JP2015082091A - 照明装置、およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】射出される光の色バランスを調整することが容易な照明装置、およびそのような照明装置を備えたプロジェクターを提供する。【解決手段】本発明の照明装置は、第１の波長帯の光を射出する第１の発光素子と、蛍光層と、を備える第１光源装置と、第２の波長帯の光を射出する第２の発光素子を備える第２光源装置と、第２光源装置から射出された光を所定の比率で第１の光束と第２の光束とに分離する光学素子と、を備え、第１の光束と、第１の発光素子から射出された光とが、蛍光層に励起光として入射する。【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置、およびプロジェクターに関する。

蛍光層に主励起光を照射することで赤色および緑色の光を射出する第１光源装置と、青色の光を射出する第２光源装置と、を備えるプロジェクターにおいて、第２光源装置から射出される光の一部を第１光源装置の蛍光層に入射させ、副励起光として用いる構成が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−４８０４４号公報

しかし、例えば、特許文献１のプロジェクターでは、第２光源装置の光を反射型の偏光板によって表示用の色光と副励起光とに分離する構成であるため、それぞれ分離される光の割合を調整することが困難であった。そのため、蛍光層から射出される表示用の色光の強度と、第２光源装置から射出され、分離された表示用の色光の強度との比を調整することが難しい。その結果、プロジェクターから射出される光の色バランスを調整することが困難であるという問題があった。

本発明の一つの態様は、上記問題点に鑑みて成されたものであって、射出される光の色バランスを調整することが容易な照明装置、およびそのような照明装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。

本発明の照明装置の一つの態様は、第１の波長帯の光を射出する第１の発光素子と、蛍光層と、を備える第１光源装置と、第２の波長帯の光を射出する第２の発光素子を備える第２光源装置と、前記第２光源装置から射出された光が入射する光学素子と、を備え、前記光学素子は、第１領域と第２領域とを有し、前記第２光源装置から射出された光は、前記光学素子によって、前記第１領域から射出される第１の光束と前記第２領域から射出される第２の光束とに分離され、前記第１の光束と、前記第１の発光素子から射出された光とが、前記蛍光層に励起光として入射し、前記蛍光層は、前記励起光の少なくとも一部を第３の波長帯の光に変換して射出し、前記第２光源装置から射出された光に対する反射率と透過率との比率が、前記第１領域と前記第２領域とで異なっていることを特徴とする。

本発明の照明装置の一つの態様によれば、第２光源装置から射出される光に対する反射率と透過率との比率が互いに異なる第１領域と第２領域とを有する光学素子によって、第２光源装置からの光が、励起光（副励起光）として用いられる第１の光束と、第２の光束とに分離される。そのため、第２光源装置から射出される光のうち、第１光束（副励起光）として分離される光の割合を調整することが容易である。これにより、本発明の照明装置の一つの態様によれば、蛍光層から射出される第３の波長帯の光の強度と第２の光束の強度との比を容易に調整することができ、射出される光の色バランスを調整することが容易な照明装置が得られる。

前記第１領域は、前記光学素子の外縁部に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、例えば、プロジェクターの照明装置として用いるような場合に、光変調装置や投射光学系等によってけられ、利用できない外縁部の光を副励起光として用いることができるため、光の利用効率を向上させることができる。

前記第２領域は、矩形または円形の形状を有する構成としてもよい。
この構成によれば、例えば、プロジェクターの照明装置として用いるような場合に、第２領域からの光を表示光として有効に利用できる。

前記第３の波長帯は、前記第１の波長帯および前記第２の波長帯とは異なり、前記蛍光層は、前記励起光の一部を吸収して、前記励起光の残りの成分を射出する構成としてもよい。
前記蛍光層から射出された前記残りの成分を、前記蛍光層に入射するように反射させる反射素子をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、反射素子によって、蛍光層に吸収されなかった励起光の残りの成分を蛍光層に再度入射させることができるため、光の利用効率を向上させることができる。

前記第３の波長帯は、前記第２の波長帯とは異なり、前記蛍光層から射出された前記第３の波長帯の光と、前記第２の光束と、を合成する第１合成光学系をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、第２の波長帯の光と第３の波長帯の光とが合成された光を射出できる。

前記第２の波長帯および前記第３の波長帯とは異なる第４の波長帯の光を射出する第３の発光素子を備える第３光源装置と、前記第１合成光学系からの光と前記第３光源装置からの光とを合成する第２合成光学系と、をさらに備える構成としてもよい。
この構成によれば、第２の波長帯の光と第３の波長帯の光と第４の波長帯の光とが合成された光を射出できる。

前記第２の波長帯および前記第３の波長帯とは異なる第４の波長帯の光を射出する第３の発光素子を備える第３光源装置をさらに備え、前記光学素子は、前記第３光源装置から射出された光と、前記第２の光束と、を合成する構成としてもよい。
この構成によれば、光学素子が合成光学系として機能するため、簡便な構成で、第２の波長帯の光と第４の波長帯の光とが合成された光を射出することができる。

本発明の照明装置の一つの態様は、第１の波長帯の光を射出する第１の発光素子と、蛍光層と、を備える第１光源装置と、第２の波長帯の光を射出する第２の発光素子を備える第２光源装置と、前記第２光源装置から射出された光を、第１の光束と第２の光束とに分離する光学素子と、を備え、前記第１の光束と、前記第１の発光素子から射出された光とが、前記蛍光層に励起光として入射し、前記蛍光層は、前記第１の波長帯および前記第２の波長帯とは異なる第３の波長帯の光を射出し、前記光学素子は、前記第２光源装置から射出された光に対する透過率と反射率とが互いに異なっており、かつ、前記第３の波長帯の光を透過させることを特徴とする。

本発明の照明装置の一つの態様によれば、第２光源装置から射出された光に対する、光学素子の透過率と反射率とが互いに異なっているため、蛍光層に入射される第１の光束の強度と、第２の光束の強度と、の比を容易に調整することができる。これにより、本発明の照明装置の一つの態様によれば、蛍光層から射出される第３の波長帯の光の強度と第２光束の強度との比を容易に調整することができ、射出される光の色バランスを調整することが容易な照明装置が得られる。

本発明のプロジェクターの一つの態様は、上記の照明装置と、前記照明装置から射出された光を変調して画像光を形成する光変調装置と、前記光変調装置から射出された光を投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。

本発明のプロジェクターの一つの態様によれば、上記の照明装置を備えるため、照明装置から光変調装置に入射される光の色バランスを調整することが容易であり、その結果、光変調装置によって形成される画像光の色バランスを調整することが容易なプロジェクターが得られる。

第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。 第１実施形態の光分離素子を示す正面図である。 第１実施形態の光分離素子および第１合成ダイクロイックミラーを説明する模式図である。 第１実施形態の光分離素子の他の一例を示す正面図である。 第２実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。 第３実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。 第４実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。 第５実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。 第６実施形態の光分離素子を示す図である。 第６実施形態の光分離素子の他の一例を示す正面図である。

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態に係る照明装置、およびプロジェクターについて説明する。
なお、本発明の範囲は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態のプロジェクター１０を示す概略構成図である。
本実施形態のプロジェクター１０は、図１に示すように、照明装置１と、色分離導光光学系６０と、フィールドレンズ７１Ｒと、フィールドレンズ７１Ｇと、フィールドレンズ７１Ｂと、光変調装置７０Ｒと、光変調装置７０Ｇと、光変調装置７０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム８０と、投射光学系９０とを備えている。

照明装置１は、赤色光源装置（第１光源装置）２５と、青色光源装置（第２光源装置）２６と、緑色光源装置（第３光源装置）２７と、光分離素子（光学素子）４０と、第１合成ダイクロイックミラー（第１合成光学系）４１と、第２合成ダイクロイックミラー（第２合成光学系）４２と、反射ミラー（反射素子）４３と、フライアイインテグレーター５０と、偏光変換素子５３と、重畳レンズ５４とを備えている。

赤色光源装置２５は、第１光源（第１の発光素子）２１と、蛍光体（蛍光層）２２と、第１コリメート光学系３０とを備えている。
第１光源２１は、蛍光体２２を励起させる主励起光（第１の波長帯の光）を射出する光源である。本実施形態においては、第１光源２１は、主励起光として青色（発光強度のピーク：４６０ｎｍ付近）の光を射出するＬＥＤ光源として説明するが、これに限られない。第１光源２１は、蛍光体２２を励起させることができれば、４６０ｎｍ以外のピーク波長を有する光を射出するＬＥＤ光源であっても、半導体レーザー、ランプ等であっても構わない。第１光源２１から射出された青色光（主励起光）は、励起光として蛍光体２２に入射される。

蛍光体２２は、第１光源２１からの主励起光が入射する側と逆側（図示右側）に蛍光を射出させる蛍光発光素子である。蛍光体２２は、第１光源２１から射出される波長が約４６０ｎｍの主励起光を吸収し、概ね５５０〜７５０ｎｍの赤色の蛍光（赤色光ＬＲ，第３の波長帯の光）を発する粒子状の蛍光物質を有する。

蛍光物質としては、通常知られた窒化珪素系蛍光体や、酸硫化イットリウム系蛍光体を用いることができる。具体的には、蛍光物質として、例えば、平均粒径が１０μｍのＭ_２Ｓｉ_５Ｎ_８：Ｅｕ^２＋（Ｍ＝Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）で示される組成の窒化珪素系蛍光体や、Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｅｕで示される組成の酸硫化イットリウム系蛍光体を用いることができる。
なお、蛍光物質の形成材料は、１種であってもよく、２種以上の形成材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光物質として用いることとしてもよい。

また、例えば、蛍光体２２は、窒化珪素系蛍光体と、酸化物系蛍光体と、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体とを含有していてもよい。
また、蛍光体２２は、シリケート系蛍光体や、ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体、サイアロン系蛍光体、ＢＯＳ（バリウム・オルソシリケート）系蛍光体等を含んでいてもよい。

蛍光体２２の第１光源２１からの主励起光が入射する側（図示左側）の面には、主励起光（青色光）を透過し、赤色光ＬＲを反射させるダイクロイックミラー（図示せず）が設けられている。

第１光源２１から蛍光体２２に入射された主励起光（青色光）は、少なくとも一部が吸収され、蛍光体２２における第１光源２１からの主励起光が入射した側と逆側（図示右側）から、赤色光ＬＲが射出される。射出された赤色光ＬＲは、第１コリメート光学系３０に入射され、第１コリメート光学系３０が備える第１レンズ３３と第２レンズ３４とによって平行化されて、射出される。これにより、赤色光源装置２５から、赤色光ＬＲが射出される。

青色光源装置２６は、第２光源（第２の発光素子）２３と、第２コリメート光学系３１とを備える。
第２光源２３は、青色光（第２の波長帯の光）ＬＢを射出する光源である。第２光源２３から射出される青色光ＬＢは、赤色光源装置２５の蛍光体２２を励起させることができる波長帯の光である。第２光源２３から射出される青色光ＬＢの波長は、本実施形態においては、例えば、第１光源２１から射出される光の波長と同じである。

第２光源２３から射出された青色光ＬＢは、第２コリメート光学系３１に入射され、第２コリメート光学系３１が備える第１レンズ３５と第２レンズ３６とによって平行化されて、射出される。これにより、青色光源装置２６から、青色光ＬＢが射出される。

赤色光源装置２５から射出された赤色光ＬＲと、青色光源装置２６から射出された青色光ＬＢとは、光分離素子４０および第１合成ダイクロイックミラー４１に入射される。

図２は、光分離素子４０を示す正面図である。図３は、光分離素子４０および第１合成ダイクロイックミラー４１を説明するための模式図である。図３においては、適宜部材の図示を省略している。
光分離素子４０は、図２に示すように、正面視で矩形状の光学素子である。光分離素子４０は、第１領域４０ａと、第２領域４０ｂとを含んでいる。

第１領域４０ａは、光分離素子４０の外縁部に枠状に設けられている。第１領域４０ａは、少なくとも第２の波長帯の光を反射させる。本実施形態においては、第１領域４０ａは、第３の波長帯の光を透過させる。本実施形態においては、第１領域４０ａは、光分離素子４０に入射する光のうち、スクリーンＳＣＲに投射されるまでの間に、例えば、光変調装置７０Ｂ等の光学部品の外形によってけられる部分（外縁部分）が入射する領域となるように設定されている。

第２領域４０ｂは、第１領域４０ａの内側に設けられている。第２領域４０ｂの外形は、本実施形態においては、例えば、正面視矩形状である。第２領域４０ｂは少なくとも、第２の波長帯の光および第３の波長帯の光を透過させる。本実施形態においては、第２領域４０ｂは、第１の波長帯の光も透過させる。

ここで、第１の波長帯の光とは、第１光源２１から射出される主励起光の波長帯と同じ波長帯を有する光である。
また、第２の波長帯の光とは、第２光源２３から射出される青色光ＬＢの波長帯と同じ波長帯を有する光である。本実施形態においては、第１光源２１から射出される主励起光の波長（第１の波長帯）と、第２光源２３から射出される青色光ＬＢの波長（第２の波長帯）とが同じであるため、第２の波長帯の光とは、第１光源２１及び第２光源２３から射出される光を含む。
また、第３の波長帯の光とは、赤色光源装置２５の蛍光体２２から射出される蛍光、すなわち本実施形態では赤色光ＬＲの波長帯と同じ波長帯を有する光である。

上記のように青色光ＬＢに対する反射率と透過率との比率は、第１領域４０ａと第２領域４０ｂとで異なっている。すなわち、例えば、本実施形態においては、第１領域４０ａの青色光ＬＢに対する反射率と透過率との比率は、１：０であるのに対し、第２領域４０ｂの青色光ＬＢに対する反射率と透過率との比は、０：１である。
本実施形態においては、第１領域４０ａの面積は、第２領域４０ｂの面積よりも小さく設定されている。

光分離素子４０は、例えば、透明基板の表面に誘電体多層膜が形成されて構成される。本実施形態においては、誘電体多層膜としては、第２の波長帯の光を反射させ、第３の波長帯の光を透過させる性質を有するものを用いる。すなわち、本実施形態においては、透明基板の表面に誘電体多層膜が形成された部分が第１領域４０ａとなり、誘電体多層膜が形成されていない部分が第２領域４０ｂとなる。

光分離素子４０の製造方法としては、予め透明基板の表面における第２領域４０ｂが形成される部分にマスキングを施し、透明基板の表面全体に誘電体多層膜を形成した後に、マスキングを除去する方法であっても、透明基板の表面全体に誘電体多層膜を形成した後に、第２領域４０ｂに相当する部分の誘電体多層膜を除去する方法であってもよい。

光分離素子４０は、青色光源装置２６の第２光源２３から射出される青色光ＬＢの光路方向に対して約４５°の角度をなすように配置されている。光分離素子４０に入射された青色光ＬＢは、図３に示すように、光路が第１領域４０ａによって約９０°折り曲げられて反射される副励起光（第１の光束）ＬＢｅと、第２領域４０ｂを透過する表示用の青色光（第２の光束）ＬＢｄとに分離される。

本実施形態においては、第１領域４０ａが、光変調装置７０Ｂ等の光学部品の外形によってけられる外縁部分の光が照射される領域となるように設定されている。各種光学部品によってけられる外縁部分の光の強度は、外縁部分の内側の光の強度よりも小さい。そのため、第１領域４０ａによって反射される副励起光ＬＢｅの強度は、第２領域４０ｂを透過する表示用の青色光ＬＢｄの強度よりも小さい。

表示用の青色光ＬＢｄに対する副励起光ＬＢｅの強度比（光量比）は、例えば、２：８から４：６である。副励起光ＬＢｅと表示用の青色光ＬＢｄとの強度比をこのように設定することで、スクリーンＳＣＲに投射される画像光の輝度を大きくすることができ、かつ、光の利用効率を向上させることができる。

副励起光ＬＢｅは、赤色光源装置２５の蛍光体２２に励起光として入射される。つまり、第１光源２１からの主励起光と第２光源２３からの副励起光ＬＢｅとが、励起光として蛍光体２２に入射する。蛍光体２２に入射された副励起光ＬＢｅは、蛍光体２２に吸収され、赤色光ＬＲとなって蛍光体２２から射出される。蛍光体２２の第１光源２１側には、赤色光ＬＲを反射させるダイクロイックミラーが設けられているため、副励起光ＬＢｅによって生じた赤色光ＬＲは、副励起光ＬＢｅが蛍光体２２に入射した向きと逆向き（図示右向き）、すなわち、第１光源２１から射出される主励起光によって生成された赤色光ＬＲと同じ向き（図示右向き）に射出される。

ここで、蛍光体２２に入射される励起光がすべて吸収されない場合には、励起光における吸収されなかった残りの成分は、赤色光ＬＲと同様にして蛍光体２２から射出され、第１コリメート光学系３０を介して、赤色光源装置２５から射出される。なお、以下の説明においては、励起光における吸収されなかった残りの成分を、未吸収光と称する場合がある。

第１合成ダイクロイックミラー４１は、赤色光ＬＲを反射させ、青色光ＬＢｄを透過させ、赤色光源装置２５から射出された未吸収光を透過させる光学素子である。第１合成ダイクロイックミラー４１は、赤色光源装置２５から射出される光の光路方向に対して約４５°の角度で、かつ、光分離素子４０との角度が約９０°となるように配置されている。第１合成ダイクロイックミラー４１に入射された赤色光ＬＲは、光路が約９０°折り曲げられて反射される。これにより、赤色光ＬＲが、光分離素子４０を透過した青色光ＬＢｄと同じ向き（図示上側）に反射され、赤色光ＬＲと青色光ＬＢｄとが合成される。合成された赤色光ＬＲと青色光ＬＢｄとは、第２合成ダイクロイックミラー４２に入射される。
なお、以下の説明においては、青色光ＬＢｄは、単に青色光ＬＢとして説明する場合がある。

反射ミラー４３は、図１に示すように、入射した光を反射する光学素子である。反射ミラー４３は、光分離素子４０および第１合成ダイクロイックミラー４１を挟んで、赤色光源装置２５と反対側に設けられている。反射ミラー４３には、赤色光源装置２５から射出され、光分離素子４０および第１合成ダイクロイックミラー４１を透過した未吸収光が入射される。入射された未吸収光は、反射ミラー４３によって、反射ミラー４３に入射した向きと逆向きに反射され、再び蛍光体２２に入射される。すなわち、反射ミラー４３は、蛍光体２２から射出された未吸収光を、蛍光体に再び入射するように反射させる。

緑色光源装置２７は、第３光源２４と、第３コリメート光学系３２とを備える。
第３光源（第３の発光素子）２４は、緑色光（第４の波長帯の光）ＬＧを射出する光源である。本実施形態においては、緑色光ＬＧの波長は、例えば、４８０ｎｍ〜６５０ｎｍである。

第３光源２４から射出された緑色光ＬＧは、第３コリメート光学系３２に入射され、第３コリメート光学系３２が備える第１レンズ３７と第２レンズ３８とによって平行化されて、射出される。これにより、緑色光源装置２７から、緑色光ＬＧが射出される。緑色光源装置２７から射出された緑色光ＬＧは、第２合成ダイクロイックミラー４２に入射される。

第２合成ダイクロイックミラー４２は、緑色光ＬＧを反射させ、それ以外の光、例えば、青色光ＬＢや、赤色光ＬＲを透過させる光学素子である。第２合成ダイクロイックミラー４２は、緑色光源装置２７から射出される光の光路方向に対して約４５°の角度となるように配置されている。第２合成ダイクロイックミラー４２に入射された緑色光ＬＧは、光路が約９０°折り曲げられて反射される。
一方、第２合成ダイクロイックミラー４２に入射された赤色光ＬＲと青色光ＬＢとの合成光は、第２合成ダイクロイックミラー４２を透過する。

これにより、緑色光ＬＧの向きと、第１合成ダイクロイックミラー４１によって合成された青色光ＬＢと赤色光ＬＲとの合成光の向きが同じ（図示上側）となる。すなわち、緑色光ＬＧと、赤色光ＬＲと、青色光ＬＢとが合成され、第２合成ダイクロイックミラー４２から白色光が射出される。

第２合成ダイクロイックミラー４２から射出された白色光は、第１フライアイレンズアレイ５１および第２フライアイレンズアレイ５２からなるフライアイインテグレーター５０に入射し、照度分布が均一化される。フライアイインテグレーター５０から射出された白色光、すなわち、緑色光ＬＧ、赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢは、偏光変換素子５３によって偏光方向が一方向に揃えられた直線偏光に変換され、重畳レンズ５４により平行化され、照明装置１から射出される。照明装置１から射出された光は、色分離導光光学系６０に入射される。

色分離導光光学系６０は、ダイクロイックミラー６１と、ダイクロイックミラー６３と、反射ミラー６２と、反射ミラー６５と、反射ミラー６７と、リレーレンズ６４と、リレーレンズ６６とを備えている。色分離導光光学系６０は、照明装置１からの白色光を赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離し、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢをそれぞれ光変調装置７０Ｒ、光変調装置７０Ｇおよび光変調装置７０Ｂに導光する機能を有する。

ダイクロイックミラー６１と、ダイクロイックミラー６３とは、基板上に、所定の波長領域の光を反射して、他の波長領域の光を透過させる誘電体多層膜からなる波長選択透過膜が形成されたミラーである。具体的には、ダイクロイックミラー６１は、赤色光ＬＲを透過させ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを反射する。ダイクロイックミラー６３は、緑色光ＬＧを反射して、青色光ＬＢを透過させる。

反射ミラー６２と、反射ミラー６５と、反射ミラー６７とは、入射した光を反射するミラーである。具体的には、反射ミラー６２は、ダイクロイックミラー６１を透過した赤色光ＬＲを反射する。反射ミラー６５および反射ミラー６７は、ダイクロイックミラー６３を透過した青色光ＬＢを反射する。

リレーレンズ６４およびリレーレンズ６６は、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧの光路長よりも長くなることによる青色光ＬＢの光損失を補償する機能を有する。

ダイクロイックミラー６１を透過した赤色光ＬＲは、反射ミラー６２で反射され、フィールドレンズ７１Ｒを介して、赤色光用の光変調装置７０Ｒの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー６１で反射された緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー６３でさらに反射され、フィールドレンズ７１Ｇを介して、緑色光用の光変調装置７０Ｇの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー６３を透過した青色光は、リレーレンズ６４、入射側の反射ミラー６５、リレーレンズ６６、射出側の反射ミラー６７を、この順で経て、フィールドレンズ７１Ｂを介して、青色光用の光変調装置７０Ｂの画像形成領域に入射する。

光変調装置７０Ｒ、光変調装置７０Ｇ、光変調装置７０Ｂは、入射された色光を画像情報に応じて変調して画像光を形成するものであり、照明装置１の照明対象となる。光変調装置７０Ｒ、光変調装置７０Ｇおよび光変調装置７０Ｂによって、入射された各色光の光変調が行われる。

光変調装置７０Ｒ、光変調装置７０Ｇ、光変調装置７０Ｂは、通常知られたものを用いることができる。光変調装置７０Ｒ、光変調装置７０Ｇ、光変調装置７０Ｂは、たとえば、液晶素子と液晶素子を挟持する２つの偏光素子とを有した、透過型の液晶ライトバルブ等の光変調装置により構成される。２つの偏光素子は、例えば、透過軸が互いに直交する構成（クロスニコル配置）となっている。

例えば、光変調装置７０Ｒ、光変調装置７０Ｇ、光変調装置７０Ｂは、一対の透明基板に液晶を密閉封入した透過型の光変調装置である。光変調装置７０Ｒ、光変調装置７０Ｇ、光変調装置７０Ｂは、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に応じて、入射側の偏光素子から射出された１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。

光変調装置７０Ｒ、光変調装置７０Ｇ、光変調装置７０Ｂによって、光変調された画像光は、それぞれクロスダイクロイックプリズム８０に入射される。
クロスダイクロイックプリズム８０は、入射する色光毎に変調された画像光を合成してカラー画像を形成する光学素子である。クロスダイクロイックプリズム８０は、４つの直角プリズムを貼り合せた平面視略正方形状をなしている。直角プリズムを貼り合せた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光ＬＲを反射し、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを透過させるものである。略Ｘ字状の他方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光ＬＢを反射し、赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧを透過させるものである。これらの誘電体多層膜によって赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢは曲折され、赤色光ＬＲの進行方向および青色光ＬＢの進行方向が緑色光ＬＧの進行方向に揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム８０から射出されたカラー画像は、投射光学系９０によって拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。

本実施形態によれば、青色光ＬＢに対する反射率と透過率との比が互いに異なる第１領域４０ａと第２領域４０ｂとを有する光分離素子４０によって、青色光ＬＢが、蛍光体２２の励起光として用いられる副励起光ＬＢｅと、表示用の青色光ＬＢｄ（青色光ＬＢ）とに分離される。そのため、第１領域４０ａと第２領域４０ｂとの面積割合や、第１領域４０ａおよび第２領域４０ｂにおける青色光ＬＢに対する反射率および透過率を適宜選択することで、青色光源装置２６から射出される青色光ＬＢのうち、副励起光ＬＢｅとして分離される光の割合を調整することが容易である。これにより、本実施形態によれば、蛍光体２２から射出される赤色光ＬＲの強度（光量）と、光分離素子４０の第２領域４０ｂを透過する表示用の青色光ＬＢｄの強度（光量）との比を容易に調整することができる。したがって、本実施形態によれば、射出される光の色バランスを調整することが容易な照明装置およびプロジェクターが得られる。

また、プロジェクターにおいては、蛍光体から射出される赤色光の強度が小さい場合に、青色光源装置から射出される青色光の強度を小さくすることによって、光の色バランスを調整することもできる。しかし、このような場合では、プロジェクターから射出される画像光の強度が全体として低下し、投射される画像が暗くなってしまう。

これに対して、本実施形態によれば、例えば、第１領域４０ａの青色光ＬＢに対する反射率を調整することによって、青色光源装置２６から射出される青色光ＬＢｄの強度を低下させることなく、射出される光の色バランスを調整できる。そのため、プロジェクターから射出される画像光の強度を大きくでき、投射される画像の明るさを向上させることができる。

プロジェクターにおいて、光変調装置や投射光学系等に光が入射する際には、入射する光の外縁部分は、入射する光学素子の外形によってけられる場合があった。この場合においては、光の外縁部分が利用できないため、プロジェクターにおける光の利用効率が低下してしまうという問題があった。

これに対して、本実施形態によれば、第１領域４０ａは、光分離素子４０の外縁部に設けられているため、光変調装置７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂや投射光学系９０等に入射した場合には、けられて利用できなくなる青色光ＬＢの外縁部分が、第１領域４０ａによって反射され、蛍光体２２の副励起光ＬＢｅとして用いられる。これにより、本実施形態によれば、例えば、プロジェクターとして用いた場合に、光の利用効率を向上できる照明装置が得られる。また、本実施形態によれば、光の利用効率に優れたプロジェクターが得られる。

また、本実施形態によれば、光分離素子４０の第２領域４０ｂは、正面視矩形状である。そのため、光分離素子４０の第２領域４０ｂを透過した青色光ＬＢは、光の進行方向に対する垂直断面の形状が矩形状になる。これにより、例えば、プロジェクターに用いられる光変調装置等の光学部品が正面視矩形状である場合、第２領域４０ｂの大きさを各光学部品の大きさに応じて決定することにより、光の利用効率を向上できる。

また、本実施形態によれば、反射ミラー４３を備えているため、蛍光体２２によって励起光のうちの一部が吸収されないような場合であっても、未吸収光を再度、蛍光体２２に入射させることができる。そのため、本実施形態によれば、光の利用効率を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。

本実施形態においては、光分離素子４０の第１領域４０ａが、赤色光源装置２５から射出される赤色光ＬＲを反射させる構成としてもよい。この場合には、第１領域４０ａは、青色光ＬＢ、赤色光ＬＲおよび未吸収光をすべて反射させる領域となるため、波長選択性を有していなくてもよい。具体的には、例えば、透明基板の表面に錫や銀を蒸着させることによって、第１領域４０ａを形成してもよい。

また、本実施形態において、上記のように第１領域４０ａが波長選択性を有していなくてもよい場合には、光分離素子４０は、アルミや銀などの光の反射率が高い材料で形成された平板に、貫通孔を設けることによって形成されていてもよい。この場合においては、貫通孔が形成された部分が、第２領域４０ｂとなり、それ以外の部分が第１領域４０ａとなる。

また、本実施形態においては、第１光源２１から射出される主励起光（第１の波長帯の光）の波長が、青色光ＬＢの波長と異なっていてもよい。この場合においては、光分離素子４０の第１領域４０ａが、未吸収光のうち第１の波長帯の光を透過させる構成としてもよいし、光分離素子４０の第２領域４０ｂが、未吸収光のうち第１の波長帯の光を反射させる構成としてもよい。第２領域４０ｂが未吸収光のうち第１の波長帯の光を反射させる構成とする場合においては、第２領域４０ｂに、第１の波長帯の光を反射させ、かつ第２の波長帯の光を透過させるような性質を有する誘電体多層膜を形成する。

また、本実施形態においては、第１光源２１が射出する主励起光は、紫外光であってもよい。この場合においては、主励起光の中心波長は、青色光ＬＢ、赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧよりも短くなる。

また、本実施形態においては、第１領域４０ａによって反射される副励起光ＬＢｅの強度と、第２領域４０ｂを透過する表示用の青色光ＬＢｄの強度とは、同じであってもよいし、副励起光ＬＢｅの強度が、表示用の青色光ＬＢｄの強度より大きくてもよい。

また、本実施形態においては、未吸収光が少なければ、特に反射ミラー４３は設けられなくてもよい。

また、上記説明した実施形態においては、光分離素子４０の外形は矩形状であるが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、図４に示すような、外形が円形状の光分離素子（光学素子）４４であってもよい。光分離素子４４は、第１領域４４ａと、第２領域４４ｂとを含んでいる。第１領域４４ａは、光分離素子４４の外縁部に形成されている。第１領域４４ａは、正面視の外形が円形状の枠状である。第２領域４４ｂは、第１領域４４ａの内側に設けられ、外形が円形状である。

この場合においては、第２領域４４ｂが円形状であるため、光分離素子４４の第２領域４４ｂを透過した青色光ＬＢは、光の進行方向に対する垂直断面の形状が円形状になる。これにより、例えば、プロジェクターに用いられる光変調装置等の光学部品が正面視円形状である場合、第２領域４４ｂの大きさを各光学部品の大きさに応じて決定することにより、光の利用効率を向上できる。

また、上記説明した本実施形態においては、光分離素子４０の第２領域４０ｂは、透明基板上における誘電体多層膜が形成されていない部分である構成としたが、これに限られない。本実施形態においては、例えば、光分離素子４０は、第２領域４０ｂが透明基板に形成された貫通孔の部分であるような構成であってもよい。この場合においては、光分離素子４０の製造方法は、透明基板に貫通孔を形成した後に、誘電体多層膜を形成する方法であっても、誘電体多層膜を透明基板の表面全体に形成した後に、貫通孔を形成する方法であってもよい。

なお、光分離素子４０に形成された貫通穴が第２領域４０ｂとして用いられる場合、第２領域４０ｂには空気層が設けられることとなる。そして、第２領域４０ｂの青色光ＬＢに対する反射率は０％であり、透過率は１００％である。

（第２実施形態）
第２実施形態は、第１実施形態に対して、緑色光源装置の配置が異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。

図５は、本実施形態のプロジェクター１１０を示す概略構成図である。
本実施形態のプロジェクター１１０は、図５に示すように、照明装置１０１と、色分離導光光学系１６０と、フィールドレンズ７１Ｒと、フィールドレンズ１７１Ｇと、フィールドレンズ１７１Ｂと、光変調装置７０Ｒと、光変調装置１７０Ｇと、光変調装置１７０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム１８０と、投射光学系９０とを備えている。

照明装置１０１は、赤色光源装置２５と、青色光源装置２６と、緑色光源装置（第３光源装置）１２７と、光分離素子４０と、第１合成ダイクロイックミラー４１と、反射ミラー４３と、フライアイインテグレーター５０と、偏光変換素子５３と、重畳レンズ５４と、フライアイインテグレーター１５０と、偏光変換素子１５３と、重畳レンズ１５４とを備えている。

第１合成ダイクロイックミラー４１から射出された赤色光ＬＲと青色光ＬＢとの合成光は、第１実施形態とは異なり、緑色光ＬＧとは合成されずに、照明装置１０１から射出され、色分離導光光学系１６０に入射される。

緑色光源装置１２７は、第３光源（第３の発光素子）１２４と、第１レンズ１３７と第２レンズ１３８とを含む第３コリメート光学系１３２とを備える。緑色光源装置１２７は、第１実施形態の緑色光源装置２７と同様に、緑色光ＬＧを射出する。

緑色光源装置１２７から射出された緑色光ＬＧは、第１フライアイレンズアレイ１５１および第２フライアイレンズアレイ１５２からなるフライアイインテグレーター１５０に入射し、光量分布が均一化される。フライアイインテグレーター１５０から射出された緑色光ＬＧは、偏光変換素子１５３によって偏光方向が一方向に揃えられた直線偏光に変換され、重畳レンズ１５４により平行化され、照明装置１０１から射出される。照明装置１０１から射出された緑色光ＬＧは、色分離導光光学系１６０に入射される。

色分離導光光学系１６０は、ダイクロイックミラー６１と、反射ミラー１６３と、反射ミラー６２と、反射ミラー１６７とを備えている。色分離導光光学系１６０は、照明装置１０１からの赤色光ＬＲと青色光ＬＢとが合成された光をそれぞれの色光に分離し、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢをそれぞれ光変調装置７０Ｒ、光変調装置１７０Ｇおよび光変調装置１７０Ｂに導光する機能を有する。

反射ミラー１６３と、反射ミラー１６７とは、入射した光を反射するミラーである。具体的には、反射ミラー１６３は、ダイクロイックミラー６１を透過した青色光ＬＢを反射する。反射ミラー１６７は、照明装置１０１から入射された緑色光ＬＧを反射する。

ダイクロイックミラー６１で反射された青色光ＬＢは、反射ミラー１６３でさらに反射され、フィールドレンズ１７１Ｂを介して、青色光用の光変調装置１７０Ｂの画像形成領域に入射する。ダイクロイックミラー６１を透過した赤色光ＬＲは、第１実施形態と同様にして、赤色光用の光変調装置７０Ｒの画像形成領域に入射する。
一方、照明装置１０１から入射された緑色光ＬＧは、反射ミラー１６７で反射され、フィールドレンズ１７１Ｇを介して、緑色光用の光変調装置１７０Ｇの画像形成領域に入射する。

光変調装置１７０Ｇおよび光変調装置１７０Ｂは、第１実施形態における光変調装置７０Ｇおよび光変調装置７０Ｂと同様である。
光変調装置７０Ｒ、光変調装置１７０Ｇ、光変調装置１７０Ｂによって、光変調された画像光は、それぞれクロスダイクロイックプリズム１８０に入射される。
クロスダイクロイックプリズム１８０は、略Ｘ字状の界面に形成された誘電体多層膜が、赤色光ＬＲを反射し、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを透過させるものと、緑色光ＬＧを反射し、赤色光ＬＲおよび青色光ＬＢを透過させるものである点を除いて、第１実施形態のクロスダイクロイックプリズム８０と同様である。これらの誘電体多層膜によって赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧは曲折され、赤色光ＬＲの進行方向および緑色光ＬＧの進行方向が青色光ＬＢの進行方向に揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム１８０から射出されたカラー画像は、第１実施形態と同様に、投射光学系９０によって拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、射出される光の色バランスを調整することが容易な照明装置およびプロジェクターが得られる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、第１実施形態に対して、光分離素子が緑色光を合成する機能を有している点において異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。

図６は、本実施形態のプロジェクター２１０を示す概略構成図である。
本実施形態のプロジェクター２１０は、図６に示すように、照明装置２０１と、色分離導光光学系６０と、フィールドレンズ７１Ｒと、フィールドレンズ７１Ｇと、フィールドレンズ７１Ｂと、光変調装置７０Ｒと、光変調装置７０Ｇと、光変調装置７０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム８０と、投射光学系９０とを備えている。

照明装置２０１は、赤色光源装置２５と、青色光源装置２６と、緑色光源装置（第３光源装置）２２７と、光分離素子（光学素子）２４０と、第１合成ダイクロイックミラー４１と、フライアイインテグレーター５０と、偏光変換素子５３と、重畳レンズ５４とを備えている。

緑色光源装置２２７は、光分離素子２４０および第１合成ダイクロイックミラー４１を挟んで、赤色光源装置２５と対向して設けられている。緑色光源装置２２７は、第３光源（第３の発光素子）２２４と、第１レンズ２３７と第２レンズ２３８とを含む第３コリメート光学系２３２とを備える。緑色光源装置２２７は、第１実施形態の緑色光源装置２７と同様に、緑色光ＬＧを射出する。緑色光源装置２２７から射出された緑色光ＬＧは、光分離素子２４０に入射される。

光分離素子２４０は、第１実施形態の光分離素子４０と同様の正面視形状を有し、光分離素子４０と同様に配置されている。光分離素子２４０は、外縁部に設けられた第１領域２４０ａと、第１領域２４０ａの内側に設けられた第２領域２４０ｂとを含む。
第１領域２４０ａは、第１実施形態の光分離素子４０と同様に、例えば、透明基板の表面に誘電体多層膜が形成されることによって構成されている。第１領域２４０ａは、本実施形態においては、青色光ＬＢを反射させる。また、第１領域２４０ａは、赤色光ＬＲを透過させ、緑色光ＬＧを透過させてもよい。

第２領域２４０ｂは、例えば、第１領域２４０ａと同様に、透明基板の表面に誘電体多層膜が形成されることによって構成されている。第２領域２４０ｂは、本実施形態においては、青色光ＬＢを透過させ、赤色光ＬＲを透過させ、緑色光ＬＧを反射させる。

光分離素子２４０に入射された緑色光ＬＧのうち、第１領域２４０ａに入射された緑色光ＬＧ、すなわち、緑色光ＬＧの外縁部分は、第１領域２４０ａを透過し、第１コリメート光学系３０を介して蛍光体２２に入射される。蛍光体２２に入射された緑色光ＬＧの外縁部分は、蛍光体２２の副励起光として機能する。すなわち、本実施形態においては、蛍光体２２は、緑色光ＬＧによっても励起される蛍光物質を含んでいる。
また、光分離素子２４０に入射された緑色光ＬＧのうち、第２領域２４０ｂに入射された光は、第２領域２４０ｂによって光路が約９０°折り曲げられて反射される。

光分離素子２４０の第２領域２４０ｂは、第１実施形態と同様に、青色光ＬＢを透過させるため、光分離素子２４０によって、透過した青色光ＬＢと、反射された緑色光ＬＧとが合成される。
第１合成ダイクロイックミラー４１は、第１実施形態と同様にして、赤色光ＬＲと青色光ＬＢとを合成する。

以上のようにして、光分離素子２４０と第１合成ダイクロイックミラー４１とによって、赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧと、青色光ＬＢとが合成される。合成された合成光（白色光）は、フライアイインテグレーター５０と、偏光変換素子５３と、重畳レンズ５４とを介して、照明装置２０１から射出される。

照明装置２０１から射出された光は、第１実施形態と同様にして、色分離導光光学系６０と、フィールドレンズ７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂと、光変調装置７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム８０と、投射光学系９０とを介して、スクリーンＳＣＲに投射される。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、射出される光の色バランスを調整することが容易な照明装置およびプロジェクターが得られる。

また、本実施形態によれば、光分離素子２４０が、第１実施形態における第２合成ダイクロイックミラー４２と同様に、緑色光ＬＧを合成する機能を有する。そのため、第２合成ダイクロイックミラー４２を設ける必要がなく、照明装置を構成する光学部品を少なくすることができる。

また、本実施形態によれば、光分離素子２４０の第１領域２４０ａは、緑色光ＬＧを透過させるため、緑色光源装置２２７から射出された緑色光ＬＧのうち外縁部の光は、光分離素子２４０を透過し、第１コリメート光学系３０を介して、蛍光体２２に入射される。上述したように、プロジェクターにおいては、光の外縁部分は、光変調装置等によってけられ、利用できず、光の利用効率が低下してしまう場合がある。これに対して、本実施形態によれば、緑色光ＬＧの外縁部分の光を蛍光体２２の励起光として用いることができるため、プロジェクターの光の利用効率を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用してもよい。

本実施形態においては、光分離素子２４０の第１領域２４０ａが、赤色光源装置２５から射出される赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧのうちいずれか一方、または両方を透過させる構成としてもよい。第１領域２４０ａが、赤色光源装置２５から射出される赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧの両方を透過させる構成である場合、すなわち、第１領域２４０ａが赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧと、青色光ＬＢとを透過させる構成である場合には、第１領域２４０ａは、誘電体多層膜を形成しない部分とすることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態は、第１実施形態に対して、光分離素子を透過した青色光を蛍光体の副励起光として用いる点において異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。

図７は、本実施形態のプロジェクター３１０を示す概略構成図である。
本実施形態のプロジェクター３１０は、図７に示すように、照明装置３０１と、色分離導光光学系６０と、フィールドレンズ７１Ｒと、フィールドレンズ７１Ｇと、フィールドレンズ７１Ｂと、光変調装置７０Ｒと、光変調装置７０Ｇと、光変調装置７０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム８０と、投射光学系９０とを備えている。

照明装置３０１は、黄色光源装置（第１光源装置）３２５と、青色光源装置（第２光源装置）３２６と、光分離素子（光学素子）３４０と、合成ダイクロイックミラー（第１合成光学系）３４１と、フライアイインテグレーター５０と、偏光変換素子５３と、重畳レンズ５４とを備えている。

黄色光源装置３２５は、第１光源２１と、蛍光体（蛍光層）３２２と、第１コリメート光学系３０とを備えている。
蛍光体３２２は、第１光源２１からの主励起光が入射する側と逆側に蛍光を射出させる蛍光発光素子である。蛍光体３２２は、第１光源２１から射出される波長が約４６０ｎｍの主励起光を吸収し、概ね４９０〜７５０ｎｍ（発光強度のピーク：５７０ｎｍ）の黄色の蛍光（黄色光ＬＹ）を発する粒子状の蛍光物質を有する。黄色の蛍光には、緑色光ＬＧ（波長５３０ｎｍ付近）および赤色光（波長６３０ｎｍ付近）ＬＲが含まれる。

蛍光物質としては、通常知られたＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を用いることができる。例えば、平均粒径が１０μｍの（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅで示される組成のＹＡＧ系蛍光体を用いることができる。なお、蛍光物質の形成材料は、１種であってもよく、２種以上の形成材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光物質として用いることとしてもよい。
また、蛍光体３２２は、第１実施形態で述べた他の蛍光物質を含んでいてもよい。

蛍光体３２２から射出された黄色光ＬＹは、第１コリメート光学系３０を介して、黄色光源装置３２５から射出される。射出された黄色光ＬＹは、合成ダイクロイックミラー３４１に入射される。

青色光源装置３２６は、光分離素子３４０および合成ダイクロイックミラー３４１を挟んで、黄色光源装置３２５と対向して設けられている。青色光源装置３２６は、第２光源（第２の発光素子）３２３と、第１レンズ３３５と第２レンズ３３６とを含む第２コリメート光学系３３１とを備える。青色光源装置３２６は、第１実施形態の青色光源装置２６と同様に、青色光ＬＢを射出する。青色光源装置３２６から射出された青色光ＬＢは、光分離素子３４０に入射される。

光分離素子３４０は、第１実施形態の光分離素子４０と同様の形状を有し、光分離素子４０と同様に配置されている。光分離素子３４０は、外縁部に設けられた第１領域３４０ａと、第１領域３４０ａの内側に設けられた第２領域３４０ｂとを含む。図示していないが、光分離素子３４０に入射された青色光ＬＢは、第１領域３４０ａを透過する副励起光（第１の光束）ＬＢｅと、光路が第２領域３４０ｂによって約９０°折り曲げられて反射される表示用の青色光（第２の光束）ＬＢｄとに分離される。

第２領域３４０ｂは、例えば、透明基板上に誘電体多層膜が形成されることによって構成されている。第２領域３４０ｂは、本実施形態においては、青色光ＬＢを反射させ、黄色光ＬＹを透過させる。すなわち、第２領域３４０ｂは、赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧを透過させる。

第１領域３４０ａは、少なくとも青色光ＬＢを透過させる。第１領域３４０ａは、例えば、透明基板上における誘電体多層膜が形成されていない部分である。第１領域３４０ａは、本実施形態においては、黄色光ＬＹも透過させる。

光分離素子３４０に入射された青色光ＬＢのうち副励起光ＬＢｅは、第１領域３４０ａを透過し、第１コリメート光学系３０を介して蛍光体３２２に励起光として入射される。これにより、青色光ＬＢの外縁部分を蛍光体３２２の励起光として用いることができる。

合成ダイクロイックミラー３４１は、黄色光ＬＹを反射させ、青色光ＬＢを透過させる光学素子である。すなわち、合成ダイクロイックミラー３４１は、赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧを反射させる。合成ダイクロイックミラー３４１は、第１実施形態の第１合成ダイクロイックミラー４１と同様に配置されている。

合成ダイクロイックミラー３４１に入射された黄色光ＬＹは、光路が約９０°折り曲げられ、光分離素子３４０の第２領域３４０ｂによって青色光ＬＢｄが反射される向きと同じ向き（図示上向き）に反射される。これにより、黄色光ＬＹ（赤色光ＬＲ，緑色光ＬＧ）と青色光ＬＢとが合成される。合成された光（白色光）は、第１実施形態と同様に、フライアイインテグレーター５０と、偏光変換素子５３と、重畳レンズ５４とを介して、照明装置３０１から射出される。

照明装置３０１から射出された白色光は、第１実施形態と同様にして、色分離導光光学系６０と、フィールドレンズ７１Ｒ，７１Ｇ，７１Ｂと、光変調装置７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム８０と、投射光学系９０とを介して、スクリーンＳＣＲに投射される。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、射出される光の色バランスを調整することが容易な照明装置およびプロジェクターが得られる。

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。

本実施形態においては、黄色光源装置３２５の代わりに、赤色光ＬＲを射出する赤色光源装置を配置してもよい。その場合には、緑色光源装置を、例えば、第１実施形態や第２実施形態のようにして配置してもよい。あるいは、緑色光が光分離素子３４０の第２領域３４０ｂをフライアイインテグレーター５０に向かって透過するように、緑色光源装置を配置してもよい。

また、本実施形態においては、第１領域３４０ａは、透明基板上における誘電体多層膜が形成されていない部分であったが、これに限られない。本実施形態においては、第１領域３４０ａは青色光ＬＢおよび黄色光ＬＹを透過させるように構成されているため、第１領域３４０ａとして、光分離素子３４０の第２領域３４０ｂの外側の領域に必ずしも透明な部材が設けられている必要は無い。つまり、第１領域３４０ａは空気層であってもよい。この場合、第１領域３４０ａの青色光ＬＢに対する透過率は１００％であり、反射率は０％である。

（第５実施形態）
第５実施形態は、第４実施形態に対して、黄色光源装置と青色光源装置との配置が異なる。
なお、上記実施形態と同様の構成については、同一の符号を付す等により、説明を省略する場合がある。

図８は、本実施形態のプロジェクター４１０を示す概略構成図である。
本実施形態のプロジェクター４１０は、図８に示すように、照明装置４０１と、色分離導光光学系１６０と、フィールドレンズ７１Ｒと、フィールドレンズ７１Ｇと、フィールドレンズ７１Ｂと、光変調装置７０Ｒと、光変調装置７０Ｇと、光変調装置７０Ｂと、クロスダイクロイックプリズム８０と、投射光学系９０とを備えている。

照明装置４０１は、黄色光源装置（第１光源装置）４２５と、青色光源装置（第２光源装置）４２６と、光分離素子（光学素子）４４０と、集光レンズ４５０と、反射ミラー（反射素子）４４３と、フライアイインテグレーター５０と、偏光変換素子５３と、重畳レンズ５４と、フライアイインテグレーター１５０と、偏光変換素子１５３と、重畳レンズ１５４とを備えている。

黄色光源装置４２５は、第１光源（第１の発光素子）４２１と、第１レンズ４３３と第２レンズ４３４とを含む第１コリメート光学系４３０と、ダイクロイックミラー４４１と、ピックアップ光学系４３７と、蛍光発光素子４５１とを備えている。

第１光源４２１は、後述する蛍光発光素子４５１の蛍光体４５３を励起する主励起光を射出する。本実施形態においては、第１光源４２１の射出する主励起光は、例えば、第１実施形態における第１光源２１が射出する光と同様である。第１コリメート光学系４３０は、第１実施形態の第１コリメート光学系３０と同様である。
第１光源４２１から射出された主励起光は、第１コリメート光学系４３０を介して、ダイクロイックミラー４４１に入射される。

ダイクロイックミラー４４１は、黄色光ＬＹを反射し、それ以外の光、例えば、第１光源から射出される主励起光や、青色光ＬＢを透過させる光学素子である。ダイクロイックミラー４４１は、第１光源４２１から射出された光の光路方向に対して、約４５°の角度をなすように配置されている。

ダイクロイックミラー４４１に入射された主励起光は、ダイクロイックミラー４４１を透過し、ピックアップ光学系４３７を介して、蛍光発光素子４５１に入射される。
ピックアップ光学系４３７は、第１レンズ４３８と第２レンズ４３９とを備えている。
ピックアップ光学系４３７は、第１レンズ４３８と第２レンズ４３９とによって、蛍光発光素子４５１から射出される蛍光（黄色光ＬＹ）を略平行化した状態でダイクロイックミラー４４１に入射させる。また、ピックアップ光学系４３７は、ダイクロイックミラー４４１から入射する主励起光を集光する機能を有しており、主励起光を集光させた状態で、蛍光発光素子４５１に入射させる。

蛍光発光素子４５１は、第１光源４２１からの主励起光が入射する側と同じ側に蛍光（黄色光ＬＹ）を射出させる蛍光発光素子である。蛍光発光素子４５１は、モーター（図示せず）により回転駆動される透明な基板４５２と、基板４５２の表面に形成された蛍光体（蛍光層）４５３とを備えている。基板４５２と蛍光体４５３との間には、蛍光体４５３が発する蛍光を反射し、励起光（青色光ＬＢ）を透過させる誘電体多層膜が形成されている。

蛍光体４５３は、励起光が入射する領域に対応して、基板４５２の回転方向に沿ってリング状に形成されている。本実施形態では基板４５２として円板を用いているが、基板４５２の形状は円板に限られない。蛍光体４５３は、第４実施形態の蛍光体３２２と同様である。

ピックアップ光学系４３７を介して蛍光発光素子４５１に入射された励起光は、蛍光発光素子４５１の蛍光体４５３に吸収される。そして、蛍光体４５３（蛍光発光素子４５１）の第１光源４２１からの主励起光が入射する側と同じ側から黄色光ＬＹが射出される。蛍光発光素子４５１から射出された黄色光ＬＹは、ピックアップ光学系４３７によって、平行化され、ダイクロイックミラー４４１に入射される。
ダイクロイックミラー４４１に入射された黄色光ＬＹは、ダイクロイックミラー４４１によって光路が約９０°折り曲げられて反射され、黄色光源装置４２５から射出される。

青色光源装置４２６は、黄色光源装置４２５の蛍光発光素子４５１側（図示右側）に配置されている。青色光源装置４２６は、第２光源（第２の発光素子）４２３と、第１レンズ４３５と第２レンズ４３６とを含む第２コリメート光学系４３１とを備える。青色光源装置４２６は、第１実施形態の青色光源装置２６と同様に、青色光ＬＢを射出する。青色光源装置４２６から射出された青色光ＬＢは、光分離素子４４０に入射される。

光分離素子４４０は、第１実施形態の光分離素子４０と同様の形状を有し、青色光源装置４２６から射出される青色光ＬＢに対して、約４５°の角度となるように配置されている。光分離素子４４０は、外縁部に設けられた第１領域４４０ａと、第１領域４４０ａの内側に設けられた第２領域４４０ｂとを含む。
図３に示した例と同様に、光分離素子４４０に入射された青色光ＬＢは、光路が第１領域４４０ａによって約９０°折り曲げられて反射される副励起光（第１の光束）ＬＢｅと、第２領域４４０ｂを透過する表示用の青色光（第２の光束）ＬＢｄとに分離される。

第１領域４４０ａは、例えば、透明基板上に誘電体多層膜が形成されることによって形成されている。第１領域４４０ａは、本実施形態においては、青色光ＬＢを反射させる。
第２領域４４０ｂは、例えば、透明基板上における誘電体多層膜が形成されていない部分である。第２領域４４０ｂは、本実施形態においては、青色光ＬＢを透過させる。

本実施形態においては、光分離素子４４０には、黄色光ＬＹ、すなわち、赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧは、入射されない構成となっているため、第１領域４４０ａおよび第２領域４４０ｂ共に、赤色光ＬＲおよび緑色光ＬＧを透過させる構成としても、反射させる構成としてもよい。

光分離素子４４０に入射された青色光ＬＢのうち副励起光ＬＢｅは、第１領域４４０ａによって光路が約９０°折り曲げられて反射され、集光レンズ４５０に入射される。集光レンズ４５０は、入射された副励起光ＬＢｅを集光させた状態で、黄色光源装置４２５の蛍光発光素子４５１に励起光として入射させる。

また、光分離素子４４０に入射された青色光ＬＢのうち青色光ＬＢｄは、第２領域４４０ｂを透過し、フライアイインテグレーター１５０と、偏光変換素子１５３と、重畳レンズ１５４とを介して、照明装置４０１から射出される。

反射ミラー４４３は、第１光源４２１から射出された励起光のうち、蛍光体４５３で吸収されなかった残りの成分を、反射して蛍光体４５３に再び入射させる。すなわち、第１光源４２１から蛍光発光素子４５１に入射された光のうち蛍光体４５３に吸収されなかった未吸収光は、蛍光発光素子４５１を透過し、集光レンズ４５０および光分離素子４４０の第２領域４４０ｂを介して、反射ミラー４４３に入射される。そして、反射ミラー４４３は、未吸収光を入射した向きと逆向きに反射する。反射された未吸収光は、光分離素子４４０の第２領域４４０ｂおよび集光レンズ４５０を介して、蛍光発光素子４５１に入射され、蛍光体４５３の励起光として用いられる。

照明装置４０１から射出された黄色光ＬＹと青色光ＬＢとは、それぞれ色分離導光光学系１６０に入射される。
黄色光ＬＹは、ダイクロイックミラー６１によって、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧとに分離される。ダイクロイックミラー６１を透過した赤色光ＬＲは、反射ミラー６２によって反射されてフィールドレンズ７１Ｒを介して、光変調装置７０Ｒに入射される。ダイクロイックミラー６１によって反射された緑色光ＬＧは、反射ミラー１６３によって反射され、フィールドレンズ７１Ｇを介して、光変調装置７０Ｇに入射される。
一方、青色光ＬＢは、反射ミラー１６７によって反射され、フィールドレンズ７１Ｂを介して、光変調装置７０Ｂに入射される。

光変調装置７０Ｒ，７０Ｇ，７０Ｂから射出された光は、クロスダイクロイックプリズム８０と投射光学系９０とを介して、スクリーンＳＣＲに投射される。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、射出される光の色バランスを調整することが容易な照明装置およびプロジェクターが得られる。

また、本実施形態によれば、反射ミラー４４３が設けられているため、第１光源４２１から射出された光のうち蛍光体４５３に吸収されなかった未吸収光を、再度蛍光体４５３に入射させ、励起光として利用することができる。これにより、本実施形態によれば、光の利用効率を向上させることができる。

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用することもできる。

本実施形態においては、黄色光源装置４２５の代わりに、赤色光源装置と緑色光源装置とを別途設ける構成としてもよい。

上記説明した実施形態においては、蛍光発光素子４５１として、モーターによって基板４５２が回転する構成としたが、これに限られず、蛍光体が回転しない構成としてもよい。

（第６実施形態）
第６実施形態は、第１実施形態に対して、光分離素子４０に代えて、光分離素子５４０を備える点において異なる。
なお、本実施形態のプロジェクターの構成については、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図９（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態の光分離素子５４０を示す図である。図９（Ａ）は、正面図である。図９（Ｂ）は、断面図である。
光分離素子５４０は、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、青色光ＬＢに対する反射率と透過率とが異なる光学素子である。本実施形態においては、光分離素子５４０は、赤色光ＬＲを透過させる。

光分離素子５４０は、例えば、透明基板５４０ｂの表面全体に誘電体多層膜５４０ａが形成された構成である。透明基板５４０ｂの表面に形成される誘電体多層膜５４０ａの厚みＷ１に応じて、青色光ＬＢに対する反射率と透過率とが変化する。本実施形態においては、青色光ＬＢに対する反射率と透過率とが異なるように設定され、青色光ＬＢに対する反射率と透過率との比率は、例えば、３：７である。

光分離素子５４０に入射された青色光ＬＢは、反射される光（第１の光束）と、透過する光（第２の光束）とに分離される。光分離素子５４０によって反射される光（反射光）の強度と、光分離素子５４０を透過する光（透過光）の強度とは、光分離素子５４０の青色光ＬＢに対する反射率と透過率とが異なるため、互いに異なっている。本実施形態において、透過光に対する反射光の強度比は、例えば、２：８から４：６である。透過光と反射光との強度比をこのように設定することで、スクリーンＳＣＲに投射される画像光の輝度を大きくすることができ、かつ、光の利用効率を向上させることができる。

本実施形態によれば、光分離素子５４０の青色光ＬＢに対する反射率と透過率とが異なっているため、反射率と透過率との比率を適宜調整することによって、射出される光の色バランスを調整することが容易な照明装置およびプロジェクターが得られる。

なお、本実施形態においては、下記の構成を採用してもよい。

上記説明した実施形態においては、光分離素子５４０として、透明基板５４０ｂの表面全体に誘電体多層膜５４０ａが形成された構成としたが、光分離素子５４０の構成は、入射する青色光ＬＢに対する反射率と透過率とが異なっていれば、特に限定されない。本実施形態においては、例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すような光分離素子を用いてもよい。

図１０（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態における光分離素子５４０の他の一例である光分離素子（光学素子）５４１および光分離素子（光学素子）５４２を示す正面図である。図１０（Ａ）は、光分離素子５４１を示す図である。１０（Ｂ）は、光分離素子５４２を示す図である。

光分離素子５４１は、図１０（Ａ）に示すように、外形が矩形状の光学素子である。光分離素子５４１は、反射領域５４１ａと、透過領域５４１ｂとを含んでいる。反射領域５４１ａは、光分離素子５４１の対角線方向に延びる複数の帯状の領域である。透過領域５４１ｂは、反射領域５４１ａ同士の間の領域であり、反射領域５４１ａと同様に、光分離素子５４１の対角線方向に延びる複数の帯状の領域である。

反射領域５４１ａは、例えば、透明基板上に青色光ＬＢを反射する誘電体多層膜が形成された領域である。
透過領域５４１ｂは、例えば、透明基板上における誘電体多層膜が形成されていない領域である。

光分離素子５４２は、図１０（Ｂ）に示すように、外形が矩形状の光学素子である。光分離素子５４２は、反射領域５４２ａと、透過領域５４２ｂとを含んでいる。反射領域５４２ａは、平面的に並んで配置された複数の島状の領域である。各反射領域５４２ａは、正面視で矩形状である。透過領域５４２ｂは、光分離素子５４２における反射領域５４２ａ以外の領域である。

反射領域５４２ａは、光分離素子５４１と同様に、例えば、透明基板上に青色光ＬＢを反射する誘電体多層膜が形成された領域である。
透過領域５４１ｂは、光分離素子５４１と同様に、例えば、透明基板上における誘電体多層膜が形成されていない領域である。

光分離素子５４１および光分離素子５４２においては、青色光ＬＢに対する反射率と透過率との比率を、反射領域と透過領域との面積比で調整することができる。
なお、反射領域５４１ａおよび反射領域５４２ａは、入射した青色光ＬＢの一部を透過させてもよい。

１，１０１，２０１，３０１，４０１…照明装置、１０，１１０，２１０，３１０，４１０…プロジェクター、２１，４２１…第１光源（第１の発光素子）、２２，３２２，４５３…蛍光体（蛍光層）、２３，３２３，４２３…第２光源（第２の発光素子）、２４，１２４，２２４…第３光源（第３の発光素子）、２５…赤色光源装置（第１光源装置）、２６，３２６，４２６…青色光源装置（第２光源装置）、２７，１２７，２２７…緑色光源装置（第３光源装置）、４０，４４，２４０，３４０，４４０，５４０，５４１，５４２…光分離素子（光学素子）、４０ａ，４４ａ，２４０ａ，３４０ａ，４４０ａ…第１領域、４０ｂ，４４ｂ，２４０ｂ，３４０ｂ，４４０ｂ…第２領域、４１…第１合成ダイクロイックミラー（第１合成光学系）、４２…第２合成ダイクロイックミラー（第２合成光学系）、４３，４４３…反射ミラー（反射素子）、７０Ｂ，７０Ｇ，７０Ｒ，１７０Ｂ，１７０Ｇ…光変調装置、９０…投射光学系、３２５，４２５…黄色光源装置（第１光源装置）、３４１…合成ダイクロイックミラー（第１合成光学系）、ＬＢ…青色光（第２の波長帯の光）、ＬＧ…緑色光（第４の波長帯の光）、ＬＲ…赤色光（第３の波長帯の光）、ＬＢｄ…青色光（第２の光束）、ＬＢｅ…副励起光（第１の光束）

Claims (10)

1. 第１の波長帯の光を射出する第１の発光素子と、蛍光層と、を備える第１光源装置と、
   第２の波長帯の光を射出する第２の発光素子を備える第２光源装置と、
   前記第２光源装置から射出された光が入射する光学素子と、
   を備え、
   前記光学素子は、第１領域と第２領域とを有し、
   前記第２光源装置から射出された光は、前記光学素子によって、前記第１領域から射出される第１の光束と前記第２領域から射出される第２の光束とに分離され、
   前記第１の光束と、前記第１の発光素子から射出された光とが、前記蛍光層に励起光として入射し、
   前記蛍光層は、前記励起光の少なくとも一部を第３の波長帯の光に変換して射出し、
   前記第２光源装置から射出された光に対する反射率と透過率との比率が、前記第１領域と前記第２領域とで異なっていることを特徴とする照明装置。
2. 前記第１領域は、前記光学素子の外縁部に設けられている、請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第２領域は、矩形または円形の形状を有する、請求項２に記載の照明装置。
4. 前記第３の波長帯は、前記第１の波長帯および前記第２の波長帯とは異なり、
   前記蛍光層は、前記励起光の一部を吸収して、前記励起光の残りの成分を射出する、請求項１から３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記蛍光層から射出された前記残りの成分を、前記蛍光層に入射するように反射させる反射素子をさらに備える、請求項４に記載の照明装置。
6. 前記第３の波長帯は、前記第２の波長帯とは異なり、
   前記蛍光層から射出された前記第３の波長帯の光と、前記第２の光束と、を合成する第１合成光学系をさらに備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 前記第２の波長帯および前記第３の波長帯とは異なる第４の波長帯の光を射出する第３の発光素子を備える第３光源装置と、
   前記第１合成光学系からの光と前記第３光源装置からの光とを合成する第２合成光学系と、
   をさらに備える、請求項６に記載の照明装置。
8. 前記第２の波長帯および前記第３の波長帯とは異なる第４の波長帯の光を射出する第３の発光素子を備える第３光源装置をさらに備え、
   前記光学素子は、前記第３光源装置から射出された光と、前記第２の光束と、を合成する、請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。
9. 第１の波長帯の光を射出する第１の発光素子と、蛍光層と、を備える第１光源装置と、
   第２の波長帯の光を射出する第２の発光素子を備える第２光源装置と、
   前記第２光源装置から射出された光を、第１の光束と第２の光束とに分離する光学素子と、
   を備え、
   前記第１の光束と、前記第１の発光素子から射出された光とが、前記蛍光層に励起光として入射し、
   前記蛍光層は、前記第１の波長帯および前記第２の波長帯とは異なる第３の波長帯の光を射出し、
   前記光学素子は、前記第２光源装置から射出された光に対する透過率と反射率とが互いに異なっており、かつ、前記第３の波長帯の光を透過させることを特徴とする照明装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の照明装置と、
    前記照明装置から射出された光を変調して画像光を形成する光変調装置と、
    前記光変調装置から射出された光を投射する投射光学系と、
    を備えることを特徴とするプロジェクター。

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