JP2017040778A - 波長変換素子、照明装置およびプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】ピックアップレンズと拡散層との干渉を防止した、波長変換素子、照明装置およびプロジェクターを提供する。【解決手段】回転体を備えた波長変換素子であって、回転体は、第１の面を有する基板と、第１の面の上部に設けられた第１光学素子と第２光学素子とを含む。第１光学素子は、回転軸を中心とする第１の円弧状領域を少なくとも含むとともに、光が射出される第２の面と、第２の面と対向する第３の面と、を有する。第２光学素子は、回転軸を中心とする第２の円弧状領域を少なくとも含むとともに、光が射出される第４の面と、第４の面と対向する第５の面と、を有する。第１光学素子は第２光学素子より薄い。基板は、第１光学素子の第３の面側に設けられており、第２の面と第４の面とは、同じ側に面している。第３の面を高さの基準としたとき、第２の面の高さと第４の面の高さとの差が、第１光学素子の厚さと第２光学素子の厚さとの差よりも小さい。【選択図】図３

Description

本発明は、波長変換素子、照明装置およびプロジェクターに関するものである。

近年、プロジェクター用の照明装置として、半導体レーザーから射出した青色光を用いて生成した蛍光光と青色拡散光とを合成することで照明光を生成するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この照明装置では、青色拡散光を生成する拡散層と、蛍光光を生成する蛍光体層とが回転ホイールの一面に配置されている。拡散層からの青色拡散光及び蛍光体層からの蛍光光はピックアップレンズにそれぞれ入射する。

特開２０１２−７３４８９号公報

ところで、上記照明装置において、拡散層の上面の高さと蛍光体層の上面の高さとが異なっている。拡散層の上面の高さは蛍光体層の上面の高さよりも高くなっているため、蛍光体層に対する距離が最適化されたピックアップレンズは拡散層に干渉するおそれがある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ピックアップレンズと拡散層との干渉を防止した、波長変換素子、照明装置およびプロジェクターを提供することを目的とする。

本発明の第１態様に従えば、回転軸の周りに回転可能な回転体を備えた波長変換素子であって、前記回転体は、第１の面を有する基板と、該第１の面の上部に設けられた第１光学素子と、第２光学素子と、を含み、前記第１光学素子は、前記回転軸を中心とする第１の円弧状領域を少なくとも含むとともに、光が射出される第２の面と、該第２の面と対向する第３の面と、を有し、前記第２光学素子は、前記回転軸を中心とする第２の円弧状領域を少なくとも含むとともに、光が射出される第４の面と、該第４の面と対向する第５の面と、を有し、前記第１光学素子の厚さは、前記第２光学素子の厚さよりも小さく、前記基板は、前記第１光学素子の前記第３の面側に設けられており、前記第２の面と前記第４の面とは、同じ側に面しており、前記第３の面を高さの基準としたとき、前記第２の面の高さと前記第４の面の高さとの差が、前記第１光学素子の厚さと前記第２光学素子の厚さとの差よりも小さい波長変換素子が提供される。

第１態様に係る波長変換素子によれば、第１光学素子の第２の面（上面）と第２光学素子の第４の面（上面）との高さの差が低減される。よって、例えば、第２の面の上部にレンズ部材を配置した場合において、該レンズ部材と第２光学素子の第４の面との干渉を防止できる。

上記第１態様においては、前記第２光学素子は、前記第１の面の上部に設けられており、前記第１の面の前記第１光学素子が設けられている領域の高さは、前記第１の面の前記第２光学素子が設けられている領域の高さよりも大きい構成としてもよい。
この構成によれば、簡便且つ確実に、第１光学素子の第２の面と第２光学素子の第４の面との高さの差を低減することができる。

上記第１態様においては、前記第２光学素子は、前記第１の面の上部に設けられており、前記第１光学素子と前記第１の面との間に、スペーサーが設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、簡便且つ確実に、第１光学素子の第２の面と第２光学素子の第４の面との高さの差を低減することができる。

上記第１態様においては、前記第２光学素子はリング状の形状を有し、前記回転軸と平行な方向から見たとき、前記第２光学素子は、前記基板の外側に設けられている構成としてもよい。
回転体を回転駆動させるための駆動装置が必要となる。回転体は、駆動装置に対する取付加工が容易であることが望ましい。本構成によれば、回転体の中央部に基板が配置されるので、回転体を回転させる駆動装置が基板に取り付けられる。基板であれば、駆動装置の取り付け加工が容易な材料を選択し易いため、回転体の製造が容易となる。

上記第１態様においては、前記第１光学素子は、波長変換層を備え、前記第２光学素子は、拡散部材を備え、前記回転軸と平行な方向から見たとき、前記第１光学素子は前記第２光学素子の外側に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、波長変換層の特定の領域に一回転あたりに照射される励起光のエネルギーを低減することができるため、波長変換層の温度が上昇し難くなる。

上記第１態様においては、前記基板はリング状の形状を有し、前記回転軸と平行な方向から見たとき、前記基板は前記第２光学素子の外側に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、リング形状の基板を有するので、回転体を軽量化することができる。

上記第１態様においては、前記基板を前記第２光学素子と接続するための接続部材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光学素子を基板に確実に固定することができる。

上記第１態様においては、前記基板と前記第２光学素子とのうち少なくとも一方は、前記基板を前記第２光学素子と接続するための嵌合部を備える構成としてもよい。
この構成によれば、第２光学素子と基板とを簡便且つ確実に固定することができる。

本発明の第２態様に従えば、光線束を射出する光源装置と、上記第１態様に係る波長変換素子と、前記回転体を前記回転軸の周りに回転させる駆動装置と、第１のピックアップレンズと、第２のピックアップレンズと、を備えた照明装置であって、前記第１の円弧状領域の半径は、前記第２の円弧状領域の半径とは異なり、前記光線束のうち一部の光は、前記第１光学素子に入射し、前記光線束のうち他の一部の光は、前記第２光学素子に入射し、前記第１光学素子から射出された光は、前記第１のピックアップレンズに入射し、前記第２光学素子から射出された光は、前記第２のピックアップレンズに入射する照明装置が提供される。

第２態様に係る照明装置は上記波長変換素子を備えるので、第１のピックアップレンズと第２光学素子との干渉を防止できる。

本発明の第３態様に従えば、光線束を射出する光源装置と、上記第１態様に係る波長変換素子と、前記回転体を前記回転軸の周りに回転させる駆動装置と、ピックアップレンズと、を備えた照明装置であって、前記回転体は、前記回転体の回転に伴って前記光線束が前記第１光学素子と前記第２光学素子とに時系列的に入射するように構成されており、前記第１光学素子から射出された光および前記第２光学素子から射出された光は、前記ピックアップレンズに入射する照明装置が提供される。

第３態様に係る照明装置は上記波長変換素子を備えるので、ピックアップレンズと第２光学素子との干渉を防止できる。

本発明の第４態様に従えば、上記第２又は第３態様に係る照明装置と、前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備えるプロジェクターが提供される。

第４態様に係るプロジェクターは、上記照明装置を備えるので、干渉による動作不良の発生が防止される。

第１実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す上面図。 照明装置の概略構成を示す図。 （ａ）は回転体の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ１矢視断面図。 （ａ）は第１変形例の波長変換素子の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１矢視断面図。 （ａ）は第２変形例の波長変換素子の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ１−Ｃ１矢視断面図。 （ａ）、（ｂ）は拡散部材の固定構造を示す構成図。 （ａ）は接続部材を備えた回転基板の正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ１−Ｄ１矢視断面図。 （ａ）は第３変形例の波長変換素子の正面図、（ｂ）は（ａ）のＥ１−Ｅ１矢視断面図。 第４変形例の波長変換素子の断面図。 （ａ）、（ｂ）は回転基板の変形例に係る構成を示す断面図。 第２実施形態に係る照明装置の概略構成を示す図。 第３実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す上面図。 （ａ）は本実施形態の回転体の正面図（ｂ）は（ａ）のＦ１−Ｆ１矢視による断面図。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（第１実施形態）
＜プロジェクター＞
本実施形態に係るプロジェクターの一例について説明する。本実施形態のプロジェクターは、スクリーン（被投射面）ＳＣＲ上にカラー映像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクターは、赤色光、緑色光、青色光の各色光に対応した３つの液晶光変調装置を用いている。プロジェクターは、照明装置の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザーを用いている。

図１は、本実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す上面図である。
プロジェクター１は、図１に示すように、照明光ＷＬを照射する照明装置２と、照明装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢに分離する色分離光学系３と、各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを画像情報に応じて変調し、各色の画像光を形成する光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂと、各光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂからの各色の画像光を合成する合成光学系５と、合成光学系５からの合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向かって投射する投射光学系６とを概略備えている。

照明装置２は、半導体レーザーから射出された励起光（青色光）と、この励起光により蛍光体を励起することによって生成された蛍光光（黄色光）とを混ぜることによって照明光（白色光）ＷＬを得るものである。照明装置２は、照明光ＷＬを色分離光学系３に向かって射出する。

色分離光学系３は、第１のダイクロイックミラー７ａ及び第２のダイクロイックミラー７ｂと、第１の全反射ミラー８ａ、第２の全反射ミラー８ｂ及び第３の全反射ミラー８ｃと、第１のリレーレンズ９ａ及び第２のリレーレンズ９ｂとを概略備えている。

このうち、第１のダイクロイックミラー７ａは、照明装置２からの照明光ＷＬを赤色光ＬＲとその他の色光ＬＧ，ＬＢとに分離する機能を有し、分離された赤色光ＬＲを透過すると共に、その他の色光ＬＧ，ＬＢを反射する。一方、第２のダイクロイックミラー７ｂは、その他の色光ＬＧ，ＬＢを緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する機能を有し、分離された緑色光ＬＧを反射すると共に、青色光ＬＢを透過する。

第１の全反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置されて、第１のダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに向けて反射する。一方、第２の全反射ミラー８ｂ及び第３の全反射ミラー８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置されて、第２のダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに導く。緑色光ＬＧは、第２のダイクロイックミラー７ｂから光変調装置４Ｇに向けて反射される。

第１のリレーレンズ９ａ及び第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路の、第２のダイクロイックミラー７ｂの下流に配置されている。第１のリレーレンズ９ａ及び第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光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している。

光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ各々は、液晶パネルからなり、各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを通過させる間に、各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを画像情報に応じて変調して、各色に対応した画像光を形成する。なお、各光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの入射側及び射出側各々には偏光板（図示せず）が配置されている。

また、各光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの入射面側には、各光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂに入射する各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを平行化するフィールドレンズ１０Ｒ，フィールドレンズ１０Ｇ，フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。

合成光学系５は、クロスダイクロイックプリズムからなり、各光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂからの各色の画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学系６に向かって射出する。

投射光学系６は、投射レンズ群からなり、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向かって拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー映像が表示される。

＜照明装置＞
次に、照明装置２について説明する。
図２は、照明装置２の概略構成を示す図である。
図２に示すように、照明装置２は、波長変換素子２０と、モーターＭと、アレイ光源１１と、コリメーター光学系１２と、アフォーカル光学系１３と、第１の位相差板１９ａと、ホモジナイザー光学系１４と、偏光分離素子１５と、第１のピックアップレンズ１６と、反射ミラー１７と、第２のピックアップレンズ１８と、第２の位相差板１９ｂと、均一照明光学系２３とを備えている。
なお、アレイ光源１１は特許請求の範囲の「光源装置」に相当し、モーターＭは特許請求の範囲の「駆動装置」に相当する。

アレイ光源１１は、複数の半導体レーザー１１ａからなる。具体的には、アレイ光源１１の光軸ａｘ１と直交する面内に複数の半導体レーザー１１ａがアレイ状に並ぶことによって構成されている。

ここで、第１のピックアップレンズ１６の光軸を光軸ａｘ２とする。光軸ａｘ１と光軸ａｘ２とは同一平面内にあり、且つ互いに直交している。また、第２のピックアップレンズ１８の光軸を光軸ａｘ３とする。光軸ａｘ１と光軸ａｘ３とは同一平面内にあり、且つ互いに直交している。

光軸ａｘ１上においては、アレイ光源１１と、コリメーター光学系１２と、アフォーカル光学系１３と、第１の位相差板１９ａと、ホモジナイザー光学系１４と、偏光分離素子１５と、反射ミラー１７とが、この順に並んで配置されている。
光軸ａｘ２上においては、波長変換素子２０と、第１のピックアップレンズ１６と、偏光分離素子１５と、均一照明光学系２３とが、この順に並んで配置されている。
光軸ａｘ３上においては、波長変換素子２０と、第２のピックアップレンズ１８と、反射ミラー１７とが、この順に並んで配置されている。

半導体レーザー１１ａは、励起光としてレーザー光からなる青色光（発光強度のピーク：約４４５ｎｍ）Ｂを射出する。各半導体レーザー１１ａから射出される青色光Ｂは直線偏光である。アレイ光源１１から射出された青色光Ｂはコリメーター光学系１２に入射する。

コリメーター光学系１２は、アレイ光源１１から射出された青色光Ｂを平行光に変換するものであり、各半導体レーザー１１ａに対応してアレイ状に並んで配置された複数のコリメーターレンズ１２ａからなる。そして、このコリメーター光学系１２を通過することにより平行光に変換された青色光Ｂは、アフォーカル光学系１３に入射する。

アフォーカル光学系１３は、例えば、凸レンズ１３ａおよび凹レンズ１３ｂを備える。アフォーカル光学系１３は、アレイ光源１１から射出された複数の青色光Ｂを含む光線束Ｋの径を小さくする。

第１の位相差板１９ａは、例えば回転可能とされた１／２波長板である。各半導体レーザー１１ａから射出された青色光Ｂは直線偏光である。第１の位相差板１９ａ（１／２波長板）の回転角度を適切に設定することにより、第１の位相差板１９ａを透過した光線束Ｋを、偏光分離素子１５に対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とを所定の比率で含む光とすることができる。第１の位相差板１９ａを通過した光線束Ｋは、ホモジナイザー光学系１４に入射する。

ホモジナイザー光学系１４は、例えば、第１レンズアレイ１４ａおよび第２レンズアレイ１４ｂを備える。
ホモジナイザー光学系１４は、第１レンズアレイ１４ａの複数の小レンズ各々から射出された複数の小光束を、第１のピックアップレンズ１６又は第２のピックアップレンズ１８と協同して、波長変換素子２０の所定領域（後述）上で互いに重畳させる。これにより、波長変換素子２０上に照射される青色光Ｂの光強度分布を均一な状態（いわゆるトップハット分布）とする。

ホモジナイザー光学系１４からの光線束Ｋは、波長選択性を有する偏光分離素子１５に入射する。
偏光分離素子１５は、光線束Ｋを、偏光分離素子１５に対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する偏光分離機能を有している。具体的に、偏光分離素子１５は、光線束ＫのうちのＳ偏光成分の光線ＢＬｓを反射させ、光線束ＫのうちのＰ偏光成分の光線ＢＬｐを透過させる。また、偏光分離素子１５は光線束Ｋとは波長帯が異なる、後述する蛍光光Ｙを、その偏光状態にかかわらず透過させる色分離機能を有している。

Ｓ偏光成分である光線ＢＬｓは、偏光分離素子１５で反射して第１のピックアップレンズ１６に入射する。第１のピックアップレンズ１６は、光線ＢＬｓを波長変換素子２０の後述する蛍光体層３１に向けて集光させる機能と、蛍光体層３１から射出された蛍光光Ｙをピックアップする機能とを有する。第１のピックアップレンズ１６としては、例えば、アクロマートレンズを用いるのが好ましい。

なお、第１のピックアップレンズ１６は、蛍光体層３１に近接して配置されている。第１のピックアップレンズ１６と蛍光体層３１との距離は、第１のピックアップレンズ１６の蛍光光Ｙの波長に対する焦点距離に応じて設定される。

一方、Ｐ偏光成分である光線ＢＬｐは、偏光分離素子１５を透過した後、反射ミラー１７で反射し、第２の位相差板１９ｂに入射する。

第２の位相差板１９ｂは１／４波長板から構成される。光線ＢＬｐは、第２の位相差板１９ｂを透過することによって円偏光の光線ＢＬｃに変換される。第２の位相差板１９ｂを透過した光線ＢＬｃは、第２のピックアップレンズ１８に入射する。

第２のピックアップレンズ１８は、光線ＢＬｃを波長変換素子２０の後述する拡散部材３２に向けて集光させる機能と、拡散部材３２から射出された拡散光からなる光線ＢＬｃ’をピックアップする機能とを有する。

第２のピックアップレンズ１８は、拡散部材３２に近接して配置されている。第２のピックアップレンズ１８と拡散部材３２との距離は、第２のピックアップレンズ１８の拡散光の波長に対する焦点距離に応じて設定される。

波長変換素子２０は、回転軸Ｏの周りに回転可能な回転体２０Ａを備える。回転体２０Ａは、例えば、金属材料から構成された回転基板５０と、蛍光体層３１と、拡散部材３２とを含む。

図３（ｂ）に示したように、蛍光体層３１は回転基板５０の上面５０ａに設けられている。本実施形態において、蛍光体層３１は、例えば、ＹＡＧ系蛍光体である（Ｙ，Ｇｄ）_３（Ａｌ，Ｇａ）_５Ｏ_１２：Ｃｅを含有する層からなる。蛍光体層３１は、後述する励起光としての青色光ＢＬｓによって励起されることで、該青色光ＢＬｓを黄色の蛍光光Ｙに変換する。蛍光体層３１の厚さは、例えば、数百μｍである。

本実施形態において、拡散部材３２は回転基板５０の上面５０ａに設けられている。
拡散部材３２は、光線ＢＬｃを拡散反射させる。拡散部材３２としては、該拡散部材３２に入射した光をランバート反射させるものを用いることが好ましい。
拡散部材３２は、例えば、透明樹脂等の光透過材料からなる基材３３と、該基材３３内に分散され、光拡散性を有する複数の拡散粒子３４とを含む。拡散部材３２の厚さは、例えば、０．５ｍｍである。

図３（ａ）は回転体２０Ａの正面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ１−Ａ１矢視による断面図である。
図３（ａ）に示すように、蛍光体層３１及び拡散部材３２は、回転軸Ｏの周りに同心円状に設けられており、蛍光体層３１は、拡散部材３２よりも外側に設けられている。蛍光体層３１及び拡散部材３２はそれぞれ、リング状の形状を有する。

青色光ＢＬｓが回転体２０Ａへ入射する領域を光入射領域３１Ａとする。回転体２０Ａは回転軸Ｏの周りに回転するため、光入射領域３１Ａは回転体２０Ａの上を、回転軸Ｏを中心として弧を描くように移動する。蛍光体層３１は、光入射領域３１Ａが移動する領域を含むように設けられている。すなわち、蛍光体層３１は、光入射領域３１Ａの軌跡に対応した第１の円弧状領域を少なくとも含む。

光線ＢＬｃが回転体２０Ａへ入射する領域を光入射領域３２Ａとする。光入射領域３２Ａは回転体２０Ａの上を、回転軸Ｏを中心として弧を描くように移動する。拡散部材３２は、光入射領域３２Ａが移動する領域を含むように設けられている。すなわち、拡散部材３２は、光入射領域３２Ａの軌跡に対応した第２の円弧状領域を少なくとも含む。

第１の円弧状領域の半径Ｒ１（回転軸Ｏと第１の円弧状領域の外径との距離）は第２の円弧状領域の半径Ｒ２（回転軸Ｏと第２の円弧状領域の外径との距離）よりも大きい。

図３（ｂ）に示すように、蛍光体層３１は、蛍光光Ｙを射出する上面３１ａと、上面３１ａと対向する下面３１ｂとを有する。拡散部材３２は、拡散した光を射出する上面３２ａと、上面３２ａと対向する下面３２ｂとを有する。蛍光体層３１の上面３１ａと拡散部材３２の上面３２ａとは、同じ側に面している。
なお、上面３１ａおよび下面３１ｂは、それぞれ特許請求の範囲の「第２の面」および「第３の面」に相当し、上面３２ａおよび下面３２ｂは、それぞれ特許請求の範囲の「第４の面」および「第５の面」に相当する。

一般的に、拡散部材の厚さは蛍光体層の厚さよりも厚い。本実施形態においても、上述のように、蛍光体層３１の厚さＨ１（数百μｍ）は、拡散部材３２の厚さＨ２（０．５ｍｍ）よりも小さい。つまり、拡散部材３２の厚さＨ２は、蛍光体層３１の厚さＨ１よりも厚い。

ところで、第１のピックアップレンズ１６は、蛍光体層３１の上面３１ａに近接して配置される。
仮に、拡散部材３２の上面３２ａが蛍光体層３１の上面３１ａに対し、厚さＨ２とＨ１との差だけ上方に位置したとする。蛍光体層３１及び拡散部材３２は、回転軸Ｏの周りに同心円状に設けられているため、第１のピックアップレンズ１６の下方端部が拡散部材３２の上面３２ａと干渉するおそれがある。

本実施形態では、回転基板５０の上面５０ａに凹部５１を設けている。上面５０ａのうち凹部５１の外側の領域５０ａ１に蛍光体層３１が設けられ、上面５０ａのうち凹部５１の内側の領域５０ａ２に拡散部材３２が設けられている。

この構成に基づき、蛍光体層３１の下面３１ｂを高さの基準としたとき、蛍光体層３１の上面３１ａの高さと拡散部材３２の上面３２ａの高さとの差Ｈが、蛍光体層３１の厚さＨ１と拡散部材３２の厚さＨ２との差よりも小さくなるように、拡散部材３２の下面３２ｂの高さを設定している。つまり、拡散部材３２の下面３２ｂは、蛍光体層３１の下面３１ｂに対して下方に位置する。これにより、第１のピックアップレンズ１６と拡散部材３２の上面３２ａとの干渉が防止される。

また、本実施形態では、回転体２０Ａが回転するため、蛍光体層３１における光入射領域３１Ａの位置を経時的に変化させることができる。同様に、拡散部材３２における光入射領域３２Ａの位置を経時的に変化させることもできる。そのため、蛍光体層３１及び拡散部材３２は、光が常に同じ位置に入射することに起因した破損が防止される。

本実施形態において、蛍光体層３１は拡散部材３２よりも外側に位置している。そのため、蛍光体層３１が拡散部材３２よりも内側に位置している場合と比較して、蛍光体層３１の特定の領域に一回転あたりに照射される光線ＢＬｓのエネルギーを低減することができる。これにより、波長変換層の温度上昇が低減される。

図２に戻り、蛍光体層３１から射出された蛍光光Ｙは、第１のピックアップレンズ１６及び偏光分離素子１５を透過する。

一方、拡散部材３２によって反射された拡散光からなる光線ＢＬｃ’は、第２のピックアップレンズ１８を介して再び第２の位相差板１９ｂを透過する。これにより、円偏光の光線ＢＬｃ’は、Ｓ偏光の拡散青色光ＢＬｓ’となる。拡散青色光ＢＬｓ’は、反射ミラー１７で反射し、偏光分離素子１５に入射する。拡散青色光ＢＬｓ’は偏光分離素子１５によって反射される。このように拡散青色光ＢＬｓ’と蛍光光Ｙとが合成され、白色の照明光ＷＬが生成される。

照明光ＷＬは均一照明光学系２３に入射する。均一照明光学系２３は、第１レンズアレイ１２０と、第２レンズアレイ１３０と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１４１とを含む。

第１レンズアレイ１２０は、照明光ＷＬを複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２０ａを有する。複数の第１小レンズ１２０ａは、光軸ａｘ３と直交する面内にマトリクス状に配列されている。

第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２０ａに対応する複数の第２小レンズ１３０ａを有する。複数の第２小レンズ１３０ａは光軸ａｘ３に直交する面内にマトリクス状に配列されている。第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１４１とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２０ａの像を光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ各々の画像形成領域近傍に結像させる。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束を、直線偏光に変換する。

重畳レンズ１４１は、偏光変換素子１４０からの各部分光束を集光して光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ各々の画像形成領域近傍に重畳させる。

以上述べたように、本実施形態の波長変換素子２０によれば、蛍光体層３１の上面３１ａと拡散部材３２の上面３２ａとの高さの差を低減することができる。よって、蛍光体層３１の上面３１ａ上に配置される第１のピックアップレンズ１６と拡散部材３２の上面３２ａとの干渉を防止できる。また、波長変換素子２０は、回転基板５０上に蛍光体層３１及び拡散部材３２が配置されているため、蛍光体層３１及び拡散部材３２がそれぞれ異なる回転基板に設けられている場合と比較して、波長変換素子２０を小型化できる。
また、本実施形態の照明装置２は上記波長変換素子２０を備えるので、第１のピックアップレンズ１６と拡散部材３２との干渉が防止され、かつ照明装置２の小型化が容易である。
したがって、このような照明装置２を適用したプロジェクター１は、小型、且つ、干渉による動作不良の発生が防止された信頼性の高いものとなる。

（第１実施形態の第１変形例）
続いて、第１実施形態の第１変形例について説明する。本変形例と第１実施形態との違いは、波長変換素子の構造であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下では第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図４（ａ）は第１変形例の波長変換素子４０の正面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＢ１−Ｂ１矢視による断面図である。
図４（ａ）に示すように、蛍光体層３１及び拡散部材３２は、回転軸Ｏの周りに同心円状に設けられており、蛍光体層３１は、拡散部材３２よりも内側に設けられている。蛍光体層３１及び拡散部材３２はそれぞれ、リング状の形状を有する。

本実施形態では、回転基板１５０の上面１５０ａの外周縁に凹部１４９が設けられている。上面１５０ａのうち凹部１４９の外側の領域１５０ａ１に蛍光体層３１が設けられ、上面１５０ａのうち凹部１４９の内側の領域１５０ａ２に拡散部材３２が設けられている。

本変形例においても、拡散部材３２の下面３２ｂを蛍光体層３１の下面３１ｂに対して下方に位置させることができるので、第１のピックアップレンズ１６（図２参照）と拡散部材３２の上面３２ａとの干渉を防止できる。

（第１実施形態の第２変形例）
続いて、第１実施形態の第２変形例について説明する。本変形例と第１実施形態との違いは、波長変換素子の構造であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下では第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図５（ａ）は本変形例の波長変換素子４１の正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＣ１−Ｃ１矢視による断面図である。
図５（ａ）に示すように、回転軸Ｏと平行な方向から見たとき、蛍光体層３１はリング状の形状を有している。図５（ａ），（ｂ）に示すように、波長変換素子４１（回転体４１Ａ）はリング状の回転基板１５１を有している。蛍光体層３１は、回転基板１５１の上面１５１ａに設けられている。回転基板１５１の中央には、円形の貫通孔１５５が形成されている。

本変形例において、拡散部材１３２は円板形状を有しており、回転基板１５１の貫通孔１５５に取り付けられている。拡散部材１３２は、例えば、側面１３３が貫通孔１５５に接着固定されている。本変形例においては、モーターＭが拡散部材１３２に取り付けられている。

本変形例においても、蛍光体層３１の下面３１ｂを高さの基準としたとき、蛍光体層３１の上面３１ａの高さと拡散部材１３２の上面１３２ａの高さとの差が、蛍光体層３１の厚さと拡散部材１３２の厚さとの差よりも小さくなるように、拡散部材１３２の下面１３２ｂの高さを設定している。拡散部材１３２と貫通孔１５５との固定位置の高さを調整することで、拡散部材１３２の下面１３２ｂの高さを調整することができる。

本変形例においても、拡散部材１３２の下面１３２ｂを蛍光体層３１の下面３１ｂに対して下方に位置させることができるので、第１のピックアップレンズ１６（図２参照）と拡散部材１３２の上面１３２ａとの干渉を防止できる。
また、本変形例の構成によれば、回転基板１５１がリング状であるため、回転体４１Ａを軽量化することができる。

なお、回転体４１Ａは回転することから、拡散部材１３２及び貫通孔１５５は互いが強固に固定されるのが望ましい。拡散部材１３２及び貫通孔１５５を強固に固定するには、図６に示す構造が例示できる。

例えば、図６（ａ）に示す形態において、貫通孔１５５の内壁面１５５ａが下方に向かって孔の内径を狭めるテーパー面となっている。また、拡散部材１３２は、側面１３３が内壁面１５５ａのテーパー形状に対応したテーパー形状となっている。
この構成によれば、側面１３３が貫通孔１５５と嵌合することで拡散部材１３２および回転基板１５１は互いが強固に固定される。すなわち、貫通孔１５５の内壁面１５５ａと拡散部材１３２の側面１３３とは、特許請求の範囲の「嵌合部」に相当する。

あるいは、図６（ｂ）に示す形態において、貫通孔１５５は、第１の孔部１５２と第２の孔部１５３とを含んでいる。第１の孔部１５２は、第２の孔部１５３よりも内径が大きい。また、拡散部材１３２の側面１３３は、第１の部分１３３ａと第２の部分１３３ｂとを含む。第１の部分１３３ａの外径は、第２の部分１３３ｂの外径よりも大きい。
具体的に、第１の部分１３３ａは、第１の孔部１５２の内径に対応した外径を有している。第２の部分１３３ｂは、第２の孔部１５３の内径に対応した外径を有している。

この構成によれば、拡散部材１３２の側面１３３及び貫通孔１５５が互いに嵌合することで、拡散部材１３２および回転基板１５１が互いに強固に固定される。貫通孔１５５の第１の孔部１５２及び第２の孔部１５３と、拡散部材１３２の第１の部分１３３ａ及び第２の部分１３３ｂとは、特許請求の範囲の「嵌合部」に相当する。

なお、図５に示した構成において、貫通孔１５５と拡散部材１３２の側面１３３とを接着固定する場合において、各々の部材の部品公差により隙間が生じることがあり得る。その場合、接着固定が困難となるおそれがある。これに対し、図７に示すように、回転基板１５１の下面１５１ｂ側に拡散部材１３２を保持する接続部材１５４を設けるようにしてもよい。

図７（ａ）は接続部材１５４を備えた回転基板１５１の正面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＤ１−Ｄ１矢視による断面図である。なお、図７（ｂ）においてモーターＭの図示を省略している。
図７（ａ），（ｂ）に示すように、接続部材１５４は、回転基板１５１の下面１５０ｂから貫通孔１５５の内壁面１５５ａに沿って下方に延びる第１延出部材１５４ａと、第１延出部材１５４ａから回転軸Ｏ側に向かって延びる第２延出部材１５４ｂとを含む。

第１延出部材１５４ａは拡散部材１３２の側面１３３を保持する。第２延出部材１５４ｂは拡散部材１３２の下面１３４を保持する。接続部材１５４は、拡散部材１３２の側面１３３および下面１３２ｂを保持する。この構成によれば、部品公差により貫通孔１５５と拡散部材１３２の側面１３３との間に隙間が生じる場合でも、接続部材１５４により拡散部材１３２および回転基板１５１を互いに強固に固定することができる。

（第１実施形態の第３変形例）
続いて、第１実施形態の第３変形例について説明する。本変形例と第１実施形態との違いは、波長変換素子の構造であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下では第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図８（ａ）は本変形例の波長変換素子４２の正面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＥ１−Ｅ１矢視による断面図である。
図８（ａ）に示すように、回転軸Ｏと平行な方向から見たとき、波長変換素子４２（回転体４２Ａ）はリング状の拡散部材２３２を有している。拡散部材２３２の中央には、円形の貫通孔２３３が形成されている。

本変形例において、円板状の回転基板５０は、拡散部材２３２の貫通孔２３３に取り付けられている。回転基板５０の側面５０ｂが貫通孔２３３に接着固定されている。本変形例においては、モーターＭが回転基板５０の下面５０ｃに取り付けられている。
図８（ｂ）に示すように、蛍光体層３１は、回転基板５０の上面５０ａに配置されている。蛍光体層３１及び拡散部材２３２は、回転軸Ｏの周りに同心円状に設けられており、蛍光体層３１は、拡散部材２３２よりも内側に設けられている。
蛍光体層３１及び拡散部材２３２はそれぞれ、リング状の形状を有する。

本変形例においても、蛍光体層３１の下面３１ｂを高さの基準としたとき、蛍光体層３１の上面３１ａの高さと拡散部材２３２の上面２３２ａの高さとの差が、蛍光体層３１の厚さと拡散部材２３２の厚さとの差よりも小さくなるように、拡散部材２３２の下面２３２ｂの高さを設定している。回転基板５０と貫通孔２３３との固定位置の高さを調整することで、拡散部材２３２の下面２３２ｂの高さを調整することができる。

本変形例においても、拡散部材２３２の下面２３２ｂを蛍光体層３１の下面３１ｂに対して下方に位置させることができるので、第１のピックアップレンズ１６（図２参照）と拡散部材２３２の上面２３２ａとの干渉を防止できる。
また、本変形例の構成によれば、回転基板５０を介してモーターＭと回転体４２Ａとを固定することができる。回転基板５０であれば、モーターＭの取り付け加工が容易な材料を選択し易い。そのため、本変形例によれば、回転体４２Ａの製造が容易となる。

（第１実施形態の第４変形例）
続いて、第１実施形態の第４変形例について説明する。本変形例と第１実施形態との違いは、波長変換素子の構造であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下では第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図９は本変形例の波長変換素子４３の断面図である。
図９に示すように、波長変換素子４４は、回転軸Ｏの周りに回転可能な回転体４４Ａを備える。本変形例における回転体４４Ａは、回転基板５２と、蛍光体層３１と、拡散部材３２と、スペーサーＳＰとを含む。

本変形例において、回転基板５２は、上面５２ａと下面５２ｂとが平行な板から構成されている。拡散部材３２は、回転基板５２の上面５２ａに直接配置されている。スペーサーＳＰは、蛍光体層３１と上面５２ａとの間に設けられている。

本変形例では、蛍光体層３１の下面３１ｂを高さの基準としたとき、蛍光体層３１の上面３１ａの高さと拡散部材３２の上面３２ａの高さとの差が、蛍光体層３１の厚さと拡散部材３２の厚さとの差よりも小さくなるように、拡散部材３２の下面３２ｂの高さを設定している。具体的に、スペーサーＳＰにより、拡散部材３２の下面３２ｂが蛍光体層３１の下面３１ｂに対して下方に位置している。

本変形例によれば、スペーサーＳＰを用いることで、簡便且つ確実に、蛍光体層３１の上面３１ａの高さを拡散部材３２の上面３２ａの高さに近づけることができるので、第１のピックアップレンズ１６（図２参照）と拡散部材３２の上面３２ａとの干渉を防止できる。

なお、スペーサーＳＰに代えて、回転基板５２を板金加工することで蛍光体層３１の上面３１ａの高さと拡散部材３２の上面３２ａの高さとの差を調整しても良い。

例えば、図１０（ａ）に示す回転基板５２は、板金加工（例えば、絞り加工）により、外周縁部に対して中央部が下方に折り曲げられている。

具体的に、拡散部材３２の支持領域である第２領域５２ａ２が、上面５２ａのうち蛍光体層３１の支持領域である第１領域５２ａ１よりも下方に押し下げられている。これにより、第１領域５２ａ１が第２領域５２ａ２よりも高くなっている。

また、図１０（ｂ）に示す回転基板５２は、板金加工（例えば、絞り加工）により、外周縁部に対して中央部が上方に折り曲げられている。

具体的に、上面５２ａのうち蛍光体層３１の支持領域である第１領域５２ａ１が、拡散部材３２の支持領域である第２領域５２ａ２よりも上方に押し上げられている。これにより、第１領域５２ａ１が第２領域５２ａ２よりも高くなっている。

上記図１０（ａ），（ｂ）に示した構成においても、蛍光体層３１の上面３１ａの高さを拡散部材３２の上面３２ａの高さに近づけることができるので、第１のピックアップレンズ１６（図２参照）と拡散部材３２の上面３２ａとの干渉を防止できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る照明装置について説明する。第１実施形態の照明装置は反射型の波長変換素子２０を備える場合を例に挙げたが、本実施形態の照明装置は透過型の波長変換素子を備える点が異なる。なお、以下の説明では、第１実施形態と同様の構成および部材については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図１１は本実施形態の照明装置２Ａの概略構成を示す図である。
図１１に示すように、照明装置２Ａは、波長変換素子６０と、モーターＭと、アレイ光源１１と、コリメーター光学系１２と、アフォーカル光学系１３と、第１の位相差板１９ａと、ホモジナイザー光学系１４と、第１偏光分離素子６１と、第１の集光レンズ６２と、反射ミラー６３と、第２の集光レンズ６４と、第１のピックアップレンズ１６と、反射ミラー６７と、第２のピックアップレンズ１８と、光合成素子６９と、均一照明光学系２３とを備えている。

ここで、アレイ光源１１の光軸を光軸ａｘ１とし、第１のピックアップレンズ１６の光軸を光軸ａｘ２とする。光軸ａｘ１と光軸ａｘ２とは同一平面内にあり、且つ互いに直交している。また、第２のピックアップレンズ１８の光軸を光軸ａｘ３とする。光軸ａｘ１と光軸ａｘ３とは同一平面内にあり、且つ互いに直交している。

光軸ａｘ１上においては、アレイ光源１１と、第１偏光分離素子６１と、反射ミラー６３とが、この順に並んで配置されている。
光軸ａｘ２上においては、第１偏光分離素子６１と、第１の集光レンズ６２と、波長変換素子６０と、第１のピックアップレンズ１６と、反射ミラー６７とが、この順に並んで配置されている。
光軸ａｘ３上においては、反射ミラー６３と、第２の集光レンズ６４と、波長変換素子６０と、第２のピックアップレンズ１８と、光合成素子６９と、均一照明光学系２３とが、この順に並んで配置されている。

ホモジナイザー光学系１４からの光線束Ｋは第１偏光分離素子６１に入射する。
第１偏光分離素子６１は、光線束Ｋを、該第１偏光分離素子６１に対するＳ偏光成分とＰ偏光成分とに分離する偏光分離機能を有している。

Ｓ偏光成分である光線ＢＬｓは、第１偏光分離素子６１で反射して第１の集光レンズ６２に入射する。第１の集光レンズ６２は、光線ＢＬｓを波長変換素子２０の後述する蛍光体層３１に向けて集光させる。

一方、Ｐ偏光成分である光線ＢＬｐは、第１偏光分離素子６１を透過し、反射ミラー６３で反射されることで第２の集光レンズ６４に入射する。第２の集光レンズ６４は、光線ＢＬｐを波長変換素子６０の後述する拡散部材３２に向けて集光させる。

本実施形態の波長変換素子６０は、回転軸Ｏの周りに回転可能な回転体６０Ａを備える。回転体６０Ａは、回転基板５０Ａと、蛍光体層３１と、拡散部材３２とを含む。本実施形態において、回転基板５０Ａは、光線ＢＬｓおよび光線ＢＬｐを透過させる材料からなる。回転基板５０Ａの材料としては、例えば、石英ガラス、水晶、サファイア、光学ガラス、透明樹脂等を用いることができる。

なお、本実施形態の回転体６０Ａと上記実施形態の回転体２０Ａとの違いは、回転基板５０Ａを構成する材料が光透過性を有する材料である点のみである。
本実施形態の回転基板５０Ａは凹部５１を有している。そのため、蛍光体層３１の下面３１ｂを高さの基準としたとき、蛍光体層３１の上面３１ａの高さと拡散部材３２の上面３２ａの高さとの差が、蛍光体層３１の厚さと拡散部材３２の厚さとの差よりも小さい。これにより、第１のピックアップレンズ１６と拡散部材３２の上面３２ａとの干渉を防止することができる。

本実施形態において、蛍光体層３１から射出された蛍光光Ｙは、第１のピックアップレンズ１６を介して反射ミラー６７に入射する。蛍光光Ｙは反射ミラー６７で反射されることで光合成素子６９に入射する。

一方、拡散部材３２によって拡散された光線ＢＬｐは拡散青色光ＢＬｐ’として、第２のピックアップレンズ１８を介して光合成素子６９に入射する。

光合成素子６９は、例えば、ダイクロイックミラーから構成される。光合成素子６９は、拡散青色光ＢＬｐ’を透過させるとともに蛍光光Ｙを反射することで、拡散青色光ＢＬｐ’及び蛍光光Ｙを合成して白色の照明光ＷＬを生成する。照明光ＷＬは均一照明光学系２３に入射する。

本実施形態の照明装置２Ａは上記波長変換素子６０を備えるので、第１のピックアップレンズ１６と拡散部材３２との干渉が防止され、かつ照明装置２の小型化が容易である。
したがって、このような照明装置２Ａを適用したプロジェクター１は、小型、且つ、干渉による動作不良の発生が防止された信頼性の高いものとなる。

なお、本実施形態の照明装置２Ａにおいて、上記実施形態の変形例に係る構成を相互に矛盾しないように適宜組み合わせても良い。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態に係るプロジェクターについて説明する。第１実施形態のプロジェクターは３つの液晶パネルを用いる方式の場合を例に挙げたが、本実施形態のプロジェクターは１つのデジタルマイクロミラーデバイスを用いる点が異なる。なお、以下の説明では、第１実施形態と同様の構成および部材については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略する。

図１２は、本実施形態に係るプロジェクター１Ａの光学系を示す上面図である。
図１２に示すように、プロジェクター１Ａは、照明装置２Ｂと、照明装置２Ｂからの光が入射する重畳光学系２６と、重畳光学系２６によって重畳された照明光Ｌを画像信号に応じて変調する光変調装置２７と、光変調装置２７からの画像光ＧをスクリーンＳＣＲに向かって投射する投射光学系６と、を備えている。本実施形態では、光変調装置２７としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いた。

照明装置２Ｂは、光源装置２９と、波長変換素子７０と、モーターＭと、集光レンズ７６と、ピックアップレンズ７７とを備えている。
光源装置２９は、第２実施形態の照明装置２Ａの構成要素である、アレイ光源１１と、コリメーター光学系１２と、アフォーカル光学系１３と、ホモジナイザー光学系１４とを備えている。光源装置２９は、複数の光線を含む光線束Ｋを射出する。

集光レンズ７６は、光源装置２９からの光線束Ｋを波長変換素子７０に向けて集光させる。ピックアップレンズ７７は、波長変換素子７０から射出された光をピックアップする。

波長変換素子７０は、回転軸Ｏの周りに回転可能な回転体７０Ａを備える。

図１３（ａ）は回転体７０Ａの正面図であり、図１３（ｂ）は図３（ａ）のＦ１−Ｆ１矢視による断面図である。
図１３（ａ）に示すように、回転体７０Ａは、回転基板７１、第１の蛍光体層３１Ｇ、第２の蛍光体層３１Ｒ及び拡散部材３２を含む。以下の説明では、第１の蛍光体層３１Ｇと第２の蛍光体層３１Ｒとをまとめて蛍光体層３１と称する場合がある。回転基板７１は、回転軸Ｏと平行な方向から見たとき、円板状の形状を有する。

第１の蛍光体層３１Ｇ、第２の蛍光体層３１Ｒ及び拡散部材３２各々は、円弧状の形状を持っており、この順に回転基板７１の周方向に沿って配置されている。光線束Ｋが回転体７０Ａへ入射する領域を光入射領域３３Ａとする。回転体７０Ａは回転軸Ｏの周りに回転するため、光入射領域３３Ａは回転体７０Ａの上を、回転軸Ｏを中心として弧を描くように移動する。第１の蛍光体層３１Ｇ、第２の蛍光体層３１Ｒ及び拡散部材３２各々は、光入射領域３３Ａが移動する領域の一部を含むように設けられている。すなわち、第１の蛍光体層３１Ｇは、光入射領域３３Ａの軌跡に対応した第１の円弧状領域を含む。また、拡散部材３２は、光入射領域３３Ａの軌跡に対応した、第１の円弧状領域とは異なる第２の円弧状領域を含む。なお、本実施形態においては、第１の蛍光体層３１Ｇと第２の蛍光体層３１Ｒとは同じ厚さであるとする。

このような構成に基づき、該回転体７０Ａの回転に伴って、光源装置２９からの光線束Ｋが第１の蛍光体層３１Ｇ、第２の蛍光体層３１Ｒ及び拡散部材３２に時系列的に入射する。

第１の蛍光体層３１Ｇは、光線束Ｋを緑色の蛍光（緑色光ＬＧ）に変換する。第２の蛍光体層３１Ｒは、光線束Ｋを赤色の蛍光（赤色光ＬＲ）に変換する。なお、拡散部材３２は、光線束Ｋを青色の拡散反射光からなる青色光ＬＢとして射出する。

回転体７０Ａから射出される光は、ピックアップレンズ７７を介して照明光Ｌとして照明装置２Ｂから射出される。本実施形態において、照明光Ｌは赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢを含んでいる。すなわち、照明光Ｌは回転体７０Ａの回転に伴って時系列的に色が変化する。

重畳光学系２６は、重畳レンズ２６ａとフィールドレンズ２６ｂとの２枚のレンズから構成されている。そして、重畳光学系２６は、その光軸が照明光Ｌの中心を通るように配置されている。重畳光学系２６は、照明装置２Ｂからの照明光Ｌを重畳させて光変調装置２７に入射させる。

ところで、本実施形態においても、拡散部材３２は蛍光体層３１よりも厚い。また、ピックアップレンズ７２と蛍光体層３１との距離は、ピックアップレンズ７２の蛍光光Ｙの波長に対する焦点距離に応じて設定されている。そのため、回転体７０Ａが回転すると、ピックアップレンズ７２の下方端部が拡散部材３２と干渉するおそれがある。

これに対し、回転基板７１の上面７１ａに凹部７５を設けている。上面７１ａのうち凹部７５の外側の領域７１ａ１に蛍光体層３１が設けられ、上面７１ａのうち凹部７５の内側の領域７１ａ２に拡散部材３２が設けられている。

この構成に基づき、第１の蛍光体層３１Ｇの下面３１Ｇｂを高さの基準としたとき、蛍光体層３１の上面３１ａの高さと拡散部材３２の上面３２ａの高さとの差が、蛍光体層３１の厚さと拡散部材３２の厚さとの差よりも小さくなるように、拡散部材３２の下面３２ｂの高さを設定している。

これにより、蛍光体層３１の上面３１ａの高さを拡散部材３２の上面３２ａの高さに近づけることができるので、ピックアップレンズ７２と拡散部材３２の上面３２ａとの干渉を防止することができる。

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

また、上記実施形態では、第１の光学素子が蛍光体層からなり、第２の光学素子が拡散部材からなる場合を例示したが、第１の光学素子及び第２の光学素子のいずれもが蛍光体層であっても良い。例えば、第１の光学素子が赤色の蛍光を生成する蛍光体層であり、第２の光学素子が緑色の蛍光を生成する蛍光体層であってもよい。

また、上記実施形態では本発明による照明装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による照明装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。

１…，１Ａ…プロジェクター、２，２Ａ，２Ｂ…照明装置、４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ…光変調装置、６，２８…投射光学系、１１…アレイ光源、２０，４０，４１，４２，４３，４４，６０，７０…波長変換素子、２０Ａ，４１Ａ，４２Ａ，４４Ａ，６０Ａ，７０Ａ…回転体、２２…光合成素子、２７…光変調装置、３１，１３１…蛍光体層、３１Ａ…光入射領域（第１の円弧状領域）、３１ａ，１３１ａ…上面（第２の面）、３１ｂ，１３１ｂ…下面（第３の面）、３２，１３２，２３２…拡散部材、３２Ａ…光入射領域（第２の円弧状領域）、３２ａ，１３２ａ…上面（第４の面）、３２ｂ，１３２ｂ…下面（第５の面）、５０，５０Ａ，５２，７１，１５０，１５１…回転基板、５２ａ，７１ａ，１５０ａ，１５１ａ…上面（基板の第１の面）、６１…第１偏光分離素子、６９…光合成素子、７７…ピックアップレンズ、１５４…接続部材、Ｋ…光線束、Ｍ…モーター（駆動装置）、Ｏ…回転軸、Ｙ…蛍光光、ＳＰ…スペーサー、ＷＬ，Ｌ…照明光。

Claims (11)

1. 回転軸の周りに回転可能な回転体を備えた波長変換素子であって、
   前記回転体は、第１の面を有する基板と、該第１の面の上部に設けられた第１光学素子と、第２光学素子と、を含み、
   前記第１光学素子は、前記回転軸を中心とする第１の円弧状領域を少なくとも含むとともに、光が射出される第２の面と、該第２の面と対向する第３の面と、を有し、
   前記第２光学素子は、前記回転軸を中心とする第２の円弧状領域を少なくとも含むとともに、光が射出される第４の面と、該第４の面と対向する第５の面と、を有し、
   前記第１光学素子の厚さは、前記第２光学素子の厚さよりも小さく、
   前記基板は、前記第１光学素子の前記第３の面側に設けられており、
   前記第２の面と前記第４の面とは、同じ側に面しており、
   前記第３の面を高さの基準としたとき、前記第２の面の高さと前記第４の面の高さとの差が、前記第１光学素子の厚さと前記第２光学素子の厚さとの差よりも小さい
   波長変換素子。
2. 前記第２光学素子は、前記第１の面の上部に設けられており、
   前記第１の面の前記第１光学素子が設けられている領域の高さは、前記第１の面の前記第２光学素子が設けられている領域の高さよりも大きい
   請求項１に記載の波長変換素子。
3. 前記第２光学素子は、前記第１の面の上部に設けられており、
   前記第１光学素子と前記第１の面との間に、スペーサーが設けられている
   請求項１に記載の波長変換素子。
4. 前記第２光学素子はリング状の形状を有し、
   前記回転軸と平行な方向から見たとき、前記第２光学素子は、前記基板の外側に設けられている
   請求項１に記載の波長変換素子。
5. 前記第１光学素子は、波長変換層を備え、
   前記第２光学素子は、拡散部材を備え、
   前記回転軸と平行な方向から見たとき、前記第１光学素子は前記第２光学素子の外側に設けられている
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長変換素子。
6. 前記基板はリング状の形状を有し、
   前記回転軸と平行な方向から見たとき、前記基板は前記第２光学素子の外側に設けられている
   請求項５に記載の波長変換素子。
7. 前記基板を前記第２光学素子と接続するための接続部材をさらに備える
   請求項４〜６のいずれか一項に記載の波長変換素子。
8. 前記基板と前記第２光学素子とのうち少なくとも一方は、前記基板を前記第２光学素子と接続するための嵌合部を備える
   請求項４〜６のいずれか一項に記載の波長変換素子。
9. 光線束を射出する光源装置と、
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の波長変換素子と、
   前記回転体を前記回転軸の周りに回転させる駆動装置と、
   第１のピックアップレンズと、
   第２のピックアップレンズと、を備えた照明装置であって、
   前記第１の円弧状領域の半径は、前記第２の円弧状領域の半径とは異なり、
   前記光線束のうち一部の光は、前記第１光学素子に入射し、
   前記光線束のうち他の一部の光は、前記第２光学素子に入射し、
   前記第１光学素子から射出された光は、前記第１のピックアップレンズに入射し、
   前記第２光学素子から射出された光は、前記第２のピックアップレンズに入射する
   照明装置。
10. 光線束を射出する光源装置と、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長変換素子と、
    前記回転体を前記回転軸の周りに回転させる駆動装置と、
    ピックアップレンズと、を備えた照明装置であって、
    前記回転体は、前記回転体の回転に伴って前記光線束が前記第１光学素子と前記第２光学素子とに時系列的に入射するように構成されており、
    前記第１光学素子から射出された光および前記第２光学素子から射出された光は、前記ピックアップレンズに入射する
    照明装置。
11. 請求項９又は１０に記載の照明装置と、
    前記照明装置からの光を画像情報に応じて変調することにより画像光を形成する光変調装置と、
    前記画像光を投射する投射光学系と、を備える
    プロジェクター。

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