JP2014170037A - 光源装置及び投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】投射面に照射される励起光及び色光を用いて形成される投影画像に色ムラ生じないようにする。
【解決手段】光源装置１が、回転駆動器４２と、回転駆動器４２によって回転させられる光学板４１と、励起光光源ユニット１０と、励起光光源ユニット１０から発した励起光を光学板面５０ｂに収束する収束光学系５９と、光学板４１の透光部４１ｃに収束された励起光のスポットを転写面６０ｄに転写する転写光学系６０と、光学板４１の蛍光体層４１ｄに形成された蛍光の光源像を投射面５０ｃに投影する第一投射光学系５０と、転写面６０ｄに転写された励起光のスポットを投射面５０ｃに投影する第二投射光学系７０と、を備える。第一投射光学系５０における光学板面５０ｂから投射面５０ｃまでの光路長と、第二投射光学系７０における転写面６０ｄから投射面５０ｃまでの光路長とが互いに等しい。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源装置及び投影装置に関する。

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プロジェクターが主流であった。しかし、近年、発光ダイオード、レーザーダイオード、有機エレクトロルミネッセンス素子等といった発光素子を光源として利用し、光源から発した光を蛍光体によって別の色の蛍光に変換する投影装置の開発が多々なされている（例えば、特許文献１参照）。特に、特許文献１には、回転するカラーホイールに青色の励起光を照射することによって黄色の蛍光を発生させる技術が開示されている（特許文献１の図１４参照）。このカラーホイールは円形のガラス板の一部に蛍光体を配置したものであり、青色の発光ダイオードにより発せられた励起光がカラーホイールの蛍光体に照射される時には、黄色の蛍光が発生する。一方、カラーホイールのうち透明な部分に励起光が照射される時には、青色励起光がカラーホイールを通過する。カラーホイールの蛍光体から発した黄色蛍光と、カラーホイールの透明部分を通過した青色励起光は同一光路を辿ってＤＭＤに入射する。更に、特許文献１には、これら黄色蛍光及び青色励起光の光路と、緑色発光ダイオードによって発せられた緑色光の光路と、赤色発光ダイオードによって発せられた赤色光の光路とを合成する技術が開示されている

特開２００７−２１８９５６号公報

しかし、特許文献１に記載の技術では、青色発光ダイオードからＤＭＤまでの青色励起光の光路の長さ、カラーホイールからＤＭＤまでの黄色蛍光の光路の長さ、緑色発光ダイオードからＤＭＤまでの緑色光の光路の長さ、赤色発光ダイオードからＤＭＤまでの赤色光の光路の長さは互いに異なる。そのため、ＤＭＤに入射される青色励起光、黄色蛍光、緑色光及び赤色光は光度分布（配光）が異なってしまう。
それゆえ、ＤＭＤに入射される青色励起光、黄色蛍光、緑色光及び赤色光を合成すると色ムラが生じてしまう。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、投射面に照射される励起光及び色光を用いて形成される投影画像に色ムラ生じないようにすることである。

以上の課題を解決するために、本発明に係る光源装置は、回転駆動器と、前記回転駆動器によって回転させられ、透光部及び蛍光体層を有した光学板と、励起光を発する励起光光源ユニットと、前記励起光光源ユニットから発した励起光を前記透光部及び前記蛍光体層に収束する収束光学系と、前記収束光学系によって前記透光部に収束された励起光のスポットを、前記光学板の前記透光部及び前記蛍光体層と同一の面である光学板面と異なる転写面に転写する転写光学系と、前記収束光学系により励起光が前記蛍光体層に収束されることによって前記蛍光体層に形成された蛍光の光源像を前記光学板面及び前記転写面と異なる共通投射面に投影する第一投射光学系と、前記転写光学系により前記転写面に転写された励起光のスポットを前記共通投射面に投影する第二投射光学系と、を備え、前記第一投射光学系における前記光学板面から前記共通投射面までの光路長と、前記第二投射光学系における前記転写面から前記共通投射面までの光路長とが互いに等しいことを特徴とする。

本発明によれば、共通投射面における蛍光の照射領域と励起光の照射領域がずれることを抑制することができる。共通投射面における蛍光の配光と励起光の配光を同じようにすることができる。よって、その共通投射面における励起光と蛍光とを用いて画像を投影した場合、その投影画像に色ムラが生じることを抑制することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る投影装置の平面図である。 同実施形態に係る光学板の平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る投影装置の平面図である。 変形例に係る光学板の平面図である。 変形例に係る光学板の平面図である。

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、投影装置１００の平面図である。
図１に示すように、投影装置１００は、光源装置（時分割光発生装置、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。

光源装置１は、出射光を複数色の光として時分割で出射するものである。具体的には、光源装置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。

光源側光学系２は、光源装置１から出射された赤色光、緑色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の入射面（共通投射面）５０ｃが赤色光、緑色光及び青色光に共通した投射面であり、赤色光、緑色光及び青色光が光源装置１によって入射面５０ｃに投射される。導光装置２ａは、光源装置１によって出射された赤色光、緑色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、緑色光及び青色光を各画素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の光学設計を変更し、光源側光学系２によって照射される赤色光、緑色光及び青色光の光軸が後述の投影光学系４の光軸に重なるようにして、投影光学系４と光源側光学系２との間に表示素子３を配置する。

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。

光源装置１は、励起光光源ユニット１０、縮小光学系２０、拡散透過板３３、励起光変換装置４０、第一投射光学系５０、転写光学系６０、第二投射光学系７０、第二光源８０及び集光光学系９０等を備える。

第二光源８０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。第二光源８０が駆動回路によって駆動されると、第二光源８０が点滅したり、調光されたりする。第二光源８０の点滅周期は短く、第二光源８０の点滅は肉眼で識別できないほど高速である。

集光光学系９０はレンズ９１，９２からなるレンズ群である。集光光学系９０が第二光源８０に対向し、集光光学系９０の光軸と第二光源８０の光軸が一致する。
集光光学系９０は、第二光源８０によって発せられた光を集光して、その光を平行光に近づける。

励起光光源ユニット１０は、略平行光である励起ビームを発する。励起光光源ユニット１０によって発せられた励起ビームの光軸と第二光源８０によって発せられた光の光軸は直交する。

励起光光源ユニット１０によって発せられる励起ビームと第二光源８０によって発せられる光とは色が異なる。具体的には、励起光光源ユニット１０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可視光（特に単色可視光）であり、好ましくは光の三原色のうち青色のビームである。一方、第二光源８０によって発せられる光は波長が長い低エネルギーの可視光（特に単色可視光）であり、好ましくは光の三原色のうち赤色の光である。

励起光光源ユニット１０によって発せられた励起ビームは、互いに平行に進行する複数のレーザー励起光の束である。具体的には、励起光光源ユニット１０が複数の励起光光源１１、複数のコリメートレンズ１２及び複数の反射ミラー１３を有する。これら励起光光源１１は半導体発光素子であり、より具体的には青色レーザーダイオードである。これら励起光光源１１が第二光源８０と同じ向きに設けられ、これら励起光光源１１の光軸と第二光源８０の光軸が互いに平行である。これら励起光光源１１が図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。複数のコリメートレンズ１２が図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。コリメートレンズ１２が励起光光源１１にそれぞれ対向する。反射ミラー１３が励起光光源１１から発したレーザー光の光軸に対して斜めになるように励起光光源１１及びコリメートレンズ１２に相対し、コリメートレンズ１２によってコリメートされたレーザー光の光軸が反射ミラー１３によって９０°変換される。これら反射ミラー１３は階段状に配列されている。コリメートレンズ１２によってコリメートされたレーザー光の光軸の間隔がこれら反射ミラー１３によって狭められ、これら反射ミラー１３によって反射されたレーザー光の束全体としてのビーム径は、反射ミラー１３によって反射される前のレーザー光の束全体としてのビーム径よりも細くなる。これら反射ミラー１３によって反射されたレーザー光は略平行に進行し、これらレーザー光の束は略平行光であり、これらレーザー光の束が励起光光源ユニット１０によって発せられた励起ビーム（青色ビーム）である。

励起光光源１１は駆動回路によって駆動されると、励起光光源１１が点滅したり、調光されたりする。励起光光源１１の点滅周期は短く、励起光光源１１の点滅は肉眼で識別できないほど高速である。励起光光源１１の点灯時には第二光源８０が消灯し、第二光源８０の点灯時には励起光光源１１が消灯する。

縮小光学系２０は、レンズ２１，２２からなるレンズ群である。縮小光学系２０は、反射ミラー１３によりレーザー光が反射される側に配置されている。また、縮小光学系２０は、縮小光学系２０の光軸が反射ミラー１３によって反射されたレーザー光の束の光軸と一致するように配置されている。縮小光学系２０の光軸は、第二光源８０の光軸及び集光光学系９０の光軸に対して直交する。
縮小光学系２０は、励起光光源ユニット１０によって発せられた励起ビームの径を縮小する。つまり、縮小光学系２０は、複数の反射ミラー１３によって反射されたレーザー光の束を集光させて、これらレーザー光の間隔を狭める。

第一投射光学系５０は、レンズ群（第一レンズ群）５１、第一ダイクロイックミラー５２、レンズ（第一レンズ）５３、第二ダイクロイックミラー５４及びレンズ５５からなる。

第一ダイクロイックミラー５２は、縮小光学系２０の光軸と集光光学系９０の光軸との交差部に配置されている。第一ダイクロイックミラー５２は、縮小光学系２０の光軸に対して４５°で斜交するとともに、集光光学系９０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５２は、所定帯域の光（緑色光）を反射させ、その所定帯域外の光（赤色光、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５２は、縮小光学系２０を通過した励起光ビーム（青色ビーム）を透過させ、集光光学系９０を通過した赤色光を透過させ、後述の励起光変換装置４０により励起ビームから変換された蛍光（緑色光）を反射させる。

レンズ群５１はレンズ５１ａ，５１ｂからなる。レンズ群５１と縮小光学系２０がこれらの間に第一ダイクロイックミラー５２を置いて相対向し、レンズ群５１の光軸と縮小光学系２０の光軸が一致する。

レンズ群５１は、縮小光学系２０によって縮径された励起ビームを収束して、励起光（青色光）のスポット（収束点）５０ａを形成する。そのスポット５０ａにおいてレンズ群５１の光軸と直交する面５０ｂを収束面５０ｂといい、レンズ群５１がその収束面５０ｂに対向する。収束面５０ｂと後述の透光部４１ｃ及び蛍光体層４１ｄとが同一面にある。

縮小光学系２０とレンズ群５１と第一ダイクロイックミラー５２の組み合わせが励起光光源ユニット１０から発した励起ビームを収束する収束光学系５９である。収束光学系５９と第一投射光学系５０が縮小光学系２０、レンズ群５１及び第一ダイクロイックミラー５２を共有し、縮小光学系２０、レンズ群５１及び第一ダイクロイックミラー５２が収束光学系５９及び第一投射光学系５０に兼用される。

レンズ５３と集光光学系９０がこれらの間に第一ダイクロイックミラー５２を置いて相対向する。レンズ５３の光軸と集光光学系９０の光軸が一致する。
レンズ５５が縮小光学系２０の側方に配置され、レンズ５５の光軸と縮小光学系２０の光軸が互いに平行である。レンズ５５は、レンズ５５の光軸がレンズ５３に関して集光光学系９０の反対側においてレンズ５３及び集光光学系９０の光軸に対して直交するように配置されている。

第二ダイクロイックミラー５４は、レンズ５３の光軸とレンズ５５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５４は、レンズ５３の光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ５５の光軸に対して４５°で斜交する。また、第二ダイクロイックミラー５４と第一ダイクロイックミラー５２が互いに平行である。第二ダイクロイックミラー５４は、所定帯域の光（緑色光、赤色光）を反射させ、その所定帯域外の光（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５４は、レンズ５３を通過した緑色光（蛍光）や赤色光を反射させ、後述の励起光変換装置４０により励起ビームから変換された透過光（青色光）を反射させる。

第二光源８０によって発せられ且つ集光光学系９０によって集光された光は、レンズ５３に向かって第一ダイクロイックミラー５２を透過し、次いでレンズ５３によって集光され、次いで第二ダイクロイックミラー５４によってレンズ５５に向かって反射され、次いでレンズ５５によって集光される。これにより、第二光源８０によって発せられた光のスポット（収束点）が導光装置２ａの入射面（各色光共通投射面）５０ｃに形成され、そのスポットが第二光源８０よりも大きい。つまり、集光光学系９０、第一ダイクロイックミラー５２、レンズ５３、第二ダイクロイックミラー５４及びレンズ５５からなる光学系は、第二光源８０の像を導光装置２ａの入射面５０ｃに拡大投影（拡大結像）する。導光装置２ａの入射面５０ｃはレンズ５５に正対するとともに、レンズ５５の光軸に対して直交する。尚、本実施形態では、後述する励起光変換装置４０から照射される各色の光が共通して投射される共通投射面として導光装置２ａの入射面５０ｃを用いて説明するが、この共通投射面は励起光変換装置４０により照射された各色光が共通して通る光路中であればどの位置に設定してもよい。

励起光変換装置４０は、レンズ群５１によって収束された励起ビームを蛍光（緑色光）と拡散透過光（青色光）に交互に変換する。

励起光変換装置４０は、光学板４１及びスピンドルモーター（回転駆動器）４２を有する。光学板４１が円板状に設けられ、スピンドルモーター４２が光学板４１の中心において光学板４１に連結されている。光学板４１が励起光のスポット５０ａにおいてレンズ群５１の光軸に対して直交し、その光学板４１が収束面５０ｂに沿っている。

図２は光学板４１の平面図である。なお、図２を見る方向と図１を見る方向は垂直である。

光学板４１はホイール板４１ａ、蛍光体層４１ｄ及び拡散透過板４１ｅ等を有する。ホイール板４１ａの形状を大づかみに捉えた際のホイール板４１ａの骨格的形状は円板であり、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の出力軸がレンズ群５１及び縮小光学系２０の光軸に対して平行であり、ホイール板４１ａがレンズ群５１及び縮小光学系２０の光軸に対して直交する。ホイール板４１ａの表側の面がレンズ群５１側に向き、ホイール板４１ａの裏側の面が反対を向いている。

ホイール板４１ａの周縁には透光部４１ｃが形成され、その透光部４１ｃが周方向に延在している。なお、周方向とは、スピンドルモーター４２の出力軸を中心とした円周方向をいい、軸方向とは、スピンドルモーター４２の出力軸が延びる方向をいう。

蛍光体層４１ｄがホイール板４１ａの表側の面に形成されている。蛍光体層４１ｄとホイール板４１ａの接合界面が鏡面仕上げされ、蛍光体層４１ｄから発した蛍光の利用効率が向上している。

軸方向に見て、蛍光体層４１ｄは周方向に延びるように円弧帯状に形成されている。蛍光体層４１ｄと透光部４１ｃが周方向に並設され、蛍光体層４１ｄと透光部４１ｃが同一面上にある。つまり、軸方向に見て、蛍光体層４１ｄと透光部４１ｃとは、スピンドルモーター４２の出力軸を中心とした同一円周上に配置されている。なお、蛍光体層４１ｄが円弧帯状に形成されているのではなく、蛍光体層４１ｄがホイール板４１ａの表側の面全体に形成されていてもよいし、蛍光体層４１ｄがスピンドルモーター４２の出力軸を中心とした扇形状に形作られてもよい。

円板状の拡散透過板４１ｅがホイール板４１ａの透光部４１ｃに設けられている。

光学板４１の透光部４１ｃ及び蛍光体層４１ｄと同一面である光学板面が収束面５０ｂと一致する。ホイール板４１ａがスピンドルモーター４２によって回転されると、蛍光体層４１ｄと透光部４１ｃ（拡散透過板４１ｅ）が交互にレンズ群５１の光軸を通過する。蛍光体層４１ｄがレンズ群５１の光軸を通過する時には、励起ビームが蛍光に変換される。つまり、励起光がスポット５０ａとして蛍光体層４１ｄに照射されるので、その照射箇所が励起光によって励起されて、その照射箇所から蛍光が発せられる。蛍光体層４１ｄから発する蛍光の色は励起光の色と異なるのであれば、その蛍光の波長帯域は特に限定するものではないが、単色の可視光であることが好ましい。例えば、蛍光体層４１ｄから発する蛍光は緑色光である。蛍光体層４１ｄに対する励起光の照射箇所（スポット５０ａ）から蛍光が発するので、その照射箇所（スポット５０ａ）が蛍光の光源像とみなせる。つまり、励起光のスポット５０ａが蛍光体層４１ｄによって蛍光の光源像に変換され、その蛍光の光源像が蛍光体層４１ｄ（収束面５０ｂ）に形成される。

一方、透光部４１ｃ（拡散透過板４１ｅ）がレンズ群５１の光軸を通過する時には、励起ビームが拡散透過光に変換される。つまり、励起光がスポット５０ａとして拡散透過板４１ｅに照射されると、励起光の指向性が拡散透過板４１ｅの拡散作用により低下し、その励起光が拡散透過板４１ｅを通過する。拡散透過板４１ｅを通過する透過光の波長帯域は励起光の波長帯域に等しく、その透過光と励起光が同じ色である。拡散透過板４１ｅに対する励起光の照射箇所（スポット５０ａ）から透過光が発するので、その照射箇所（スポット５０ａ）が透過光の光源像とみなせる。つまり、励起光のスポット５０ａが拡散透過板４１ｅによって透過光の光源像に変換され、その透過光の光源像が拡散透過板４１ｅ（収束面５０ｂ）に形成される。

拡散透過板４１ｅの回転によって励起光の照射箇所が一定箇所にならないので、拡散透過板４１ｅを透過する光にノイズ（スペックルノイズ）が発生することを低減することができる。

励起光光源１１が点滅するが、透光部４１ｃ（拡散透過板４１ｅ）がレンズ群５１の光軸を通過する期間の全体にわたって励起光光源１１が消灯し続けることがないうえ、蛍光体層４１ｄがレンズ群５１の光軸を通過する期間の全体にわたって励起光光源１１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がレンズ群５１の光軸を通過する際には、励起光光源１１が消灯し、蛍光体層４１ｄの残りの範囲や透光部４１ｃがレンズ群５１の光軸を通過する際には、励起光が点灯する。

図１に示すように、蛍光体層４１ｄによって発せられた蛍光は、レンズ群５１によって集光され、次いで第一ダイクロイックミラー５２によってレンズ５３に向かって反射され、次いでレンズ５３によって集光され、次いで第二ダイクロイックミラー５４によってレンズ５５に向かって反射され、次いでレンズ５５によって集光される。これにより、蛍光体層４１ｄによって発せられた蛍光のスポット（収束点）が導光装置２ａの入射面５０ｃに形成され、そのスポットが蛍光の光源像及びスポット５０ａよりも大きい。つまり、第一投射光学系５０は、蛍光の光源像を導光装置２ａの入射面５０ｃに拡大投影（拡大結像）する。

転写光学系６０は、収束面５０ｂ（特に透光部４１ｃ）に形成された透過光の光源像（スポット５０ａ）を転写面６０ｄに転写する、即ち、収束面５０ｂに投影された光源像を転写面６０ｄに投影する。好ましくは、転写光学系６０は、収束面５０ｂに形成された透過光の光源像（スポット５０ａ）を等倍で転写面６０ｄに投影する。ここで、転写面６０ｄは収束面５０ｂに交差する面であり、具体的には転写面６０ｄは収束面５０ｂに直交する。その転写面６０ｄはレンズ５５の光軸とレンズ群５１の光軸との間に配置されている。その転写面６０ｄはレンズ５５の光軸及びレンズ群５１の光軸に対して平行である。

転写光学系６０は楕円面型の凹面鏡６０ｃであり、凹面鏡６０ｃによって第一焦点（第一収束点）６０ａ及び第二焦点（第二収束点）６０ｂが設定される。第一焦点６０ａが励起光光源ユニット１０、縮小光学系２０及びレンズ群５１の光軸上に設定されるとともに、収束面５０ｂ上に設定される。つまり、第一焦点６０ａが、励起光光源ユニット１０、縮小光学系２０及びレンズ群５１の光軸と収束面５０ｂの交点に重なる。よって、透過光の光源像（スポット５０ａ）が第一焦点６０ａに形成される。

第二焦点６０ｂが第二投射光学系７０のレンズ群７１の光軸上に設定されるとともに、転写面６０ｄ上に設定される。つまり、第二焦点６０ｂが、レンズ群７１の光軸と転写面６０ｄの交点に重なる。更に、第二焦点６０ｂと第一焦点６０ａは、第二ダイクロイックミラー５４を通って第二ダイクロイックミラー５４に沿った平面に関して面対称である。

凹面鏡６０ｃは、第一焦点６０ａと第二焦点６０ｂとを有した楕円曲線を、第一焦点６０ａと第二焦点６０ｂを結ぶ軸の回りに回転することで得られた回転楕円面鏡である。第一焦点６０ａと第二焦点６０ｂを結ぶ回転対称軸は、第二ダイクロイックミラー５４を通って第二ダイクロイックミラー５４に沿った平面に対して直交する。凹面鏡６０ｃは、収束面５０ｂに関してレンズ群５１の反対側に配置されるとともに、転写面６０ｄに関してレンズ群７１の反対側に配置されている。

拡散透過板４１ｅを通過した透過光は凹面鏡６０ｃによって第二焦点６０ｂに向けて反射されて、その反射光が第二焦点６０ｂにおいて収束される。つまり、拡散透過板４１ｅを通過した透過光のスポットが凹面鏡６０ｃによって第二焦点６０ｂに形成され、第一焦点６０ａに形成された透過光の光源像が凹面鏡６０ｃによって第二焦点６０ｂに転写される。なお、収束面５０ｂに形成される透過光のスポット（光源像）の径と、転写面６０ｄに形成される透過光のスポット（光源像）の径は等しいことが好ましい。

転写面６０ｄには拡散透過板３３が配置されている。拡散透過板３３が転写面６０ｄに沿っており、第二焦点６０ｂが拡散透過板３３に設定されている。拡散透過板３３は固定されていてもよいし、転写面６０ｄに沿って移動可能（例えば、回転可能、揺動可能、振動可能）に設けられてもよい。拡散透過板３３が移動可能に設けられている場合、スピンドルモーター４２又は他の駆動源によって拡散透過板３３が駆動される。

第二投射光学系７０は、レンズ群（第二レンズ群）７１、平面ミラー７２、レンズ（第二レンズ）７３、第二ダイクロイックミラー５４及びレンズ（第三レンズ）５５からなる。第二投射光学系７０と第一投射光学系５０は第二ダイクロイックミラー５４及びレンズ５５を共有し、第二ダイクロイックミラー５４及びレンズ５５が第二投射光学系７０と第一投射光学系５０に兼用される。

レンズ群７１はレンズ７１ａ，７１ｂからなる。レンズ群７１は、拡散透過板３３及び転写面６０ｄに関し凹面鏡６０ｃの反対側に配置されているとともに、レンズ群５１の光軸とレンズ５５の光軸との間に配置されている。レンズ群７１が拡散透過板３３及び転写面６０ｄに対向し、レンズ群７１の光軸が拡散透過板３３及び転写面６０ｄに直交する。レンズ群７１の光軸は、レンズ群５１の光軸に直交するとともに、レンズ５５の光軸に直交する。平面ミラー７２は、レンズ群７１の光軸とレンズ５５の光軸の交差部に配置されている。平面ミラー７２は、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５５の光軸に対して４５°で斜交する。また、平面ミラー７２と第二ダイクロイックミラー５４と第一ダイクロイックミラー５２が互いに平行である。平面ミラー７２が第一ダイクロイックミラー５２に対向する。第二ダイクロイックミラー５４を通って第二ダイクロイックミラー５４に沿った平面から平面ミラー７２までの距離と、第二ダイクロイックミラー５４を通って第二ダイクロイックミラー５４に沿った平面から第一ダイクロイックミラー５２までの距離とが互いに等しい。レンズ７３は平面ミラー７２と第二ダイクロイックミラー５４の間に配置されている。レンズ７３がレンズ５５に対向し、レンズ７３の光軸がレンズ５５の光軸に一致する。

レンズ群７１とレンズ群５１が、第二ダイクロイックミラー５４を通って第二ダイクロイックミラー５４に沿った平面に関して面対称である。レンズ７３とレンズ５３が、第二ダイクロイックミラー５４を通って第二ダイクロイックミラー５４に沿った平面に関して面対称である。

凹面鏡６０ｃによって第二焦点６０ｂに収束された光（励起光）は、レンズ群７１によって集光され、次いで平面ミラー７２によってレンズ７３に向かって反射され、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５４をレンズ５５に向かって透過し、次いでレンズ５５によって集光される。これにより、転写面６０ｄを通過した光のスポット（収束点）が導光装置２ａの入射面５０ｃに形成され、そのスポットが転写面６０ｄにおけるスポットよりも大きい。つまり、第二投射光学系７０は、転写面６０ｄに転写された透過光の光源像を導光装置２ａの入射面５０ｃに拡大投影（拡大結像）する。

レンズ群７１とレンズ群５１は同じものであり、レンズ７３とレンズ５３は同じものである。以上述べたことから転写面６０ｄからレンズ群７１、平面ミラー７２、レンズ７３、第二ダイクロイックミラー５４及びレンズ５５を経由して導光装置２ａの入射面５０ｃまでの光路長（光路長とは光軸に沿った距離をいう。）は、収束面５０ｂからレンズ群５１，第一ダイクロイックミラー５２、レンズ５３、第二ダイクロイックミラー５４及びレンズ５５を経由して導光装置２ａの入射面５０ｃまでの光路長に等しい。また、第一投射光学系５０の光学的特性と第二投射光学系７０の光学的特性を同じにすることができ、例えば第一投射光学系５０の屈折力と第二投射光学系７０の屈折力が互いに等しい。

従って、導光装置２ａの入射面５０ｃにおける蛍光（緑色光）の配光（光度分布）と、導光装置２ａの入射面５０ｃにおける励起光（青色光）の配光が同じようになる。また、導光装置２ａの入射面５０ｃに入射される蛍光の領域と励起光の領域がずれてしまうことを防止することができる。そのため、仮に蛍光（緑色光）と励起光（青色光）が同時に導光装置２ａの入射面５０ｃに照射されたものとしたら、その合成光に色ムラが殆ど発生しない。
また、レンズ群７１とレンズ群５１やレンズ７３とレンズ５３に関して部品の共通化を図ることができ、生産コストの削減を図ることができる。

収束面５０ｂに形成された透過光（励起光）の光源像が転写光学系６０によって転写面６０ｄに転写されたからこそ、光学板４１から透過光（励起光）が進行する向きと光学板４１から蛍光が進行する向きとが逆であっても、転写面６０ｄから導光装置２ａの入射面５０ｃまでの透過光の光路長と収束面５０ｂから導光装置２ａの入射面５０ｃまでの蛍光の光路長とを等しくすることができる。しかも、収束面５０ｂに投射される励起光の光軸と導光装置２ａの入射面５０ｃに投射される光の光軸を平行にすることができ、図１の左右方向（レンズ５３の光軸に平行な方向）に沿う装置の大きさをコンパクトにすることができる。

２つの焦点６０ａ，６０ｂを有する凹面鏡６０ｃが転写光学系６０に採用されたから、転写光学系６０を必要最小限の構成とすることができる。しかも、その凹面鏡６０ｃが回転楕円面鏡であるからこそ、凹面鏡６０ｃの設置スペースを小さくしつつ焦点６０ａ，６０ｂを近づけることができ、第二ダイクロイックミラー５４を通って第二ダイクロイックミラー５４に沿った平面に関して面対称の位置に焦点６０ａ，６０ｂを配置することができる。それゆえ、転写面６０ｄから第二ダイクロイックミラー５４までの励起光の経路と、収束面５０ｂから第二ダイクロイックミラー５４までの蛍光の経路と、第二ダイクロイックミラー５４に沿った平面に関して面対称にすることができる。つまり、レンズ群７１、平面ミラー７２及びレンズ７３の設置スペースがレンズ群５１、第一ダイクロイックミラー５２及びレンズ５３の設置スペースよりも大きくならず、レンズ群７１、平面ミラー７２及びレンズ７３の設置スペースを必要最小限に抑えることができる。

しかも、凹面鏡６０ｃが収束面５０ｂと転写面６０ｄとによって挟まれる領域に設置されている。また、凹面鏡６０ｃはスピンドルモーター４２とレンズ群７１との間の領域に設置されている。そのため、その領域を有効利用して凹面鏡６０ｃを設置することができる。

よって、レンズ群５１、レンズ５３、ダイクロイックミラー５２，５４、凹面鏡６０ｃ、レンズ群７１、平面ミラー７２及びレンズ７３を狭いスペース内に配置することができ、装置全体としてのコンパクト化を図ることができる。

〔第２の実施の形態〕
図３は、投影装置１００Ａの平面図である。第２実施形態の投影装置１００Ａと第１実施形態の投影装置１００との間で互いに対応する部分には同一の符号を付す。

投影装置１００Ａと投影装置１００の間で相違する点は拡散透過板３３、転写光学系６０及び第二投射光学系７０にある。以下、投影装置１００Ａと投影装置１００の相違する点について主に説明する。以下に説明することを除いて、投影装置１００Ａと投影装置１００の互いに対応する部分は同一に設けられている。

第二投射光学系７０はレンズ群７１、レンズ７３及びレンズ５５を有するが、平面ミラー７２（図１参照）を有さない。レンズ群７１の光軸はレンズ７３及びレンズ５５の光軸と一致するとともに、レンズ群５１の光軸に対して平行である。
拡散透過板３３がレンズ群７１に対向し、レンズ群７１、レンズ７３及びレンズ５５の光軸が拡散透過板３３に直交する。
なお、第１の実施の形態の場合と同様に、レンズ群７１とレンズ群５１は同じものであり、レンズ７３とレンズ５３は同じものである。また、転写面６０ｄからレンズ群７１、レンズ７３、第二ダイクロイックミラー５４及びレンズ５５を経由して導光装置２ａの入射面５０ｃまでの光路長は、収束面５０ｂからレンズ群５１、第一ダイクロイックミラー５２、レンズ５３、第二ダイクロイックミラー５４及びレンズ５５を経由して導光装置２ａの入射面５０ｃまでの光路長に等しい。

転写光学系６０は、収束面５０ｂに形成された透過光の光源像（スポット５０ａ）を転写面６０ｄに等倍で結像する結像光学系６０ｅである。収束面５０ｂが結像光学系６０ｅにおける物体面に相当し、転写面６０ｄが結像光学系６０ｅの結像面に相当する。転写面６０ｄが収束面５０ｂに対して平行であり、その転写面６０ｄがレンズ群７１、レンズ７３及びレンズ５５の光軸に直交する。拡散透過板３３が転写面６０ｄに沿うように設けられている。

結像光学系６０ｅはレンズ６０ｆ，６０ｇ，６０ｈ、平面ミラー６０ｉ、レンズ６０ｊ及び平面ミラー６０ｋを有し、これらレンズ６０ｆ，６０ｇ，６０ｈ、平面ミラー６０ｉ、レンズ６０ｊ及び平面ミラー６０ｋによって第一収束点６０ｍ及び第二収束点６０ｎが設定される。第一収束点６０ｍは、励起光光源ユニット１０、縮小光学系２０及びレンズ群５１の光軸と収束面５０ｂの交点に重なり、透過光の光源像（スポット５０ａ）にも重なる。第二収束点６０ｎが、レンズ群７１の光軸と転写面６０ｄの交点に重なる。

レンズ６０ｆ，６０ｇ，６０ｈがレンズ群５１との間に光学板４１を置いてレンズ群７１に対向し、レンズ６０ｆ，６０ｇ，６０ｈの光軸がレンズ群５１の光軸に一致する。
レンズ６０ｊがレンズ群７１の光軸とレンズ群５１の光軸との間に配置され、レンズ６０ｊの光軸がレンズ群７１の光軸及びレンズ群５１の光軸に直交する。
平面ミラー６０ｉは、レンズ６０ｆ，６０ｇ，６０ｈの光軸とレンズ６０ｊの光軸との交差部に配置されている。平面ミラー６０ｉは、レンズ６０ｆ，６０ｇ，６０ｈの光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ６０ｊの光軸に対して４５°で斜交する。また、平面ミラー６０ｉはダイクロイックミラー５２，５４に対して垂直である。
平面ミラー６０ｋは、レンズ６０ｊの光軸とレンズ群７１の光軸との交差部に配置されている。平面ミラー６０ｋは、レンズ６０ｊの光軸に対して４５°で斜交するとともに、レンズ群７１の光軸に対して４５°で斜交する。また、平面ミラー６０ｋはダイクロイックミラー５２，５４に対して平行である。

これらレンズ６０ｆ，６０ｇ，６０ｈ，６０ｊ全体としての光軸が平面ミラー６０ｋ，６０ｉによって屈曲されることにより、転写面６０ｄが導光装置２ａの入射面５０ｃ及び収束面５０ｂに対して平行であるとともに導光装置２ａの入射面５０ｃに対して対向する

光学板４１の拡散透過板４１ｅを通過した透過光（スポット５０ａを通過した励起光）はレンズ６０ｆ，６０ｇ，６０ｈによって集光され、次いで平面ミラー６０ｉによってレンズ６０ｊ及び平面ミラー６０ｋに向けて反射され、次いでレンズ６０ｊによって集光され、次いで平面ミラー６０ｋによって拡散透過板３３に向けて反射される。これにより、光学板４１の拡散透過板４１ｅの透過光が第二収束点６０ｎに収束され、その光のスポット（収束点）が拡散透過板３３及び転写面６０ｄに形成される。結像光学系６０ｅが等倍投影光学系であるから、転写面６０ｄ及び拡散透過板３３に形成されたスポットの径は収束面５０ｂに形成されたスポット５０ａの径に等しい。

拡散透過板３３及び転写面６０ｄに形成されたスポット（透過光の光源像）は、第１実施形態の場合と同様に、第二投射光学系７０によって導光装置２ａの入射面５０ｃに拡大投影される。

〔変形例〕
本発明を適用可能な実施形態は上述した各実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。以下、幾つかの変形例について説明する。以下に説明する変形例は、変更個所を除いて上述した第１又は第２の実施の形態と同様である。また、以下に説明する各変形例を可能な限り組み合わせてもよい。

（１） 転写光学系６０が、２つの放物面型凹面鏡を有するとともに、必要に応じて一枚又は複数枚の平面ミラーを有するものでもよい。一方の放物面型凹面鏡は、上述の第一焦点６０ａ又は第一収束点６０ｍの位置に焦点を有した放物線を回転することで得られる回転放物面鏡である。他方の放物面型凹面鏡は、第二焦点６０ｂ又は第二収束点６０ｎの位置に焦点を有した放物線を回転することで得られる回転放物面鏡である。そして、拡散透過板４１ｅを通過した透過光は一方の放物面型凹面鏡によって略平行光として反射される。そして、その略平行光が必要に応じて平面ミラーによって反射された上で、他方の放物面型凹面鏡によって焦点（第二焦点６０ｂ又は第二収束点６０ｎ）の位置に収束される。

（２） 上記第１及び第２の実施の形態では、励起光光源ユニット１０によって発せられる励起光の色が青、第二光源８０によって発せられる光の色が赤、蛍光体層４１ｄによって発せられる蛍光の色が緑であった。これらの光の色を別の色にしてもよい。その場合、ダイクロイックミラー５２，５４の反射可能な波長帯域や透過可能な波長帯域を適切に変更する。なお、励起光光源ユニット１０によって発せられる励起光の色、第二光源８０によって発せられる光の色、蛍光体層４１ｄによって発せられる蛍光の色は光の三原色であって、互いに異なることが好ましい。

（３） 上記第１及び第２の実施の形態では、励起光光源ユニット１０が、指向性の高い複数の励起光光源１１を有するものであった。それに対して、励起光光源ユニット１０が、指向性の低い単一の励起光光源を有するものでもよい。その場合、縮小光学系２０の屈折力や位置を変更し、励起光光源ユニット１０の単一の励起光光源から発した励起光が縮小光学系２０及びレンズ群５１によって収束面５０ｂに収束され、第一焦点６０ａ又は第一収束点６０ｍの位置にスポットが形成される。つまり、励起光光源の像が縮小光学系２０及びレンズ群５１によって第一焦点６０ａ又は第一収束点６０ｍの位置に投影（結像）される。

（４） 上記第１及び第２の実施の形態では、蛍光体層４１ｄが形成されている周方向の範囲は、透光部４１ｃが形成されている周方向の範囲以外の範囲の全体である。それに対して、図４に示すように、蛍光体層４１ｄが形成されている周方向の範囲は、透光部４１ｃが形成されている周方向の範囲以外の範囲の一部（例えば、半分）であってもよい。透光部４１ｃが形成されている周方向の範囲以外の範囲のうち、蛍光体層４１ｄが形成されていない範囲には反射防止層４１ｆが形成されていることが好ましい。蛍光体層４１ｄが形成されていない範囲（反射防止層４１ｆ）がレンズ群５１の光軸を通過する際には、励起光光源１１が消灯することが好ましい。

（５） 図５に示すように、蛍光体層４１ｄが周方向に二つに分けられ、二つに分けられた蛍光体層４１ｄ１，４１ｄ２のうち第一蛍光体層４１ｄ１の蛍光色と第二蛍光体層４１ｄ２の蛍光色が異なっていてもよい。軸方向に見て、第一蛍光体層４１ｄ１と第二蛍光体層４１ｄ２は、同一円周上に配置されているとともに、互いに周方向にずれて配置されている。蛍光体層４１ｄ１，４１ｄ２から発する蛍光の色は励起光の色と異なるのであれば、それらの蛍光の波長帯域は特に限定するものではないが、単色の可視光であることが好ましい。具体的には、励起光の色、第一蛍光体層４１ｄ１から発する蛍光の色、第二蛍光体層４１ｄ２から発する蛍光の色は、光の三原色であって、互いに異なる。例えば、励起光は青色の波長帯域の光であり、第一蛍光体層４１ｄ１から発する蛍光は緑色の波長帯域の光であり、第二蛍光体層４１ｄ２から発する蛍光は赤色の波長帯域の光である。この場合、励起光光源１１は常時点灯し、第二光源８０及び集光光学系９０が省略されている。また、第一ダイクロイックミラー５２は、第一蛍光体層４１ｄ１から発する蛍光をレンズ５３に向けて反射させる上、第二蛍光体層４１ｄ２から発する蛍光をレンズ５３に向けて反射させる。

（６） 拡散透過板４１ｅを省略してもよい。この場合、拡散透過板３３が転写面６０ｄに沿って駆動され、励起光が拡散透過板３３上の１箇所に収束されないようにすることが好ましい。例えば拡散透過板３３がレンズ群７１の光軸に平行な回転軸（但し、その回転軸は第二焦点２０ｂからずれている）を中心に回転運動すれば、拡散透過板３３に入射する励起光のスポット（光源像）が拡散透過板３３上に円形状の軌跡を描くから、励起光が拡散透過板３３上の特定の点に収束されない。

（７） 拡散透過板３３を省略してもよい。

このように、本実施形態によれば、異なる光を共通投射面で発生させるような構成、例えば蛍光体層と拡散透過板とが同一平面上に配置されているホイール板から、励起光と、蛍光光という２種類の光が照射されるような構成において、これら２つの光の光路長を同じにして、共通投射面における蛍光の照射領域と励起光の照射領域がずれることを抑制し、且つ共通投射面における蛍光の配光と励起光の配光を同じようにすることができる。

尚、本実施形態では、転写面６０ｄは拡散透過板３３に形成されるが、それに限らず、拡散透過板３３ではなくて、転写面６０ｄを硝子などからなる透過板に設けてもよいことは勿論である。

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＞
回転駆動器と、
前記回転駆動器によって回転させられ、透光部及び蛍光体層を有した光学板と、
励起光を発する励起光光源ユニットと、
前記励起光光源ユニットから発した励起光を前記透光部及び前記蛍光体層に収束する収束光学系と、
前記収束光学系によって前記透光部に収束された励起光のスポットを、前記光学板の前記透光部及び前記蛍光体層と同一の面である光学板面と異なる転写面に転写する転写光学系と、
前記収束光学系により励起光が前記蛍光体層に収束されることによって前記蛍光体層に形成された蛍光の光源像を前記光学板面及び前記転写面と異なる共通投射面に投影する第一投射光学系と、
前記転写光学系により前記転写面に転写された励起光のスポットを前記共通投射面に投影する第二投射光学系と、を備え、
前記第一投射光学系における前記光学板面から前記共通投射面までの光路長と、前記第二投射光学系における前記転写面から前記共通投射面までの光路長とが互いに等しい、
ことを特徴とする光源装置。
＜請求項２＞
前記第一投射光学系の屈折力と前記第二投射光学系の屈折力とが互いに等しい、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
＜請求項３＞
前記転写光学系が楕円面型凹面鏡であり、前記楕円面型凹面鏡の第一焦点が前記収束光学系によって前記光学板面に収束した励起光のスポットの位置に設定され、前記楕円面型凹面鏡の第二焦点が前記転写面上に設定されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
＜請求項４＞
前記転写面が前記光学板面及び前記共通投射面に対して垂直であり、
前記第一投射光学系が、
前記光学板面に対向し、前記第一焦点において前記光学板面に直交する光軸を有した第一レンズ群と、
前記第一レンズ群と直交する光軸を有した第一レンズと、
前記第一レンズ群の光軸と前記第一レンズの光軸との交差部に配置され、前記励起光光源ユニットによって発せられた励起光を前記第一レンズ群に向けて透過させ、前記蛍光体層から発して前記第一レンズ群を通過した蛍光を前記第一レンズに向けて反射させる第一ダイクロイックミラーと、を有し、
前記第二投射光学系が、
前記転写面に対向し、前記第二焦点において前記転写面に直交する光軸を有した第二レンズ群と、
前記第二レンズ群と直交する光軸を有した第二レンズと、
前記第二レンズ群の光軸と前記第二レンズの光軸との交差部に配置され、前記第二焦点及び前記第二レンズ群を通過した励起光を前記第二レンズに向けて反射させるミラーと、を有し、
前記第一投射光学系及び前記第二投射光学系が、
前記第二レンズと前記共通投射面との間に配置され、前記第二レンズ及び前記共通投射面に対向し、前記第二レンズの光軸と一致する光軸を有した第三レンズと、
前記第二レンズと前記第三レンズとの間において前記第一レンズの光軸と前記第二レンズの光軸との交差部に配置され、前記第二レンズを通過した励起光を前記第三レンズに向けて透過させ、前記第一レンズを通過した蛍光を前記第三レンズに向けて反射させる第二ダイクロイックミラーと、を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
＜請求項５＞
前記第一レンズ群と前記第二レンズ群とは、屈折力が同じになるように形成されており、
前記第一レンズと前記第二レンズとは、屈折力が同じになるように形成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
＜請求項６＞
前記光学板面から前記第一レンズ群、前記第一ダイクロイックミラー、前記第一レンズ、前記第二ダイクロイックミラー及び前記第三レンズを経由して前記共通投射面までの光路長が、前記転写面から前記第二レンズ群、前記ミラー、前記第二レンズ、前記第二ダイクロイックミラー及び前記第三レンズを経由して前記共通投射面までの光路長と等しい、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の光源装置。
＜請求項７＞
前記転写光学系が、前記収束光学系によって前記透光部に収束された励起光のスポットを前記転写面に結像する結像光学系である、
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
＜請求項８＞
前記結像光学系が、前記収束光学系によって前記透光部に収束された励起光のスポットを等倍で前記転写面に結像する、
ことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
＜請求項９＞
前記結像光学系が複数枚のレンズ及び二枚のミラーを有し、
前記二枚のミラーで前記複数のレンズの光軸が屈曲されることによって、前記転写面が前記共通投射面及び前記光学板面に対して平行であるとともに前記共通投射面に対して対向する、
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の光源装置。
＜請求項１０＞
前記第一投射光学系が、
前記光学板面に対向し、前記収束光学系によって前記光学板面に収束された励起光の収束点において前記光学板面に直交する光軸を有した第一レンズ群と、
前記第一レンズ群と直交する光軸を有した第一レンズと、
前記第一レンズ群の光軸と前記第一レンズの光軸との交差部に配置され、前記励起光光源ユニットによって発せられた励起光を前記第一レンズ群に向けて透過させ、前記蛍光体層から発して前記第一レンズ群を通過した蛍光を前記第一レンズに向けて反射させる第一ダイクロイックミラーと、を有し、
前記第二投射光学系が、
前記転写面に対向し、前記結像光学系によって前記転写面に収束された励起光の収束点において前記転写面に直交する光軸を有した第二レンズ群と、
前記第二レンズ群と一致する光軸を有した第二レンズと、を有し、
前記第一投射光学系及び前記第二投射光学系が、
前記第二レンズと前記共通投射面との間に配置され、前記第二レンズ及び前記共通投射面に対向し、前記第二レンズの光軸と一致する光軸を有した第三レンズと、
前記第二レンズと前記第三レンズとの間において前記第一レンズの光軸と前記第二レンズの光軸との交差部に配置され、前記第二レンズを通過した励起光を前記第三レンズに向けて透過させ、前記第一レンズを通過した蛍光を前記第三レンズに向けて反射させる第二ダイクロイックミラーと、を有する、
ことを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
＜請求項１１＞
前記第一レンズ群と前記第二レンズ群とは、屈折力が同じになるように形成されており、
前記第一レンズと前記第二レンズとは、屈折力が同じになるように形成されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
＜請求項１２＞
前記光学板面から前記第一レンズ群、前記第一ダイクロイックミラー、前記第一レンズ、前記第二ダイクロイックミラー及び前記第三レンズを経由して前記共通投射面までの光路長が、前記転写面から前記第二レンズ群、前記第二レンズ、前記第二ダイクロイックミラー及び前記第三レンズを経由して前記共通投射面までの光路長と等しい、
ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光源装置。
＜請求項１３＞
前記転写面に沿って設けられた拡散透過板を更に備える、
ことを特徴とする請求項１から１２の何れか一項に記載の光源装置。
＜請求項１４＞
前記透光部には、光を拡散透過する拡散透過部が設けられている、
ことを特徴とする請求項１から１３の何れか一項に記載の光源装置。
＜請求項１５＞
前記励起光光源ユニットが、互いに平行に進行する複数のレーザー励起光の束を励起ビームとして発し、
前記収束光学系が、前記第一レンズ群との間に前記第一ダイクロイックミラーを置いて前記第一レンズ群に対向し、前記第一ダイクロイックミラーと前記励起光光源ユニットとの間に配置され、前記前記第一レンズ群の光軸に一致する光軸を有し、前記励起光光源ユニットから発せられた励起ビームを縮径する縮小光学系を有し、
前記第一レンズ群が、前記縮小光学系によって縮径された励起ビームを前記透光部及び前記蛍光体層の光学板面に収束する、
ことを特徴とする請求項４、５、６、１０、１１又は１２に記載の光源装置。
＜請求項１６＞
請求項１から１５の何れか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置により前記共通投射面に投射された励起光及び蛍光を投射する光源側光学系と、
前記光源側光学系によって投射された光を各画素毎に変調することで、画像を形成する表示素子と、
前記表示素子によって形成された画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。

１ 光源装置
２ 光源側光学系
３ 表示素子
４ 投影光学系
２０ 収束光学系
３３ 拡散透過板
４１ 光学板
４１ｃ 透光部
４１ｄ 蛍光体層
４１ｅ 拡散透過板
４２ スピンドルモーター（回転駆動器）
１０ 励起光光源ユニット
５０ 第一投射光学系
５０ａ 励起光のスポット
５０ｂ 収束面（光学板面）
５０ｃ 入射面（共通投射面）
５１ レンズ群（第一レンズ群）
５２ 第一ダイクロイックミラー
５３ レンズ（第一レンズ）
５４ 第二ダイクロイックミラー
５５ レンズ（第三レンズ）
５９ 収束光学系
６０ 転写光学系
６０ａ 第一焦点
６０ｂ 第二焦点
６０ｃ 楕円面型凹面鏡
６０ｄ 転写面
６０ｅ 結像光学系
６０ｉ，６０ｋ 平面ミラー
７０ 第二投射光学系
７１ 第二レンズ群
７２ 平面ミラー
１００、１００Ａ 投影装置

Claims (16)

1. 回転駆動器と、
   前記回転駆動器によって回転させられ、透光部及び蛍光体層を有した光学板と、
   励起光を発する励起光光源ユニットと、
   前記励起光光源ユニットから発した励起光を前記透光部及び前記蛍光体層に収束する収束光学系と、
   前記収束光学系によって前記透光部に収束された励起光のスポットを、前記光学板の前記透光部及び前記蛍光体層と同一の面である光学板面と異なる転写面に転写する転写光学系と、
   前記収束光学系により励起光が前記蛍光体層に収束されることによって前記蛍光体層に形成された蛍光の光源像を前記光学板面及び前記転写面と異なる共通投射面に投影する第一投射光学系と、
   前記転写光学系により前記転写面に転写された励起光のスポットを前記共通投射面に投影する第二投射光学系と、を備え、
   前記第一投射光学系における前記光学板面から前記共通投射面までの光路長と、前記第二投射光学系における前記転写面から前記共通投射面までの光路長とが互いに等しい、
   ことを特徴とする光源装置。
2. 前記第一投射光学系の屈折力と前記第二投射光学系の屈折力とが互いに等しい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
3. 前記転写光学系が楕円面型凹面鏡であり、前記楕円面型凹面鏡の第一焦点が前記収束光学系によって前記光学板面に収束した励起光のスポットの位置に設定され、前記楕円面型凹面鏡の第二焦点が前記転写面上に設定されている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光源装置。
4. 前記転写面が前記光学板面及び前記共通投射面に対して垂直であり、
   前記第一投射光学系が、
   前記光学板面に対向し、前記第一焦点において前記光学板面に直交する光軸を有した第一レンズ群と、
   前記第一レンズ群と直交する光軸を有した第一レンズと、
   前記第一レンズ群の光軸と前記第一レンズの光軸との交差部に配置され、前記励起光光源ユニットによって発せられた励起光を前記第一レンズ群に向けて透過させ、前記蛍光体層から発して前記第一レンズ群を通過した蛍光を前記第一レンズに向けて反射させる第一ダイクロイックミラーと、を有し、
   前記第二投射光学系が、
   前記転写面に対向し、前記第二焦点において前記転写面に直交する光軸を有した第二レンズ群と、
   前記第二レンズ群と直交する光軸を有した第二レンズと、
   前記第二レンズ群の光軸と前記第二レンズの光軸との交差部に配置され、前記第二焦点及び前記第二レンズ群を通過した励起光を前記第二レンズに向けて反射させるミラーと、を有し、
   前記第一投射光学系及び前記第二投射光学系が、
   前記第二レンズと前記共通投射面との間に配置され、前記第二レンズ及び前記共通投射面に対向し、前記第二レンズの光軸と一致する光軸を有した第三レンズと、
   前記第二レンズと前記第三レンズとの間において前記第一レンズの光軸と前記第二レンズの光軸との交差部に配置され、前記第二レンズを通過した励起光を前記第三レンズに向けて透過させ、前記第一レンズを通過した蛍光を前記第三レンズに向けて反射させる第二ダイクロイックミラーと、を有する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の光源装置。
5. 前記第一レンズ群と前記第二レンズ群とは、屈折力が同じになるように形成されており、
   前記第一レンズと前記第二レンズとは、屈折力が同じになるように形成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
6. 前記光学板面から前記第一レンズ群、前記第一ダイクロイックミラー、前記第一レンズ、前記第二ダイクロイックミラー及び前記第三レンズを経由して前記共通投射面までの光路長が、前記転写面から前記第二レンズ群、前記ミラー、前記第二レンズ、前記第二ダイクロイックミラー及び前記第三レンズを経由して前記共通投射面までの光路長と等しい、
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の光源装置。
7. 前記転写光学系が、前記収束光学系によって前記透光部に収束された励起光のスポットを前記転写面に結像する結像光学系である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
8. 前記結像光学系が、前記収束光学系によって前記透光部に収束された励起光のスポットを等倍で前記転写面に結像する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の光源装置。
9. 前記結像光学系が複数枚のレンズ及び二枚のミラーを有し、
   前記二枚のミラーで前記複数のレンズの光軸が屈曲されることによって、前記転写面が前記共通投射面及び前記光学板面に対して平行であるとともに前記共通投射面に対して対向する、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の光源装置。
10. 前記第一投射光学系が、
    前記光学板面に対向し、前記収束光学系によって前記光学板面に収束された励起光の収束点において前記光学板面に直交する光軸を有した第一レンズ群と、
    前記第一レンズ群と直交する光軸を有した第一レンズと、
    前記第一レンズ群の光軸と前記第一レンズの光軸との交差部に配置され、前記励起光光源ユニットによって発せられた励起光を前記第一レンズ群に向けて透過させ、前記蛍光体層から発して前記第一レンズ群を通過した蛍光を前記第一レンズに向けて反射させる第一ダイクロイックミラーと、を有し、
    前記第二投射光学系が、
    前記転写面に対向し、前記結像光学系によって前記転写面に収束された励起光の収束点において前記転写面に直交する光軸を有した第二レンズ群と、
    前記第二レンズ群と一致する光軸を有した第二レンズと、を有し、
    前記第一投射光学系及び前記第二投射光学系が、
    前記第二レンズと前記共通投射面との間に配置され、前記第二レンズ及び前記共通投射面に対向し、前記第二レンズの光軸と一致する光軸を有した第三レンズと、
    前記第二レンズと前記第三レンズとの間において前記第一レンズの光軸と前記第二レンズの光軸との交差部に配置され、前記第二レンズを通過した励起光を前記第三レンズに向けて透過させ、前記第一レンズを通過した蛍光を前記第三レンズに向けて反射させる第二ダイクロイックミラーと、を有する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の光源装置。
11. 前記第一レンズ群と前記第二レンズ群とは、屈折力が同じになるように形成されており、
    前記第一レンズと前記第二レンズとは、屈折力が同じになるように形成されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の光源装置。
12. 前記光学板面から前記第一レンズ群、前記第一ダイクロイックミラー、前記第一レンズ、前記第二ダイクロイックミラー及び前記第三レンズを経由して前記共通投射面までの光路長が、前記転写面から前記第二レンズ群、前記第二レンズ、前記第二ダイクロイックミラー及び前記第三レンズを経由して前記共通投射面までの光路長と等しい、
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の光源装置。
13. 前記転写面に沿って設けられた拡散透過板を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１から１２の何れか一項に記載の光源装置。
14. 前記透光部には、光を拡散透過する拡散透過部が設けられている、
    ことを特徴とする請求項１から１３の何れか一項に記載の光源装置。
15. 前記励起光光源ユニットが、互いに平行に進行する複数のレーザー励起光の束を励起ビームとして発し、
    前記収束光学系が、前記第一レンズ群との間に前記第一ダイクロイックミラーを置いて前記第一レンズ群に対向し、前記第一ダイクロイックミラーと前記励起光光源ユニットとの間に配置され、前記前記第一レンズ群の光軸に一致する光軸を有し、前記励起光光源ユニットから発せられた励起ビームを縮径する縮小光学系を有し、
    前記第一レンズ群が、前記縮小光学系によって縮径された励起ビームを前記透光部及び前記蛍光体層の光学板面に収束する、
    ことを特徴とする請求項４、５、６、１０、１１又は１２に記載の光源装置。
16. 請求項１から１５の何れか一項に記載の光源装置と、
    前記光源装置により前記共通投射面に投射された励起光及び蛍光を投射する光源側光学系と、
    前記光源側光学系によって投射された光を各画素毎に変調することで、画像を形成する表示素子と、
    前記表示素子によって形成された画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。

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