JP2018017816A

JP2018017816A - 照明装置およびプロジェクター

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Publication number: JP2018017816A
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Inventors: 航安松; Ko Yasumatsu; 江川　明; Akira Egawa; 明江川
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Abstract

【課題】被照明領域における照度分布の均一性に優れた照明装置を提供する。【解決手段】照明装置２は、各々が複数の発光素子２１１からなる少なくとも一つの光源列を備え、光線束を射出する光源ユニット２１と、光源ユニットの後段に設けられ、複数の小レンズを備えた第１のフライアイレンズ２４ａと、第１のフライアイレンズの後段に設けられた第２のフライアイレンズ２４ｂと、第２のフライアイレンズの後段に設けられた集光レンズ２６ａ，２６ｂと、を備える。少なくとも一つの光源列のうちの第１の光源列から射出された複数の第１の光ビームの各々の主光線は、複数の小レンズのうち互いに異なる小レンズにそれぞれ入射する。複数の第１の光ビームのうち一つの光ビームの主光線のうちの一つの主光線と、複数の小レンズのうち当該主光線が入射する小レンズの光軸と、の位置関係は、第１の光源列にわたって非周期的である。【選択図】図２

Description

本発明は、照明装置およびプロジェクターに関する。

例えばプロジェクターに用いる照明装置として、半導体レーザー等の固体光源を用いた照明装置が提案されている。下記の特許文献１には、複数の固体光源を有する固体光源群と、複数の固体光源からの光をそれぞれ平行化する複数のコリメーターレンズを有するコリメーターレンズ群と、コリメーターレンズ群からの光を反射する第１反射部および第２反射部と、第２反射部からの光を集光する集光光学系と、集光光学系からの光の強度分布を均一化するホモジナイザー光学系と、を備えた照明装置が開示されている。

特開２０１２−１１８３０２号公報

特許文献１の照明装置においては、複数の固体光源からの光により蛍光体を励起し、蛍光体で生成される蛍光光を照明光の一部として利用している。また、ホモジナイザー光学系は、第１レンズアレイと第２レンズアレイとから構成されている。複数の固体光源から射出された光は、ホモジナイザー光学系によって蛍光体に均一に照射される。ところが、この構成では、蛍光体上の照度分布の均一性が不十分であり、均一性の更なる改善が求められていた。

本発明の一つの態様は、上記の課題を解決するためになされたものであって、被照明領域における照度分布の均一性に優れた照明装置を提供することを目的の一つとする。また、本発明の一つの態様は、上記の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。

上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様の照明装置は、各々が複数の発光素子からなる少なくとも一つの光源列を備え、光線束を射出する光源ユニットと、前記光源ユニットの後段に設けられ、複数の小レンズを備えた第１のフライアイレンズと、前記第１のフライアイレンズの後段に設けられた第２のフライアイレンズと、前記第２のフライアイレンズの後段に設けられた集光レンズと、を備え、前記少なくとも一つの光源列のうちの第１の光源列から射出された複数の第１の光ビームの各々の主光線は、前記複数の小レンズのうち互いに異なる小レンズにそれぞれ入射し、前記複数の第１の光ビームのうち一つの光ビームの主光線と、前記複数の小レンズのうち当該主光線が入射する小レンズの光軸と、の位置関係は、前記第１の光源列にわたって非周期的である。

本発明の一つの態様の照明装置において、複数の第１の光ビームの各々の主光線は、第１のフライアイレンズの複数の小レンズのうち互いに異なる小レンズにそれぞれ入射する。このとき、一つの光ビームの主光線と当該主光線が入射する小レンズの光軸との位置関係が第１の光源列にわたって非周期的であるため、第１のフライアイレンズの各小レンズ上での輝度分布が互いに異なり、互いに異なる輝度分布を有する複数の光ビームは第２のフライアイレンズと集光レンズとによって被照明領域上で重畳される。これにより、被照明領域における照度分布の均一性を従来よりも高めることができる。

本発明の一つの態様の照明装置において、前記複数の小レンズは、第１の方向と第２の方向とに沿って格子状に配列されており、前記光線束が前記第１のフライアイレンズに入射するとき、前記複数の第１の光ビームは前記第１の方向に並んでおり、前記複数の第１の光ビームの前記第１の方向における配列ピッチは、前記複数の小レンズの前記第１の方向における配列ピッチの非整数倍であってもよい。

この構成においては、複数の第１の光ビームの第１の方向における配列ピッチが複数の小レンズの第１の方向における配列ピッチの非整数倍であるため、複数の第１の光ビームの各々は複数の小レンズの各々の異なる位置に入射する。これにより、第１のフライアイレンズの複数の小レンズ上での輝度分布が互いに異なるため、被照明領域における照度分布の均一性を従来よりも高めることができる。この構成によれば、発光素子や小レンズの配列をそれ程複雑にすることなく、照度分布の均一性を容易に改善することができる。

本発明の一つの態様の照明装置において、前記少なくとも一つの光源列は、複数の光源列を備え、前記光線束が前記第１のフライアイレンズへ入射する際、前記光線束の、前記複数の小レンズが配列されている面と平行な断面の形状は、前記複数の小レンズが配列されている領域の形状と相似であり、前記断面は前記複数の小レンズが配列されている前記領域よりも小さくてもよい。

この構成によれば、複数の第１の光ビームを複数の小レンズに効率良く入射させることができる。

本発明の一つの態様の照明装置において、前記光源ユニットは、前記少なくとも一つの光源列を支持する基材と、前記少なくとも一つの光源列のそれぞれに対応して設けられた少なくとも一つの反射素子と、をさらに備え、前記第１の光源列が前記複数の第１の光ビームを射出する方向は、前記少なくとも一つの光源列が配列されている面と略平行であり、前記少なくとも一つの反射素子の各々は、一つの反射面を有し、前記少なくとも一つの反射素子のうち第１の反射素子は、前記第１の光源列から射出された前記複数の第１の光ビームが、前記第１の反射素子の前記反射面で反射されて前記第１のフライアイレンズに入射するように配置されていてもよい。

この構成によれば、複数の第１の光ビームが共通の一つの反射面で反射するため、反射素子の構成が簡単である。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の照明装置と、前記照明装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、を備える。

この構成によれば、プロジェクターが本発明の一つの態様の照明装置を備えるため、明るい画像を投射することができる。

第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。第１実施形態の照明装置の概略構成図である。第１実施形態の光源ユニットの斜視図である。図３のIV−IV断面斜視図である。光ビームの主光線と当該主光線が入射する小レンズの光軸との位置関係の一例を示す図である。図５の要部の拡大図である。第２実施形態の照明装置において、光ビームの主光線と当該主光線が入射する小レンズの光軸との位置関係の一例を示す図である。第１のフライアイレンズ上の光ビームの位置と、小レンズの光軸の位置座標と光ビームの主光線の位置座標との間の距離と、の関係の第１計算例を示す図である。第１のフライアイレンズ上の光ビームの位置と、小レンズの光軸の位置座標と光ビームの主光線の位置座標との間の距離と、の関係の第２計算例を示す図である。第１のフライアイレンズ上の光ビームの位置と、小レンズの光軸の位置座標と光ビームの主光線の位置座標との間の距離と、の関係の第３計算例を示す図である。第１のフライアイレンズ上の光ビームの位置と、小レンズの光軸の位置座標と光ビームの主光線の位置座標との間の距離と、の関係の第４計算例を示す図である。第１のフライアイレンズ上の光ビームの位置と、小レンズの光軸の位置座標と光ビームの主光線の位置座標との間の距離と、の関係の第５計算例を示す図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
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。

（プロジェクター）
本実施形態のプロジェクターは、スクリーン（被投射面）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備えている。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レーザーダイオードを備えている。

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概略構成図である。
図１に示すように、プロジェクター１は、照明装置２と、色分離光学系３と、光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投射光学系６と、を備えている。

本実施形態において、照明装置２は、照明光として白色光Ｗを色分離光学系３に向けて射出する。

色分離光学系３は、白色光Ｗを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。色分離光学系３は、第１のダイクロイックミラー７ａと、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と、第２の全反射ミラー８ｂと、第３の全反射ミラー８ｃと、第１のリレーレンズ９ａと、第２のリレーレンズ９ｂと、を備えている。

第１のダイクロイックミラー７ａは、赤色光ＬＲを透過するとともに、その他の光（緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）を反射する。第２のダイクロイックミラー７ｂは、緑色光ＬＧを反射するとともに、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、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。第２の全反射ミラー８ｂおよび第３の全反射ミラー８ｃは、青色光ＬＢの光路中に配置され、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により光変調装置４Ｇに向けて反射される。

第１のリレーレンズ９ａおよび第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路中における第２のダイクロイックミラー７ｂの下段に配置されている。第１のリレーレンズ９ａおよび第２のリレーレンズ９ｂは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲまたは緑色光ＬＧの光路長よりも長いことに起因する青色光ＬＢの損失を補償する。

光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色光ＬＢに対応した画像光を形成する。

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられる。液晶パネルの光入射側および光射出側に、偏光板（図示せず）がそれぞれ配置されている。

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂの光入射側に、フィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、およびフィールドレンズ１０Ｂがそれぞれ配置されている。フィールドレンズ１０Ｒ、フィールドレンズ１０Ｇ、およびフィールドレンズ１０Ｂは、光変調装置４Ｒに入射する赤色光ＬＲ、光変調装置４Ｇに入射する緑色光ＬＧ、および光変調装置４Ｂに入射する青色光ＬＢをそれぞれ平行化する。

合成光学系５は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢに対応した各画像光を合成し、合成された画像光を投射光学系６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。

投射光学系６は、複数の投射レンズを含む投射レンズ群から構成されている。投射光学系６は、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上に、拡大されたカラー映像が表示される。

（照明装置）
以下、第１実施形態に係る照明装置２について説明する。
図２は、照明装置２の概略構成図である。
図２に示すように、照明装置２は、光源ユニット２１と、コリメーター光学系２２と、アフォーカル光学系２３と、第１の位相差板２８ａと、ホモジナイザー光学系２４と、偏光分離素子５０を含む光学素子２５と、第１のピックアップ光学系２６と、蛍光発光素子２７と、第２の位相差板２８ｂと、第２のピックアップ光学系２９と、拡散反射素子３０と、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３と、を備えている。

光源ユニット２１と、コリメーター光学系２２と、アフォーカル光学系２３と、第１の位相差板２８ａと、ホモジナイザー光学系２４と、光学素子２５と、第２の位相差板２８ｂと、第２のピックアップ光学系２９と、拡散反射素子３０と、は、それぞれの光学中心を図２中に示す光軸ａｘ１に一致させた状態で、光軸ａｘ１上に順次並んで配置されている。一方、蛍光発光素子２７と、第１のピックアップ光学系２６と、光学素子２５と、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３とは、光軸ａｘ２上に順次並んで配置されている。光軸ａｘ１と光軸ａｘ２とは、同一面内にあり、互いに直交する。

光源ユニット２１は、複数の半導体レーザー２１１（発光素子）を備えている。複数の半導体レーザー２１１は、光軸ａｘ１と直交する平面（ＸＹ平面）内において、アレイ状に配置されている。

光源ユニット２１の詳細な構成について、図３および図４を用いて説明する。
図３は、本実施形態の光源ユニット２１の斜視図である。図４は、光源ユニット２１を示す図であって、図３のIV−IV断面斜視図である。
図３および図４に示すように、光源ユニット２１は、ベース基板１１（基材）と、複数の半導体レーザー２１１（発光素子）と、複数のサブマウント２１２と、接合フレーム１０７と、複数の電極部１０９Ａと、複数の電極部１０９Ｂと、透光性部材１１２と、複数のプリズム１１３（反射素子）と、を備える。
後述するように、光源ユニット２１は、各々が複数の半導体レーザー２１１（発光素子）からなる光源列Ｍ１、光源列Ｍ２、光源列Ｍ３、光源列Ｍ４および光源列Ｍ５を備え、複数の光ビームＢＭ１からなる光線束ＢＭを射出する。なお、本実施形態においては、光源ユニット２１は５つの光源列を備えているが、光源列の数は限定されない。

ベース基板１１は、第１の面１１ａ、および第１の面１１ａと逆側の第２の面１１ｂを有する板状の部材である。第１の面１１ａは、図３および図４においてベース基板１１の上側の面である。第２の面１１ｂは、図３および図４においてベース基板１１の下側の面である。第１の面１１ａの法線方向から見た平面視において、ベース基板１１の形状は、例えば長方形状である。ベース基板１１は、複数の光源列Ｍ１〜Ｍ５を支持する。

なお、各図に示したＸＹＺ直交座標系のうち、Ｚ軸方向は、ベース基板１１の厚さ方向と平行な方向である。Ｘ軸方向およびＹ軸方向は、Ｚ軸方向と直交し、かつ、互いに直交する方向である。Ｘ軸方向は、ベース基板１１の短手方向と平行な方向である。Ｙ軸方向は、ベース基板１１の長手方向と平行な方向である。

以下の光源ユニット２１の説明においては、特に断りのない限り、ベース基板１１の厚さ方向（Ｚ軸方向）と平行な方向を単に「厚さ方向」と称する場合があり、ベース基板１１の長手方向（Ｙ軸方向）と平行な方向を単に「長手方向」と称する場合があり、ベース基板１１の短手方向（Ｘ軸方向）と平行な方向を単に「短手方向」と称する場合がある。また、第１の面１１ａの法線方向から見た平面視を、単に平面視と称する。

ベース基板１１には、ベース基板１１を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通する貫通孔１１ｃが形成されている。貫通孔１１ｃは、図３に示すように、ベース基板１１の四隅にそれぞれ形成されている。貫通孔１１ｃは、平面視で円形状である。貫通孔１１ｃには、例えば、ベース基板１１をプロジェクター１の筐体等に固定するネジが挿通される。ベース基板１１としては、半導体レーザー２１１の熱を効率的に排出するために、銅等の熱伝導性が高い金属を用いることが好ましい。

以下の説明において、図３および図４に示したように、各光源列を光源列Ｍ１〜Ｍ５と称する。また、各光源列Ｍ１〜Ｍ５を区別しないときは、光源列Ｍ１〜Ｍ５を総称して、単に光源列Ｍと称する。

複数の半導体レーザー２１１は、図３に示すように、第１の面１１ａに配置されている。各光源列Ｍ１〜Ｍ５は短手方向に延在している。光源列Ｍ１〜Ｍ５は長手方向（Ｙ軸方向）に沿って配列されている。よって、２５個の半導体レーザー２１１が、短手方向（Ｘ軸方向）および長手方向（Ｙ軸方向）に沿って互いに所定の間隔をおいてアレイ状に配置されている。

半導体レーザー２１１は、長手方向にレーザー光Ｌを射出する。半導体レーザー２１１は、サブマウント２１２を介してベース基板１１上に実装されている。サブマウント２１２は、第１の面１１ａ上に設けられている。サブマウント２１２は、例えば平面視において矩形状である。サブマウント２１２の材質は、主に窒化アルミおよびアルミナ等のセラミックスである。

半導体レーザー２１１が射出するレーザー光Ｌは、例えば４４５ｎｍの波長の青色光である。なお、レーザー光源１０２は、４４５ｎｍ以外の波長（例えば４６０ｎｍ）の青色光を射出してもよい。レーザー光Ｌは、直線偏光である。

接合フレーム１０７は、例えば銀ロウ、低融点ガラス等による接合材を介して第１の面１１ａに接合されている。接合フレーム１０７は、複数の半導体レーザー２１１を囲むように設けられた枠状の部材である。接合フレーム１０７は、平面視において、ベース基板１１の長手方向（Ｙ軸方向）に長い長方形の枠状部材である。

接合フレーム１０７は、長手方向（Ｙ軸方向）に延在する一対の側壁１０７ａと、短手方向（Ｘ軸方向）に延在する一対の側壁１０７ｂと、を備える。一方側（＋Ｘ側）の側壁１０７ａに、電極部１０９Ａが設けられており、他方側（−Ｘ側）の側壁１０７ａに、電極部１０９Ｂが設けられている。電極部１０９Ａと電極部１０９Ｂとは、それぞれ光源列Ｍ１〜Ｍ５ごとに、対となって設けられている。図示は省略するが、電極部１０９Ａは、半導体レーザー２１１の陽極に電気的に接続されている。電極部１０９Ｂは、半導体レーザー２１１の陰極に電気的に接続されている。接合フレーム１０７の材質は、例えばアルミナ等のセラミックス、コバール等である。

透光性部材１１２は、複数の半導体レーザー２１１と対向するように接合フレーム１０７に固定されている。透光性部材１１２は、接合フレーム１０７におけるベース基板１１と逆側（＋Ｚ側）の上面１０７ｃに固定されている。透光性部材１１２は、例えば低融点ガラス等の接合材を用いて接合フレーム１０７と接合されている。透光性部材１１２は、接合フレーム１０７の一方側（＋Ｚ側）の開口を閉塞する。透光性部材１１２は、平面視において、接合フレーム１０７の外縁に沿った長方形状の形状を有する。透光性部材１１２は、半導体レーザー２１１から射出されるレーザー光Ｌを透過させる透光性基板からなる。透光性部材１１２の材質は、例えばガラス、石英、樹脂等である。

これにより、ベース基板１１と接合フレーム１０７と透光性部材１１２とにより封止された収容空間Ｋが形成される。複数の半導体レーザー２１１は、収容空間Ｋの内部に収容される。収容空間Ｋには、例えば不活性ガスまたは乾燥空気が充填されている。また、収容空間Ｋは、減圧状態であってもよい。なお、減圧状態とは、通常の大気圧より低い圧力の気体で満たされた空間の状態をいう。この場合、空間に満たされた気体は、不活性ガスもしくは乾燥空気であってもよい。このように、収容空間Ｋを封止することで、収容空間Ｋ内に水分または外気が入り込むことを抑制でき、半導体レーザー２１１の劣化を抑制できる。

図４に示すように、複数のプリズム１１３は、透光性部材１１２のベース基板１１側（−Ｚ側）の下面１１２ａに透光性部材１１２と一体に形成されている。プリズム１１３は、ベース基板１１上に設けられた光源列Ｍ１〜Ｍ５ごとに設けられている。プリズム１１３は、当該プリズム１１３に対応する光源列Ｍを構成する複数の半導体レーザー２１１から射出されたレーザー光Ｌの光路上に配置されている。プリズム１１３は、各々の光源列Ｍに沿って短手方向（Ｘ軸方向）に延在する。プリズム１１３の延在方向に直交する断面（ＺＸ断面）形状は、例えば三角形状である。

プリズム１１３は、半導体レーザー２１１から射出されたレーザー光Ｌが入射する入射面１１３ａと、入射面１１３ａから入射したレーザー光の少なくとも一部を反射する一つの反射面１１３ｂと、を少なくとも有する。複数のプリズム１１３は、必ずしも透光性部材１１２と一体に形成されていなくてもよく、透光性部材１１２とは別体であってもよい。複数のプリズム１１３は、複数の光源列Ｍ１〜Ｍ５のそれぞれに対応して設けられている。

以下、第１の光源列Ｍ１から射出された光ビームＢＭ１を第１の光ビームＢＭ１１と称する。第１の光源列Ｍ１は５つの半導体レーザー２１１を備えているため、第１の光源列Ｍ１からは５本の第１の光ビームＢＭ１１が射出される。第１の光源列Ｍ１が複数の第１の光ビームＢＭ１１を射出する方向は、複数の光源列Ｍ１〜Ｍ５が配列されている面と略平行である。複数の光源列Ｍ１〜Ｍ５が配列されている面は、ベース基板１１の第１の面１１ａである。ベース基板１１の第１の面１１ａには、例えばプリズム１１３の先端部を収容するための凹部が設けられる場合がある。その場合であっても、複数の光源列Ｍ１〜Ｍ５が配列されている面は、ベース基板１１の第１の面１１ａを意味し、凹部の内面を意味しない。

第１の光源列Ｍ１から射出された複数の第１の光ビームＢＭ１１が入射するプリズム１１３を第１のプリズム１１３１と称する。第１のプリズム１１３１は、第１の光源列Ｍ１から射出された複数の第１の光ビームＢＭ１１が、第１のプリズム１１３１の反射面１１３１ｂで反射されて第１のフライアイレンズ２４ａに入射するように配置されている。このように、複数の第１の光ビームＢＭ１１が共通の一つの反射面１１３１ｂで反射するため、第１のプリズム１１３１の構成が簡単である。

入射面１１３ａは、プリズム１１３における半導体レーザー２１１に対向する側（＋Ｙ側）の面である。入射面１１３ａは、半導体レーザー２１１の光射出面２１１ａと対向する。本実施形態において入射面１１３ａは、第１の面１１ａに対して垂直な面であり、かつ、長手方向（Ｙ軸方向）と直交する。入射面１１３ａには、反射防止膜が設けられていてもよい。

反射面１１３ｂは、プリズム１１３における半導体レーザー２１１と逆側（−Ｙ側）に位置する面である。反射面１１３ｂは、第１の面１１ａおよび入射面１１３ａに対して傾斜した傾斜面である。反射面１１３ｂは、厚さ方向（Ｚ軸方向）における第１の面１１ａから離れる側（＋Ｚ側）に向かうに従って、長手方向（Ｘ軸方向）における半導体レーザー２１１から離れる側（−Ｙ側）に傾斜している。反射面１１３ｂには、反射膜が設けられていてもよいし、反射膜が設けられていなくてもよい。反射膜が設けられていない場合、全反射条件を満たす角度で光ビームＢＭ１を反射面１１３ｂに入射させることが好ましい。反射膜が設けられている場合、反射膜は半導体レーザー２１１毎に分割されていてもよい。

図２に示すように、光線束ＢＭは、光源ユニット２１から偏光分離素子５０に向けて射出される。後述するように、光線束ＢＭの一部は、偏光分離素子５０により分離されて励起光となる。偏光分離素子５０により分離された光線束の他の一部は、画像表示用の青色光となる。

光源ユニット２１から射出された光線束ＢＭは、コリメーター光学系２２に入射する。コリメーター光学系２２は、光線束ＢＭを平行光線束に変換する。コリメーター光学系２２は、アレイ状に配置された複数のコリメーターレンズ２２ａから構成されている。複数のコリメーターレンズ２２ａは、複数の半導体レーザー２１１に対応して配置されている。

コリメーター光学系２２により平行光線束に変換された光線束ＢＭは、アフォーカル光学系２３に入射する。アフォーカル光学系２３は、光軸ａｘ１と垂直な方向の光線束ＢＭの幅を変更する。アフォーカル光学系２３は、凸レンズ２３ａと、凹レンズ２３ｂと、から構成されている。凸レンズ２３ａは、光入射面２３ａ１と、光射出面２３ａ２と、を備える。凹レンズは、光入射面２３ｂ１と、光射出面２３ｂ２と、を備える。

アフォーカル光学系２３を通過した光線束ＢＭは、第１の位相差板２８ａを透過する。第１の位相差板２８ａは、例えば回転可能とされた１／２波長板で構成されている。光線束ＢＭは、第１の位相差板２８ａを透過することによりＳ偏光成分とＰ偏光成分とが所定の割合で混在した光線束に変換される。第１の位相差板２８ａを回転させることによって、光線束に含まれるＳ偏光成分とＰ偏光成分との割合が変化する。

第１の位相差板２８ａを透過した光線束ＢＭは、ホモジナイザー光学系２４に入射する。ホモジナイザー光学系２４は、第１のフライアイレンズ２４ａと、第２のフライアイレンズ２４ｂと、から構成されている。第１のフライアイレンズ２４ａは、光源ユニットの後段（光射出側）に設けられている。第１のフライアイレンズ２４ａは、規則的に配列された複数の小レンズ６０を備えている。第２のフライアイレンズ２４ｂは、第１のフライアイレンズ２４ａの後段（光射出側）に設けられる。第２のフライアイレンズ２４ｂは、第１のフライアイレンズ２４ａの個々の小レンズ６０に対応し、規則的に配列された複数の小レンズ６１を備えている。

ホモジナイザー光学系２４は、第１のフライアイレンズ２４ａに入射した光線束を複数の小レンズ６０により複数の小光束に分割して第２のフライアイレンズ２４ｂに入射させ、複数の小レンズ６１の各々から射出された複数の小光束を、後述の第１のピックアップ光学系２６と協働して、蛍光体層２７１上で互いに重畳させる。これにより、蛍光体層２７１上に照射される励起光の光強度分布は均一な状態、いわゆるトップハット分布となる。

ホモジナイザー光学系２４を透過した光線束ＢＭは、光学素子２５に入射する。光学素子２５は、波長選択性を有するダイクロイックプリズムから構成されている。ダイクロイックプリズムは、光軸ａｘ１および光軸ａｘ２に対して４５°の角度をなす傾斜面Ｋを有している。偏光分離素子５０は、傾斜面Ｋに設けられている。

偏光分離素子５０は、光線束ＢＭを、偏光分離素子５０に対するＳ偏光成分の光線束ＢＭ_Ｓｅと、Ｐ偏光成分の光線束ＢＭｐと、に分離する。光線束ＢＭ_Ｓｅは、偏光分離素子５０によって反射され、励起光として蛍光発光素子２７に向けて進む。光線束ＢＭｐは、偏光分離素子５０を透過し、拡散反射素子３０に向けて進む。偏光分離素子５０は、青色光とは波長帯が異なる蛍光光ＹＬを、当該蛍光光ＹＬの偏光状態に係わらず透過させる色分離機能を有する。

偏光分離素子５０で反射した光線束ＢＭ_Ｓｅは、第１のピックアップ光学系２６に入射する。第１のピックアップ光学系２６は、例えばピックアップレンズ２６ａと、ピックアップレンズ２６ｂと、から構成されている。第１のピックアップ光学系２６は、複数の小レンズ６１の各々から射出された小光束を、蛍光体層２７１に向けて集光させるとともに、蛍光体層２７１の上で互いに重畳させる。ピックアップレンズ２６ａ，２６ｂは、特許請求の範囲の「集光レンズ」に相当する。

蛍光発光素子２７は、蛍光体層２７１と、蛍光体層２７１を支持する基板２７２と、蛍光体層２７１と基板２７２との間に設けられた反射層２７３と、基板２７２を回転させるモーター２７４と、を備えている。蛍光体層２７１は、波長４６０ｎｍの励起光（光線束ＢＭ_Ｓｅ）によって励起される蛍光体を含む。蛍光体層２７１は、例えば５００〜７００ｎｍの波長域にピーク波長を有する蛍光光（黄色光）ＹＬを生成する。

蛍光体層２７１には、耐熱性および表面加工性に優れたものを用いることが好ましい。このような蛍光体層２７１としては、例えば、アルミナ等の無機バインダー中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層や、バインダーを用いずに蛍光体粒子を焼結した蛍光体層などを好適に用いることができる。

蛍光体層２７１の励起光が入射する側とは反対側に、反射層２７３が設けられている。反射層２７３は、蛍光体層２７１で生成された蛍光光ＹＬを反射する機能を有している。蛍光体層２７１で生成された蛍光光ＹＬのうち、一部の蛍光光ＹＬは、反射層２７３によって反射され、蛍光体層２７１の外部へと射出される。蛍光体層２７１で生成された蛍光光ＹＬのうち、他の一部の蛍光光ＹＬは、反射層２７３を介さずに蛍光体層２７１の外部へと射出される。このようにして、蛍光光ＹＬが蛍光体層２７１から射出される。本実施形態では、後述のように蛍光発光素子２７に対して均一な強度分布の励起光が照射されるため、蛍光光ＹＬを効率良く生成することができる。

蛍光体層２７１から射出された蛍光光ＹＬは、偏光方向が揃っていない非偏光光である。蛍光光ＹＬは、第１のピックアップ光学系２６を通過した後、偏光分離素子５０に入射する。蛍光光ＹＬは、偏光分離素子５０を透過し、インテグレーター光学系３１に向けて進む。

一方、偏光分離素子５０から射出されたＰ偏光の光線束ＢＭ_Ｐは、第２の位相差板２８ｂに入射する。第２の位相差板２８ｂは、偏光分離素子５０と拡散反射素子３０との間の光路中に配置された１／４波長板（λ／４板）で構成されている。そのため、偏光分離素子５０から射出された光線束ＢＭ_Ｐは、第２の位相差板２８ｂによって円偏光の光線束ＢＭ_Ｃに変換された後、第２のピックアップ光学系２９に入射する。

第２のピックアップ光学系２９は、光線束ＢＭ_Ｃを拡散反射素子３０に向けて集光させる。第２のピックアップ光学系２９は、第１のピックアップレンズ２９ａと、第２のピックアップレンズ２９ｂと、から構成されている。

拡散反射素子３０は、拡散板３０１と、拡散板３０１を回転させるモーター３０２と、を備えている。拡散反射素子３０は、第２のピックアップ光学系２９から射出された光線束ＢＭ_Ｃを偏光分離素子５０に向けて拡散反射させる。拡散反射素子３０には、拡散反射素子３０に入射した光線束ＢＭ_Ｃをランバート反射させるものを用いることが好ましい。

拡散反射素子３０で拡散反射された光線束ＢＭ_Ｃは、再び第２の位相差板２８ｂに入射することにより、Ｓ偏光の光線束ＢＭ_Ｓｄに変換された後、偏光分離素子５０に入射する。光線束ＢＭ_Ｓｄは、偏光分離素子５０によりインテグレーター光学系３１に向けて反射される。

このようにして、青色光である光線束ＢＭ_Ｓｄは、偏光分離素子５０を透過した蛍光光ＹＬとともに、照明光ＷＬとして利用される。すなわち、光線束ＢＭ_Ｓｄおよび蛍光光ＹＬは、偏光分離素子５０から互いに同一方向に向けて射出される。これにより、青色光である光線束ＢＭ_Ｓｄと黄色光である蛍光光ＹＬとを含む白色の照明光ＷＬが得られる。

偏光分離素子５０から射出された照明光ＷＬは、インテグレーター光学系３１に入射する。インテグレーター光学系３１は、レンズアレイ３１ａと、レンズアレイ３１ｂと、から構成されている。レンズアレイ３１ａおよびレンズアレイ３１ｂは、それぞれ複数のレンズがアレイ状に配列された構成を有する。

インテグレーター光学系３１を透過した照明光ＷＬは、偏光変換素子３２に入射する。偏光変換素子３２は、図示しない偏光分離膜と位相差板とから構成されている。偏光変換素子３２は、非偏光の蛍光光ＹＬをＳ偏光に変換する。

偏光変換素子３２によってＳ偏光となった照明光ＷＬは、重畳光学系３３に入射する。重畳光学系３３は、偏光変換素子３２から射出された照明光ＷＬを被照明領域において重畳させる。重畳光学系３３は、例えば重畳レンズから構成されている。これにより、被照明領域である光変調装置４Ｒ，光変調装置４Ｇ，および光変調装置４Ｂの有効表示領域における照度分布が均一化される。

ここで、光源ユニット２１から射出された光線束ＢＭを構成する複数の光ビームＢＭ１と、複数の光ビームＢＭ１が入射する第１のフライアイレンズ２４ａの複数の小レンズ６０と、の関係について、図５〜図１１を用いて説明する。
図５は、光ビームＢＭ１の主光線と、当該光ビームＢＭ１の主光線が入射する小レンズ６０の光軸と、の位置関係の第１の例を示す図である。図６は、図５に符号Ｆで示す要部の拡大図である。

図５に示すように、第１のフライアイレンズ２４ａを構成する複数の小レンズ６０は、Ｘ軸方向（第１の方向）とＹ軸方向（第２の方向）とに沿って格子状に配列されている。複数の小レンズ６０が配列されている領域を、以下、レンズ配置領域６０ａと称する。レンズ配置領域６０ａは矩形をなしている。本実施形態の場合、光源ユニット２１は２５個の半導体レーザー２１１を備えているため、レンズ配置領域６０ａには２５個の光ビームＢＭ１が入射する。図５に示す２５個の光ビームＢＭ１のうち、最上段の５個の光ビームＢＭ１は、第１の光源列Ｍ１から射出された複数の第１の光ビームＢＭ１１に相当する。また、複数の光源列Ｍ１〜Ｍ５の各々は、略Ｘ軸方向（第１の方向）に延在している。

複数の光ビームＢＭ１の各々の主光線は、第１のフライアイレンズ２４ａの複数の小レンズ６０のうち、互いに異なる小レンズ６０にそれぞれ入射する。複数の第１の光ビームＢＭ１１のうち一つの光ビームの主光線と、当該主光線が入射する小レンズ６０の光軸と、の位置関係は、第１の光源列Ｍ１にわたって非周期的である。

図５において、第１のフライアイレンズ２４ａへの光ビームＢＭ１の入射領域を楕円で示す。光ビームＢＭ１の主光線の入射位置は、光ビームＢＭ１の入射領域の中心に相当する。入射位置を符号ａで示す。以下、主光線の入射位置を、光ビームの入射位置と称することがある。また、光ビームＢＭ１の主光線が入射している小レンズ６０の光軸の位置を符号αで示す。具体的に、図５の最上段の５個の楕円は、第１の光源列Ｍ１から射出された５つの第１の光ビームＢＭ１１の入射領域を示している。また、５個の第１の光ビームＢＭ１１のそれぞれの主光線の入射位置をａ１１，ａ１２，ａ１３，ａ１４，ａ１５で示す。また、５個の第１の光ビームＢＭ１１のそれぞれの主光線が入射している小レンズ６０の光軸の位置をそれぞれα１１，α１２，α１３，α１４，α１５で示す。光源列Ｍ２〜Ｍ５から射出された複数の光ビームＢＭ１それぞれの入射位置ａと小レンズ６０の光軸の位置αも、同様に示している。

光源ユニット２１から射出された光線束ＢＭは、２５個の光ビームＢＭ１から構成されている。ここで、レンズ配置領域６０ａは矩形であるため、光線束ＢＭが第１のフライアイレンズ２４ａに入射する際の、複数の小レンズ６０が配列されている面と平行な光線束ＢＭの断面ＢＭｃｓを矩形で近似する。断面ＢＭｃｓが有する四つの辺はそれぞれ、レンズ配置領域６０ａの対応する辺に平行である。また、断面ＢＭｃｓの各辺は、当該辺に対応するレンズ配置領域６０ａの辺に最も近い光ビームＢＭ１の外縁のうち、当該対応する辺に最も近い点を通る。断面ＢＭｃｓの形状は、レンズ配置領域６０ａの形状と相似である。さらに、断面ＢＭｃｓはレンズ配置領域６０ａよりも小さい。

ここで、一つの光源列、例えば第１の光源列Ｍ１に関して、第１の光ビームＢＭ１１の入射位置ａと、当該第１の光ビームＢＭ１１の主光線が入射する小レンズ６０の光軸位置αと、の位置関係に着目する。すなわち、ａ１１とα１１、ａ１２とα１２、ａ１３とα１３，ａ１４とα１４、ａ１５とα１５のそれぞれの位置関係に着目すると、これらの位置関係は、第１の光源列Ｍ１にわたって非周期的である。言い換えると、入射位置ａ１１〜ａ１５と光軸位置α１１〜α１５との位置関係が非周期的に変化しており、一定周期毎に同じパターンで変化することがない。

また、図５および図６に示す第１の例では、第１の光源列Ｍ１から射出された複数の第１の光ビームＢＭ１１の各々の入射位置ａ１１〜ａ１５は、直線状に並んでいない。入射位置ａ１１〜ａ１５の各々は、Ｘ軸方向に平行な直線上からＹ軸方向にずれている。複数の第１の光ビームＢＭ１１のうち、互いに隣り合う第１の光ビームＢＭ１１の入射位置間のＸ軸方向の間隔はそれぞれ異なっている。上記の位置関係は、他の光源列Ｍ２〜Ｍ５についても同様である。

本実施形態の照明装置２では、上述したように、一つの光源列において、一つの光ビームＢＭ１の入射位置と、当該光ビームＢＭ１の主光線が入射する小レンズ６０の光軸位置と、の関係が、当該光源列にわたって非周期的である。そのため、第１のフライアイレンズ２４ａの複数の小レンズ６０上の輝度分布が互いに異なり、互いに異なる輝度分布を有する複数の小レンズ６０の像が第２のフライアイレンズ２４ｂと第１のピックアップ光学系２６とによって被照明領域である蛍光発光素子２７の蛍光体層２７１上で重畳される。これにより、蛍光体層２７１における励起光の照度分布の均一性を従来よりも高めることができる。よって、蛍光光ＹＬを効率良く生成することができる。

また本実施形態の場合、光線束ＢＭが第１のフライアイレンズ２４ａに入射する際、光線束ＢＭの断面ＢＭｃｓの形状は、レンズ配置領域６０ａの形状と相似である。さらに、断面ＢＭｃｓはレンズ配置領域６０ａよりも小さい。そのため、複数の光ビームＢＭ１を第１のフライアイレンズ２４ａの複数の小レンズ６０に効率良く入射させることができる。

また、本実施形態のプロジェクター１は、蛍光光が効率良く得られる照明装置２を備えているため、明るい画像を投射することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図７〜図１１を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターおよび照明装置の基本構成は第１実施形態と同様であり、光ビームの主光線と第１のフライアイレンズの小レンズの光軸との位置関係が第１実施形態と異なる。そのため、第２実施形態では、プロジェクターおよび照明装置の構成に関する説明を省略する。
図７は、第２実施形態の照明装置において、複数の光ビームの各々の主光線と、第１のフライアイレンズの複数の小レンズの各々の光軸と、の位置関係の一例を示す図である。なお、図７は、第１実施形態の図６に相当する図であって、第１のフライアイレンズの一部の小レンズの拡大図である。本実施形態においても、光源ユニットは２５個の半導体レーザーを備えている。
図７において、第１実施形態で用いた図面と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態の照明装置においても、第１実施形態と同様、第１のフライアイレンズ２４ａを構成する複数の小レンズ６０は、Ｘ軸方向（第１の方向）とＹ軸方向（第２の方向）とに沿って格子状に配列されている。また、複数の光源列Ｍ１〜Ｍ５の各々は、Ｘ軸方向（第１の方向）に延在している。

第１実施形態の場合、複数の半導体レーザー２１１は、Ｘ軸方向（第１の方向）において等間隔で配列されておらず、図６に示すように、複数の光ビームＢＭ１の入射位置の、第１の方向の間隔は等間隔ではなかった。これに対して、第２実施形態の場合、複数の半導体レーザー２１１は、Ｘ軸方向（第１の方向）において等間隔で配列されている。すなわち、図７に示すように、光線束ＢＭが第１のフライアイレンズ２４ａに入射するとき、複数の光ビームＢＭ１の入射位置は、第１の方向において等間隔で配列されている。

また、複数の第１の光ビームＢＭ１１の入射位置ａ１１，ａ１２，ａ１３，ａ１４，ａ１５は、Ｘ軸方向に平行な直線上に並んでいる。他の光源列Ｍ２〜Ｍ５についても同様である。さらに、光源列Ｍ１〜Ｍ５から射出された複数の光ビームＢＭ１の入射位置ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って格子状に配列されている。

なお、複数の第１の光ビームＢＭ１１の入射位置ａ１１，ａ１２，ａ１３，ａ１４，ａ１５は、必ずしもＸ軸方向と平行な直線上に並んでいなくてもよく、Ｘ軸方向に平行な直線からＹ軸方向（第２の方向）にずれていてもよい。その場合であっても、Ｘ軸方向に平行な方向の間隔（Ｘ座標としての間隔）が等間隔であれば、複数の発光素子がＸ軸方向（第１の方向）において等間隔で配列されているという概念に含まれる。

複数の光ビームＢＭ１が第１のフライアイレンズ２４ａに入射するときの、複数の光ビームＢＭ１のＸ軸方向における配列ピッチをＸ１とし、複数の光ビームＢＭ１のＹ軸方向における配列ピッチをＹ１とする。また、複数の小レンズ６０のＸ軸方向における配列ピッチをＸ２とし、複数の小レンズ６０のＹ軸方向における配列ピッチをＹ２とする。

本実施形態において、複数の光ビームＢＭ１のＸ軸方向における配列ピッチＸ１は、複数の小レンズ６０のＸ軸方向における配列ピッチＸ２の非整数倍である。すなわち、Ｘ１≠Ｘ２×ｍ（ｍ：整数）である。

第２実施形態の場合、第１実施形態と異なり、光源列Ｍ１〜Ｍ５から射出された複数の光ビームＢＭ１の入射位置ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において等間隔で配列されている。また、第１のフライアイレンズ２４ａを構成する複数の小レンズ６０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って等ピッチで格子状に配列されている。ところが、一つの光源列、例えば第１の光源列Ｍ１において、複数の光ビームＢＭ１の配列ピッチと複数の小レンズ６０の配列ピッチとがＸ１≠Ｘ２×ｍを満たすように設定されたことにより、一つの主光線と当該主光線が入射する小レンズ６０の光軸との位置関係が一つの光源列にわたって非周期的となっている。

本発明者らは、Ｘ１≠Ｘ２×ｍ（ｍ：整数）の関係を満たす、複数の光ビームＢＭ１の配列ピッチＸ１と複数の小レンズ６０の配列ピッチＸ２との種々の組合せについて、一つの主光線の入射位置と小レンズ６０の光軸位置との関係を検証した。以下、検証結果について説明する。

（第１計算例）
本発明者らは、複数の主光線の入射位置のＸ軸方向における配列ピッチＸ１を２ｍｍに設定し、複数の小レンズ６０のＸ軸方向における配列ピッチＸ２を０．１３ｍｍに設定して、主光線の入射位置と、当該主光線が入射している小レンズ６０の中心位置との間のずれを、１０個の主光線について計算した（２≠０．１３×ｍ（ｍ：整数））。

ｘ番目の主光線の入射位置、ｘ番目の主光線が入射している小レンズ６０の中心位置のそれぞれを原点からのＸ座標で表した値ａ１ｘ，α１ｘと、ｘ番目の主光線の入射位置とｘ番目の主光線が入射している小レンズ６０の中心位置とのずれ量α１ｘ−ａ１ｘを表１に示す。

図８は、表１の計算結果を表す図である。図８において、横軸はｘ、縦軸は、α１ｘ−ａ１ｘ［ｍｍ］である。
図８に示すように、ずれ量α１ｘ−ａ１ｘは、非周期的に変化することがわかった。非周期的に変化する、とは、ｘを増加させてもα１ｘ−ａ１ｘが循環しない、という意味である。

（第２計算例）
本計算例では、配列ピッチＸ１を２ｍｍ、配列ピッチＸ２を０．１１ｍｍに設定して、ａ１ｘ，α１ｘと、ずれ量α１ｘ−ａ１ｘを計算した。配列ピッチＸ１は、配列ピッチＸ２の非整数倍である。計算結果を表２に示す。

図９は、表２の計算結果を表す図である。図９において、横軸はｘ、縦軸はα１ｘ−ａ１ｘ［ｍｍ］である。
図９に示すように、ずれ量α１ｘ−ａ１ｘは、非周期的に変化することがわかった。

（第３計算例）
本計算例では、配列ピッチＸ１を２ｍｍ、配列ピッチＸ２を０．０９ｍｍに設定して、ａ１ｘ，α１ｘと、ずれ量α１ｘ−ａ１ｘを計算した。配列ピッチＸ１は、配列ピッチＸ２の非整数倍である。計算結果を表３に示す。

図１０は、表３の計算結果を表す図である。図１０において、横軸はｘ、縦軸はα１ｘ−ａ１ｘ［ｍｍ］である。
図１０に示すように、ずれ量α１ｘ−ａ１ｘは、非周期的に変化することがわかった。

（第４計算例）
本計算例では、配列ピッチＸ１を１．５ｍｍ、配列ピッチＸ２を０．１３ｍｍに設定して、ａ１ｘ，α１ｘと、ずれ量α１ｘ−ａ１ｘを計算した。配列ピッチＸ１は、配列ピッチＸ２の非整数倍である。計算結果を表４に示す。

図１１は、表４の計算結果を表す図である。図１１において、横軸はｘ、縦軸はα１ｘ−ａ１ｘ［ｍｍ］である。
図１１に示すように、ずれ量α１ｘ−ａ１ｘは、非周期的に変化することがわかった。

（第５計算例）
本計算例では、配列ピッチＸ１を４ｍｍ、配列ピッチＸ２を０．１３ｍｍに設定して、ａ１ｘ，α１ｘと、ずれ量α１ｘ−ａ１ｘを計算した。配列ピッチＸ１は、配列ピッチＸ２の非整数倍である。計算結果を表５に示す。

図１２は、表５の計算結果を表す図である。図１２において、横軸はｘ、縦軸はα１ｘ−ａ１ｘ［ｍｍ］である。
図１２に示すように、ずれ量α１ｘ−ａ１ｘは、非周期的に変化することがわかった。

本実施形態の照明装置においても、一つの光源列において、一つの光ビームと、当該光ビームが入射する小レンズ６０の光軸と、の位置関係が当該光源列にわたって非周期的であるため、蛍光体層２７１における励起光の照度分布の均一性を従来よりも高めることができる、という第１実施形態と同様の効果が得られる。Ｘ１≠Ｘ２×ｍだけでなく、Ｙ１≠Ｙ２×ｎを満たすようにＹ１とＹ２を設定すると、照度分布の均一性をさらに高めることができる。

本実施形態の場合、複数の光ビームの入射位置の配列ピッチと、複数の小レンズ６０の配列ピッチと、をそれぞれ適切に設定するだけで、一つの光ビームと当該光ビームが入射する小レンズの光軸との位置関係が非周期的になる構成を容易に実現することができる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に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。
例えば上記実施形態では、複数の光源列からの光ビームの射出方向が複数の光源列が配列された面と略平行とされた照明装置の例を示した。この構成に代えて、複数の光源列からの光ビームの射出方向が複数の光源列が配列された面と略垂直とされた照明装置が用いられてもよい。複数の光源列が上記のように配列された場合、複数の光ビームが透光性部材に向けて進むため、プリズム（反射部材）を不要とすることができる。

上記の実施形態では、図４に示したように、Ｘ軸方向に並んだ５つの半導体レーザー２１１が１つの光源列をなしていることとした。しかし、Ｙ軸方向に並んだ５つの半導体レーザー２１１を１つの光源列とみなしてもよい。この場合、Ｙ軸方向が第１の方向に相当する。

また、上記実施形態では、３つの光変調装置を備えるプロジェクターを例示したが、１つの光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。さらに、光変調装置としては、上述した液晶パネルに限らず、例えばデジタルミラーデバイスなどを用いることもできる。

その他、照明装置およびプロジェクターの各種構成要素の形状、数、配置、材料等については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
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。本発明による光源装置は、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…プロジェクター、２…照明装置、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置、６…投射光学系、１１…ベース基板（基材）、２１…光源ユニット、２４ａ…第１のフライアイレンズ、２４ｂ…第２のフライアイレンズ、２６ａ，２６ｂ…ピックアップレンズ（集光レンズ）、６０…小レンズ、１１３…プリズム（反射素子）、２１１…半導体レーザー（発光素子）、Ｍ１〜Ｍ５…光源列、ＢＭ…光線束、ＢＭ１…光ビーム。

Claims

各々が複数の発光素子からなる少なくとも一つの光源列を備え、光線束を射出する光源ユニットと、
前記光源ユニットの後段に設けられ、複数の小レンズを備えた第１のフライアイレンズと、
前記第１のフライアイレンズの後段に設けられた第２のフライアイレンズと、
前記第２のフライアイレンズの後段に設けられた集光レンズと、を備え、
前記少なくとも一つの光源列のうちの第１の光源列から射出された複数の第１の光ビームの各々の主光線は、前記複数の小レンズのうち互いに異なる小レンズにそれぞれ入射し、
前記複数の第１の光ビームのうち一つの光ビームの主光線と、前記複数の小レンズのうち当該主光線が入射する小レンズの光軸と、の位置関係は、前記第１の光源列にわたって非周期的である照明装置。
前記複数の小レンズは、第１の方向と第２の方向とに沿って格子状に配列されており、
前記光線束が前記第１のフライアイレンズに入射するとき、前記複数の第１の光ビームは前記第１の方向に並んでおり、
前記複数の第１の光ビームの前記第１の方向における配列ピッチは、前記複数の小レンズの前記第１の方向における配列ピッチの非整数倍である、請求項１に記載の照明装置。
前記少なくとも一つの光源列は、複数の光源列を備え、
前記光線束が前記第１のフライアイレンズへ入射する際、前記光線束の、前記複数の小レンズが配列されている面と平行な断面の形状は、前記複数の小レンズが配列されている領域の形状と相似であり、
前記断面は前記複数の小レンズが配列されている前記領域よりも小さい、請求項１または請求項２に記載の照明装置。
前記光源ユニットは、前記少なくとも一つの光源列を支持する基材と、前記少なくとも一つの光源列のそれぞれに対応して設けられた少なくとも一つの反射素子と、をさらに備え、
前記第１の光源列が前記複数の第１の光ビームを射出する方向は、前記少なくとも一つの光源列が配列されている面と略平行であり、
前記少なくとも一つの反射素子の各々は、一つの反射面を有し、
前記少なくとも一つの反射素子のうち第１の反射素子は、前記第１の光源列から射出された前記複数の第１の光ビームが、前記第１の反射素子の前記反射面で反射されて前記第１のフライアイレンズに入射するように配置されている、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の照明装置。
請求項１から請求項４まで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画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、を備えた、プロジェクター。