JP2017181602A - 光源ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】光学的なレイアウトの自由度を高めた光源ユニットを提供する。【解決手段】光源ユニットは、ビーム形成部、光照射部３５等を備え、光照射部３５は、被照射体４１と、支持体４２と、拡散部材４３と、照射板（反射型波長変換部材）４８と、拡散調整部と、を有し、拡散調整部は第１部分に相当する第１要素部ＡＲ１を経て波長変換された光と第２部分に相当する第３要素部ＡＲ３を経て波長変換されていない光との拡散状態を近づける。【選択図】図２

Description

本発明は、投影装置等に組み込まれる画像表示素子の照明に適する光源ユニットに関する。

照明用の光源として、例えば投影装置の分野では、従来から放電ランプが広く利用されている。しかし、放電ランプについては、寿命が短く信頼性が低いという問題点があり、さらには環境保護の観点で使用の抑制が望まれている。
近年では、半導体レーザーや発光ダイオードといった固体光源の開発が進み、かかる固体光源が投影装置の光源として用いられるようになってきている。ところで、この種の光源では、赤色、緑色、及び青色の三原色の高強度光が必要になるが、例えば半導体レーザーとして、赤色及び青色のレーザーは高輝度のものが実用化されているのに対し、十分に高輝度の緑色のレーザーはまだ実用化されていないという問題がある。そこで、青色レーザー光を波長変換して、緑色その他の高輝度光を生成しようとする試みがある。このような手法は、レーザーを単一色とできること、照明光とする３色を同一光路で処理することができ合成光学系が不要になることなどの観点で、コスト的に有利になる。
上記のように波長変換を利用する光源として、例えば青色の励起光を受けて緑色の蛍光を発生させて逆方向に戻す蛍光発光領域と、青色の励起光を拡散透過させる拡散透過領域とを有する蛍光ホイールを備えるものがある（特許文献１参照）。
また、青色の励起光を受けて緑色及び赤色の蛍光を発生させる光源であって、蛍光基板又は蛍光ホイールの蛍光領域に対向してプリズムアレイを配置して蛍光領域を通過した蛍光の指向性を高めるものがある（特許文献２参照）。
しかしながら、上記２つの光源は、蛍光ホイールで励起光又は蛍光を透過させるものであり、光学系の効率的なレイアウトが制限される。結果的に、製品設計の自由度を狭め、小型化などに支障をきたすことになる。

特開２０１１−５３３２３号公報 特開２０１２−２７０５２号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、光学的なレイアウトの自由度を高めた光源ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る光源ユニットは、励起光の照射を受けて波長変換した光を戻る方向に射出する第１部分と、励起光を波長変換することなく反射する第２部分とを有する反射型波長変換部材と、反射型波長変換部材に対向して第１及び第２部分を覆うように配置され、第１及び第２部分に入射する励起光と第１及び第２部分からの戻り光とを通過させる配光変更部と、第１部分を経て波長変換された光と第２部分を経て波長変換されていない光との拡散状態を近づける拡散調整部とを備える。

上記光源ユニットでは、反射型波長変換部材を用いているので、波長変換した光と波長変換していない光とを同一方向に折り返すように取り出すことができる。さらに、拡散調整部が第１部分を経て波長変換された光と第２部分を経て波長変換されていない光との拡散状態を近づけるので、光路の共通化が容易になるとともに、光の無駄を低減することができる。結果的に、光学的レイアウトの自由度を高めて、光源ユニットや投影装置の小型化を達成することができる。

本発明の具体的な側面では、上記光源ユニットにおいて、拡散調整部は、拡散状態を近づけるため、第１部分に対応する第１領域での光路長に対して、第２部分に対応する第２領域での光路長を調整する。この場合、光路長の調整によって第２部分でも第１部分に対応する適度な拡散を生じさせることができ、波長変換された光と波長変換していない戻り光との強度や拡散状態のバランスを簡易に確保することができる。

本発明のさらに別の側面では、拡散調整部は、第１及び第２部分に共通する支持体のち第２部分における支持体の光路方向の位置を、第１部分における支持体の光路方向の位置と異なるものとする。この場合、拡散調整部における支持体の光路方向の配置調整によって、波長変換された光の拡散状態と波長変換していない戻り光の拡散状態とを簡易に一致させることができる。

本発明のさらに別の側面では、拡散調整部は、第２部分に対応する第２領域における配光変更部の光路方向の位置を、第１部分に対応する第１領域における配光変更部の光路方向の位置と異なるものとする。この場合、配光変更部の光路方向の配置調整によって、波長変換された光の拡散状態と波長変換していない戻り光の拡散状態とを簡易に一致させることができる。

本発明の別の側面では、拡散調整部は、第２部分に対応する第２領域における配光変更部の厚みを、第１部分に対応する第１領域における配光変更部の厚みと異なるものとする。この場合、配光変更部の厚み調整によって、波長変換された光の拡散状態と波長変換していない戻り光の拡散状態とを簡易に一致させることができる。

本発明の別の側面では、拡散調整部は、第１部分に対応する第１領域と第２部分に対応する第２領域とで対応箇所に屈折率が異なる材料を用いている。この場合、対応箇所を構成する材料の屈折率の調整によって、波長変換された光の拡散状態と波長変換していない戻り光の拡散状態とを簡易に一致させることができる。

本発明のさらに別の側面では、拡散調整部は、第２部分に対応する第２領域における配光変更部の面形状を、第１部分に対応する第１領域における配光変更部の面形状と異なるものとすることによって拡散状態を近づける。この場合、第２領域における面形状の調整によって、波長変換された光の拡散状態と波長変換していない戻り光の拡散状態とを簡易に一致させることができる。

本発明のさらに別の側面では、拡散調整部は、第２部分に、散乱体を含む光散乱部材を有することによって拡散状態を近づける。この場合、第２領域の光散乱部材によって、波長変換された光の拡散状態と波長変換していない戻り光の拡散状態とを簡易に一致させることができる。

本発明のさらに別の側面では、第２部分は、励起光を反射する際に当該励起光の偏光状態を略維持する。この場合、励起光又は戻り光の偏光状態を維持しつつ励起光を無駄なく活用することができる。

本発明のさらに別の側面では、励起光を射出する励起光源をさらに備える。この場合、反射型波長変換部材と励起光源とを一体化した光源ユニットを提供することができる。

実施形態の光源ユニットを含む投影装置を説明する図である。 （Ａ）は、光源ユニットの光照射部等を説明する拡大図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示す光照射部に組み込まれた反射型波長変換部材を説明する図である。 （Ａ）は、図２（Ｂ）に示す光照射部のうち第１部分等を説明する断面図であり、（Ｂ）は、光照射部のうち第２部分等を説明する断面図であり、（Ｃ）は、変形例の第１部分等を説明する断面図であり、（Ｄ）は、変形例の第２部分等を説明する断面図である。 （Ａ）は、別の変形例の光照射部のうち第１部分等を説明する断面図であり、（Ｂ）は、別の変形例における第２部分等を説明する断面図であり、（Ｃ）は、さらに別の変形例における第１部分等を説明する断面図であり、（Ｄ）は、さらに別の変形例の第２部分等を説明する断面図である。 （Ａ）は、さらに別の変形例の光照射部のうち第１部分等を説明する断面図であり、（Ｂ）は、さらに別の変形例における第２部分等を説明する断面図であり、（Ｃ）は、さらに別の変形例における第１部分等を説明する断面図であり、（Ｄ）は、さらに別の変形例の第２部分等を説明する断面図である。 （Ａ）は、一具体例の光照射部による光線の発散状態を説明する図であり、（Ｂ）は、別の具体例の光照射部による光線の発散状態を説明する図である。 （Ａ）は、さらに別の具体例の光照射部による光線の発散状態を説明する図であり、（Ｂ）は、さらに別の具体例の光照射部による光線の発散状態を説明する図であり、（Ｃ）は、さらに別の具体例の光照射部による光線の発散状態を説明する図である。 （Ａ）は、図３（Ａ）に示す第１部分等からの配光分布を説明する図であり、（Ｂ）は、光源からの直接の配光分布を説明する図であり、（Ｃ）は、蛍光体からの射出光の配光分布を説明する図であり、（Ｄ）は、図３（Ｂ）に示すタイプの第２部分等からの配光分布を説明する図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る一実施形態の光源ユニットを組み込んだ投影装置について説明する。

図１に示すように、投影装置２は、多様な映像信号に対応する画像の投影を可能にするものであり、光源ユニット１０、照明光学系２１、偏光ビームスプリッター２２、反射型液晶素子２３、投影光学系２６、及び回路部２９を備える。

投影装置２のうち光源ユニット１０は、励起光ＥＬとして機能するレーザー光Ｌ１を略平行な状態で射出するビーム形成部３１と、励起光ＥＬの光路から蛍光光ＦＬ等を含む照明光Ｌ２の光路を分離する偏光分離素子３２と、レーザー光Ｌ１の偏光状態を変化させる位相差板３３と、レーザー光Ｌ１を励起光ＥＬとして被照射体４１上に集光するとともに被照射体４１からの蛍光光ＦＬ等を略平行な光線として取り出すコンデンサーレンズ３４と、レーザー光Ｌ１から蛍光光ＦＬを生成するとともにレーザー光Ｌ１を反射する被照射体４１を有する光照射部３５とを備える。
なお、詳細は後述するが、光照射部３５は、レーザー光Ｌ１の照明下で波長変換した蛍光光ＦＬと波長変換しないで反射したレーザー光Ｌ１とを、照明光Ｌ２として、順次切り替えつつ射出する。具体的には、光照射部３５は、その回転又は被照射体４１の回転にともなって、照明光Ｌ２としての緑色光、赤色光、及び青色光を周期的に切り換えつつ射出する。

照明光学系２１は、光源ユニット１０から射出された照明光Ｌ２の強度を均一化する均一化光学系３６と、照明光Ｌ２の反射型液晶素子２３への入射角度を調整するフィールドレンズ３８とを備える。

偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）２２は、偏光方向に応じて光路を分岐する光学素子である。偏光ビームスプリッター２２は、一対の直角プリズムを貼り合わせたものであり、貼合わせ面において、一方の直角プリズムの斜面には、光源ユニット１０から照明光学系２１を経て入射した所定方向の直線偏光である照明光Ｌ２を選択的に反射する偏光分離膜からなる偏光分離面２２ａが形成されている。この偏光ビームスプリッター２２により、光源ユニット１０から射出された照明光Ｌ２を反射し、後述する反射型液晶素子２３に入射させることができる。また、この偏光ビームスプリッター２２により、反射型液晶素子２３で反射された映像光Ｌ３を透過させ、投影光学系２６に入射させることができる。ここで、偏光分離面２２ａは、これを基準とするＳ偏光を反射しＰ偏光を透過させるものとなっている。

反射型液晶素子２３は、映像光Ｌ３を形成するための表示パネルすなわち画像表示素子であり、特に空間的に反射率を変化させることによって照明光Ｌ２から映像光Ｌ３を形成する点でライトバルブ又は空間光変調素子と言える。反射型液晶素子（画像表示素子）２３は、板状の電子部品である画像表示パネルからなる。この反射型液晶素子２３は、ＬＣＯＳ（liquid crystal on silicon）とも称されるマイクロディスプレイであり、シリコンチップの表面に直接回路が形成され対向基板との間に液晶層を挟み込んだものである。反射型液晶素子２３は、液晶層に対し駆動信号に応じた電圧が画素毎に印加されると、液晶分子の配列を変化させることで照明光Ｌ２を変調し、反射によって偏光方向を変調した所望の画像を表示するものである。図示のように、偏光分離面２２ａを基準とするＳ偏光を照明光Ｌ２として反射型液晶素子２３に入射させる構成をとる場合、偏光分離面２２ａを基準とするＰ偏光が映像光Ｌ３として反射される。

投影光学系２６は、詳細な説明を省略するが、画像表示素子である反射型液晶素子２３から得られる像を拡大してスクリーンその他の被投影体（不図示）に投影する。投影光学系２６は、複数のレンズ群及び／又は反射面からなり、一部のレンズ群を光軸ＳＸ方向に移動させることにより、フォーカシングや変倍を行わせることができる。

回路部２９のうち、映像駆動回路２５は、コンピューター等の端末機器を含む種々のコンテンツ・ソース（不図示）から入力された映像信号に基づいて反射型液晶素子２３に表示動作を行わせる。光源駆動回路２７は、光源ユニット１０のビーム形成部３１に設けたレーザーアレイ５１に点灯動作を行わせて、光照射部３５の被照射体４１に対してレーザー光Ｌ１を照射する。
制御回路２８は、映像駆動回路２５、光源駆動回路２７等の動作を統括的に制御する。制御回路２８は、光源駆動回路２７を介して光源ユニット１０を動作させてこれから照明光Ｌ２を射出させるとともに、映像駆動回路２５を介して反射型液晶素子２３に映像信号に対応する駆動信号を出力し画像の表示動作を行わせる。この際、映像駆動回路２５は、駆動部３９を介して光照射部３５又は被照射体４１の回転位置を監視しており、光照射部３５の回転に伴って光照射部３５から順次射出される青色光、緑色光、及び赤色光に同期させて反射型液晶素子２３に各色の表示動作を行わせる。

以下、光源ユニット１０の構成要素、機能、動作等について詳細に説明する。

まず、ビーム形成部３１は、レーザーアレイ５１と、コリメーターアレイであるフライアイ光学系５２と、ビーム縮小レンズ５３とを含む。ここで、レーザーアレイ５１は、光照射部３５の被照射体４１に組み込まれた蛍光体に対する励起光源であるとともに、被照射体４１での反射によって取り出される青色用の照明光源ともなっている。レーザーアレイ（励起光源）５１は、青色のレーザー光Ｌ１を射出する発光源としてのレーザーダイオード５１ａ（以下、ＬＤとも呼ぶ）を２次元的に配列することによって構成されたものであり、偏光方向の揃った光を射出する。なお、レーザー光Ｌ１は、偏光分離素子３２を基準とするＰ偏光の青色光である。フライアイ光学系５２は、レーザーアレイ５１を構成する多数のＬＤ（発光源）５１ａに対応して多数のレンズ素子を含む。フライアイ光学系５２は、レーザーアレイ５１を構成する各ＬＤ５１ａから射出されたレーザー光Ｌ１（青色光）を略平行光線とする。ビーム縮小レンズ５３は、正及び負レンズを組み合わせたアフォーカル系であり、レーザー光Ｌ１を略平行光線のままにしてその光線径を減少させ、所望の断面積を有するレーザー光Ｌ１とする。

偏光分離素子３２は、平板状の光学素子であり、レーザーアレイ（励起光源）５１と光照射部３５との光路間であって、ビーム形成部３１から位相差板３３にかけての光路上或いは位相差板３３から均一化光学系３６にかけての光路上に配置されて、照明光Ｌ２を励起光ＥＬの光路から分離する。より詳細には、偏光分離素子３２は、青色光についてはＰ偏光を透過させるとともにＳ偏光を選択的に反射する通常の偏光分離ミラーとしての機能と、緑色光及び赤色光を選択的に反射するダイクロイックミラーとしての機能とを有する。偏光分離素子３２は、平行平板の片面に誘電体多層膜からなる偏光分離面３２ａを形成したものであり、Ｐ偏光である青色の励起光ＥＬを透過させ、光照射部３５から青色光のままで戻る方向に逆進し偏光方向を変えられてＳ偏光となった青色光を反射して均一化光学系３６に導く。また、偏光分離素子３２は、励起光ＥＬの照射によって光照射部３５で発生し励起光ＥＬに対して戻る方向に逆進する緑色及び赤色の蛍光光ＦＬを偏光方向に関わらず反射して均一化光学系３６に導く。なお、偏光分離素子３２は、プリズムで構成されたものであってもよい。

位相差板３３は、複屈折性の材料からなる１／４波長板である。位相差板３３は、偏光分離素子３２で反射されたＰ偏光の励起光ＥＬを透過させてＰ偏光から円偏光とする。また、位相差板３３は、波長変換されず光照射部３５の被照射体４１から戻ってきた青色光（すなわち励起光ＥＬとして用いられなかったレーザー光Ｌ１）を透過させて円偏光からＳ偏光とする。これにより、位相差板３３を経て光照射部３５の被照射体４１から戻ってきた青色光すなわち励起に利用されなかったレーザー光Ｌ１は、偏光分離素子３２で殆ど反射され、均一化光学系３６に効率的に導かれる。

コンデンサーレンズ３４は、偏光分離素子３２を透過したレーザー光Ｌ１を励起光ＥＬとして光照射部３５の被照射体４１に設けられた蛍光体に集光する。また、コンデンサーレンズ３４は、被照射体４１の蛍光体で波長変換によって発生した緑色及び赤色の蛍光光ＦＬを集めて偏光分離素子３２に導く。
コンデンサーレンズ３４は、光照射部３５の被照射体４１において蛍光体とは別に設けられた拡散性の反射面で反射されたレーザー光Ｌ１すなわち青色光を集めて偏光分離素子３２に導く役割も有する。

図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示すように、光照射部３５は、回転軸ＲＸのまわりに回転する部材であり、回転軸ＲＸのまわりに配置される環帯状の被照射体４１と、これを支持する共通の支持体４２と、この支持体４２に支持されて被照射体４１を覆う透過型の拡散部材４３とを有する。これらのうち被照射体４１と支持体４２とを組み合わせたものを照射板４８と呼ぶ。この照射板４８は、反射型波長変換部材又は反射型蛍光体ホイールとして機能し、所定のタイミングでレーザー光Ｌ１の照射を受けて波長変換した蛍光光ＦＬを戻る方向に射出するとともに、別のタイミングでレーザー光Ｌ１を波長変換することなく反射する。
照射板（反射型波長変換部材）４８を構成する被照射体４１には、３つに分割した領域である３つの要素部ＡＲ１〜ＡＲ３が設けられている。被照射体４１において、第１要素部ＡＲ１は、蛍光体を有し、励起光ＥＬの照射によって緑色波長域の蛍光光ＦＬを形成し、励起光ＥＬに対して逆行するように射出する。第２要素部ＡＲ２は、第１要素部ＡＲ１とは別の蛍光体を有し、励起光ＥＬの照射によって波長が異なる赤色波長域の蛍光光ＦＬを形成し、励起光ＥＬに対して逆行するように射出する。第３要素部ＡＲ３は、元の青色のレーザー光Ｌ１をその偏光状態を略維持しつつも所定以上に拡散させて反射する。
図２（Ａ）に示す拡散部材４３は、アレイ状の微細な凹凸を有する光透過性の板材であり、被照射体４１の近接した上方に被照射体４１に対向して配置されている。この拡散部材４３は、第１〜第３要素部ＡＲ１〜ＡＲ３に入射するレーザー光Ｌ１又は励起光ＥＬと、第１〜第３要素部ＡＲ１〜ＡＲ３から波長変換されないで反射された戻り光であるレーザー光Ｌ１等を散乱する。これにより、光照射部３５から照明光学系２１に供給される照明光Ｌ２（特にレーザー光Ｌ１）の拡散状態をより良好な状態に調整することができる。

図１に戻って、ビーム形成部３１から射出され偏光分離素子３２を通過したレーザー光Ｌ１は、励起光ＥＬとして光照射部３５の被照射体４１のうち第１要素部ＡＲ１や第２要素部ＡＲ２に入射した場合、緑色や赤色の蛍光光ＦＬすなわち照明光Ｌ２を発生する。また、ビーム形成部３１から射出され偏光分離素子３２を通過したレーザー光Ｌ１は、光照射部３５の被照射体４１のうち第３要素部ＡＲ３に入射した場合、そのまま青色の照明光Ｌ２として反射される。つまり、照明光Ｌ２には、レーザー光Ｌ１から得た緑色及び赤色の蛍光光ＦＬのほかに、レーザー光Ｌ１自体である青色光が含まれる。
以上において、第１及び第２要素部ＡＲ１，ＡＲ２は、励起光ＥＬの照射を受けて波長変換した蛍光光ＦＬを戻る方向に射出する第１部分として機能し、第３要素部ＡＲ３は、励起光ＥＬを波長変換することなく反射する第２部分として機能している。

なお、詳細な説明を省略するが、図１に示す均一化光学系３６は、偏光分離素子３２を通過した照明光Ｌ２を集光する集光レンズ３６ａと、集光レンズ３６ａからの照明光Ｌ２を一端で受けて均一な強度分布の光線束として他端から射出させる導光ロッド３６ｂとを有する。フィールドレンズ３８は、図示の例では複数のレンズで構成され、導光ロッド３６ｂの他端から射出される照明光Ｌ２が適度の収束角又は発散角で反射型液晶素子２３に入射するように調整する。

図３（Ａ）及び３（Ｂ）は、同一の光照射部３５における異なる２箇所を説明する一組の部分拡大断面図である。一方の図３（Ａ）は、光照射部３５のうち、蛍光光ＦＬを射出する第１部分である緑色用の第１要素部ＡＲ１及びその周辺を説明する断面図であり、他方の図３（Ｂ）は、光照射部３５のうち、レーザー光Ｌ１を波長変換することなく反射する第２部分である青色用の第３要素部ＡＲ３及びその周辺を説明する断面図である。

図３（Ａ）及び３（Ｂ）において共通して存在する拡散部材４３は、緑色用の第１要素部ＡＲ１及び青色用の第３要素部ＡＲ３のほか、不図示の赤色用の第２要素部ＡＲ２に近接した状態でこれに対向し、これら要素部ＡＲ１〜ＡＲ３を覆うように配置されている。この拡散部材４３は、通過光の配光状態を変更する配光変更部である。拡散部材（配光変更部）４３は、第１及び第３要素部ＡＲ１，ＡＲ３等に入射するレーザー光Ｌ１又は励起光ＥＬと、第１及び第３要素部ＡＲ１，ＡＲ３等からの蛍光光ＦＬ又は戻り光とを通過させるとともに、通過するレーザー光Ｌ１や蛍光光ＦＬの射出方向を修正する。拡散部材４３は、光透過性を有する材料で形成された薄板であり、平板状の基板８１と、基板８１の表面８１ａ側に形成された凹凸構造８２とを有する。凹凸構造８２は、微細な凹凸である微細な立体形状を有する。図示の例では、凹凸構造８２は、球面状で微細な多数の凸面８２ａを有し、基板８１の元の平面である表面８１ａは殆ど露出していない。この場合、凹凸構造８２を構成する多数の凸面８２ａは、同一の形状を有し２次元周期的に配列されているが、凸面８２ａの形状は、凸の球面に限らず様々な形状とできるだけでなく、配置ごとに不規則に変化させることができ、凸面８２ａの配列周期も不規則に変動させることができる。また、基板８１の元の平面である表面８１ａは、必ずしも露出させる必要はなく、凸面８２ａの面積的な占有率も、用途に応じて適宜設定することができる。

図３（Ａ）中で、拡散部材（配光変更部）４３に対して紙面上で下側に配置された緑色用の第１要素部ＡＲ１は、照射板（反射型波長変換部材）４８の一部であり、層状の蛍光体として、共通の支持体４２の表面４２ａに接着等よって支持・固定された蛍光体層７１を有する。後述する拡散部材４３を介して第１要素部ＡＲ１に入射した励起光ＥＬは、支持体４２上の蛍光体層７１中の蛍光物質によって蛍光光ＦＬに変換され、比較的一様に拡散された状態で反対方向に射出される。より詳細には、蛍光体層（蛍光体）７１は、これに入射した青色の励起光ＥＬ又はレーザー光Ｌ１によって励起されて緑色の蛍光光ＦＬを生成し戻る方向である拡散部材４３側に射出する。なお、蛍光体層７１自体は、指向性のない蛍光光ＦＬを生成するが、支持体４２の表面４２ａが鏡面になっており、蛍光体層７１から背後の支持体４２側に射出された蛍光光ＦＬも反射され、蛍光体層７１から支持体４２の反対側に射出された蛍光光ＦＬとともに前方の拡散部材４３側に射出される。

なお、赤色用の第２要素部ＡＲ２（図２（Ｂ）参照）は、緑色用の第１要素部ＡＲ１と同一の構造を有し蛍光体層７１を構成する蛍光物質が異なるだけであるので、説明を省略する。第２要素部ＡＲ２の蛍光体層（蛍光体）７１は、これに入射した青色のレーザー光Ｌ１によって励起されて赤色の蛍光光ＦＬを生成し、戻る方向である拡散部材４３側に射出する。

図３（Ｂ）中で、拡散部材（配光変更部）４３に対して紙面上で下側に配置された青色用の第３要素部ＡＲ３は、照射板（反射型波長変換部材）４８の一部であり、ここに入射したレーザー光Ｌ１の偏光状態を略維持したままで反射し、照明光Ｌ２として拡散部材４３を介して偏光分離素子３２に戻す働きを有する。第３要素部ＡＲ３は、共通の支持体４２の表面４２ａを利用したミラーである。ここで、支持体４２は、金属材料製又は樹脂の表面に金属、誘電体多層膜等をコートしたものであり、第３要素部ＡＲ３に入射したレーザー光Ｌ１を波長変換することなく効率よく反射する。この際、反射されたレーザー光Ｌ１つまり照明光Ｌ２の偏光状態は略元の円偏光の状態のままに維持される。
なお、支持体４２の表面４２ａ上に微細な凹凸である微細な立体形状を刻設することもできる。この場合、第２部分である第３要素部ＡＲ３は、微細な立体形状を有するものとなる。第３要素部ＡＲ３が微細な立体形状を有する場合、ここで反射されるレーザー光Ｌ１を適度に拡散させ偏光状態を略維持したままで拡散部材４３側に射出する。このようにレーザー光Ｌ１を拡散させることにより、青色のレーザー光Ｌ１を発散させることができ、スペックルを低減する効果がある。図示の例では、支持体４２の表面４２ａに、微細な立体形状として球面状で微細な多数の凹面７３が形成され、支持体４２の元の平面である表面４２ａは殆ど残っていない。凹面７３も、表面４２ａと同様に平滑な鏡面である。図示の場合、第３要素部ＡＲ３を構成する多数の凹面７３は、同一の形状を有し２次元周期的に配列されているが、凹面７３の形状は、凹の球面に限らず様々な形状とできるだけでなく、配置ごとに不規則に変化させることができ、凹面７３の配列周期も、不規則に変動させることができる。また、支持体４２の元の平面である表面４２ａは、必ずしも残す必要はなく、凹面７３の面積的な占有率も、用途に応じて適宜設定することができる。

以上から明らかなように、光照射部３５において、拡散部材４３が第１〜第３要素部ＡＲ１〜ＡＲ３に対向する３つの領域で同一の形状及び構造を有するのに対し、第１〜第３要素部ＡＲ１〜ＡＲ３は、各領域で異なる構造、機能等を有する。

特に図３（Ａ）及び３（Ｂ）を比較すると、第１要素部ＡＲ１と第３要素部ＡＲ３とでは、共通の支持体４２の表面４２ａから共通の拡散部材（配光変更部）４３までの距離が異なったものとなっている。つまり、第３要素部ＡＲ３及びこれに対向する拡散部材４３に対応する第２領域の光路長は、第１要素部ＡＲ１及びこれに対向する拡散部材４３に対応する第１領域の光路長に対して異なるように調整されている。見方を変えれば、第３要素部ＡＲ３等を含む第２領域における支持体４２の光路方向又は光軸ＳＸ方向の位置は、第１要素部ＡＲ１等を含む第１領域における支持体４２の光路方向又は光軸ＳＸ方向の位置と異なっている。
具体的には、図３（Ａ）に示す第１要素部ＡＲ１について、共通の支持体４２の表面４２ａから共通の拡散部材４３の裏面８１ｒまでの距離をｄ１とし、図３（Ｂ）に示す第３要素部ＡＲ３について、共通の支持体４２の表面４２ａから共通の拡散部材４３の裏面８１ｒまでの距離をｄ２とした場合、後者の距離ｄ２は、前者の距離ｄ１よりも調整量Ｖ１だけ減少したものとなっている。図３（Ｂ）に示すように第３要素部ＡＲ３に対応する光照射部３５において、支持体４２から拡散部材４３までの距離ｄ２を調整量Ｖ１だけ減少させている部分又は状態を、本明細書では拡散調整部６０と呼ぶ。拡散調整部６０は、第１部分に相当する第１要素部ＡＲ１を経て波長変換された蛍光光ＦＬ又は戻り光と、第２部分に相当する第３要素部ＡＲ３を経て波長変換されていないレーザー光Ｌ１又は励起光ＥＬとの拡散状態を近づけ或いは揃える役割を有する。つまり、第３要素部ＡＲ３からのレーザー光Ｌ１は、支持体４２の表面４２ａが平坦な場合は殆ど拡散せず、凹面７３のような微細な立体形状を形成しても所望の程度に均一に拡散させることは容易でない。そこで、第３要素部ＡＲ３に関連して、支持体４２から拡散部材４３までの距離ｄ２を第１要素部ＡＲ１における距離ｄ１と異なるものとすることにより、拡散部材４３でのレーザー光Ｌ１の拡散を適度に増加させることができ、第３要素部ＡＲ３から拡散部材４３を経て取り出されるレーザー光Ｌ１の拡散状態と、第１要素部ＡＲ１から拡散部材４３を経て取り出される蛍光光ＦＬの拡散状態とを相対的に近づけることができる。
なお、以上では、第２要素部ＡＲ２ついての詳細な説明を省略したが、第２要素部ＡＲ２は、屈折率差を考慮した差異はあるものの第１要素部ＡＲ１と実施的に同様の構造を有する。以下の説明では、特に断らない限り第２要素部ＡＲ２は第１要素部ＡＲ１と同様又は類似の構造を有しているとして、重複する説明を省略する。

図３（Ｃ）及び３（Ｄ）は、図３（Ａ）及び３（Ｂ）に示した光照射部３５についての変形例を説明する断面図である。
この場合、図３（Ｄ）示す第３要素部ＡＲ３又は第２部分における支持体４２から拡散部材４３までの距離ｄ２は、図３（Ｃ）示す第１要素部ＡＲ１又は第１部分における支持体４２から拡散部材４３までの距離ｄ１よりも、調整量Ｖ２だけ増加している。つまり、この変形例の拡散調整部６０は、第３要素部ＡＲ３側で支持体４２及び拡散部材４３間の距離ｄ２を相対的に増加させることで、第１部分に相当する第１要素部ＡＲ１を経て波長変換された蛍光光ＦＬの拡散状態に対して、第２部分に相当する第３要素部ＡＲ３を経て波長変換されていないレーザー光Ｌ１の拡散状態を近づけ或いは揃えている。

なお、第１部分側における距離ｄ１に対しての、第２部分側における距離ｄ２の上記のような調整量Ｖ１，Ｖ２の具体的な値は、拡散部材４３を構成する微細な立体形状の具的的な形状等の光学的なパラメーターに応じて適宜設定される。
また、図３（Ｄ）に示す支持体４２の表面４２ａは、平坦にすることができ、この表面４２ａに、凹面７３その他の微細な立体形状を形成することもできる。

以上の説明では、第１要素部ＡＲ１側と第３要素部ＡＲ３側とで支持体４２の光路方向の位置に相違を設けているが、支持体４２ではなく拡散部材４３について光路方向の位置に相違を設けることもできる。この場合、第３要素部ＡＲ３等を含む第２領域における拡散部材（配光変更部）４３の光路方向又は光軸ＳＸ方向の位置が、第１要素部ＡＲ１等を含む第１領域における拡散部材（配光変更部）４３の光路方向又は光軸ＳＸ方向の位置と異なるものとなる。

図４（Ａ）及び４（Ｂ）は、図３（Ａ）及び３（Ｂ）に示した光照射部３５についての別の変形例を説明する断面図である。
この場合、拡散部材４３のうち図４（Ｂ）示す第３要素部ＡＲ３に対向する部分における基板８１は、図４（Ａ）示す第１要素部ＡＲ１に対向する部分の基板８１よりも厚くなっている。つまり、第３要素部ＡＲ３等を含む第２領域における拡散部材（配光変更部）４３の厚みと、第１要素部ＡＲ１等を含む第１領域における拡散部材（配光変更部）４３の厚みとは、異なるものとなっている。具体的には、図４（Ｂ）示す第３要素部ＡＲ３又は第２部分に対向する拡散部材４３の基板８１の厚みｔ２は、図４（Ａ）示す第１要素部ＡＲ１又は第１部分に対向する拡散部材４３の基板８１の厚みｔ１よりも、Δｔだけ厚くなっている。つまり、この変形例の拡散調整部６０は、第３要素部ＡＲ３側で拡散部材４３の基板８１の厚みｔ２を相対的に増加させることで、第１部分に相当する第１要素部ＡＲ１を経て波長変換された蛍光光ＦＬと、第２部分に相当する第３要素部ＡＲ３を経て波長変換されていないレーザー光Ｌ１との拡散状態を近づけ或いは揃えている。

なお、第１部分側にける基板８１の厚みｔ１に対しての、第２部分側における基板８１の厚みｔ２の上記のような変化量Δｔの具体的な値は、拡散部材４３を構成する微細な立体形状の具体的な形状等の光学的なパラメーターに応じて適宜設定され、正の値のみならず負の値とすることができる。
また、図４（Ｂ）に示す支持体４２の表面４２ａは、平坦であるが、この表面４２ａに、凹面その他の微細な立体形状を形成することができる。

図４（Ｃ）及び４（Ｄ）は、図３（Ａ）及び３（Ｂ）に示した光照射部３５のさらに別の変形例を説明する断面図である。
この場合、図４（Ｂ）示す第３要素部ＡＲ３において、共通の支持体４２の表面４２ａ上に光学的補償部材として屈折率調整層６６が設けられている。この変形例の場合、屈折率調整層６６が拡散調整部６０として機能する。この屈折率調整層６６は、空気や蛍光体層７１の屈折率とは異なる屈折率を有しており、表面４２ａ上に接着されている。屈折率調整層６６は、第３要素部ＡＲ３において、共通の支持体４２の表面４２ａから共通の拡散部材４３の裏面８１ｒまでの距離を保ったまま光路長を変化させる役割を有する。つまり、拡散調整部６０は、第１要素部ＡＲ１を含む第１領域と第３要素部ＡＲ３を含む第２領域とで、対応箇所において屈折率が異なる材料を用いたものとなっている。結果的に、拡散調整部６０である屈折率調整層６６は、第１部分に相当する第１要素部ＡＲ１を経て波長変換された蛍光光ＦＬと、第２部分に相当する第３要素部ＡＲ３を経て波長変換されていないレーザー光Ｌ１との拡散状態を近づけ或いは揃える役割を有する。
なお、第３要素部ＡＲ３又は第２部分側に屈折率調整層６６を設けるだけでなく、図３（Ｂ）に示すように支持体４２及び拡散部材４３間の距離についても、第１及び第２部分間で差を設けることができる。さらに、図４（Ｂ）に示すように拡散部材４３の基板８１の厚みについて、第１及び第２部分間で差を設けることができる。

図５（Ａ）及び５（Ｂ）は、図３（Ａ）及び３（Ｂ）に示した光照射部３５のさらに別の変形例を説明する断面図である。
この場合、拡散部材４３のうち図５（Ｂ）示す第３要素部ＡＲ３に対向する部分に設けた凹凸構造８２の形状は、図５（Ａ）示す第１要素部ＡＲ１に対向する部分に設けた凹凸構造８２の形状と異なっている。具体的には、図５（Ｂ）示す第３要素部ＡＲ３又は第２部分に対応する拡散部材４３に設けた凹凸構造８２の凸面８２ａの形状は、比較的尖ったものとなっており、図５（Ａ）示す第３要素部ＡＲ３又は第２部分に対応する拡散部材４３に設けた凹凸構造８２の凸面８２ａのように球状となっていない。つまり、この変形例の拡散調整部６０は、第１要素部ＡＲ１及び第３要素部ＡＲ３間で拡散部材４３に設けた凹凸構造８２の凸面８２ａの形状に差を設けることによって実現される。このような拡散調整部６０によっても、第１部分に相当する第１要素部ＡＲ１を経て波長変換された蛍光光ＦＬと、第２部分に相当する第３要素部ＡＲ３を経て波長変換されていないレーザー光Ｌ１との拡散状態を近づけ或いは揃えることができる。
以上では、第１要素部ＡＲ１に対向する拡散部材４３に設けた凹凸構造８２の面形状と、第３要素部ＡＲ３に対向する拡散部材４３に設けた凹凸構造８２の面形状とを異なるものとしているが、その面形状の相違は、球面、円錐面、角錐面、楕円面といった形状の相違に限らず、曲率半径の違いといったサイズの違いを含み、配列のピッチといった配列密度の相違等を含む。

なお、図５（Ｂ）に示す支持体４２の表面４２ａは、平坦であるが、この表面４２ａに、凹面その他の微細な立体形状を形成することができる。

図５（Ｃ）及び５（Ｄ）は、図３（Ａ）及び３（Ｂ）に示した光照射部３５のさらに別の変形例を説明する断面図である。
この場合、図５（Ｄ）示す第３要素部ＡＲ３において、共通の支持体４２の表面４２ａ上に光散乱部材として光散乱層６７が設けられている。この変形例の場合、光散乱層６７が拡散調整部６０として機能する。この光散乱層（光散乱部材）６７は、プラスチックその他の光透過性を有する材料中に屈折率が異なるガラスその他の微小散乱体を混合して均一に分散させたものであり、表面４２ａ上に接着されている。光散乱層６７中の微小散乱体は、入射したレーザー光Ｌ１を一部透過させつつも均一に散乱させる役割を有する。さらに、支持体４２の表面４２ａがミラーとして機能する。これにより、第３要素部ＡＲ３は、ここに入射したレーザー光Ｌ１を反射するとともに反射されたレーザー光Ｌ１をその偏光状態を維持しつつ適度に拡散させることができる。つまり、拡散調整部６０である光散乱層６７は、第１部分に相当する第１要素部ＡＲ１を経て波長変換された蛍光光ＦＬと、第２部分に相当する第３要素部ＡＲ３を経て波長変換されていないレーザー光Ｌ１との拡散状態を近づけ或いは揃える役割を有する。

詳細な説明を省略するが、図３（Ｂ）、４（Ｂ）、４（Ｄ）、５（Ｂ）及び５（Ｄ）に例示する拡散調整部６０を２つ以上組み合わせて用いることもできる。

図６（Ａ）及び６（Ｂ）は、具体的な光照射部３５についてシミュレーションを行った結果を示しており、第２部分としての第３要素部ＡＲ３と透過型の拡散部材４３とによる光線の拡散を説明する図である。
図６（Ａ）において、拡散部材４３には、凹凸構造８２として、一定のピッチで非球面の凸面８２ａが設けられている。図示を省略するが、凸面８２ａは、千鳥配置で紙面に垂直な方向にも配列されている。なお、基板８１の厚みは０．０３ｍｍである。支持体４２の表面４２ａには、微細な立体形状として多数の球面状の凹面７３が形成されている。凹面７３は、千鳥配置で紙面に垂直な方向にも配列され、この凹面７３の曲率半径は０．０８ｍｍで、深さは０．０３ｍｍである。凹面７３は、拡散部材４３の凸面８２ａと同一のピッチで配列されている。支持体４２と拡散部材４３との間隔は０．０２ｍｍであり、これらの間に０．０２ｍｍの空気層が形成されていることになる。そして、拡散部材４３には、コリメートされたレーザー光Ｌ１が入射し、光照射部３５の対向箇所には、集光した状態でレーザー光Ｌ１が入射している。
図６（Ｂ）の場合、図６（Ａ）の状態に対して支持体４２と拡散部材４３との間隔のみを変更している。具体的には、図６（Ｂ）の場合、支持体４２と拡散部材４３との間隔は０ｍｍであり、これらの間に空気層が存在しない。なお、凹凸構造８２の曲率半径や基板８１の厚みには変更がない。また、支持体４２の凹面７３の曲率半径や深さにも変更がない。
以上の図６（Ａ）及び６（Ｂ）から明らかなように、支持体４２と拡散部材４３との間隔の調整によってレーザー光Ｌ１の拡散状態を変化せ得ることが分かる。なお、図６（Ａ）又は６（Ｂ）の状態は、図３（Ｂ）の状態に対応しており、距離ｄ２の調整によって、第３要素部ＡＲ３から拡散部材４３を経て取り出されるレーザー光Ｌ１の拡散状態と、第１要素部ＡＲ１から拡散部材４３を経て取り出される蛍光光ＦＬの拡散状態とを相対的に近づけ得ることが分かる。

図７（Ａ）は、図６（Ａ）の状態に対して拡散部材４３の基板８１の厚みのみを変更している。具体的には、図７（Ａ）の場合、基板８１の厚みが０．０１ｍｍであり、図６（Ａ）における基板８１の厚みが０．０３ｍｍであるので、図７（Ａ）に示す拡散部材４３の基板８１の厚みは相対的に薄くなっている。図６（Ａ）と比較すると明らかなように、拡散部材４３の基板８１の厚みの調整によってレーザー光Ｌ１の拡散状態を変化させ得ることが分かる。なお、図７（Ａ）の状態は、図４（Ｂ）の状態に対応している。

図７（Ｂ）は、図６（Ａ）の状態に対して支持体４２と拡散部材４３との間に空気以外の光透過性を有する屈折率媒体である屈折率調整層６６を配置している。この屈折率調整層６６の屈折率は１．５である。つまり、図７（Ｂ）の場合、支持体４２と拡散部材４３との間の媒質の屈折率が図６（Ａ）の１から１．５に増加したことになる。図６（Ａ）と比較すると明らかなように、支持体４２と拡散部材４３との屈折率の調整によってレーザー光Ｌ１の拡散状態を変化させ得ることが分かる。なお、図７（Ｂ）の状態は、図４（Ｄ）の状態に対応している。

図７（Ｃ）は、支持体４２の表面４２ａ上に凹面７３を形成する代わりに光散乱層６７を設けたものとなっている。光散乱層６７中には、直径１５μｍのガラスビーズが７４％の密度で分散する。図６（Ａ）と比較すると明らかなように、光散乱層６７を設けることによってレーザー光Ｌ１の拡散状態を変化させ得ることが分かる。なお、図７（Ｃ）の状態は、図５（Ｄ）の状態に対応している。

図８（Ａ）〜８（Ｃ）は、光照射部３５による配光分布を説明する図であり、紙面上側の９０°の方向が光軸ＳＸに沿った正面方向を意味し、中心点Ｏから曲線までの間隔が照度を示している。

図８（Ａ）は、光照射部３５の第１要素部ＡＲ１から拡散部材４３を経て射出された照明光Ｌ２の配光特性を示している。この場合、正面方向に強いがその周囲にもある程度の広がりを有する配光であることが分かる。図８（Ｂ）は、光源からの直接の配向特性である。この場合、正面方向のみに射出され極めて指向性が高い配光であることが分かる。図８（Ｃ）は、拡散部材４３を省略した光照射部３５の第１要素部ＡＲ１から拡散部材４３を経ることなく射出された照明光Ｌ２の配光特性を示している。この場合、周囲に均等に拡散して射出され指向性のないランバーシャン型の配光であることが分かる。図８（Ｄ）は、光照射部３５の第３要素部ＡＲ３が平坦な表面４２ａのみであった場合であって、拡散部材４３が表面４２ａから適度に離れた場合に相当する。この場合、正面方向に強いがその周囲にもある程度の広がりを有する配光であることが分かる。
つまり、図８（Ｄ）に示すような光照射部３５の第３要素部ＡＲ３から射出される青色の照明光Ｌ２の配光特性は、図８（Ａ）に示すような光照射部３５の第１要素部ＡＲ１から射出される緑色の照明光Ｌ２の配向特性と近似したものとなっている。結果的に、波長変換した緑色の照明光Ｌ２と、波長変換していない戻り光である青色の照明光Ｌ２とを同様の拡散状態にすることができ、光路の共通化が容易になる。

なお、例えば光照射板３５により波長変換され拡散部材４３を通過した照明光Ｌ２の配光の半値全角と、光照射板３５により波長変換されないで拡散部材４３を通過した青色の照明光Ｌ２の配光の半値全角との差が±１０度以内である場合、波長変換した緑色光と波長変換していない青色光とが同様の拡散状態となっているといえる。具体的には、波長変換された蛍光光の拡散角が±３０°（つまり全角又は広がり角６０°）で、波長変換していない元のレーザー光の拡散角が±２５〜３５°（つまり全角又は広がり５０°〜７０°）であれば、同様の拡散状態が確保されているということができ、コンデンサーレンズ３４等を経ても同様の光束径とすることができる。

以上の実施形態で説明した光源ユニット１０では、照射板（反射型波長変換部材）４８を用いているので、波長変換した光（蛍光光ＦＬ）と波長変換していない光（レーザー光Ｌ１）とを同一方向に折り返すように取り出すことができる。さらに、拡散調整部６０が第１部分に相当する第１要素部ＡＲ１を経て波長変換された光（蛍光光ＦＬ）と第２部分に相当する第３要素部ＡＲ３を経て波長変換されていない光（レーザー光Ｌ１）との拡散状態を近づけるので、光路の共通化が容易になるとともに、光の無駄を低減することができる。結果的に、光学的レイアウトの自由度を高めて、光源ユニットや投影装置の小型化を達成することができる。

以上では、具体的な実施形態の光源ユニットについて説明したが、本発明に係る光源ユニットは、上記のものには限られない。例えば、光源ユニット１０、照明光学系２１、投影光学系２６等の具体的な構成は、図示のものに限らず用途等に応じて適宜変更することができる。また、本発明の光源ユニットは、上記投影装置２に限らず、様々な光学系に組み込むことができる。

また、投影装置２において、画像表示素子として、反射型液晶素子２３に代えてデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を用いることができる。この場合、偏光ビームスプリッター２２に代えてＤＭＤに照明光を入射させ、ＤＭＤからの反射光を投影光学系２６に導くプリズムを配置すればよい。さらに、画像表示素子として、反射型液晶素子２３に代えて透過型の液晶素子又は液晶パネルを用いてもよい。

ビーム形成部３１において、レーザーアレイ５１に代えてＬＥＤアレイを用いることもできるが、この際、ＬＥＤアレイからの光の偏光方向を偏光分離素子３２への入射前に揃えることが望ましい。

上記実施形態では、光照射部３５の被照射体４１で緑色及び赤色の蛍光光ＦＬを発生させているが、被照射体４１で緑色の蛍光光ＦＬのみを発生させることができる。この場合において、３原色の表示を可能にするには、図１の光学系において、例えばダイクロイックミラー等を適所に組み込んで赤色光を照明光Ｌ２の光路に導くことができ、或いは偏光分離素子３２を挟んで均一化光学系３６の反対側に赤色の光源を配置するとともに偏光分離素子３２の光学特性を変更し、赤色光を偏光分離素子３２で透過させて照明光Ｌ２の光路に導くことができる。

反射型液晶素子２３は、偏光ビームスプリッター２２の反射特性の切り換えや光源ユニット１０に対する配置関係の変更によって、偏光ビームスプリッター２２を挟んでフィールドレンズ３８の反対側に配置することができる。この場合、偏光ビームスプリッター２２により、光源ユニット１０から射出された照明光Ｌ２を透過させ、反射型液晶素子２３に入射させることができるとともに、反射型液晶素子２３で反射された映像光Ｌ３を反射させ、投影光学系２６に入射させることができる。

ＡＲ１-ＡＲ３…要素部、 ＥＬ…励起光、 ＦＬ…蛍光光、 Ｌ１…レーザー光、 Ｌ２…照明光、 ＳＸ…光軸、 ２…投影装置、 １０…光源ユニット、 ２１…照明光学系、 ２２…偏光ビームスプリッター、 ２３…反射型液晶素子、 ２９…回路部、 ３１…ビーム形成部、 ３２…偏光分離素子、 ３５…光照射部、 ３６…均一化光学系、 ３９…駆動部、 ４１…被照射体、 ４２…支持体、 ４２ａ…表面、 ４３…拡散部材、 ４８…照射板、 ６０…拡散調整部、 ６６…屈折率調整層、 ６７…光散乱層、 ７１…蛍光体層、 ８１…基板、 ８１ａ…表面、 ８２…凹凸構造

Claims (10)

1. 励起光の照射を受けて波長変換した光を戻る方向に射出する第１部分と、励起光を波長変換することなく反射する第２部分とを有する反射型波長変換部材と、
   前記反射型波長変換部材に対向して前記第１及び第２部分を覆うように配置され、前記第１及び第２部分に入射する励起光と前記第１及び第２部分からの戻り光とを通過させる配光変更部と、
   前記第１部分を経て波長変換された光と前記第２部分を経て波長変換されていない光との拡散状態を近づける拡散調整部と、を備えることを特徴とする光源ユニット。
2. 前記拡散調整部は、拡散状態を近づけるため、前記第１部分に対応する第１領域での光路長に対して、前記第２部分に対応する第２領域での光路長を調整することを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
3. 前記拡散調整部は、前記第１及び第２部分に共通する支持体のち前記第２部分における支持体の光路方向の位置を、前記第１部分における支持体の光路方向の位置と異なるものとすることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
4. 前記拡散調整部は、前記第２部分に対応する第２領域における前記配光変更部の光路方向の位置を、前記第１部分に対応する第１領域における前記配光変更部の光路方向の位置と異なるものとすることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
5. 前記拡散調整部は、前記第２部分に対応する第２領域における前記配光変更部の厚みを、前記第１部分に対応する第１領域における前記配光変更部の厚みと異なるものとすることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
6. 前記拡散調整部は、前記第１部分に対応する第１領域と前記第２部分に対応する第２領域とで対応箇所に屈折率が異なる材料を用いていることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
7. 前記拡散調整部は、前記第２部分に対応する第２領域における前記配光変更部の面形状を、前記第１部分に対応する第１領域における前記配光変更部の面形状と異なるものとすることによって拡散状態を近づけることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
8. 前記拡散調整部は、前記第２部分に、散乱体を含む光散乱部材を有することによって拡散状態を近づけることを特徴とする請求項１に記載の光源ユニット。
9. 前記第２部分は、前記第１部分と共通する支持体の表面上に刻設された微細な立体形状を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源ユニット。
10. 前記励起光を射出する励起光源をさらに備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の光源ユニット。

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