛍光体ホイール４１よりも高速で回転される。

光学素子２３によって出射される励起ビームの光軸が収束光学系３０の光軸と一直線状に揃っていることが好ましい。

励起光変換装置４０について説明する。

励起光変換装置４０は、蛍光体ホイール４１及びスピンドルモーター（回転駆動器）４２を有する。蛍光体ホイール４１は励起光によって励起する蛍光体を有する。蛍光体ホイール４１が円板状に設けられている。蛍光体ホイール４１が励起光のスポット１９において収束光学系３０の光軸に対して直交する。スピンドルモーター４２が蛍光体ホイール４１の中心において蛍光体ホイール４１に連結されており、蛍光体ホイール４１がスピンドルモーター４２によって回転される。スピンドルモーター４２が蛍光体ホイール４１を等速度で回転することが好ましい。

なお、スピンドルモーター４２と回転駆動器２５のどちらか一方を設けず、他方によって光学素子２３及び蛍光体ホイール４１を駆動してもよい。つまり、光学素子２３と蛍光体ホイール４１の駆動源を共通化してもよい。

図６は蛍光体ホイール４１の平面図である。なお、図６を見る方向と図１を見る方向は垂直である。

蛍光体ホイール４１はホイール板４１ａ及び蛍光体層４１ｄ等を有する。ホイール板４１ａが円板状に設けられている。ホイール板４１ａの中心には取付孔４１ｂが形成され、スピンドルモーター４２の出力軸が取付孔４１ｂに嵌め込まれて固定されている。スピンドルモーター４２の出力軸が収束光学系３０の光軸に対して平行であり、ホイール板４１ａが収束光学系３０の光軸に対して直交する。ホイール板４１ａの表側の面が収束光学系３０側に向き、ホイール板４１ａの裏側の面が反対を向いている。

蛍光体層４１ｄはホイール板４１ａの表側の面に形成されている。蛍光体層４１ｄは、ホイール板４１ａの表側の面全体に形成されていてもよいし、ホイール板４１ａの表側の面の一部に形成されていてもよい。ここでは、蛍光体層４１ｄが取付孔４１ｂを中心とした円環状に形成されている。

収束光学系３０の光軸が蛍光体層４１ｄに交差し、励起ビームのスポット１９が蛍光体層４１ｄに形成される。蛍光体層４１ｄは励起ビームの照射箇所（スポット１９）において励起されて、蛍光を発する。これにより、励起ビームのスポット１９が蛍光の光源像に変換される。蛍光体層４１ｄから発せられる蛍光は可視光であり、好ましくは波長帯域が狭い単色光であり、より好ましくは三原色の光である。例えば、蛍光体層４１ｄは緑色光、赤色光又は青色光である。

図７に示すように蛍光体層４１ｄが周方向に複数に分けられ、これら複数に分けられた蛍光体層４１ｄ１，４１ｄ２…が周方向に並設されていてもよい。この場合、蛍光体層４１ｄ１，４１ｄ２…から発せられる蛍光色は互いに異なる。蛍光体層４１ｄが３つに分けられた場合、蛍光体層４１ｄ１，４１ｄ２，４１ｄ３から発せられる蛍光色はそれぞれ赤色光、緑色光、青色光であることが好ましい。

図８に示すように、蛍光体ホイール４１が励起光を拡散透過させる透過拡散板４１ｅを更に有してもよい。ここで、ホイール板４１ａの周縁には開口４１ｃが形成され、その開口４１ｃが透過拡散板４１ｅに閉塞されている。軸方向に見て、その開口４１ｃが周方向に延在し、蛍光体層４１ｄは円弧帯状又は扇形状に形成されている。開口４１ｃ内の透過拡散板４１ｅと蛍光体層４１ｄが周方向に並設され、開口４１ｃ内の透過拡散板４１ｅと蛍光体層４１ｄとが同一回転軌道上にある。蛍光体ホイール４１に透過拡散板４１ｅが設けられている場合には、蛍光体層４１ｄや透過拡散板４１ｅに入射する励起ビームが可視光であることが好ましい。なお、図８に示すようにホイール板４１ａに開口４１ｃが形成されている場合でも、図６に示す場合と同様に蛍光体層４１ｄが一色の蛍光体層からなるか、図７に示す場合と同様に蛍光体層４１ｄが周方向に複数に分けられた複数色の蛍光体層からなる。

蛍光体ホイール４１がスピンドルモーター４２によって回転されることによって、励起ビームのスポット１９により蛍光体ホイール４１（特に、蛍光体層４１ｄ及び透過拡散板４１ｅ）に描かれる軌跡が円状になる。図９に示す円状軌跡１８は、蛍光体ホイール４１一回転当たりに、励起ビームの光軸（スポット１９の中心）によって蛍光体ホイール４１に描かれる軌跡である。

上述したように励起ビームは複数の励起光線の束であり、これら励起光線は何れも励起ビームの光軸に一致していない。そのうえ、光学素子２３が回転されることによって励起ビーム及びその断面像がその光軸を中心にして回転する。そのため、各励起光線によって蛍光体ホイール４１に描かれる軌跡は円形ではない。また、各励起光線によって蛍光体ホイール４１に描かれる軌跡（蛍光体ホイール４１の一回転当たり）は、励起ビームの光軸によって蛍光体層４１ｄに描かれる軌跡（蛍光体ホイール４１の一回転当たり）よりも長くなる。図９に示す曲線状軌跡１７は、蛍光体ホイール４１一回転当たりに、励起ビームを構成する一つの励起光線によって蛍光体ホイール４１に描かれる軌跡である。蛍光体ホイール４１の中心を原点にしてｘｙ直交座標系を設定した場合、励起光線によって蛍光体ホイール４１に描かれる軌跡は次式で表される曲線となる。

x=Rcos(t)+rcos(ωt)
y=Rsin(t)+rcos(ωt)
ここで、座標(x,y)は励起光線によって蛍光体ホイール４１に描かれる軌跡上の点を表し、Rは蛍光体ホイール４１の中心から励起ビームの光軸までの距離であり、rは励起ビームから励起光線までの距離であり、ωは蛍光体ホイール４１一回転当たりの光学素子２３の回転数であり、tは媒介変数である。

励起光線が蛍光体ホイール４１に描く軌跡が長くなり、励起光線が蛍光体ホイール４１の径方向に分布するように蛍光体層４１ｄに入射するので、蛍光体層４１ｄが励起光線によって劣化することを抑えることができる。よって、蛍光体層４１ｄの寿命を長期化することができる。

励起ビームのスポット１９により蛍光体ホイール４１に描かれる円状軌跡は径方向に幅を有する。その円状軌跡の何れの位置においても励起光線の入射光量の累積値がほぼ等しくなる。よって、蛍光体層４１ｄの特定の箇所が他の箇所と比較して早く劣化することを防止することができるとともに、蛍光体層４１ｄの寿命の均一化を図ることができる。これは、光学素子２３の回転により励起ビームの断面像が回転して、励起ビームのスポット１９も回転することに起因する。

光学素子２３がダブプリズム又はシュミット・ペシャンプリズムであるので、光学素子２３に入射する励起ビームの光軸が光学素子２３から出射する励起ビームの光軸と一直線状に揃う。そのため、光学素子２３が回転したものとしても、光学素子２３から出射する励起ビームの光軸を収束光学系３０の光軸と一直線状に揃えることができる。よって、励起ビームのスポット１９が蛍光体ホイール４１の径方向に揺れ動くことがなく、蛍光が発せられる位置が一定の位置にすることができる。それにより、蛍光体層４１ｄから発せられた蛍光を他の箇所に照射するべく、レンズ等の光学系を設置する場合、その光学系の設計を容易にすることができるとともに、その光学系をシンプル且つ小型化することができる。

回転駆動器２５は周期的、断続的又は連続的に回転速度を変化させてホルダー２４及び光学素子２３を回転すれば、励起光線が蛍光体ホイール４１に描く軌跡の形状が不規則的になる。そのため、蛍光体層４１ｄの特定箇所が励起光線によって局所的に劣化することを防止することができる。

回転駆動器２５によって回転されるホルダー２４及び光学素子２３の回転周期は蛍光体ホイール４１の回転周期よりも短いので、蛍光体ホイール４１が１回転する間に励起光線によって蛍光体ホイール４１に描かれる軌跡（例えば、曲線状軌跡１７）が長くなるので、蛍光体層４１ｄの劣化を抑えることができる。

蛍光体ホイール４１の１回転当たりの光学素子２３の回転角度の２倍値と、３６０との最小公倍数が大きいほどより好ましい。その最小公倍数が大きくなるにつれて、励起光線が蛍光体ホイール４１に或る軌跡を描き始めてから、次にその励起光線がその軌跡と同一の軌跡を描き始めるまでの期間が長くなるためである。

〔第２の実施の形態〕
図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る蛍光発生装置１０Ａの側面図である。第２実施形態に係る蛍光発生装置１０Ａと第１実施形態に係る蛍光発生装置１０との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。以下、第１実施形態に係る蛍光発生装置１０から変更した部分について主に説明する。

第１実施形態では、光学素子２３が像回転素子であった。それに対して第２実施形態では、光学素子２３は、出射励起ビームの光軸を入射励起ビームの光軸からずらす光軸シフト素子である。

具体的には、図１０に示すように、光学素子２３が透明な平行平板であり、光学素子２３の入射面２３ｆと出射面２３ｇが互いに平行である。入射面２３ｆ及び出射面２３ｇは、コリメータレンズ２２，２２…を通過した励起ビームの光軸に対して傾斜する。そのため、入射面２３ｆに入射した励起ビームが入射面２３ｆによって屈折し、その励起ビームが出射面２３ｇによって屈折されて、出射面２３ｇから外部へ出射する。これにより、出射面２３ｇから出射する励起ビームの光軸が入射面２３ｆに入射する励起ビームの光軸からずれたものとなり、入射光軸と出射光軸が互いに平行である。

光学素子２３及びそれを保持するホルダー２４は、入射光軸を中心にして回転駆動器２５によって回転される。

以上に説明したことを除いて、第２実施形態に係る蛍光発生装置１０Ａと第１実施形態に係る蛍光発生装置１０との間で互いに対応する部分は同様に設けられている。

平行平板たる光学素子２３が回転されることによって、励起ビームのスポット１９が光学素子２３の回転軸を中心にして旋回する。そのため、蛍光体層４１ｄ（透過拡散板４１ｅがある場合には、蛍光体層４１ｄ及び透過拡散板４１ｅ）の特定箇所が励起光線によって局所的に劣化することを防止することができ、蛍光体層４１ｄの寿命の均一化を図ることができる。

〔第３の実施の形態〕
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る蛍光発生装置１０Ｂの側面図である。第３実施形態に係る蛍光発生装置１０Ｂと第１実施形態に係る蛍光発生装置１０との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。以下、第１実施形態に係る蛍光発生装置１０から変更した部分について主に説明する。

第３実施形態に係る蛍光発生装置１０Ｂには、光学素子２３、ホルダー２４及び回転駆動器２５が設けられていない。そして、光学素子たる収束光学系３０の光軸３０ｃはコリメータレンズ２２，２２…を通過した励起ビームの光軸からずれている。また、収束光学系３０の光軸３０ｃはコリメータレンズ２２，２２…を通過した励起ビームの光軸に対して平行である。

収束光学系３０は、その光軸３０ｃからずれた回転軸（光軸３０ｃに平行である。）を中心にして回転可能に設けられている。より具体的には、収束光学系３０は、コリメータレンズ２２，２２…を通過した励起ビームの光軸を中心にして回転可能に設けられている。つまり、収束光学系３０がホルダー３０ａに取り付けられ、そのホルダー３０ａがベアリング等によって回転可能に設けられている。このホルダー３０ａ及び収束光学系３０の回転軸は収束光学系３０の光軸３０ｃからずれているとともに、その光軸３０ｃに対して平行である。

更に、この蛍光発生装置１０Ｂは回転駆動器３０ｂを有する。回転駆動器３０ｂはモーターであり、そのモーターの出力軸が歯車列等の伝動機構を介してホルダー３０ａに連結されている。ホルダー３０ａ及び収束光学系３０は回転駆動器３０ｂによって駆動される。回転駆動器３０ｂは等速度でホルダー３０ａ及び収束光学系３０を回転するか、周期的、断続的又は連続的に回転速度を変化させてホルダー３０ａ及び収束光学系３０を回転する。また、回転駆動器３０ｂによって回転されるホルダー３０ａ及び収束光学系３０の回転周期は蛍光体ホイール４１の回転周期よりも短い。

以上に説明したことを除いて、第３実施形態に係る蛍光発生装置１０Ｂと第１実施形態に係る蛍光発生装置１０との間で互いに対応する部分は同様に設けられている。

収束光学系３０の光軸と、コリメータレンズ２２，２２…を通過した励起ビームの光軸とが一致しない状態で収束光学系３０が回転されることによって、励起ビームのスポット１９が旋回する。そのため、蛍光体層４１ｄ（透過拡散板４１ｅがある場合には、蛍光体層４１ｄ及び透過拡散板４１ｅ）の特定箇所が励起光線によって局所的に劣化することを防止することができ、蛍光体層４１ｄ（透過拡散板４１ｅがある場合には、蛍光体層４１ｄ及び透過拡散板４１ｅ）の寿命の均一化を図ることができる。

〔第４の実施の形態〕
図１２は、本発明の第４の実施の形態に係る蛍光発生装置の要部の側面図である。第４実施形態に係る蛍光発生装置と第１実施形態に係る蛍光発生装置１０との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。以下、第１実施形態に係る蛍光発生装置１０から変更した部分について主に説明する。

第４実施形態に係る蛍光発生装置には、光学素子２３、ホルダー２４及び回転駆動器２５が設けられていない。そして、光学素子たるコリメータレンズ２２，２２…の光軸２２ｃ，２２ｃ…が励起光光源２１，２１…の光軸２１ｃ，２１ｃ…からずれた状態で励起光光源２１，２１…とそれぞれ対向する。コリメータレンズ２２，２２…の光軸２２ｃ，２２ｃ…と励起光光源２１，２１…の光軸２１ｃ，２１ｃ…のずれ量は僅かである。

コリメータレンズ２２，２２…はそれぞれ励起光光源２１，２１…の光軸２１ｃ，２１ｃ…を中心にして回転可能に設けられている。具体的には、コリメータレンズ２２，２２…はそれぞれホルダー２２ａ，２２ａ…に取り付けられ、それらホルダー２２ａ，２２ａ…がそれぞれベアリング等によって回転可能に設けられている。

更に、この蛍光発生装置は回転駆動器２２ｂを有する。回転駆動器２２ｂはモーターであり、そのモーターの出力軸が歯車列等の伝動機構を介してホルダー２２ａ，２２ａ…に連結されている。コリメータレンズ２２，２２…及びホルダー２２ａ，２２ａ…は回転駆動器３０ｂによって駆動される。回転駆動器２２ｂは等速度でコリメータレンズ２２，２２…及びホルダー２２ａ，２２ａ…を回転するか、周期的、断続的又は連続的に回転速度を変化させてコリメータレンズ２２，２２…及びホルダー２２ａ，２２ａ…を回転する。また、回転駆動器２２ｂによって回転されるコリメータレンズ２２，２２…及びホルダー２２ａ，２２ａ…の回転周期は蛍光体ホイール４１の回転周期よりも短い。

以上に説明したことを除いて、第４実施形態に係る蛍光発生装置と第１実施形態に係る蛍光発生装置１０との間で互いに対応する部分は同様に設けられている。

コリメータレンズ２２，２２…の光軸２２ｃ，２２ｃ…と励起光光源２１，２１…の光軸２１ｃ，２１ｃ…とが一致しない状態で、コリメータレンズ２２，２２…が回転されることによって、励起光光線がそれぞれの励起光光源２１，２１…の光軸２１ｃ，２１ｃ…を中心にして旋回する。そのため、蛍光体層４１ｄ（透過拡散板４１ｅがある場合には、蛍光体層４１ｄ及び透過拡散板４１ｅ）の特定箇所が励起光線によって局所的に劣化することを防止することができ、蛍光体層４１ｄ（透過拡散板４１ｅがある場合には、蛍光体層４１ｄ及び透過拡散板４１ｅ）の寿命の均一化を図ることができる。

〔第５の実施の形態〕
第１実施形態の蛍光発生装置１０、第２実施形態の蛍光発生装置１０Ａ、第３実施形態の蛍光発生装置１０Ｂ又は第４実施形態の蛍光発生装置を用いた投影装置について説明する。

図１３は、第１実施形態の蛍光発生装置１０を利用した投影装置１００の図面である。
図１３に示すように、この投影装置１００は、照明装置（シーケンシャルカラー発生装置）１、光源側光学系２、表示素子３及び投影光学系４等を備える。

照明装置１は、出射光を赤色光、緑色光及び青色光に時間で分割するものである。具体的には、照明装置１は、赤色光、緑色光及び青色光を順次繰り返し出射するものである。

照明装置１は、蛍光発生装置１０、第一光源５０、第二光源６０及び光路合成光学系７０を備える。

この蛍光発生装置１０の蛍光体ホイール４１は図６に示すようなものである。また、本実施形態では、ホイール板４１ａに銀蒸着等で反射面を形成し、その反射面に重なって蛍光体層４１ｄが形成される。蛍光発生装置１０の収束光学系３０はレンズ３１、レンズ群３２及びレンズ群３３から構成されている。レンズ３１、レンズ群３２及びレンズ群３３はこれらの光軸が一直線状に揃うように配列されている。なお、蛍光発生装置１０を第２実施形態の蛍光発生装置１０Ａ、第３実施形態の蛍光発生装置１０Ｂ又は第４実施形態の蛍光発生装置の何れかに代えてもよい。

第一光源５０及び第二光源６０は半導体発光素子であり、より具体的には発光ダイオードである。第一光源５０により発生される光、第二光源６０により発せられる光及び蛍光発生装置１０の蛍光体ホイール４１により発せられる蛍光は色が互いに異なる。励起光光源２１，２１…によって発せられる光と第一光源５０により発生される光は同色である。具体的には、第一光源５０により発せられる光及び励起光光源２１，２１，…により発せられる光は青色光であり、第二光源６０により発せられる光は赤色光であり、蛍光体ホイール４１により発せられる蛍光は緑色光である。

第一光源５０が高速で点滅し、その点滅周期が短く、第一光源５０の点滅が肉眼で識別できない。第二光源６０及び励起光光源２１，２１…についても同様である。ここで、第一光源５０、第二光源６０及び励起光光源２１，２１…が順次繰り返し点灯し、第一光源５０の点灯期間と第二光源６０の点灯期間と励起光光源２１，２１…の点灯期間がずれている。

第一光源５０の光軸がレンズ群３２とレンズ群３３との間においてレンズ３１、レンズ群３２及びレンズ群３３に直交する。第二光源６０の光軸が第一光源５０の光軸に直交する。第二光源６０の光軸がレンズ３１、レンズ群３２及びレンズ群３３の光軸に対して平行であり、励起光光源２１，２１…によって発せられる励起光の進行方向と第二光源６０により発せられる光の進行方向が逆である。

光路合成光学系７０は、第一光源５０により発せられた青色光の光軸、蛍光体ホイール４１により発せられた緑色蛍光の光軸及び第二光源６０により発せられた赤色光の光軸を一つに合成して、これらの赤色光、緑色蛍光及び青色光を同一の経路に沿って出射する。光路合成光学系７０は、レンズ群７１、第一ダイクロイックミラー７２、レンズ７３、第二ダイクロイックミラー７４、レンズ群７５、レンズ７６、ミラー７７及びレンズ７８を有する。

レンズ群７１が第一光源５０に対向する。レンズ７３が第一光源５０との間にレンズ群７１を置いて第一光源５０に対向する。レンズ群７１、レンズ７３及び第一光源５０はこれらの光軸が一直線状に揃うように配列されている。レンズ群７１及びレンズ７３の光軸がレンズ群３２及びレンズ群３３の光軸に直交する。

第一ダイクロイックミラー７２は、レンズ群７１とレンズ７３との間に配置されているとともに、レンズ群３２とレンズ群３３との間に配置されている。第一ダイクロイックミラー７２は、レンズ群３２，３３の光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ群７１及びレンズ７３の光軸に対して４５°で斜交する。第一ダイクロイックミラー７２は、緑色光を反射させ、青色光を透過させる。具体的には、第一ダイクロイックミラー７２は、第一光源５０により発せられた青色光をレンズ７３に向けて透過させる。更に、第一ダイクロイックミラー７２は、励起光光源２１，２１…により発せられた青色の励起ビーム（青色の励起光線の束）を蛍光体ホイール４１に向けて透過させる。更に、第一ダイクロイックミラー７２は、蛍光体ホイール４１により発せられた緑色蛍光をレンズ７３に向けて反射させる。これにより、蛍光体ホイール４１により発せられた緑色蛍光の光軸と第一光源５０により発せられた青色光の光軸が、第一ダイクロイックミラー７２よりもレンズ７３側において合成されて、その青色光とその緑色蛍光が同一の経路を進行する。

レンズ群７５は第二光源６０に対向する。レンズ群７５及び第二光源６０はこれらの光軸が一直線状に揃うように配列されている。レンズ群７５及び第二光源６０の光軸はレンズ７３に関して第一光源５０及び第一ダイクロイックミラー７２の反対側でレンズ群７１及びレンズ７３の光軸に対して直交する。

第二ダイクロイックミラー７４はレンズ群７５の光軸とレンズ群７１及びレンズ７３の光軸との交差部に配置されている。第二ダイクロイックミラー７４と第一ダイクロイックミラー７２は互いに平行となるように配置されている。第二ダイクロイックミラー７４は、レンズ群７５の光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ群７１及びレンズ７３の光軸に対して４５°で斜交する。第二ダイクロイックミラー７４は、赤色光を反射させ、緑色光及び青色光を透過させる。具体的には、第二ダイクロイックミラー７４は、レンズ７３を通過した青色光（第一光源５０により発せられた青色光）をレンズ７６に向けて透過させる。更に、第二ダイクロイックミラー７４は、レンズ７３を通過した緑色蛍光（蛍光体ホイール４１により発せられた緑色蛍光）をレンズ７６に向けて透過させる。更に、第二ダイクロイックミラー７４は、第二光源６０により発せられた赤色光（レンズ群７５を通過した赤色光）をレンズ７６に向けて反射させる。これにより、蛍光体ホイール４１により発せられた緑色蛍光の光軸と第一光源５０により発せられた青色光の光軸と第二光源６０により発せられた赤色光が、第二ダイクロイックミラー７４よりもレンズ７６側において合成されて、その青色光とその緑色蛍光とその赤色光が同一の経路を進行する。

レンズ７６はレンズ７３との間に第二ダイクロイックミラー７４を置いてレンズ７３に対向する。レンズ７６及びレンズ７３はこれらの光軸が一直線状に揃うように配列されている。

ミラー７７は第二ダイクロイックミラー７４との間にレンズ７６を置いて第二ダイクロイックミラー７４に対向する。ミラー７７と第二ダイクロイックミラー７４は互いに平行となるように配置されている。

レンズ７８の光軸はレンズ７６に関して第二ダイクロイックミラー７４の反対側でレンズ７６、レンズ７３及びレンズ群７１の光軸に対して直交する。
ミラー７７がレンズ７８の光軸の光軸とレンズ７６、レンズ７３及びレンズ群７１の光軸との交差部に配置されている。ミラー７７は、レンズ７６、レンズ７３及びレンズ群７１の光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ７８の光軸に対して４５°で斜交する。

第一光源５０によって発せられた青色光は、レンズ群７１によって集光され、次いで第一ダイクロイックミラー７２を通過し、次いでレンズ７３によって集光され、次いで第二ダイクロイックミラー７４を通過し、次いでレンズ７６によって集光され、次いでミラー７７によって反射され、次いでレンズ７８によって集光される。これにより、照明装置１から青色光が出射されて、第一光源５０の光源像がレンズ群７１、第一ダイクロイックミラー７２、レンズ７３、第二ダイクロイックミラー７４、レンズ７６、ミラー７７及びレンズ７８によって所定の面（詳細には導光装置２ａの入射面）に投影される。

蛍光体ホイール４１から発せられた緑色蛍光は、レンズ群３３によって集光され、次いで第一ダイクロイックミラー７２によって反射され、次いでレンズ７３によって集光され、次いで第二ダイクロイックミラー７４を通過し、次いでレンズ７６によって集光され、次いでミラー７７によって反射され、次いでレンズ７８によって集光される。これにより、照明装置１から緑色蛍光が出射されて、蛍光体ホイール４１の蛍光体層４１ｄに形成された蛍光の光源像がレンズ群３３、第一ダイクロイックミラー７２、レンズ７３、第二ダイクロイックミラー７４、レンズ７６、ミラー７７及びレンズ７８によって所定の面（詳細には導光装置２ａの入射面）に投影される。

第二光源６０によって発せられた赤色光は、レンズ群７５によって集光され、次いで第二ダイクロイックミラー７４によって反射され、次いでレンズ７６によって集光され、次いでミラー７７によって反射され、次いでレンズ７８によって集光される。これにより、照明装置１から赤色光が出射されて、第二光源６０の光源像がレンズ群７５、第二ダイクロイックミラー７４、レンズ７６、ミラー７７及びレンズ７８によって所定の面（詳細には導光装置２ａの入射面）に投影される。

なお、第一光源５０が赤色光を発生させ、第二光源６０が青色光を発生させてもよい。その場合、第一ダイクロイックミラー７２が赤色光及び青色光を反射させ、緑色光を通過させる。更に第二ダイクロイックミラー７４が青色光を反射させ、赤色光及び緑色光を通過させる。

光源側光学系２は、照明装置１から出射された赤色光、緑色蛍光及び青色光を表示素子３に投射する。光源側光学系２は、導光装置２ａ、レンズ２ｂ、光軸変換ミラー２ｃ、レンズ群２ｄ、照射ミラー２ｅ及びフィールドレンズ２ｆを有する。このうちフィールドレンズ２ｆは光源側光学系２と投影光学系４に兼用される。

導光装置２ａはライトトンネル又はライトロッドである。導光装置２ａは、照明装置１によってされた赤色光、緑色蛍光及び青色光を入射面で取り込み、その取り込んだ赤色光、緑色蛍光及び青色光を側面で複数回反射又は全反射させることで、赤色光、緑色蛍光及び青色光を均一な強度分布の光束にする。レンズ２ｂは、導光装置２ａによって導光された赤色光、緑色蛍光及び青色光を光軸変換ミラー２ｃに向けて投射するとともに、集光する。光軸変換ミラー２ｃは、レンズ２ｂによって投射された赤色光、緑色蛍光及び青色光をレンズ群２ｄに向けて反射させる。レンズ群２ｄは、光軸変換ミラー２ｃによって反射された赤色光、緑色蛍光及び青色光を照射ミラー２ｅに向けて投射するとともに、集光する。照射ミラー２ｅは、レンズ群２ｄによって投射された光を表示素子３に向けて反射させる。フィールドレンズ２ｆは、照射ミラー２ｅによって反射された光を表示素子３へ投射する。

表示素子３は、空間光変調器であり、光源側光学系２によって照射された赤色光、緑色蛍光及び青色光を各画素（各空間光変調素子）で変調することによって画像を形成する。具体的には、表示素子３は、二次元アレイ状に配列された複数の可動マイクロミラー等を有するデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）である。表示素子３はドライバによって駆動される。つまり、赤色光が表示素子３に照射されている時に、表示素子３の各可動マイクロミラーが制御（例えば、ＰＷＭ制御）されることで、赤色光が投影光学系４に向けて反射される時間比（デューティー比）が可動マイクロミラー毎に制御される。これにより、表示素子３によって赤色の画像が形成される。緑色蛍光や青色光が表示素子３に照射されている際も、同様である。

なお、表示素子３が反射型の空間光変調器ではなく、透過型の空間光変調器（例えば、液晶シャッターアレイパネル：いわゆる液晶表示器）であってもよい。表示素子３が透過型の空間光変調器である場合、光源側光学系２の光路を変更し、赤色光、緑色蛍光及び青色光が光源側光学系２の裏側から表示素子３に照射されるようにする。

投影光学系４は表示素子３に対向するように設けられ、投影光学系４の光軸が前後に延びて表示素子３に交差（具体的には、直交）する。投影光学系４は、表示素子３によって反射された光を前方に投射することによって、表示素子３によって形成された画像をスクリーンに投影する。この投影光学系４は可動レンズ群４ａ及び固定レンズ群４ｂ等を備える。投影光学系４は、可動レンズ群４ａの移動によって、焦点距離が変更可能であるとともに、フォーカシングが可能である。

〔第６の実施の形態〕
第１実施形態の蛍光発生装置１０、第２実施形態の蛍光発生装置１０Ａ、第３実施形態の蛍光発生装置１０Ｂ又は第４実施形態の蛍光発生装置を用いた投影装置について説明する。

図１４は、第１実施形態の蛍光発生装置１０を利用した投影装置１００Ａの図面である。
図１４に示すように、この投影装置１００Ａは、照明装置（シーケンシャルカラー発生装置）１Ａ、光源側光学系２、表示素子３及び投影光学系４等を備える。この投影装置１００Ａの光源側光学系２、表示素子３及び投影光学系４は、第５実施形態の投影装置１００の光源側光学系２、表示素子３及び投影光学系４と同じように構成されている。そのため、第５実施形態の投影装置１００の光源側光学系２、表示素子３及び投影光学系４の各構成要素と同一の符号を第６実施形態の投影装置１００Ａの光源側光学系２、表示素子３及び投影光学系４の各構成要素に付し、第６実施形態の投影装置１００Ａの光源側光学系２、表示素子３及び投影光学系４についての説明を省略する。

照明装置１は、出射光を時間で赤色光、緑色光及び青色光に分割するものである。具体的には、照明装置１は、赤色光、緑色光及び青色光を順次繰り返し出射するものである。

照明装置１は、蛍光発生装置１０、第一光源１５０及び光路合成光学系１７０を備える。

この蛍光発生装置１０の蛍光体ホイール４１は図８に示すようなものである。本実施形態では、ホイール板４１ａに銀蒸着等で反射面を形成し、その反射面に重なって蛍光体層４１ｄが形成される。また、コリメータレンズ２２，２２…の出射側に階段ミラー２８，２８…が設けられており、これら階段ミラー２８，２８…が励起光線をそれぞれ反射させることによって、これら励起光線の進行方向が９０°曲げられ、これら励起光線の間隔が短くなる。蛍光発生装置１０の収束光学系３０はレンズ３１、レンズ群３２及びレンズ群３３から構成されている。なお、蛍光発生装置１０を第２実施形態の蛍光発生装置１０Ａ、第３実施形態の蛍光発生装置１０Ｂ又は第４実施形態の蛍光発生装置の何れかに代えてもよい。

第一光源１５０が半導体発光素子であり、より具体的には発光ダイオードである。第一光源１５０により発生される光、励起光光源２１，２１…によって発せられる光及び蛍光発生装置１０の蛍光体ホイール４１により発せられる蛍光は色が互いに異なる。具体的には、第一光源１５０により発せられる光が赤色光であり、励起光光源２１，２１，…により発せられる光は青色光であり、蛍光体ホイール４１により発せられる蛍光は緑色光である。

第一光源１５０が高速で点滅し、その点滅周期が短く、第一光源１５０の点滅が肉眼で識別できない。励起光光源２１，２１…についても同様である。第一光源１５０及び励起光光源２１，２１…が交互に繰り返し点灯し、第一光源１５０の点灯期間と励起光光源２１，２１…の点灯期間がずれている。

励起光光源２１，２１…の点灯・消灯タイミングについて図８を参照して説明する。開口４１ｃ（透過拡散板４１ｅ）が収束光学系３０の光軸を通過する期間の全体にわたって励起光光源２１，２１…が消灯し続けることがないうえ、蛍光体層４１ｄが収束光学系３０の光軸を通過する期間の全体にわたって励起光光源２１，２１…が消灯し続けることがない。例えば、蛍光体層４１ｄの周方向に沿った一部の範囲（例えば、半分）Ａが収束光学系３０の光軸を通過する際には、励起光光源２１，２１…が消灯し、蛍光体層４１ｄの残りの範囲及び開口４１ｃが収束光学系３０の光軸を通過する際には、励起光が点灯する。

図１４に示すように、第一光源１５０の光軸がレンズ群３２とレンズ群３３との間においてレンズ３１、レンズ群３２及びレンズ群３３に直交する。

光路合成光学系１７０は、第一光源１５０により発せられた赤色光の光軸、蛍光体ホイール４１（特に蛍光体層４１ｄ）により発せられた緑色蛍光の光軸及び蛍光体ホイール４１（特に透過拡散板４１ｅ）を通過した青色励起光（第二光源６０により発せられた赤色光の光軸を一つに合成して、これらの赤色光、緑色蛍光及び青色励起光を同一の経路に沿って出射する。光路合成光学系１７０は、レンズ群１７１、第一ダイクロイックミラー１７２、レンズ１７３、第二ダイクロイックミラー１７４、レンズ１７５、レンズ１７６、ミラー１７７、レンズ１７８、ミラー１７９及びレンズ１８０を有する。

レンズ群１７１が第一光源１５０に対向する。レンズ１７３が第一光源１５０との間にレンズ群１７１を置いて第一光源１５０に対向する。レンズ群１７１、レンズ１７３及び第一光源１５０はこれらの光軸が一直線状に揃うように配列されている。レンズ群１７１及びレンズ１７３の光軸がレンズ群３２及びレンズ群３３の光軸に直交する。

第一ダイクロイックミラー１７２は、レンズ群１７１とレンズ１７３との間に配置されているとともに、レンズ群３２とレンズ群３３との間に配置されている。第一ダイクロイックミラー１７２は、レンズ群３２，３３の光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ群１７１及びレンズ１７３の光軸に対して４５°で斜交する。第一ダイクロイックミラー１７２は、緑色光を反射させ、青色光及び赤色光を透過させる。具体的には、第一ダイクロイックミラー１７２は、第一光源１５０により発せられた赤色光をレンズ１７３に向けて透過させる。更に、第一ダイクロイックミラー１７２は、励起光光源２１，２１…により発せられた青色の励起ビーム（青色の励起光線の束）を蛍光体ホイール４１に向けて透過させる。更に、第一ダイクロイックミラー１７２は、蛍光体ホイール４１により発せられた緑色蛍光をレンズ１７３に向けて反射させる。これにより、蛍光体ホイール４１により発せられた緑色蛍光の光軸と第一光源１５０により発せられた赤色光の光軸が、第一ダイクロイックミラー１７２よりもレンズ１７３側において合成されて、その赤色光とその緑色蛍光が同一の経路を進行する。

レンズ１７６はレンズ群３３との間に蛍光体ホイール４１を置いてレンズ群３３に対向する。レンズ７６及びレンズ群３３はこれらの光軸が一直線状に揃うように配列されている。レンズ群１７１及びレンズ１７３の光軸がレンズ群３２及びレンズ群３３の光軸に直交する。

ミラー１７７はレンズ１７６に関してレンズ群３３の反対側に配置されている。ミラー１７７は第一ダイクロイックミラー１７２に対して垂直になるように配置されている。

レンズ１７８がレンズ１７３の横に配置されている。レンズ１７８の光軸とレンズ１７３の光軸が互いに平行である。レンズ１７８の光軸がレンズ１７６の光軸に直交する。ミラー１７７がレンズ１７８の光軸とレンズ１７６の光軸の交差部に配置されている。ミラー１７７は、レンズ１７６の光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ１７８の光軸に対して４５°で斜交する。

ミラー１７９はレンズ１７８に関してミラー１７７の反対側に配置されている。ミラー１７９は第一ダイクロイックミラー１７２に対して平行となるように配置されているとともに、ミラー１７７に対して垂直になるように配置されている。

レンズ１８０がレンズ群３３及びレンズ１７６の横に配置されている。レンズ１８０の光軸とレンズ群３３及びレンズ１７６の光軸が互いに平行である。レンズ１８０の光軸がレンズ１７８の光軸に直交する。ミラー１７９がレンズ１８０の光軸とレンズ１７８の光軸の交差部に配置されている。ミラー１７９は、レンズ１８０の光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ１７８の光軸に対して４５°で斜交する。

レンズ１７５がレンズ１８０に関してミラー１７９の反対側に配置されている。レンズ１７５とレンズ１８０はこれらの光軸が一直線状に揃うように配列されている。レンズ１８０及びレンズ１７５の光軸がレンズ１７３の光軸に直交する。

第二ダイクロイックミラー１７４がレンズ１８０とレンズ１７５の間に配置されている。その第二ダイクロイックミラー１７４は、レンズ１７５及びレンズ１８０の光軸とレンズ１７３の光軸の交差部に配置されている。第二ダイクロイックミラー１７４とミラー１７９と第一ダイクロイックミラー１７２は互いに平行である。第二ダイクロイックミラー１７４は、レンズ１７３の光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ１８０及びレンズ１７５の光軸に対して４５°で斜交する。第二ダイクロイックミラー１７４は、赤色光及び緑色光を反射させ、青色光を透過させる。具体的には、第二ダイクロイックミラー１７４は、レンズ１７３を通過した赤色光（第一光源１５０により発せられた赤色光）をレンズ１７５に向けて反射させる。更に、第二ダイクロイックミラー１７４は、レンズ１７３を通過した緑色蛍光（蛍光体ホイール４１により発せられた緑色蛍光）をレンズ１７５に向けて反射させる。更に、第二ダイクロイックミラー１７４は、レンズ１８０を通過した青色励起光（蛍光体ホイール４１の透過拡散板４１ｅを透過した青色励起光）をレンズ１７５に向けて透過させる。これにより、蛍光体ホイール４１の蛍光体層４１ｄにより発せられた緑色蛍光の光軸と第一光源１５０により発せられた赤色光の光軸と蛍光体ホイール４１の透過拡散板４１ｅを通過した青色励起光が、第二ダイクロイックミラー１７４よりもレンズ１７５側において合成されて、その赤色光とその緑色蛍光とその青色蛍光が同一の経路を進行する。

第一光源１５０によって発せられた赤色光は、レンズ群１７１によって集光され、次いで第一ダイクロイックミラー１７２を通過し、次いでレンズ１７３によって集光され、次いで第二ダイクロイックミラー１７４によって反射され、次いでレンズ１７５によって集光される。これにより、照明装置１から赤色光が出射されて、第一光源１５０の光源像がレンズ群１７１、第一ダイクロイックミラー１７２、レンズ１７３、第二ダイクロイックミラー１７４及びレンズ１７５によって導光装置２ａの入射面に投影される。

蛍光体ホイール４１の蛍光体層４１ｄから発せられた緑色蛍光は、レンズ群３３によって集光され、次いで第一ダイクロイックミラー１７２によって反射され、次いでレンズ１７３によって集光され、次いで第二ダイクロイックミラー１７４によって反射され、次いでレンズ１７５によって集光される。これにより、照明装置１から緑色蛍光が出射されて、蛍光体ホイール４１の蛍光体層４１ｄに形成された蛍光の光源像がレンズ群３３、第一ダイクロイックミラー１７２、レンズ１７３、第二ダイクロイックミラー１７４及びレンズ１７５導光装置２ａの入射面に投影される。

蛍光体ホイール４１の透過拡散板４１ｅによって拡散されるようにしてその透過拡散板４１ｅを通過した青色励起光は、レンズ１７６によって集光され、次いでミラー１７７によって反射され、次いでレンズ１８０によって集光され、次いで第二ダイクロイックミラー１７４を通過し、次いでレンズ１７５によって集光される。これにより、照明装置１から青色励起光が出射されて、透過拡散板４１ｅに形成されたスポット１９の光源像がレンズ１７６、ミラー１７７、レンズ１７８、ミラー１７９、レンズ１８０、第二ダイクロイックミラー１７４及びレンズ１７５によって導光装置２ａの入射面に投影される。

本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
励起光線をそれぞれ発生させることによってこれら励起光線の束となる励起ビームを発生させる複数の励起光光源と、
蛍光体層が設けられた蛍光体板と、
前記励起光光源から前記蛍光体板までの前記励起ビームの光路上に配置され前記励起ビームが入射する、回転可能に設けられた光学素子と、
前記光学素子を回転させる回転駆動器と、備える、
ことを特徴とする蛍光発生装置。
＜請求項２＞
前記光学素子が、前記励起ビームの断面像を当該励起ビームの光軸回りに回転させる像回転素子であり、
前記光学素子が、前記励起ビームの光軸回りに回転可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光発生装置。
＜請求項３＞
前記像回転素子は当該像回転素子に入射する前記励起ビームの光軸と当該像回転素子から出射する前記励起ビームの光軸とを一直線状に一致させる、
ことを特徴とする請求項２に記載の蛍光発生装置。
＜請求項４＞
前記像回転素子はダブプリズム又はシュミット・ペシャンプリズムである、
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の蛍光発生装置。
＜請求項５＞
前記励起光線が互いに平行である、
ことを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載の蛍光発生装置。
＜請求項６＞
前記回転駆動器が周期的、断続的又は連続的に前記光学素子の回転速度を変化させる、
ことを特徴とする請求項２から５の何れか一項に記載の蛍光発生装置。
＜請求項７＞
蛍光体板を回転させる第二回転駆動器を更に備え、
前記回転駆動器によって回転される前記光学素子の回転周期が前記第二回転駆動器によって回転される前記蛍光体板の回転周期よりも短い、
ことを特徴とする請求項２から６の何れか一項に記載の蛍光発生装置。
＜請求項８＞
前記光学素子が、前記励起ビームの光軸をずらす光軸シフト素子であり、
前記光学素子が、前記励起ビームの光軸回りに回転可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光発生装置。
＜請求項９＞
前記光学素子が、前記励起ビームの光軸に対して斜めに交わる透明な平行平板である、
ことを特徴とする請求項８に記載の蛍光発生装置。
＜請求項１０＞
前記光学素子が前記励起光光源にそれぞれ対向したコリメータレンズであり、
前記コリメータレンズの光軸が前記励起光光源の光軸からずれており、
前記コリメータレンズが前記励起光光源の光軸回りに回転可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光発生装置。
＜請求項１１＞
前記光学素子から前記蛍光体板までの前記励起ビームの光路上に設けられ、前記光学素子を通過した前記励起ビームを前記蛍光体板に収束させて、当該励起ビームのスポットを前記蛍光体板に形成する収束光学系を更に備える、
ことを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載の蛍光発生装置。
＜請求項１２＞
前記光学素子が、前記励起ビームを前記蛍光体板に収束させて、当該励起ビームのスポットを前記蛍光体板に形成する収束光学系であり、
前記収束光学系の光軸が前記収束光学系に入射する前記励起ビームの光軸からずれており、
前記収束光学系が前記収束光学系に入射する前記励起ビームの光軸回りに回転可能に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光発生装置。
＜請求項１３＞
請求項１から１２の何れか一項に記載の蛍光発生装置と、
表示素子と、
前記蛍光体板の前記蛍光体層から発せられた蛍光を前記表示素子に照射する光学系と、
前記表示素子によって形成された像を投影する投影光学系と、を備える、
ことを特徴とする投影装置。
＜請求項１４＞
互いに平行な励起光線をそれぞれ発生させることによってこれら励起光線の束となる励起ビームを発生させる複数の励起光光源と、
前記励起ビームの光路上に配置されて前記励起ビームが入射し、前記励起ビームの断面像を当該励起ビームの光軸回りに回転させ、前記励起ビームの光軸回りに回転可能に設けられた像回転素子と、
前記像回転素子を回転させる回転駆動器と、を備える、ことを特徴とする励起ビーム発生装置。

２ 光源側光学系（光学系）
３ 表示素子
４ 投影光学系
１０、１０Ａ、１０Ｂ 蛍光発生装置
２０ 励起ビーム発生装置
２１ 励起光光源
２２ コリメータレンズ（光学素子）
２２ｂ 回転駆動器
２３ 光学素子（像回転素子、ダブプリズム、シュミット・ペシャンプリズム、平行平板、光軸シフト素子）
２５ 回転駆動器
３０ 収束光学系（光学素子）
３０ｂ 回転駆動器
４１ 蛍光体ホイール（蛍光体板）
４２ スピンドルモーター（第二回転駆動器）
７０ 合成光学系（光学系）

Claims (14)

1. 励起光線をそれぞれ発生させることによってこれら励起光線の束となる励起ビームを発生させる複数の励起光光源と、
   蛍光体層が設けられた蛍光体板と、
   前記励起光光源から前記蛍光体板までの前記励起ビームの光路上に配置され前記励起ビームが入射する、回転可能に設けられた光学素子と、
   前記光学素子を回転させる回転駆動器と、備える、
   ことを特徴とする蛍光発生装置。
2. 前記光学素子が、前記励起ビームの断面像を当該励起ビームの光軸回りに回転させる像回転素子であり、
   前記光学素子が、前記励起ビームの光軸回りに回転可能に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光発生装置。
3. 前記像回転素子は当該像回転素子に入射する前記励起ビームの光軸と当該像回転素子から出射する前記励起ビームの光軸とを一直線状に一致させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載の蛍光発生装置。
4. 前記像回転素子はダブプリズム又はシュミット・ペシャンプリズムである、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の蛍光発生装置。
5. 前記励起光線が互いに平行である、
   ことを特徴とする請求項２から４の何れか一項に記載の蛍光発生装置。
6. 前記回転駆動器が周期的、断続的又は連続的に前記光学素子の回転速度を変化させる、
   ことを特徴とする請求項２から５の何れか一項に記載の蛍光発生装置。
7. 蛍光体板を回転させる第二回転駆動器を更に備え、
   前記回転駆動器によって回転される前記光学素子の回転周期が前記第二回転駆動器によって回転される前記蛍光体板の回転周期よりも短い、
   ことを特徴とする請求項２から６の何れか一項に記載の蛍光発生装置。
8. 前記光学素子が、前記励起ビームの光軸をずらす光軸シフト素子であり、
   前記光学素子が、前記励起ビームの光軸回りに回転可能に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光発生装置。
9. 前記光学素子が、前記励起ビームの光軸に対して斜めに交わる透明な平行平板である、
   ことを特徴とする請求項８に記載の蛍光発生装置。
10. 前記光学素子が前記励起光光源にそれぞれ対向したコリメータレンズであり、
    前記コリメータレンズの光軸が前記励起光光源の光軸からずれており、
    前記コリメータレンズが前記励起光光源の光軸回りに回転可能に設けられている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光発生装置。
11. 前記光学素子から前記蛍光体板までの前記励起ビームの光路上に設けられ、前記光学素子を通過した前記励起ビームを前記蛍光体板に収束させて、当該励起ビームのスポットを前記蛍光体板に形成する収束光学系を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１から１０の何れか一項に記載の蛍光発生装置。
12. 前記光学素子が、前記励起ビームを前記蛍光体板に収束させて、当該励起ビームのスポットを前記蛍光体板に形成する収束光学系であり、
    前記収束光学系の光軸が前記収束光学系に入射する前記励起ビームの光軸からずれており、
    前記収束光学系が前記収束光学系に入射する前記励起ビームの光軸回りに回転可能に設けられている、
    ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光発生装置。
13. 請求項１から１２の何れか一項に記載の蛍光発生装置と、
    表示素子と、
    前記蛍光体板の前記蛍光体層から発せられた蛍光を前記表示素子に照射する光学系と、
    前記表示素子によって形成された像を投影する投影光学系と、を備える、
    ことを特徴とする投影装置。
14. 互いに平行な励起光線をそれぞれ発生させることによってこれら励起光線の束となる励起ビームを発生させる複数の励起光光源と、
    前記励起ビームの光路上に配置されて前記励起ビームが入射し、前記励起ビームの断面像を当該励起ビームの光軸回りに回転させ、前記励起ビームの光軸回りに回転可能に設けられた像回転素子と、
    前記像回転素子を回転させる回転駆動器と、を備える、ことを特徴とする励起ビーム発生装置。

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