JP6464781B2 - 照明装置およびプロジェクター - Google Patents

Description

本発明は、照明装置およびプロジェクターに関するものである。

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。

また、レーザー光源を用いた照明装置では、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（黄色光）とを利用することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

この照明装置では、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色の蛍光体層が同心円状に設けられた蛍光体ホイールとモーターとを移動させることで、励起光スポット内に含まれる各蛍光体層の割合を変えることで、照明光の色バランスを調整している。

特開２０１１−１０８５３５号公報

しかしながら、上記照明装置では、各色光の主光線が移動するため、照明ムラが生じてしまうといった問題があった。

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、照明ムラの発生を抑制しつつ、色バランスを調整できる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、励起光を射出する光源装置と、波長変換素子と、該波長変換素子上に形成される前記励起光のスポットの大きさを調整するスポット調整光学系と、を備え、前記励起光によって前記波長変換素子の上に形成されるスポットの中心を含む前記波長変換素子の一の断面において、前記波長変換素子は、第１の光学素子と、第２の光学素子と、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子間に設けられた第３の光学素子と、を有し、前記第３の光学素子は、前記スポットの中心に配置されており、
前記第１の光学素子から射出される光の色相は、前記第２の光学素子から射出される光の色相と同じであり、前記スポット調整光学系は、前記励起光が入射する第１のマルチレンズアレイと、前記第１のマルチレンズアレイの後段に設けられた第２のマルチレンズアレイと、間隔調整装置と、を備え、前記間隔調整装置は、前記第１のマルチレンズアレイと前記第２のマルチレンズアレイとの間の間隔を調整することでスポット調整を行う照明装置が提供される。

第１、第２および第３の光学素子から射出された光が合成されることで照明光が生成される。例えば使用時の経時変化により光源装置から射出される励起光の光量が低下することがある。このとき、励起光の光量が低下すると、第１、第２および第３の光学素子から射出される光量の比が変化する。その結果、光源装置の経時変化前に対して色バランスがずれるという問題が生じる。

これに対して、本発明の一つの態様の照明装置によれば、励起光のスポットの大きさを調整することによって、スポット内に含まれる、第１、第２および第３の光学素子の割合を調整する。これにより、第１、第２および第３の光学素子から射出される光の割合を調整し、照明装置から射出される光の色バランスを調整することができる。
第１態様に係る照明装置においては、所定の色相の光を射出する第１および第２の光学素子は、その間に第３の光学素子を挟むように設けられている。そこで、本明細書では、第１および第２の光学素子から射出される光の見かけ上の全体としての主光線を、所定の色相の光の主光線と称する。第１態様に係る照明装置によれば、第３の光学素子から射出される光の主光線を所定の色相の光の主光線と略一致させることができる。よって、第１〜第３の光学素子から射出された光で形成された照明光は、ムラが低減されたものとなる。

上記第１態様において、前記スポット調整光学系は、前記励起光が入射する第１のマルチレンズアレイと、前記第１のマルチレンズアレイの後段に設けられた第２のマルチレンズアレイと、間隔調整装置と、を備え、前記間隔調整装置は、前記第１のマルチレンズアレイと前記第２のマルチレンズアレイとの間の間隔を調整することでスポット調整を行う構成としてもよい。
この構成によれば、第１および第２のマルチレンズアレイ間の間隔を調整することによって簡便且つ確実にスポットの大きさを調整することができる。

上記第１態様において、前記波長変換素子は、所定の回転軸の周りに回転可能であり、前記第１の光学素子、前記第２の光学素子および前記第３の光学素子は、前記回転軸の周りに同心円状に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、波長変換素子が回転した場合でも、スポットにおける第１〜第３の光学素子に対する入射位置を変化させないようにすることができる。
よって、波長変換素子が回転する構造であっても、照明ムラを抑えつつ、色バランスを調整することができる。

上記第１態様において、前記断面において、前記第１の光学素子、前記第２の光学素子および前記第３の光学素子は、前記スポットの中心に関して対称に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、第３の光学素子から射出される光の主光線を所定の色相の光の主光線に良好に一致させることができる。よって、照明ムラの発生をより抑制することができる。

上記第１態様において、平面視した状態において、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子は、一体に設けられている構成としてもよい。
この構成によれば、第１および第２の光学素子が一体化することで波長変換素子が回転しない構造においても、照明ムラの発生を抑制できる。

上記第１態様において、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子は、それぞれ蛍光体層からなり、前記第３の光学素子は、拡散素子からなる構成としてもよい。
この構成によれば、拡散光の主光線を蛍光からなる所定の色相の光の主光線と略一致させることができる。よって、拡散光および蛍光を含み、ムラが低減された照明光を生成することができる。

本発明の第２態様に従えば、照明光を射出する照明装置と、前記照明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、前記照明装置として、上記第１態様に係る照明装置を用いるプロジェクターが提供される。

第２態様に係るプロジェクターによれば、上記第１態様に係る照明装置を備えるので、本プロジェクターは照明ムラを抑えつつ、色バランスが調整された明るく画像品質に優れた表示を行うことができる。

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）は回転蛍光板の正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ１−Ａ１矢視断面図。 間隔調整装置の概略構成を示す図。 センサーユニットの概略構成を示す図。 偏光変換素子に対するミラーの配置位置を示した正面図。 半導体レーザーの出力低下時の対応策を示すフローチャート。 レンズ間距離とホワイトバランスとの関係を示す説明図。 （ａ）は第１変形例の回転蛍光板の正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１矢視断面図。 （ａ）は第２変形例の回転蛍光板の正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ１−Ｃ１矢視断面図。 第２実施形態の照明装置の概略構成を示す図。 （ａ）は本変形例の蛍光発光素子の正面図、（ｂ）は（ａ）のＤ１−Ｄ１矢視断面図。

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。

（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。

（第１実施形態）
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（黄色光）とを混ぜることによって照明光（白色光）ＷＬを得るものであり、後述する本発明を適用した照明装置を用いている。照明装置２は、均一な照度分布を有するように調整（色ムラが無いように調整）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については、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（画像）が表示される。

（照明装置）
次に、本実施形態の照明装置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、光源１１０、アフォーカル光学系１１、ホモジナイザー光学系１２、集光光学系２０、回転蛍光板（波長変換素子）３０、モーター５０、コリメート光学系６０、第１レンズアレイ１２０および第２レンズアレイ１３０からなるインテグレータ光学系３１、光量モニター用ミラー３６、間隔調整装置３９、偏光変換素子１４０及び重畳レンズ１５０を備える。

光源１１０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を射出する複数の半導体レーザー１１０Ａから構成される。複数の半導体レーザー１１０Ａは、照明光軸１００ａｘと直交する一平面内において、アレイ状に配置されている。
なお、光源１１０としては、４４５ｎｍ以外の波長（例えば、４６０ｎｍ）の青色光を射出する半導体レーザーを用いることもできる。

アフォーカル光学系１１は、例えば、凸レンズ１１ａおよび凹レンズ１１ｂを備える。アフォーカル光学系１１は、光源１１０から射出された青色光の光束（複数のレーザー光からなる光束）の光束径を小さくする。
なお、アフォーカル光学系１１と光源１１０との間にコリメーター光学系を配置し、アフォーカル光学系１１に入射する励起光を平行光束に変換するようにしても良い。

ホモジナイザー光学系１２は、例えば、第１マルチレンズアレイ（第１のマルチレンズアレイ）１２ａおよび第２マルチレンズアレイ（第２のマルチレンズアレイ）１２ｂを備える。ホモジナイザー光学系１２は、励起光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。

ホモジナイザー光学系１２は、第１マルチレンズアレイ１２ａの複数の小レンズ各々から射出された複数の小光束を、集光光学系２０と協同して、蛍光体層４５（後述）上で互いに重畳させる。これにより、蛍光体層４５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。

集光光学系２０は、第１レンズ２０ａ及び第２レンズ２０ｂを備える。集光光学系２０は、ホモジナイザー光学系１２から回転蛍光板３０までの光路中に配置され、青色光（励起光）を略集光した状態で蛍光体層４５に入射させる。本実施形態において、第１レンズ２０ａ及び第２レンズ２０ｂは、それぞれ凸レンズからなる。

コリメート光学系６０は、第１コリメートレンズ６２と、第２コリメートレンズ６４とを備え、回転蛍光板３０からの光を略平行化する。第１コリメートレンズ６２及び第２コリメートレンズ６４は、凸レンズからなる。

第１レンズアレイ１２０は、コリメート光学系６０からの光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１２２を有する。複数の第１小レンズ１２２は、照明光軸１００ａｘ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１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する。第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に結像させる。複数の第２小レンズ１３２は照明光軸１００ａｘ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と偏光変換素子１４０との間の光路上に、光量モニター用ミラー３６が設けられている。光量モニター用ミラー３６は、照明光軸１００ａｘに対して４５°の角度をなすように配置されている。光量モニター用ミラー３６は、入射した光の一部を透過し、残りを反射する。光量モニター用ミラー３６を透過した光は偏光変換素子１４０に入射し、光量モニター用ミラー３６で反射した光は間隔調整装置３９に入射する。間隔調整装置３９の詳細な構成については後述する。

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１５０は、偏光変換素子１４０からの各部分光束を集光して液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域近傍に重畳させる。第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び重畳レンズ１５０は、回転蛍光板３０からの光の面内光強度分布を均一にするインテグレーター光学系を構成する。

回転蛍光板３０は、図２に示したように、モーター５０により所定の回転軸の周りに回転可能な円板（基板）４０上に、蛍光体層４５および光拡散部４４が設けられている。蛍光体層４５は、第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３を含む。第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３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。第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３は、青色光Ｂによって励起されることで、該青色光Ｂを黄色の蛍光Ｙに変換する。

円板４０は、青色光Ｂを透過する材料からなる。円板４０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。

図３（ａ）は回転蛍光板３０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、第１蛍光体層４２は、円板４０の径方向外側において、該円板４０の周方向に沿うようにリング状に配置されている。第２蛍光体層４３は、円板４０の径方向内側において、該円板４０の周方向に沿うようにリング状に配置されている。光拡散部４４は、第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３に挟まれるようにリング状に形成されている。すなわち、光拡散部４４、第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３は、円板４０の回転軸の周りに同心円状に設けられている。

光拡散部４４は、例えば、複数のマイクロレンズにより構成される。なお、光拡散部４４は、例えば、ホログラフィック拡散板、スリガラスを用いてもよい。

なお、第１蛍光体層４２と円板４０との間と、第２蛍光体層４３と円板４０との間それぞれには、不図示のダイクロイックミラーが形成されている。このダイクロイックミラーは、青色光Ｂを透過させ、蛍光Ｙを反射する特性を有している。

青色光Ｂは、回転蛍光板３０上に円形状のスポットＢＳを構成する。青色光ＢのスポットＢＳ内には、第１蛍光体層４２、第２蛍光体層４３および光拡散部４４が含まれる。

図３（ｂ）に示すように、スポットＢＳの中心ＢＣを含む回転蛍光板３０の断面において、光拡散部（第３の光学素子）４４は、第１蛍光体層（第１の光学素子）４２および第２蛍光体層（第２の光学素子）４３の間（スポットＢＳの中心ＢＣ）に配置されている。すなわち、第１蛍光体層４２、第２蛍光体層４３および光拡散部４４は、図３（ｂ）に示した断面において、スポットＢＳの中心ＢＣに関して対称に設けられている。

本実施形態では、青色光ＢのスポットＢＳにより蛍光体層４５（第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３）及び光拡散部４４が同時に照射される。
光拡散部４４は、スポットＢＳ内の青色光Ｂの一部の青色光Ｂ１を拡散させて射出する。また、第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３は、それぞれ同じ色相の蛍光Ｙ１，蛍光Ｙ２を射出する。以下、第１蛍光体層４２から射出された蛍光Ｙ１と第２蛍光体層４３から射出された蛍光Ｙ２とを合わせて、蛍光Ｙと称する。光拡散部４４で拡散された青色光Ｂ１と蛍光体層４５からの黄色の蛍光Ｙとが合成されることで白色の照明光ＷＬが生成される。

本実施形態において、青色光Ｂ１の主光線１００ａｘ２は、スポットＢＳの中心ＢＣと概ね一致している。また、蛍光Ｙの見掛け上の全体としての主光線（所定の色相の光の主光線）１００ａｘ１は、スポットＢＳの中心ＢＣと概ね一致している。

ここで、本実施形態において、スポットＢＳ内に含まれる蛍光体層４５の中心には、光拡散部４４が配置されており、主光線が実際には存在していない。そのため、上記説明では、蛍光Ｙの主光線を、見掛け上の全体としての主光線１００ａｘ１と称すことにした。なお、以下の説明では、見掛け上の全体としての主光線１００ａｘ１を「蛍光の主光線１００ａｘ１」と称すこともある。

このように、本実施形態の照明装置２によれば、青色光Ｂ１の主光線１００ａｘ２と蛍光Ｙの主光線１００ａｘ１とを互いに一致させることができる。よって、青色光Ｂおよび蛍光Ｙを合成することで、照明ムラの発生が低減された白色の照明光ＷＬを生成することができる。このような照明装置２を備えた本実施形態のプロジェクター１は、照明ムラが低減された明るく画像品質に優れた表示を行うことが可能である。

ところで、照明装置２においては、照明光ＷＬのホワイトバランスが変化することがある。その原因としては、例えば、半導体レーザー１１０Ａの故障や経時劣化が挙げられる。

この問題に対して、本実施形態では、回転蛍光板３０上に形成される青色光ＢのスポットＢＳの大きさを調整することとした。本実施形態では、ホモジナイザー光学系１２の第１マルチレンズアレイ１２ａと第２マルチレンズアレイ１２ｂとの間の間隔（レンズ間距離）を調整する間隔調整装置３９を備えている。
本実施形態におけるホモジナイザー光学系１２および間隔調整装置３９は、特許請求の範囲における「スポット調整光学系」に対応する。

初期状態では、第１マルチレンズアレイ１２ａが備える小レンズ１２ａｍの焦点位置に第２マルチレンズアレイ１２ｂが配置されている。この場合、第２マルチレンズアレイ１２ｂ上に２次光源像が形成される。

例えば、レンズ間距離を拡げると、２次光源像は、第２マルチレンズアレイ１２ｂよりも第１マルチレンズアレイ１２ａに近い位置に形成される。第２マルチレンズアレイ１２ｂが備える複数の小レンズ１２ｂｍ各々を透過した光は集光光学系２０によって集光され、回転蛍光板３０（蛍光体層４５および光拡散部４４）の先で結像するが、各々の光の結像位置は、２次光源像の形成位置の違いに対応して、初期状態よりもレンズ間距離を拡げた場合の方が回転蛍光板３０に近くなる。そのため、回転蛍光板３０に入射する青色光ＢのスポットＢＳのサイズは、初期状態よりもレンズ間距離を拡げた場合の方が小さくなる。
また、回転蛍光板３０に入射する青色光ＢのスポットＢＳのサイズを大きくする場合には、初期状態よりもレンズ間距離を小さくすればよい。

このような構成に基づき、間隔調整装置３９は、第１マルチレンズアレイ１２ａと第２マルチレンズアレイ１２ｂとの間の間隔を変更することによって、回転蛍光板３０上に形成される青色光ＢのスポットＢＳの大きさを調整することが可能である。

続いて、間隔調整装置３９の具体的な構成について説明する。図４は、間隔調整装置３９の概略構成を示す図である。

図４に示すように、間隔調整装置３９は、ベース部５１と、第１マルチレンズアレイ１２ａの下部を保持する第１保持部５２と、第２マルチレンズアレイ１２ｂの下部を保持する第２保持部５３と、駆動機構５４と、センサーユニット５８と、センサーユニット５８の検出結果に基づき駆動機構５４を制御する制御装置５５と、を含む。なお、第１保持部５２および第２保持部５３は、レンズへの入射光を遮らない位置で該マルチレンズアレイ１２ａ，１２ｂを保持する。

ベース部５１は、第１保持部５２および第２保持部５３を支持する。第１保持部５２は、ベース部５１の上面５１ａに固定されている。第２保持部５３は、第１保持部５２に対して所定の間隔を保持した状態でベース部５１の上面５１ａに配置される。第２保持部５３は、後述の駆動機構５４によりベース部５１の上面５１ａを移動可能とされており、第１保持部５２との間の間隔を調整可能とされている。第１保持部５２および第２保持部５３の間には、バネ部材５６が配置されている。第２保持部５３には、上記間隔を拡げるようにバネ部材５６によって付勢された状態となっている。

駆動機構５４は、ネジ部５４ａと該ネジ部５４ａを駆動させる駆動部５４ｂとを含む。ネジ部５４ａは、先端部が第２保持部５３の側面に当接している。駆動部５４ｂは、ベース部５１の上面５１ａの取付部５７に対してネジ部５４ａを移動させる。これにより、ネジ部５４ａは、先端部が図３中の左右方向に沿って移動する。

ネジ部５４ａの先端部が図３において右方向に移動すると、第２保持部５３が右側に移動する。また、ネジ部５４ａの先端部が左方向に移動すると、バネ部材５６の付勢力によって第２保持部５３が左側に移動する。このようにして、間隔調整装置３９はレンズ間距離を調整する。

本実施形態において、間隔調整装置３９はセンサーユニット５８の検出結果に基づきレンズ間距離を調整する。センサーユニット５８は、蛍光Ｙの強度を検出することによって励起光ＢＬｓの出力の変化を間接的に検出することができる。

図５はセンサーユニット５８の概略構成を示す図である。図６は偏光変換素子１４０に対するミラーの配置位置を示した正面図である。
図５に示すように、センサーユニット５８は、青色光Ｂの強度を検出する青色光用センサー６５と、黄色の蛍光Ｙの強度を検出する黄色光用センサー６６と、青色光Ｂと黄色の蛍光Ｙとを分離するダイクロイックミラー６７と、を備えている。光量モニター用ミラー３６から取り出された照明光ＷＬの一部は、センサーユニット５８に入射し、ダイクロイックミラー６７により青色光Ｂと黄色の蛍光Ｙとに分離される。青色光Ｂは、青色光用センサー６５により強度が検出される。黄色の蛍光Ｙは、黄色光用センサー６６により強度が検出される。

センサーユニット５８からの青色光Ｂの強度と黄色の蛍光Ｙの強度の検出結果は、制御装置５５に出力される。制御装置５５は、青色光Ｂの強度と黄色の蛍光Ｙの強度との比が基準値に近づくように、後述のように間隔調整装置３９（駆動機構５４）による間隔調整動作を制御する。青色光Ｂの強度と黄色の蛍光Ｙの強度との比の基準値は、センサーユニット５８により測定された、プロジェクター１の使用開始時点の初期の青色光Ｂの強度と黄色の蛍光Ｙの強度とに基づいて決定された値であってもよい。もしくは、青色光Ｂの強度と黄色の蛍光Ｙの強度との比の基準値として、プロジェクター１における設計値を用いてもよい。

図６に示すように、光量モニター用ミラー３６は、偏光変換素子１４０の光入射領域Ｒを避けて配置された保持部材４８によって保持されている。偏光変換素子１４０の光入射領域Ｒとは、インテグレータ光学系３１から射出された複数の小光束各々が入射する領域である。

本実施形態において、光量モニター用ミラー３６は、インテグレータ光学系３１から射出された複数の小光束のうち一つの光束Ｚの光路上に設けられている。そのため、光量モニター用ミラー３６によって照明光ＷＬのうちの一部を取り出したとしても、被照明領域である光変調装置４Ｒ、４Ｇ、４Ｂ上において照度ムラが生じることはない。したがって、光量モニター用ミラー３６は、必ずしも半透過反射ミラーでなくてもよい。

ここで、プロジェクター使用時の経時変化により半導体レーザー１１０Ａから射出される光の量が低下した場合を想定する。この場合に生じる半導体レーザー１１０Ａの出力低下に対する本実施形態の対応策の考え方を、図７のフローチャートに基づいて説明する。

半導体レーザー１１０Ａの出力が低下すると（図７のステップＳ１）、それに伴って蛍光体層４５を励起させる青色光Ｂの光量が低下する。青色光Ｂの光量が低下することは、青色光Ｂの光密度（単位面積あたりの光量）が低下することと等価である（図７のステップＳ２）。蛍光体は、一般的に、励起光の光密度が低下すると、励起光を蛍光光に変換する効率が上昇する、という特性を有している。したがって、青色光Ｂの光量が低下したとしても、蛍光体層４５から射出される蛍光Ｙの光量は増加する（図７のステップＳ３）。ここでは、蛍光Ｙの光量が増加する場合を例にとって説明するが、青色光Ｂの光量が大きく低下した場合には、蛍光Ｙの光量は減少する。しかし、いずれの場合もホワイトバランスが崩れる。

ここで、半導体レーザー１１０Ａの出力の低下に伴って、青色光Ｂの光量は低下している。しかしながら、蛍光体の変換効率が上昇しているため、青色光Ｂの光量に対して蛍光Ｙの光量は相対的に増加する（図７のステップＳ４）。その結果、青色光Ｂと黄色の蛍光Ｙとの比率が変化し、経時変化前に対して照明光ＷＬのホワイトバランスが崩れ（図７のステップＳ５）、照明光ＷＬは黄色味を帯びた白色光に変化する。

ここで、光量モニター用ミラー３６から取り出された光に含まれる青色光Ｂの光量（強度）と黄色の蛍光Ｙの光量（強度）とが、センサーユニット５８により測定される（図７のステップＳ６）。制御装置５５には、プロジェクター１の使用開始時点に測定された青色光強度と黄色光強度との比が基準値として記憶されている。制御装置５５は、センサーユニット５８が検出した現在の青色光強度と黄色光強度との比と記憶済みの基準値とを比較する。その結果、現在の青色光強度と黄色光強度との比と基準値との差が許容範囲を超えている場合、現在の青色光強度と黄色光強度との比が基準値（初期値）に近付くように、間隔調整装置３９を駆動する。

ここで、第１マルチレンズアレイ１２ａおよび第２マルチレンズアレイ１２ｂ間の距離を変更することでホワイトバランスを改善できることを図８（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図８（ａ）、（ｂ）は、レンズ間距離とホワイトバランスとの関係を説明するための図である。

黄色味を帯びた照明光ＷＬのホワイトバランスを改善するためには、蛍光Ｙの光量に対する青色光Ｂ１の光量の比を大きくすれば良い。そのためには、蛍光体層４５に入射する青色光Ｂの光量に対する光拡散部４４に入射する青色光Ｂの光量の比を大きくすれば良い。

この場合、間隔調整装置３９は、駆動機構５４によりネジ部５４ａの先端部を図４における左方向に移動させる。すると、第２保持部５３が左側に移動し、第１保持部５２に保持された第１マルチレンズアレイ１２ａと、第２保持部５３に保持された第２マルチレンズアレイ１２ｂとの間の間隔が拡がる（図７のステップＳ７）。これにより、青色光ＢのスポットＢＳのサイズが小さくなる。

図８（ａ），８（ｂ）に示すように、光拡散部４４における光照射領域の面積をＳＢとし、蛍光体層４５における光照射領域の面積をＳＹとする。ただし、面積ＳＹは、第１蛍光体層４２における光照射領域の面積と第２蛍光体層４３における光照射領域の面積の合計である。

図８（ａ）は、スポットＢＳが比較的小さい場合であり、図８（ｂ）は、スポットＢＳが比較的大きい場合である。図８（ａ），８（ｂ）からわかるように、面積ＳＹに対する面積ＳＢの比は、スポットＢＳが小さいほど大きい。したがって、スポットＢＳを小さくすることによって、蛍光Ｙの光量に対する青色光Ｂ１の光量の比が大きくなるため、ホワイトバランスの崩れが改善される（図７のステップＳ８）。

本実施形態では、間隔調整装置３９は、スポットＢＳのサイズを調整する際、上記面積Ｓ_Ｂおよび面積Ｓ_Ｙの比が、下記式（１）を満たすように調整している。これにより、照明光ＷＬのホワイトバランスを適切な色温度内（例えば、５０００〜９０００Ｋ）で調整することが可能となっている。

０．１３５＜Ｓ_Ｂ／Ｓ_Ｙ＜０．３ 式（１）

上記説明では、半導体レーザー１１０Ａの出力が低下した場合にホワイトバランスを改善する場合を説明したが、プロジェクター使用時の経時変化により蛍光体層４５が劣化することも想定される。この場合、相対的に蛍光Ｙの光量が減少するため、合成光（照明光ＷＬ）は青色味を帯びた白色光に変化する。

このような青色味を帯びた照明光ＷＬのホワイトバランスを改善するためには、蛍光Ｙの光量に対する青色光Ｂ１の光量の比を小さくすれば良い。そのためには、蛍光体層４５に入射する青色光Ｂの光量に対する光拡散部４４に入射する青色光Ｂの光量の比を小さくすれば良い。

この場合、間隔調整装置３９は、駆動機構５４によりネジ部５４ａの先端部を図４における右方向に移動させる。すると、第２保持部５３が右側に移動し、第１保持部５２に保持された第１マルチレンズアレイ１２ａと、第２保持部５３に保持された第２マルチレンズアレイ１２ｂとの間の間隔が狭まる（図７のステップＳ７）。これにより、青色光ＢのスポットＢＳのサイズが大きくなる。

図８（ａ），８（ｂ）からわかるように、面積ＳＹに対する面積ＳＢの比は、スポットＢＳが大きいほど小さい。したがって、スポットＢＳを大きくすることによって、蛍光Ｙの光量に対する青色光Ｂ１の光量の比が小さくなるため、ホワイトバランスの崩れが改善される（図７のステップＳ８）。

以上説明したように、本実施形態の照明装置２によれば、センサーユニット５８が検出した青色光強度と黄色光強度とに基づいて青色光ＢのスポットＢＳの大きさを調整することで、半導体レーザー１１０Ａ、蛍光体層、或いは、その他の光学部品の経時変化に起因するホワイトバランスのずれを補正することができる。

本実施形態では、ホワイトバランスを調整するために、スポットＢＳの大きさを調整した際に、青色光Ｂ１の主光線１００ａｘ２と蛍光Ｙの主光線１００ａｘ１とがスポットＢＳの中心ＢＣから移動することが無い。
したがって、照明ムラの発生を抑えつつ、ホワイトバランスを精度良く調整することができる。本実施形態によれば、照明装置２を備えたことにより、画像のホワイトバランスに優れ、照明ムラが低減された表示品質の高いプロジェクター１を実現することができる。

なお、ホワイトバランスの調整を行うタイミングとして、例えばプロジェクター１の主電源投入直後に行う設定とすることが望ましい。その理由は、プロジェクター１の主電源投入直後に調整が行われる構成であれば、使用者に画像の色味の変化が認識されにくいからである。ただし、ホワイトバランスの調整をプロジェクター１の主電源投入直後だけに行ったのでは、プロジェクター１の使用中にホワイトバランスがずれた場合に対応できない。したがって、プロジェクター１の使用中であっても所定の時間間隔でホワイトバランスの調整を行ってもよい。

（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、蛍光体層の構造であり、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（ａ）は第１変形例の回転蛍光板３０Ａの正面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ１−Ｂ１矢視による断面図である。
図９（ａ）に示すように、本変形例の回転蛍光板（波長変換素子）３０Ａは、円板４０と、蛍光体層１４５と、光拡散部４４とを有している。蛍光体層１４５は、円板４０の周方向に沿うようにリング状に配置されている。

蛍光体層１４５は、第１の蛍光体部１４５ａ、第２の蛍光体部１４５ｂおよび第３の蛍光体部１４５ｃを含む。
第１の蛍光体部１４５ａは、平面視した状態において、円板４０の径方向外側にリング状に形成された部分である。
第２の蛍光体部１４５ｂは、平面視した状態において、円板４０の径方向内側にリング状に形成された部分である。
第３の蛍光体部１４５ｃは、平面視した状態において、光拡散部４４と重なるようにリング状に形成された部分である。

第１の蛍光体部１４５ａおよび第２の蛍光体部１４５ｂは厚みが同じであり、第３の蛍光体部１４５ｃは第１の蛍光体部１４５ａおよび第２の蛍光体部１４５ｂに比べて厚みが薄く設定されている。そのため、蛍光体層１４５は、第３の蛍光体部１４５ｃに対応する部分において内側に凹んだ形状を呈している。光拡散部４４は、第３の蛍光体部１４５ｃの上の凹みに嵌合することでリング状に配置されている。

本変形例において、第１の蛍光体部１４５ａは特許請求の範囲に記載の「第１の光学素子」を構成し、第２の蛍光体部１４５ｂは特許請求の範囲に記載の「第２の光学素子」を構成する。また、第３の蛍光体部１４５ｃおよび光拡散部４４の積層体が特許請求の範囲に記載の「第３の光学素子」を構成する。

本変形例では、図９（ｂ）に示すように、青色光ＢのスポットＢＳにより第１の蛍光体部１４５ａおよび第２の蛍光体部１４５ｂと、光拡散部４４および第３の蛍光体部１４５ｃとが同時に照射される。

光拡散部４４は、スポットＢＳ内の青色光Ｂの一部を拡散させて拡散光を射出する。厚みが薄い第３の蛍光体部１４５ｃは蛍光を僅かに射出する。
また、第１の蛍光体部１４５ａおよび第２の蛍光体部１４５ｂは、それぞれ同じ色相の蛍光Ｙ１，蛍光Ｙ２を射出する。光源１１０からの青色光Ｂのうち光拡散部４４で拡散された青色光Ｂ１と蛍光体層１４５からの黄色の蛍光Ｙとが合成されることで白色の照明光ＷＬが生成される。

本変形例においても、スポットＢＳの大きさを調整した際に、青色光Ｂ１の主光線１００ａｘ２と蛍光Ｙの主光線１００ａｘ１とがスポットＢＳの中心ＢＣから移動することが無いため、照明ムラの発生を抑えつつ、ホワイトバランスを精度良く調整することができる。

（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、光拡散部の構造であり、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１０（ａ）は第２変形例の回転蛍光板３０Ｂの正面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＣ１−Ｃ１矢視による断面図である。
図１０（ａ）に示すように、本変形例の回転蛍光板（波長変換素子）３０Ｂは、円板４０と、蛍光体層４５と、光拡散部４４Ａとを有している。光拡散部４４Ａは、第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３の間にリング状に配置されている。

本変形例では、光拡散部４４Ａは、円板４０の表面４０ａに設けられた凹凸部から構成される。この凹凸部は、例えば、サンドブラスト法を用いることで円板４０の表面４０ａに形成される。なお、第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３は、表面４０ａの凹凸部上に積層されている。

本変形例においても、図１０（ｂ）に示すように、青色光ＢのスポットＢＳにより蛍光体層４５（第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３）及び光拡散部４４Ａが同時に照射される。

本変形例においても、スポットＢＳの大きさを調整した際に、青色光Ｂ１の主光線１００ａｘ２と蛍光Ｙの主光線１００ａｘ１とがスポットＢＳの中心ＢＣから移動することが無いため、照明ムラの発生を抑えつつ、ホワイトバランスを精度良く調整することができる。

（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実施形態では、透過型の回転蛍光板を用いる場合を例に挙げたが、本実施形態の照明装置は反射型の回転蛍光板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、本実施形態の照明装置２Ａ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１１と、ホモジナイザー光学系１２と、偏光分離素子５０Ａを含む光学素子２５Ａと、位相差板２６と、ピックアップ光学系２７と、回転蛍光板（波長変換素子）３０Ｃと、インテグレータ光学系３１と、光量モニター用ミラー３６と、間隔調整装置３９と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０とを概略備えている。

アレイ光源２１は、複数の半導体レーザー２１ａが配列されたものからなる。具体的には、光軸ａｘ１と直交する面内に複数の半導体レーザー２１ａがアレイ状に並ぶことによって構成されている。第１の光源部２１Ａの光軸を光軸ａｘ１とする。また、後述する第２の光源部２１Ｂ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。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１１と、ホモジナイザー光学系１２と、光学素子２５Ａ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、回転蛍光板３０Ｃと、ピックアップ光学系２７と、位相差板２６と、光学素子２５Ａと、インテグレータ光学系３１と、偏光変換素子１４０と、重畳レンズ１５０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、励起光（青色光）ＢＬを射出する。また、各半導体レーザー２１ａから射出される励起光ＢＬは、コヒーレントな直線偏光の光であり、偏光分離素子５０Ａに向かって光軸ａｘ１と平行に射出される。

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（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１１に入射する。

ホモジナイザー光学系１２からの励起光ＢＬは、偏光分離素子５０Ａを介して回転蛍光板３０Ｃに入射する。

光学素子２５Ａは、波長選択性を有する偏光分離素子５０Ａを備える。

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偏光成分とＰ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と回転蛍光板３０Ｃ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を回転蛍光板３０Ｃに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。

回転蛍光板３０Ｃは、モーター５０により回転可能な円板４０Ａ上に、第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３を含む蛍光体層４５と、光拡散部４４Ｂとが設けられている。

本実施形態において、円板４０Ａは、蛍光Ｙを反射する鏡面反射面を含み、第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３で生成された蛍光Ｙの一部を反射する。
円板４０Ａの材料としては、例えば、金属材料等を用いることができる。なお、円板４０Ａは、全体が金属から構成されている必要は無く、例えば、樹脂製の円板における青色光Ｂが入射する面に反射膜（例えば、Ａｇ膜等）を形成したものであってもよい。

本実施形態の光拡散部４４Ｂは、例えば、Ａｇ等の光反射性に優れた金属部材から構成されている。光拡散部４４Ｂは、拡散反射面を含む。拡散反射面は、励起光ＢＬｃのうち一部の光ＢＬｃ１をピックアップ光学系２７に向かって拡散反射する機能を有している。

光拡散部４４Ｂ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４５から偏光分離素子５０Ａに向かって射出された蛍光（黄色光）Ｙ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Ｙは非偏光であるため、位相差板２６を通過した後も非偏光のまま偏光分離素子５０Ａに入射する。そして、この蛍光Ｙ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（光ＢＬｐ）及び蛍光Ｙが合成されることによって、照明光（白色光）ＷＬが得られる。この照明光ＷＬは、偏光分離素子５０Ａを透過した後に、第１レンズアレイ１２０に入射する。

本実施形態においても、励起光ＢＬｃが蛍光体層４５（第１蛍光体層４２および第２蛍光体層４３）及び光拡散部４４Ｂを同時に照射するようになっている。そのため、光拡散部４４Ｂで拡散反射された青色光（光ＢＬｃ１）の主光線と、蛍光Ｙの主光線とが互いに一致したものとなっている。よって、これらの光が合成されることによって得られる照明光（白色光）ＷＬは照明ムラの発生が低減されたものとなる。

第１実施形態と同様に、第２レンズアレイ１３０と偏光変換素子１４０との間の光路上に、光量モニター用ミラー３６が設けられている。

本実施形態においても、検出した青色光強度と黄色光強度とに基づいて、間隔調整装置３９がホモジナイザー光学系１２のマルチレンズアレイ１２ａおよびマルチレンズアレイ１２ｂ間の間隔を調整する。これにより、青色光ＢのスポットＢＳの大きさが調整され、上記実施形態で説明したように、ホワイトバランスのずれを補正することが可能である。

以上のように、本実施形態の照明装置２Ａによれば、照明ムラの発生を抑えつつ、ホワイトバランスを精度良く調整することができる。したがって、この照明装置２を備えたプロジェクターによれば、画像のホワイトバランスに優れ、照明ムラが低減された明るく表示品質の高いものとなる。

（第２実施形態の変形例）
続いて、第２実施形態の変形例について説明する。本変形例と第２実施形態との違いは、蛍光体層の構造であり、それ以外の構成は共通である。そのため、以下では第２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１２（ａ）は本変形例の蛍光発光素子（波長変換素子）２８の正面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＤ１−Ｄ１矢視による断面図である。
図１２（ａ）に示すように、本変形例の蛍光発光素子２８は、蛍光体層３２および光拡散部３３と、これら蛍光体層３２および光拡散部３３を支持する基板３４とを有している。蛍光発光素子２８では基板３４とは反対側から励起光ＢＬｃが蛍光体層３２に入射する。

蛍光体層３２は、励起光ＢＬｃを吸収して励起される蛍光体を含み、この励起光ＢＬｃにより励起された蛍光体は蛍光Ｙを生成する。

本実施形態では、基板３４の蛍光体層３２を支持する面とは反対側の面に、ヒートシンク３５を配置している。蛍光発光素子２８は、このヒートシンク３５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。

光拡散部３３は、拡散反射面を含む。拡散反射面は、励起光ＢＬｃのうち一部の光ＢＬｃ１をピックアップ光学系２７に向かって拡散反射する。

基板３４は、蛍光体層３２で生成された蛍光の一部を反射する。基板３４は、蛍光を反射する鏡面反射面を含む。基板３４の材料としては、例えば、金属材料等を用いることができる。

蛍光発光素子２８では、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３４に固定されている。

図１２（ｂ）に示すように、光拡散部３３は基板３４の中央に配置されている。蛍光体層３２は光拡散部３３の周囲を囲むように基板３４上に配置されている。
本変形例において、励起光ＢＬｃは、基板３４上に円形状のスポットＢＳを構成する。励起光ＢＬｃのスポットＢＳ内には、蛍光体層３２および光拡散部３３が含まれる。

図１２（ａ）に示したように、スポットＢＳの中心ＢＣを含む蛍光発光素子２８の断面において、光拡散部（第３の光学素子）３３は、蛍光体層３２の左側部分（第１の光学素子）３２ａと、蛍光体層３２の右側部分（第２の光学素子）３２ｂとの間（スポットＢＳの中心ＢＣ）に配置されている。すなわち、蛍光体層３２の左側部分３２ａおよび蛍光体層３２の右側部分３２ｂと光拡散部３３とは、図１２（ａ）に示した断面において、スポットＢＳの中心ＢＣに関して対称に設けられている。蛍光体層３２の左側部分３２ａと蛍光体層３２の右側部分３２ｂとは、平面視において一体に設けられている。

本変形例においても、励起光ＢＬｃが蛍光体層３２（左側部分３２ａおよび右側部分３２ｂ）及び光拡散部３３を同時に照射するようになっている。そのため、光拡散部３３で拡散反射された青色光ＢＬｃ１の主光線と蛍光Ｙの主光線とが互いに一致するので、これらの光が合成された照明光（白色光）ＷＬは照明ムラの発生が低減されたものとなる。
したがって、本変形例においても、上記第２実施形態と同様、照明ムラの発生を抑えつつ、ホワイトバランスを精度良く調整することが可能である。

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、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。さらに、光変調装置としては、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。

また、上記実施形態では、第１の光学素子および第２の光学素子が蛍光体層からなり、第３の光学素子が光拡散素子からなる場合を例示したが、第１の光学素子および第２の光学素子が光拡散素子からなり、第３の光学素子が蛍光体層であってもよい。

また、第１の光学素子および第２の光学素子が第１の色光（黄色光）を射出する蛍光体層からなり、第３の光学素子が第２の色光（黄色以外の光）を射出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。

Ｂ…青色光（励起光）、ＢＳ…スポット、ＢＣ…スポットの中心、１…プロジェクター、２，２Ａ，２Ｂ…照明装置、４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ…光変調装置、１２…ホモジナイザー光学系、１２ａ…第１マルチレンズアレイ（第１のマルチレンズアレイ）、１２ｂ…第２マルチレンズアレイ（第２のマルチレンズアレイ）、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ…回転蛍光板（波長変換素子）、３２ａ…蛍光体層３２の左側部分（第１の光学素子）、３２ｂ…蛍光体層３２の右側部分（第２の光学素子）、３３…光拡散部（第３の光学素子）、３９…間隔調整装置、４２…第１蛍光体層（第１の光学素子）、４３…第２蛍光体層（第２の光学素子）、４４…光拡散部（第３の光学素子）、１１０…光源（光源装置）、６００…投写光学系。

Claims (6)

1. 励起光を射出する光源装置と、波長変換素子と、該波長変換素子上に形成される前記励起光のスポットの大きさを調整するスポット調整光学系と、を備え、
   前記励起光によって前記波長変換素子の上に形成されるスポットの中心を含む前記波長変換素子の一の断面において、前記波長変換素子は、第１の光学素子と、第２の光学素子と、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子間に設けられた第３の光学素子と、を有し、
   前記第３の光学素子は、前記スポットの中心に配置されており、
   前記第１の光学素子から射出される光の色相は、前記第２の光学素子から射出される光の色相と同じであり、
   前記スポット調整光学系は、前記励起光が入射する第１のマルチレンズアレイと、前記第１のマルチレンズアレイの後段に設けられた第２のマルチレンズアレイと、間隔調整装置と、を備え、
   前記間隔調整装置は、前記第１のマルチレンズアレイと前記第２のマルチレンズアレイとの間の間隔を調整することでスポット調整を行う
   照明装置。
2. 前記波長変換素子は、所定の回転軸の周りに回転可能であり、
   前記第１の光学素子、前記第２の光学素子および前記第３の光学素子は、前記回転軸の周りに同心円状に設けられている
   請求項１に記載の照明装置。
3. 前記断面において、前記第１の光学素子、前記第２の光学素子および前記第３の光学素子は、前記スポットの中心に関して対称に設けられている
   請求項１または２に記載の照明装置。
4. 平面視した状態において、前記第１の光学素子および前記第２の光学素子は、一体に設けられている
   請求項１に記載の照明装置。
5. 前記第１の光学素子および前記第２の光学素子は、それぞれ蛍光体層からなり、
   前記第３の光学素子は、拡散素子からなる
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 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、
   前記照明装置として、請求項１〜５のいずれ一項に記載の照明装置を用いる
   プロジェクター。

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