JP6205784B2 - 照明装置及びプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、照明装置及びプロジェクターに関する。

従来より、照明装置から射出された照明光により光変調装置を照明し、その光変調装置により変調されて射出された画像光を投射光学系によりスクリーンに拡大投射するプロジェクターが広く知られている。

プロジェクターの光源には、超高圧水銀ランプなどの放電ランプが従来より用いられる。一方、この種の放電ランプは、寿命が比較的短い、瞬時点灯が難しい、ランプから放射される紫外線が液晶パネルを劣化させるなどの課題がある。

そこで、放電ランプに代わるプロジェクター用の光源として、高輝度・高出力な光が得られる半導体レーザー（ＬＤ）などのレーザー光源が注目されている。レーザー光源は、従来の放電ランプ等に比べて、小型化が図れることや、色再現性に優れること、瞬時点灯が可能であること、長寿命であることなどの利点を有している。

レーザー光源が発するレーザー光は、コヒーレント（可干渉）光であるため、プロジェクター用の光源として用いた場合、スクリーン上に干渉によって生じたスペックルと呼ばれる斑点模様が表示され、表示品質を低下させる原因となる。

そこで、スペックルの発生を低減するため、複数のレーザー光源と、該レーザー光源から射出された光の偏光面を時間的に変化させる液晶素子（偏光回転素子）と、該偏光回転素子から射出された光の光路を分離する偏光分離素子と、該偏光分離素子により分離されたそれぞれの光を光変調装置に入射させる導光手段とを備えた照明装置が提案されている（特許文献１を参照。）。

また、レーザー光源を用いた光源と、励起光の照射によって蛍光を発する蛍光体を用いた光源と、を用いたプロジェクターが知られている（特許文献２を参照。）。レーザー光源から発せられる光は直線偏光であるが、蛍光体から発せられる光は非偏光である。

特開２００７−１２１８４２号公報 特開２０１２−８３６９５号公報

ところで、特許文献１のプロジェクターでは、複数の光源はいずれも直線偏光を射出するレーザー光源であるため、特許文献２のようにコヒーレントな直線偏光光と非コヒーレントな非偏光光とを画像光として利用するプロジェクターにおいて、簡易な構成で効果的にスペックルの発生を低減する手段は、これまで知られていなかった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みて提案されたものであり、スペックルの発生を効果的に低減できる照明装置、並びにそのような照明装置を備えることによって、画像品質に優れた明るい表示を行うことができるプロジェクターを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る照明装置は、コヒーレントな直線偏光の第１の光を射出する第１の光源部と、前記第１の光とは波長帯が異なる非偏光の第２の光を射出する第２の光源部と、前記第１の光のうち少なくとも一部及び前記第２の光が入射する偏光制御素子と、前記偏光制御素子から射出された光が入射する偏光変換素子と、を備え、前記偏光制御素子は、前記第１の光のうち少なくとも一部の偏光状態を時間的に変化させ、前記偏光変換素子は、第１の光射出領域と第２の光射出領域とを備え、前記偏光変換素子に入射した光の偏光状態に応じて、前記偏光変換素子から射出する光の射出領域が該第１の光射出領域と該第２の光射出領域との間で切り替わることによって、前記偏光変換素子に入射した光の偏光方向を所定の方向に揃えるように構成されていることを特徴とする。

第１の光はスペックルを発生させる光である。上記照明装置の構成によれば、コヒーレントな直線偏光の第１の光は、偏光制御素子により偏光状態を時間的に変化させられながら偏光変換素子に入射する。一方、非偏光の第２の光は、偏光制御素子の影響を受けることなく、非偏光の状態のまま偏光変換素子に入射する。この場合、偏光変換素子に入射した第１の光は、その偏光状態の時間的な変化に応じて偏光変換素子からの射出位置が変化する。したがって、第１の光の照明対象への入射角度が時間的に変化する。スペックルパターンは光の入射角度によって変化するため、異なるスペックルパターンが時間的に重畳される。これにより、スペックルを低減することができる。また、この構成によれば、光変調装置に対する第１の光の入射角度を時間的に大きく変化させることができる。

また、前記偏光制御素子は、入射した光に位相差を与える第１の領域と、入射した光に前記第１の領域とは異なる位相差を与える若しくは位相差を与えない第２の領域と、を含む光学素子と、前記第１の領域と前記第２の領域との間で光の入射位置を切り替える切替機構と、を有する構成であってもよい。

この構成によれば、第１の光の偏光状態を容易に変化させることができる。

また、前記切替機構は、前記光学素子を往復駆動させるように構成され、前記光学素子には、前記切替機構が前記光学素子を往復駆動させる方向に、前記第１の領域と前記第２の領域とが並んで配置されている構成であってもよい。

この構成によれば、第１の光の偏光状態を容易に時間的に変化させることができる。

また、前記切替機構は、前記光学素子を回転させるように構成され、前記光学素子には、前記切替機構が前記光学素子を回転させる方向に、前記第１の領域と前記第２の領域とが並んで配置されている構成であってもよい。

この構成によれば、第１の光の偏光状態を容易に変化させることができる。

また、前記第１の光源部は、前記第１の光を射出する光源を有し、前記第２の光源部は、第１の波長帯の光により励起されることによって、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光を生成する蛍光体層と、該蛍光体層を支持する基材と、を含む蛍光発光素子を有する構成であってもよい。

この構成によれば、直線偏光の第１の光を射出する第１の光源部と、第１の光とは波長帯が異なる非偏光の第２の光を射出する第２の光源部とを構成することができる。

また、前記光源と前記蛍光体層との間の光路中に設けられ、前記第１の光に対して偏光分離機能を有すると共に、前記第２の光を透過又は反射する偏光分離素子と、前記偏光分離素子と前記蛍光体層との間の光路中に配置された位相差板と、前記位相差板と前記蛍光体層との間の光路中に配置され、前記第１の光の一部を前記偏光分離素子に向けて反射し、前記第１の光の他の一部を前記蛍光体層に向けて透過する第１の反射部と、前記蛍光体層の前記第１の反射部とは反対側に配置され、前記蛍光体層で生成された光を反射する第２の反射部と、を備える構成であってもよい。

この構成によれば、位相差板と蛍光体層との間の光路中に配置された第１の反射部によって、第１の光の一部が偏光分離素子に向けて反射され、第１の光の他の一部が蛍光体層に向けて透過される。また、蛍光体層の第１の反射部とは反対側に配置された第２の反射部によって、蛍光体層で生成された光が反射される。これにより、直線偏光の第１の光を射出する第１の光源部と、第１の光とは波長帯が異なる非偏光の第２の光を射出する第２の光源部とを構成することができる。

また、前記位相差板として、１／４波長板を用いることが好ましい。

この構成によれば、第１の反射部で反射された第１の光の偏光方向を、第１の光が偏光分離素子から位相差板へと入射したときの偏光方向から略９０°回転した方向に変換することができる。

また、前記光源と前記偏光分離素子との間にコリメータ光学系が配置されていることが好ましい。

この構成によれば、光源から射出された第１の光を平行光に変換して偏光分離素子に入射させることができる。

また、前記偏光分離素子と前記偏光制御素子との間にレンズアレイを含むインテグレータ光学系が配置されていることが好ましい。

この構成によれば、偏光分離素子から射出された第１の光及び第２の光を複数の光束に分割しながら、より均一な照度分布を有する照明光を得ることができる。

また、本発明に係るプロジェクターは、照明光を照射する照明装置と、前記照明光を画像情報に応じて変調した画像光を形成する液晶パネルを含む光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、前記照明装置として、上記何れかの照明装置を用いることを特徴とする。

上記プロジェクターの構成によれば、画像品質に優れた明るい表示を行うことができる。

プロジェクターの概略構成を示す平面図である。 第１の実施形態である照明装置の概略構成を示す平面図である。 蛍光発光素子が備える発光体層の各構成例を示す平面図である。 偏光制御素子の一例を示す正面図である。 偏光制御素子の他例を示す正面図である。 偏光変換素子の一例を示す平面図である。 偏光変換素子を通過する照明光の光路を示す要部平面図である。 第２の実施形態である照明装置の概略構成を示す平面図である。

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。

［プロジェクター］
先ず、図１に示すプロジェクター１の一例について説明する。
なお、図１は、このプロジェクター１の概略構成を示す平面図である。

このプロジェクター１は、スクリーン（被投射面）ＳＣＲ上にカラー映像（画像）を表示する投射型画像表示装置である。また、このプロジェクター１は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの各色光に対応した３つの光変調装置を用いている。さらに、このプロジェクター１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（レーザー光源）を用いている。

具体的に、このプロジェクター１は、図１に示すように、照明光ＷＬを照射する照明系２と、照明系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、各色光ＬＲ，ＬＧ，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，光変調装置４Ｂと、各光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂから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。

照明系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白色の照明光ＷＬを得るものであり、後述する本発明を適用した照明装置を用いている。そして、この照明系２は、均一な照度分布を有するように調整された照明光ＷＬを色分離光学系３に向かって照射する。

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、照明系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。

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を画像情報に応じて変調した画像光を形成する。

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から射出された画像光を合成し、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（画像）が表示される。

［照明装置］
次に、照明系２に用いられる本発明を適用した照明装置の具体的な実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
先ず、第１の実施形態として図２に示す照明装置２０Ａについて説明する。
なお、図２は、この照明装置２０Ａの概略構成を示す平面図である。

この照明装置２０Ａは、図２に示すように、第１の光源部であるアレイ光源２１と、コリメータ光学系２２と、アフォーカル光学系２３と、ホモジナイザ光学系２４と、偏光分離素子５０Ａと、位相差板２６と、ピックアップ光学系２７と、蛍光発光素子２８と、インテグレータ光学系２９と、偏光制御素子４０と、偏光変換素子３０と、重畳光学系３１とを概略備えている。

アレイ光源２１は、複数の光源（半導体レーザー）２１ａがアレイ状に配列されたものからなる。アレイ光源２１から射出される光束の光軸を光軸ａｘ１とする。また、後述する第２の光源部２１ｂから射出される光束の光軸を光軸ａｘ２とする。光軸ａｘ１と光軸ａｘ２とは同一平面内にあり、かつ互いに直交している。

光軸ａｘ１上においては、アレイ光源２１と、コリメータ光学系２２と、アフォーカル光学系２３と、ホモジナイザ光学系２４と、偏光分離素子５０Ａとが、この順に並んで配置されている。一方、光軸ａｘ２上においては、蛍光発光素子２８と、ピックアップ光学系２７と、位相差板２６と、偏光分離素子５０Ａと、インテグレータ光学系２９と、偏光制御素子４０と、偏光変換素子３０と、重畳光学系３１とが、この順に並んで配置されている。

半導体レーザー２１ａは、第１の波長帯の光として、例えば４４０〜４８０ｎｍの波長域にピーク波長を有する励起光（青色光）ＢＬを射出する。また、各半導体レーザー２ａから射出される励起光ＢＬは、コヒーレントな直線偏光光であり、偏光分離素子５０Ａに向かって光軸ａｘ１と平行に射出される。励起光ＢＬは、本発明における第１の光である。

アレイ光源２１では、各半導体レーザー２１ａが射出する励起光ＢＬの偏光方向を、偏光分離素子５０Ａで反射される偏光成分（例えばＳ偏光成分）の偏光方向と一致させている。そして、このアレイ光源２１から射出された励起光ＢＬは、コリメータ光学系２２に入射する。

コリメータ光学系２２は、アレイ光源２１から射出された励起光ＢＬを平行光に変換するものであり、例えば各半導体レーザー２１ａ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レンズ２２ａからなる。そして、このコリメータ光学系２２を通過することにより平行光に変換された励起光ＢＬ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、励起光ＢＬのサイズ（光束径）を調整するものであり、例えば２枚のアフォーカルレンズ２３ａ，アフォーカルレンズ２３ｂから構成されている。そして、このアフォーカル光学系２３を通過することによりサイズが調整された励起光ＢＬは、ホモジナイザ光学系２４に入射する。

ホモジナイザ光学系２４は、励起光ＢＬの光強度分布を均一な状態（いわゆるトップハット分布）に変換するものであり、例えば一対のマルチレンズアレイ２４ａ，マルチレンズアレイ２４ｂからなる。そして、このホモジナイザ光学系２４により光強度分布が均一な状態に変換された励起光ＢＬは、偏光分離素子５０Ａを介して蛍光発光素子２８に入射する。

偏光分離素子５０Ａは、この偏光分離素子５０Ａに入射した第１の波長帯の励起光ＢＬを、この偏光分離素子５０Ａに対するＳ偏光成分（一方の偏光成分）とＰ偏光成分（他方の偏光成分）とに分離する偏光分離機能を有している。そして、この偏光分離素子５０Ａは、励起光ＢＬのＳ偏光成分を反射させ、励起光ＢＬのＰ偏光成分を透過させる。また、偏光分離素子５０Ａは、この偏光分離素子５０Ａに入射した光のうち、第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光を、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。

そして、この偏光分離素子５０Ａに入射した励起光ＢＬは、その偏光方向がＳ偏光成分と一致していることから、Ｓ偏光の励起光ＢＬｓとして、蛍光発光素子２８に向かって反射される。

位相差板２６は、偏光分離素子５０Ａと蛍光発光素子２８の蛍光層３２との間の光路中に配置された１／４波長板（λ／４板）からなる。この位相差板２６に入射するＳ偏光（直線偏光）の励起光ＢＬｓは、円偏光の励起光ＢＬｃに変換された後、ピックアップ光学系２７に入射する。

ピックアップ光学系２７は、励起光ＢＬｃを蛍光体層３２に向かって集光させるものであり、例えばピックアップレンズ２７ａ，ピックアップレンズ２７ｂから構成されている。また、図２には図示していないが、位相差板２６と蛍光体層３２との間の光路中には、第１の反射部３２ａが設けられている。なお、第１の反射部３２ａの構成の詳細については、後述する図３を用いて説明する。

第１の反射部３２ａは、ピックアップ光学系２７から入射した励起光ＢＬｃのうち一部の光ＢＬｃ１を偏光分離素子５０Ａに向けて反射し、ピックアップ光学系２７から入射した励起光ＢＬｃのうち他の一部の光ＢＬｃ２を蛍光体層３２に向けて透過させる。また、第１の反射部３２ａは、第２の波長帯の光を透過させる。

蛍光発光素子２８は、蛍光体層３２と、この蛍光体層３２を支持する基板（基材）３３とを有している。蛍光発光素子２８では、蛍光体層３２の光ＢＬｃ２が入射する側とは反対側の面を基板３３に接触させた状態で、この蛍光体層３２が基板３３に固定支持されている。

蛍光体層３２は、第１の波長帯の光である励起光ＢＬｃ２を吸収して励起される蛍光体を含み、この励起光ＢＬｃ２により励起された蛍光体は、第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光として、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）を生成する。蛍光発光素子２８と半導体レーザー２１ａとが、第２の光源部２１ｂを構成する。

蛍光体層３２には、耐熱性及び表面加工性に優れたものを用いることが好ましい。本実施形態のように、蛍光体層３２を回転させない場合、蛍光体層３２の回転による冷却効果は期待できないため、耐熱性が高く、冷却し易い蛍光体層３２を用いる必要がある。例えば、蛍光体層３２としては、アルミナ等の無機バインダ中に蛍光体粒子を分散させた蛍光体層や、バインダ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。

一方、これらの蛍光体層３２は内部での屈折率差が小さいため、励起光ＢＬｃの後方散乱は望めない。したがって、蛍光体層３２と位相差板２６との間の光路上に、励起光ＢＬｃの一部を反射する第１の反射部３２ａを設ける。

また、蛍光体層３２を透過した後、第２の反射部で反射して戻ってくる励起光（青色光）を照明光ＷＬに利用する方法も考えられるが、この場合、蛍光体層３２によって直線偏光の偏光状態が乱れてしまう。蛍光体層３２によって偏光状態が乱された励起光は、偏光分離素子５０Ａを透過できない成分を含むため、励起光の照明光ＷＬとしての利用効率が低下する。

本実施形態においては、図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ）に示すように、第１の反射部３２ａが、位相差板２６と蛍光体層３２との間の光路中に設けられている。

第１の反射部３２ａは、蛍光体層３２の励起光ＢＬｃ２が入射する側の面に設けられた拡散反射面からなる。この拡散反射面は、励起光ＢＬｃのうち一部の光ＢＬｃ１を偏光分離素子５０Ａに向かって拡散反射する機能を有している。

具体的に、この拡散反射面は、例えば図３（ａ）に示すように、蛍光体層３２の励起光ＢＬｃ２が入射する側の面に、テクスチャ加工を施すことによって形成することができる。この場合、第１の反射部３２ａは、粗面化された表面による後方散乱を利用して、励起光ＢＬｃのうち一部の光ＢＬｃ１を偏光分離素子５０Ａに向かって拡散反射することができる。

また、拡散反射面は、例えば図３（ｂ）に示すように、蛍光体層３２の励起光ＢＬｃ２が入射する側の面に、ディンプル加工を施すことによって形成することができる。この場合、第１の反射部３２ａは、凸面が多数形成された表面によるフレネル反射を利用して、励起光ＢＬｃのうち一部の光ＢＬｃ１を偏光分離素子５０Ａに向かって拡散反射することができる。

また、拡散反射面は、ディンプル加工により凸面が多数形成されたものに限らず、例えば図３（ｃ）に示すように、ディンプル加工により凹面が多数形成されたものや、ディンプル加工により凸面及び凹面（図示せず。）が多数形成されたもの（凹凸面）であってもよい。

さらに、第１の反射部３２ａの励起光ＢＬｃが入射する側の面には、図示を省略する増反射膜を設けてもよい。この場合、第１の反射部３２ａで反射される光ＢＬｃ１の割合を高めることができる。

本実施形態においては、図３（ａ），図３（ｂ），図３（ｃ）に示すように、蛍光体層３２の励起光ＢＬｃ２が入射する側とは反対側に、第２の反射部３２ｂが設けられている。第２の反射部３２ｂは、鏡面反射面からなる。この鏡面反射面は、蛍光体層３２で生成された蛍光光のうち、一部の蛍光光ＹＬ１を反射する機能を有している。

具体的に、この鏡面反射面は、蛍光体層３２の励起光ＢＬｃ２が入射する側とは反対側の面に、反射膜３２ｃを設けることによって形成することができる。

また、鏡面反射面は、基板３３が光反射特性を有する場合、反射膜３２ｃを省略して、この基板３３の蛍光体層３２と対向する面を鏡面化することによって形成することができる。

また、蛍光発光素子２８では、図２に示すように、蛍光体層３２の側面に設けられた光反射特性を有する無機接着剤Ｓによって、蛍光体層３２が基板３３に固定されている。この場合、光反射特性を有する無機接着剤Ｓによって蛍光体層３２の側面から漏れ出す光を蛍光体層３２内へと反射させることができる。これにより、蛍光体層３２で生成された蛍光光の光取り出し効率を高めることができる。

また、基板３３の蛍光体層３２を支持する面とは反対側の面には、ヒートシンク３４が配置されている。蛍光発光素子２８は、このヒートシンク３４を介して放熱できるため、蛍光体層３２の熱劣化を防ぐことができる。

蛍光体層３２で生成された蛍光光のうち、一部の蛍光光ＹＬ１は、第２の反射部３２ｂによって反射され、蛍光体層３２の外部へと射出される。また、蛍光体層３２で生成された蛍光光のうち、他の一部の蛍光光ＹＬ２は、第２の反射部３２ｂを介さずに蛍光体層３２の外部へと射出される。このようにして、第２の光である蛍光光（黄色光）ＹＬが蛍光体層３２から偏光分離素子５０Ａに向かって射出される。

第１の反射部３２ａで反射された光（青色光）ＢＬｃ１は、再びピックアップ光学系２７及び位相差板２６を通過する。また、この光ＢＬｃ１は、位相差板２６を通過することによって、円偏光からＰ偏光（直線偏光）の光ＢＬｐに変換される。そして、この光ＢＬｐは、偏光分離素子５０Ａを透過する。

蛍光体層３２から偏光分離素子５０Ａに向かって射出された蛍光光（黄色光）ＹＬは、ピックアップ光学系２７及び位相差板２６を通過する。このとき、蛍光光ＹＬは、偏光方向が揃っていない非偏光光のため、位相差板２６を通過した後も、非偏光の状態のまま偏光分離素子５０Ａに入射する。そして、この蛍光光ＹＬは、偏光分離素子５０Ａを透過する。

そして、偏光分離素子５０Ａを透過する青色光ＢＬｐ及び黄色光ＹＬが混ざることによって、合成光Ｗが得られる。合成光Ｗは、偏光分離素子５０Ａを透過した後に、インテグレータ光学系２９に入射する。なお、合成光Ｗを色温度の高い白色光とするためには、光ＢＬｃ１に対する第１の反射部３２ａの反射率を１０〜２５％とすることが好ましく、１５〜２０％とすることがより好ましい。

インテグレータ光学系２９は、一対のレンズアレイ２９ａ，レンズアレイ２９ｂからなる。レンズアレイ２９ａ，２９ｂ各々は、複数のレンズがアレイ状に配列されたものからなる。そして、青色光ＢＬｐ及び黄色光ＹＬを含む合成光Ｗは、インテグレータ光学系２９によって複数の光束Ｗｘに分割される。複数の光束Ｗｘ各々は、図示していないが、Ｐ偏光の青色光ＢＬｘｐ及び非偏光の黄色光ＹＬｘを含む。複数の光束Ｗｘは偏光制御素子４０に入射する。ただし、インテグレータ光学系２９は必須ではない。

偏光制御素子４０は、励起光ＢＬ（第１の光）の一部である青色光ＢＬｐの偏光状態を時間的に変化させるものであり、例えば図４（ａ），（ｂ）に示すような光学素子４１Ａ及び切替機構４２Ａを有して構成されている。

光学素子４１Ａは、例えば、光透過性を有する基材４３の面上に複数のストライプ状の位相差板４４を配置することによって構成されている。このうち、基材４３の位相差板４４が配置された部分は、入射した光に位相差を与える第１の領域４１Ａ１を構成している。一方、基材４３の位相差板４４が配置されていない部分は、入射した光に位相差を与えない第２の領域４１Ａ２を構成している。また、複数の位相差板４４は、光学素子４１Ａの面内に、この光学素子４１Ａを往復駆動させる方向に並んで設けられている。そして、この位相差板４４には、１／２波長板が用いられている。

切替機構４２Ａは、第１の領域４１Ａ１と第２の領域４１Ａ２との間で光束Ｗｘの入射位置を周期的に切り替えるものである。具体的に、この切替機構４２Ａは、光学素子４１Ａの面上に配置された位相差板４４を往復駆動させる振動子（往復駆動部）４５を有している。そして、この切替機構４２Ａは、第１の領域４１Ａ１と第２の領域４１Ａ２との間で、上記レンズアレイ２９ｂの各レンズから射出される光束Ｗｘの入射位置が周期的に切り替わるように、振動子４５により複数の位相差板４４を高速で往復駆動（振動）させる。

したがって、光束Ｗｘが第１の領域４１Ａ１に入射したときには、この光束Ｗｘに含まれるＰ偏光の青色光ＢＬｘｐが位相差板４４によってＳ偏光の青色光ＢＬｘｓに変換された後、このＳ偏光の青色光ＢＬｘｓが偏光変換素子３０に向かって射出される。一方、光束Ｗｘが第２の領域４１Ａ２に入射したときには、この光束Ｗｘに含まれる青色光ＢＬｘｐがＰ偏光の青色光ＢＬｘｐとして偏光変換素子３０に向かって射出される。

これに対して、光束Ｗｘに含まれる黄色光ＹＬｘは、偏光方向が揃っていない非偏光光のため、光束Ｗｘが第１の領域４１Ａ１に入射したときと、第２の領域４１Ａ２に入射したときとに関わらず、非偏光のまま偏光変換素子３０に向かって射出される。

これにより、偏光制御素子４０は、青色光ＢＬｐの偏光状態を時間的に変化させることができ、Ｐ偏光の青色光ＢＬｘｐとＳ偏光の青色光ＢＬｘｓとを交互に射出することが可能となっている。

また、偏光制御素子４０は、図４（ａ），（ｂ）に示すような光学素子４１Ａ及び切替機構４２Ａを有した構成に限らず、例えば図５（ａ），（ｂ）に示すような光学素子４１Ｂ及び切替機構４２Ｂを有した構成としてもよい。

光学素子４１Ｂは、例えば、光透過性を有する円板４６の面上に複数の位相差板４７を配置することによって構成されている。このうち、円板４６の位相差板４７が配置された部分は、入射した光に位相差を与える第１の領域４１Ａ１を構成している。一方、円板４６の位相差板４７が配置されていない部分は、入射した光に位相差を与えない第２の領域４１Ａ２を構成している。また、第１の領域４１Ａ１と第２の領域４１Ａ２とは、光学素子４１Ｂの周方向（回転方向）に交互に並んで設けられている。そして、位相差板４７には、１／２波長板が用いられている。

切替機構４２Ｂは、光軸ａｘ２と直交する面内で光学素子４１Ｂを回転駆動するものである。具体的に、この切替機構４２Ｂは、光学素子４１Ｂを回転軸４８ａの周りに回転駆動する駆動モータ（回転駆動部）４８を有し、この駆動モータ４８の回転軸４８ａに光学素子４１Ｂの中心部が取り付けられている。そして、この切替機構４２Ｂは、第１の領域４１Ａ１と第２の領域４１Ａ２との間で、上記レンズアレイ２９ｂの各レンズから射出される光束Ｗｘの入射位置が周期的に切り替わるように、光学素子４１Ｂを高速で回転駆動させる。

これにより、偏光制御素子４０は、青色光ＢＬｐの偏光状態を時間的に変化させることができ、Ｐ偏光の青色光ＢＬｘｐとＳ偏光の青色光ＢＬｘｓとを交互に射出することが可能となっている。

なお、偏光制御素子４０は、上記図４（ａ），（ｂ）に示す光学素子４１Ａを往復駆動する切替機構４２Ａや、上記図５（ｂ），（ｂ）に示す光学素子４１Ｂを回転駆動する切替機構４２Ｂを有した構成に必ずしも限定されるものではなく、それ以外にも、例えば光学素子を旋回駆動する切替機構を有して、この光学素子を旋回駆動させながら、青色光ＢＬｐの偏光状態を時間的に変化させる構成としてもよい。

また、上記偏光制御素子４０において、第１の領域４１Ａ１と第２の領域４１Ａ２との間で光束Ｗｘの入射位置が切り替わる速さについては、スクリーンＳＣＲに投射された画像光から、その切り替わりのタイミングが認識されない程度の速さとすることが好ましい。具体的には、切り替わりのタイミングを６０Ｈｚ以上で制御することが好ましく、１８０Ｈｚ以上とすることが更に好ましい。これにより、後述するスペックルの発生を抑制することができる。

また、上記第２の領域４１Ａ２については、上記位相差板４４，４７が配置されていない構成に必ずしも限定されるものではなく、例えば上記第１の領域４１Ａ１とは異なる位相差を与える位相差板を配置した構成としてもよい。

偏光変換素子３０は、上記偏光制御素子４０から射出された複数の光束Ｗｘの偏光方向を特定の方向に揃えるものである。具体的に、この偏光変換素子３０は、図６に示すように、第１の光学ブロック３０１Ａと第２の光学ブロック３０１Ｂとから構成された導光体３０１を備えている。

具体的に、この導光体３０１は、第１の光学ブロック３０１Ａと第２の光学ブロック３０１Ｂとを接合することによって、全体が平行平板状に一体化されたものからなる。第１光学ブロック３０１Ａと第２光学ブロック３０１Ｂとは、光軸ａｘ２を含む面に対して対称となるように配置されている。

偏光変換素子３０は、この導光体３０１の中心を光軸ａｘ２と一致させた状態で、この導光体３０１の一面に上記偏光制御素子４０から射出された光束Ｗｘが垂直入射するように配置されている。

ここで、第１光学ブロック３０１Ａと第２光学ブロック３０１Ｂとは、光軸ａｘ２を含む面に対して対称となっている以外は、同じ構成を有している。したがって、以下の説明では、第１の光学ブロック３０１Ａについて説明し、第２の光学ブロック３０１Ｂに関する説明は省略する。また、図６に示すように、導光体３０１の幅方向をＸ軸方向とし、導光体３０１の長さ方向をＹ軸方向とし、光軸ａｘ２と平行な方向である導光体３０１の厚み方向をＺ軸方向とする。

第１光学ブロック３０１Ａは、第１の透光性基材３０２ａと、複数の第２の透光性基材３０２ｂと、第３の透光性基材３０２ｃとがＸ軸方向に１列に並べて配置された構成を有している。

第１乃至第３の透光性基材３０２ａ〜３０２ｃは、光透過性を有する光学樹脂やガラスなどからなる。第１乃至第３の透光性基材３０２ａ〜３０２ｃは、互いに同じ長さを有すると共に、互いに同じ厚さを有している。また、導光体３０１のＹ軸と垂直な断面において、第１及び第３の透光性基材３０２ａ，３０２ｃの断面形状が直角三角形となり、複数の第２の透光性基材３０２ｂの断面形状が各々平行四辺形となっている。

また、第１の透光性基材３０２ａと第２の透光性基材３０２ｂとの間には、第１の傾斜面３０３ａが設けられ、互いに隣り合う２つの第２の透光性基材３０２ｂの間には、それぞれ第２の傾斜面３０３ｂが設けられ、第２の透光性基材３０２ｂと第３の透光性基材３０２ｃとの間には、第３の傾斜面３０３ｃが設けられている。第１の傾斜面３０３ａと複数の第２の傾斜面３０３ｂと第３の傾斜面３０３ｃとは、光軸ａｘ２から同じ方向に傾いている。

第１の傾斜面３０３ａと複数の第２の傾斜面３０３ｂと第３の傾斜面３０３ｃとの間には、偏光分離膜３０４と反射膜３０５とが交互に並んで配置されている。具体的には、第１の傾斜面３０３ａには偏光分離膜３０４が配置され、第３の傾斜面３０３ｃには反射膜３０５が配置され、複数の第２の傾斜面３０３ｂには、偏光分離膜３０４と反射膜３０５とが交互に並んで配置されている。

なお、第１光学ブロック３０１Ａに配置された偏光分離膜及３０４及び反射膜３０５の光軸ａｘ２に対して傾ける方向と、第２光学ブロック３０１Ｂに配置された偏光分離膜及３０４び反射膜３０５の光軸ａｘ２に対して傾ける方向とは、互いに反対方向である。

導光体３０１の偏光制御素子４０と対向する面は、偏光制御素子４０から射出された複数の光束Ｗｘが入射する光入射面３０６となっている。一方、導光体３０１の光入射面３０６とは反対側の面は、偏光分離膜３０４を透過した光が射出される第１の光射出面３０７ａと、反射膜３０５で反射された光が射出される第２の光射出面３０７ｂとが交互に並んだ構成となっている。

偏光分離膜３０４は、光入射面３０６から入射した光束ＷｘをＳ偏光成分（一方の偏光成分）の光と、Ｐ偏光成分（他方の偏光成分）の光とに分離する機能を有している。そして、この偏光分離膜３０４は、光束Ｗｘに含まれるＰ偏光成分の光を第１の光射出面３０７ａに向けて透過し、Ｓ偏光成分の光を反射膜３０５に向けて反射させる。一方、反射膜３０５は、偏光分離膜３０４で反射された光を第２の光射出面３０７ｂに向けて反射させる。

第１の光射出面３０７ａには、位相差板３０８が配置されている。この位相差板３０８は、１／２波長板からなり、第１の光射出面３０７ａから射出されるＰ偏光成分の光をＳ偏光成分の光に変換する機能を有する。

図７（ａ），（ｂ）は、本発明にかかる偏光制御素子４０の機能を説明するための図である。レンズアレイ２９ｂから射出された光束Ｗｘは、Ｐ偏光の青色光ＢＬｘｐ及び非偏光の黄色光ＹＬｘを含んでいるが、図７（ａ），（ｂ）では便宜上、光入射面３０６Ａに入射する光束Ｗｘを用いて青色光ＢＬｘｐの光路を示し、光入射面３０６Ｂに入射する光束Ｗｘを用いて黄色光ＹＬｘの光路を示してある。

初めに、黄色光ＹＬｘの光路を説明する。図７（ａ）は、レンズアレイ２９ｂから射出された光束Ｗｘが偏光制御素子４０の第２の領域４１Ａ２に入射している状態を示す図である。偏光制御素子４０を透過した光束Ｗｘは、その偏光状態を保ったまま偏光変換素子３０へ入射する。光束Ｗｘに含まれる黄色光ＹＬｘのうちＰ偏光成分の黄色光ＹＬｘ１ｐは偏光分離膜３０４を透過し、さらに第１の光射出面３０７ａを通過して位相差板３０８に入射する。黄色光ＹＬｘ１ｐは位相差板３０８によってＳ偏光の黄色光ＹＬｘ１ｓに変換された後、外部へ射出する。

黄色光ＹＬｘのうちＳ偏光成分の黄色光ＹＬｘ２ｓは偏光分離膜３０４によって反射膜３０５に向かって反射される。黄色光ＹＬｘ２ｓはさらに反射膜３０５によって反射された後、第２の光射出面３０７ｂから外部へ射出する。このように、偏光変換素子３０は、Ｓ偏光の黄色光を第１の光射出面３０７ａと第２の光射出面３０７ｂとから重畳光学系３１に向けて射出する。

図７（ｂ）は、レンズアレイ２９ｂから射出された光束Ｗｘが偏光制御素子４０の第１の領域４１Ａ１に入射している状態を示す図である。この場合も、光束Ｗｘに含まれる黄色光ＹＬｘは非偏光であるため、偏光変換素子３０は、Ｓ偏光の黄色光を第１の光射出面３０７ａと第２の光射出面３０７ｂとから重畳光学系３１に向けて射出する。

何れの場合も、第１の光射出面３０７ａから射出される黄色光ＹＬｘ１ｓの強度と第２の光射出面３０７ｂから射出される黄色光ＹＬｘ２ｓの強度とは互いに等しい。

次に、青色光の光路を説明する。図７（ａ）に示したように、レンズアレイ２９ｂから射出された光束Ｗｘが偏光制御素子４０の第２の領域４１Ａ２に入射した場合、光束Ｗｘに含まれるＰ偏光の青色光ＢＬｘｐはＰ偏光として偏光変換素子３０へ入射する。青色光ＢＬｘｐは偏光分離膜３０４を透過し、さらに第１の光射出面３０７ａを通過して位相差板３０８に入射する。青色光ＢＬｘｐは位相差板３０８によってＳ偏光の青色光ＢＬｘｓに変換された後、青色光Ｂｓとして外部へ射出する。レンズアレイ２９ｂから射出された光束ＷｘはＳ偏光成分を含まないため、光束Ｗｘが偏光制御素子４０の第２の領域４１Ａ２に入射しているとき、第２の光射出面３０７ｂから青色光は射出されない。

図７（ｂ）に示したように、レンズアレイ２９ｂから射出された光束Ｗｘが偏光制御素子４０の第１の領域４１Ａ１に入射した場合、光束Ｗｘに含まれるＰ偏光の青色光ＢＬｘｐは偏光制御素子４０によってＳ偏光の青色光ＢＬｘｓに変換される。偏光変換素子３０へ入射した青色光ＢＬｘｓは偏光分離膜３０４によって反射膜３０５に向かって反射される。青色光ＢＬｘｓはさらに反射膜３０５によって反射された後、第２の光射出面３０７ｂから青色光Ｂｓとして外部へ射出する。レンズアレイ２９ｂから射出された光束ＷｘはＳ偏光成分を含まないため、光束Ｗｘが偏光制御素子４０の第１の領域４１Ａ１に入射しているとき、第１の光射出面３０７ａから青色光は射出されない。

このように、偏光変換素子３０は、第１の光射出面３０７ａと第２の光射出面３０７ｂとの間でＳ偏光の青色光Ｂｓの射出位置を切り替えながら、Ｓ偏光の青色光Ｂｓを重畳光学系３１に向けて射出することができる。

なお、偏光変換素子３０では、位相差板３０８を第１の光射出面３０７ａに配置した構成に限らず、この位相差板３０８を第１の光射出面３０７ａの代わりに第２の光射出面３０７ｂに配置した構成とすることもできる。この場合、Ｐ偏光の青色光及びＰ偏光の黄色光を重畳光学系３１に向けて射出することができる。

この照明装置２０Ａでは、偏光変換素子３０の第１の光射出面３０７ａと第２の光射出面３０７ｂとの間で青色光Ｂｓの射出位置が切り替わる。そのため、青色光Ｂｓは、青色光ＬＢとして光変調装置４Ｂに入射する際に、この光変調装置４Ｂに対する入射角度が時間的に変化する。結果として、光変調装置４Ｂから射出される画像光のスクリーンへの入射角度が時間的に変化する。スペックルパターンは画像光のスクリーンへの入射角度によって変化するため、異なるスペックルパターンが時間的に重畳されることとなる。これにより、スペックルを低減することができる。

本発明に係るプロジェクター１は、半導体レーザー２１ａから射出されるコヒーレントな直線偏光と、第２の光源部２１ｂから射出される非偏光とを画像光として用いている。また、直線偏光と非偏光とを合成することによって得た合成光Ｗは、偏光制御素子４０へ入射し、さらに偏光変換素子３０に入射する。非偏光の偏光状態は、偏光制御素子４０によってなんら影響を受けない。これによれば、１つの偏光変換素子を、非偏光を直線偏光に変換するための素子と、コヒーレント光によるスペックルノイズを低減するための素子として使用することができる。したがって、直線偏光と非偏光とを画像光として用いるプロジェクターにおいて、コンパクトな構成で、観察者にスペックルノイズが認識されにくく、かつ明るい画像を表示することが可能となる。

偏光変換素子３０により偏光方向が揃えられた複数の光束Ｗｘは、重畳光学系３１に入射する。重畳光学系３１は、重畳レンズ３１ａからなる。そして、複数の光束Ｗｘは、この重畳レンズ３１ａによって被照明領域、例えば光変調装置４Ｒ上で互いに重畳される。これにより、被照明領域上の照度分布が均一化されると共に光軸周りの軸対称性が高められる。

しかし、既に説明したように、青色光Ｂｓは偏光変換素子３０の複数の第１の光射出面３０７ａと複数の第２の光射出面３０７ｂとのうち一方からしか射出されないため、偏光変換素子３０の射出側における青色光Ｂｓの強度分布は不連続である。そのため、重畳光学系３１を用いたとしても、被照明領域上での青色光の照度にむらが生じる。しかし、照明装置２０Ａでは、偏光変換素子３０の第１の光射出面３０７ａと第２の光射出面３０７ｂとの間で青色光Ｂｓの射出位置が切り替わるため、被照明領域上での青色光の照度むらの出方が青色光Ｂｓの射出位置の切り替わりに応じて変化する。そのため、青色光の照度むらが観察者に認識されにくい。このようにして、本発明によれば、スペックルを低減するだけでなく、被照明領域上での照度むらも低減することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態として図８に示す照明装置２０Ｂについて説明する。
なお、以下の説明では、図２に示す照明装置２０Ａと同等の部位については、説明を省略すると共に、図面において同じ符号を付すものとする。照明装置２０Ｂが照明装置２０Ａと異なる点は、第２の光源部として蛍光発光素子２８の代わりに発光ダイオード１２８を用いる点と、偏光分離素子５０Ａの代わりにダイクロイックミラー５０Ｂを用いる点である。

半導体レーザー２１ａは第１の光源部を構成する。発光ダイオード１２８は第２の光源部を構成する。半導体レーザー２１ａは、第１の光として青色光ＢＬを射出する。発光ダイオード１２８は、第２の光として、赤色光と緑色光を含む黄色光ＹＬを発する。黄色光ＹＬは非偏光である。

ダイクロイックミラー５０Ｂは、半導体レーザー２１ａから射出された青色光ＢＬを反射する。また、ダイクロイックミラー５０Ｂは、発光ダイオード１２８から射出された黄色光ＹＬを透過させる。このように、ダイクロイックミラー５０Ｂは、青色光ＢＬと黄色光ＹＬとを合成して、合成光Ｗとして射出する。ダイクロイックミラー５０Ｂから射出された合成光Ｗは、インテグレータ光学系２９に入射し、さらに偏光制御素子４０へ入射する。

本実施形態に係る照明装置２０Ｂによっても、スペックルを低減するだけでなく、被照明領域上での照度むらも低減することができる。また、照明装置２０Ｂを備えるプロジェクターは、コンパクトな構成で、観察者にスペックルノイズが認識されにくく、かつ明るい画像を表示することが可能となる。

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。
例えば、上記実施形態では、複数の半導体レーザー２１ａを配列したアレイ光源２１を例示したが、照明装置２０Ａ，照明装置２０Ｂが備える光源については、このような構成に限らず、１つの光源からなるものであってもよい。

また、上記実施形態では、３つの光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを備えるプロジェクター１を例示したが、１つの光変調装置でカラー映像（画像）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。

また、照明装置２０Ａ，２０Ｂは、蛍光体層３２に第１の反射部３２ａと第２の反射部３２ｂとが設けられた構成となっているが、蛍光体層３２に向かって進行する励起光ＢＬｃの一部の光ＢＬｃ１を反射する第１の反射部と、蛍光体層３２で生成された蛍光光の一部の光ＹＬ１を反射する第２の反射部については、蛍光体層３２とは別体に設けることも可能である。この場合、第１の反射部については、蛍光体層３２と位相差板２６との間の光路中に設ければよい。一方、第２の反射部については、蛍光体層３２の励起光ＢＬｃ２が入射する側とは反対側に設ければよい。

１…プロジェクター ２…照明装置 ３…色分離光学系 ４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置 ５…合成光学系 ６…投射光学系 ７ａ…第１のダイクロイックミラー ７ｂ…第２のダイクロイックミラー ８ａ…第１の全反射ミラー ８ｂ…第２の全反射ミラー ８ｃ…第３の全反射ミラー ９ａ…第１のリレーレンズ ９ｂ…第２のリレーレンズ １０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…フィールドレンズ ２０Ａ，２０Ｂ…照明装置 ２１…アレイ光源 ２１ａ…半導体レーザー ２２…コリメータ光学系 ２３…アフォーカル光学系 ２４…ホモジナイザ光学系 ２５Ａ，２５Ｂ…光学素子 ２６…位相差板 ２７…ピックアップ光学系 ２８…蛍光発光素子 ２９…インテグレータ光学系 ３０…偏光変換素子 ３１…重畳光学系 ３２…蛍光体層 ３２ａ…第１の反射部 ３２ｂ…第２の反射部 ３３…基板（基材） ３４…ヒートシンク ４０…偏光制御素子 ４１Ａ，４１Ｂ…光学素子 ４２Ａ，４２Ｂ…切替機構 ４３…基材 ４４…位相差板 ４５…振動子 ４６…円板 ４７…位相差板 ４８…駆動モータ ５０Ａ，５０Ｂ…偏光分離素子 ３０１…導光体 ３０１Ａ…第１の光学ブロック ３０１Ｂ…第２の光学ブロック ３０２ａ…第１の透光性基材 ３０２ｂ…第２の透光性基材 ３０２ｃ…第３の透光性基材 ３０３ａ…第１の傾斜面 ３０３ｂ…第２の傾斜面 ３０３ｃ…第３の傾斜面 ３０４…偏光分離膜 ３０５…反射膜 ３０６…光入射面 ３０７ａ…第１の光射出面 ３０７ｂ…第２の光射出面 ３０８…位相差板 ＳＣＲ…スクリーン ＷＬ…照明光 ＬＲ…赤色光 ＬＧ…緑色光 ＬＢ…青色光 ＢＬ…励起光（青色光） ＢＬｓ…Ｓ偏光の励起光 ＢＬｐ…Ｐ偏光の励起光 ＢＬｃ…円偏光の励起光 ＢＬｃ１…励起光の一部の光 ＢＬｃ２…励起光の他の一部の光 ＹＬ…蛍光光（黄色光） ＹＬ１…蛍光光の一部の光 ＹＬ２…蛍光光の他の一部の光 ＹＬｓ…Ｓ偏光の蛍光光 ＹＬｐ…Ｐ偏光の蛍光光

Claims (10)

1. コヒーレントな直線偏光の第１の光を射出する第１の光源部と、
   前記第１の光とは波長帯が異なる非偏光の第２の光を射出する第２の光源部と、
   前記第１の光のうち少なくとも一部及び前記第２の光が入射する偏光制御素子と、
   前記偏光制御素子から射出された光が入射する偏光変換素子と、を備え、
   前記偏光制御素子は、前記第１の光のうち少なくとも一部の偏光状態を時間的に変化させ、
   前記偏光変換素子は、第１の光射出領域と第２の光射出領域とを備え、前記偏光変換素子に入射した光の偏光状態に応じて、前記偏光変換素子から射出する光の射出領域が該第１の光射出領域と該第２の光射出領域との間で切り替わることによって、前記偏光変換素子に入射した光の偏光方向を所定の方向に揃えるように構成されていることを特徴とする照明装置。
2. 前記偏光制御素子は、入射した光に位相差を与える第１の領域と、入射した光に前記第１の領域とは異なる位相差を与える若しくは位相差を与えない第２の領域と、を含む光学素子と、
   前記第１の領域と前記第２の領域との間で光の入射位置を切り替える切替機構と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記切替機構は、前記光学素子を往復駆動させるように構成され、
   前記光学素子には、前記切替機構が前記光学素子を往復駆動させる方向に、前記第１の領域と前記第２の領域とが並んで配置されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
4. 前記切替機構は、前記光学素子を回転させるように構成され、
   前記光学素子には、前記切替機構が前記光学素子を回転させる方向に、前記第１の領域と前記第２の領域とが並んで配置されていることを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
5. 前記第１の光源部は、前記第１の光を射出する光源を有し、
   前記第２の光源部は、第１の波長帯の光により励起されることによって、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の光を生成する蛍光体層と、該蛍光体層を支持する基材と、を含む蛍光発光素子を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の照明装置。
6. 前記光源と前記蛍光体層との間の光路中に設けられ、前記第１の光に対して偏光分離機能を有すると共に、前記第２の光を透過又は反射する偏光分離素子と、
   前記偏光分離素子と前記蛍光体層との間の光路中に配置された位相差板と、
   前記位相差板と前記蛍光体層との間の光路中に配置され、前記第１の光の一部を前記偏光分離素子に向けて反射し、前記第１の光の他の一部を前記蛍光体層に向けて透過する第１の反射部と、
   前記蛍光体層の前記第１の反射部とは反対側に配置され、前記蛍光体層で生成された光を反射する第２の反射部と、
   を備えることを特徴とする請求項５に記載の照明装置。
7. 前記位相差板として、１／４波長板を用いることを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
8. 前記光源と前記偏光分離素子との間にコリメータ光学系が配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の照明装置。
9. 前記偏光分離素子と前記偏光制御素子との間にレンズアレイを含むインテグレータ光学系が配置されていることを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載の照明装置。
10. 照明光を照射する照明装置と、
    前記照明光を画像情報に応じて変調した画像光を形成する液晶パネルを含む光変調装置と、
    前記画像光を投射する投射光学系と、を備え、
    前記照明装置として、請求項１〜９の何れか一項に記載の照明装置を用いることを特徴とするプロジェクター。

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