JP7491143B2 - 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。

プロジェクターに用いる光源装置として、発光素子から射出された励起光を蛍光体に照射した際に蛍光体から発せられる蛍光を利用した光源装置が従来から提案されている。

下記特許文献１には、青色の励起光を射出する光源と、励起光を蛍光に変換する波長変換素子と、励起光を反射し、蛍光を透過するダイクロイックミラーと、ダイクロイックミラーから射出される励起光を波長変換素子に導く集光レンズユニットと、を備える光源装置が開示されている。

特開２０１７-１９４５２３号公報

特許文献１の光源装置においては、波長変換素子から反射される励起光の一部がダイクロイックミラーで反射されて光源側に戻るため、照明光として利用可能な青色光の一部に損失が生じることで光利用効率が低下するという問題があった。

上記の課題を解決するために、本発明の第１態様によれば、第１波長帯の第１光を射出する光源と、前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と、前記第１波長帯の前記第１光の一部を反射して前記波長変換素子に入射させ、前記第１波長帯の前記第１光の他の一部と前記波長変換素子から射出される前記第２波長帯の前記第２光とを透過させる、第１光学素子と、前記第１光学素子を透過した前記第１波長帯の前記第１光の前記他の一部を、前記第１光学素子を透過した前記第２波長帯の前記第２光の進行方向に反射させ、前記波長変換素子から射出される前記第２波長帯の前記第２光を透過させる第２光学素子と、を備える照明装置が提供される。

本発明の第２態様によれば、第１波長帯の第１光を射出する光源と、前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と、前記第１光のうち第１方向に偏光する第１偏光成分を反射し、前記第１光のうち前記第１方向と交差する第２方向に偏光する第２偏光成分の少なくとも一部を透過する第１光学素子と、前記第１光学素子を透過した前記第２偏光成分を、前記第１方向に偏光する光に変換する位相差板と、前記位相差板を透過した前記第２偏光成分を前記位相差板に向けて反射する反射層と、を有する第２光学素子と、を備える照明装置が提供される。

本発明の第３態様によれば、本発明の第１態様又は第２態様の照明装置と、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装置と、を備えるプロジェクターが提供される。

実施形態に係るプロジェクターの概略構成図である。 照明装置の概略構成図である。 波長変換素子の断面図である。 第１ダイクロイックミラーの光学特性の一例を示す図である。 第２ダイクロイックミラーの光学特性の一例を示す図である。 角度分布を有する青色光が入射する状態を示す図である。 第１ダイクロイックミラーの角度依存性を示すグラフである。 第１ダイクロイックミラーの角度依存性を示すグラフである。 第１ダイクロイックミラーの角度依存性を示すグラフである。 青色光の照度分布を示すシミュレーション結果である。 比較例における照度分布を示すシミュレーション結果である。 第２実施形態の照明装置の概略構成図である。 第３実施形態の照明装置の概略構成図である。 第４実施形態の照明装置の要部構成図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図面を用いて説明する。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

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。
図１は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１は、スクリーン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、投射光学装置６と、を備えている。照明装置２の構成については、後で説明する。

色分離光学系３は、第１ダイクロイックミラー７ａと、第２ダイクロイックミラー７ｂと、反射ミラー８ａと、反射ミラー８ｂと、反射ミラー８ｃと、リレーレンズ９ａと、リレーレンズ９ｂと、を備えている。色分離光学系３は、照明装置２から射出された照明光Ｌを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離し、赤色光ＬＲを光変調装置４Ｒに導き、緑色光ＬＧを光変調装置４Ｇに導き、青色光ＬＢを光変調装置４Ｂに導く。

フィールドレンズ１０Ｒは、色分離光学系３と光変調装置４Ｒとの間に配置され、入射した光を略平行化して光変調装置４Ｒに向けて射出する。フィールドレンズ１０Ｇは、色分離光学系３と光変調装置４Ｇとの間に配置され、入射した光を略平行化して光変調装置４Ｇに向けて射出する。フィールドレンズ１０Ｂは、色分離光学系３と光変調装置４Ｂとの間に配置され、入射した光を略平行化して光変調装置４Ｂに向けて射出する。

第１ダイクロイックミラー７ａは、赤色光成分を透過させ、緑色光成分および青色光成分を反射させる。第２ダイクロイックミラー７ｂは、緑色光成分を反射させ、青色光成分を透過させる。反射ミラー８ａは、赤色光成分を反射させる。反射ミラー８ｂおよび反射ミラー８ｃは、青色光成分を反射させる。

第１ダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲは、反射ミラー８ａで反射し、フィールドレンズ１０Ｒを透過して赤色光用の光変調装置４Ｒの画像形成領域に入射する。第１ダイクロイックミラー７ａで反射した緑色光ＬＧは、第２ダイクロイックミラー７ｂでさらに反射し、フィールドレンズ１０Ｇを透過して緑色光用の光変調装置４Ｇの画像形成領域に入射する。第２ダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢは、リレーレンズ９ａ、入射側の反射ミラー８ｂ、リレーレンズ９ｂ、射出側の反射ミラー８ｃ、およびフィールドレンズ１０Ｂを経て青色光用の光変調装置４Ｂの画像形成領域に入射する。

光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂのそれぞれは、入射された色光を画像情報に応じて変調し、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のそれぞれは、液晶ライトバルブから構成されている。図示を省略したが、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、入射側偏光板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の光射出側に、射出側偏光板がそれぞれ配置されている。

合成光学系５は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂから射出された各画像光を合成してフルカラーの画像光を形成する。合成光学系５は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視で略正方形状をなすクロスダイクロイックプリズムで構成されている。直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。

合成光学系５から射出された画像光は、投射光学装置６によって拡大投射され、スクリーンＳＣＲ上で画像を形成する。すなわち、投射光学装置６は、光変調装置４Ｒ、光変調装置４Ｇ、および光変調装置４Ｂにより変調された光を投射する。投射光学装置６は、複数の投射レンズで構成されている。

本実施形態の照明装置２の一例について説明する。
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、本実施形態の照明装置２は、光源１１と、拡散素子１２と、ピックアップ光学系１４と、波長変換素子１５と、均一化照明光学系１６と、光学部材１７と、を備えている。

以下においては、ＸＹＺ直交座標系を用い、光源１１から射出される青色光ＢＬの主光線に平行な軸をＸ軸と定義し、波長変換素子１５から射出される蛍光Ｙの主光線に平行な軸をＹ軸と定義し、Ｘ軸およびＹ軸に直交する軸をＺ軸と定義する。本実施形態において、光源１１の光軸ＡＸ１はＸ軸に沿う軸であり、照明装置２の照明光軸ＡＸはＹ軸に沿う軸である。なお、波長変換素子１５の光軸は照明装置２の照明光軸ＡＸと一致している。

本実施形態において、光源１１と、拡散素子１２と、光学部材１７とは光軸ＡＸ１に沿って配置される。波長変換素子１５と、ピックアップ光学系１４と、光学部材１７と、均一化照明光学系１６とは照明光軸ＡＸに沿って配置される。

光源１１は、複数の発光素子１１ａを有する。本実施形態において、光源１１は、例えば、４個の発光素子１１ａを有する。４個の発光素子１１ａは、Ｙ軸およびＺ軸に沿って２行２列に互いに離れて配置されている。なお、光源１１を構成する発光素子１１ａの数および配置は、特に限定されない。

発光素子１１ａは、青色半導体レーザーを有する。青色半導体レーザーは、例えば３８０ｎｍ～４９５ｎｍの範囲内にピーク波長を有する第１波長帯の青色光束Ｂを射出する。したがって、本実施形態の光源１１は、全体として、４本の青色光束Ｂを射出する。本明細書では、４本の青色光束Ｂをまとめて青色光ＢＬと称し、４本の青色光束Ｂ全体の中心軸を青色光ＢＬの主光線と称する。後述するように、青色光ＢＬの一部は、波長変換素子１５に含まれる蛍光体を励起させる励起光として機能する。本実施形態の青色光ＢＬは、特許請求の範囲の「第１光」に対応する。

本実施形態において、発光素子１１ａは、１個の半導体レーザーチップがパッケージ内に収容された形態、いわゆるＣＡＮパッケージ型のレーザー素子が用いられている。また、ＣＡＮパッケージ型のレーザー素子は、光射出面に設けられた凸レンズからなるコリメーターレンズによって平行化された青色光束Ｂを射出する。なお、発光素子１１ａとして、複数の半導体レーザーチップが１つのパッケージ内に収容された形態の発光素子が用いられてもよい。

発光素子１１ａは、青色光束Ｂとして所定の偏光方向を有する直線偏光を射出する。発光素子１１ａが射出する青色光束Ｂの光学部材１７に対する偏光方向は、光源１１内に発光素子１１ａを実装する向きに応じて変化する。

本実施形態の光源１１は、光学部材１７に対してＰ偏光成分として入射する青色光ＢＬの割合と、光学部材１７に対してＳ偏光成分として入射する青色光ＢＬの割合と、が等しくなるように、各発光素子１１ａを実装している。
したがって、本実施形態の光源１１は、青色光ＢＬとして、光学部材１７に対するＳ偏光ＢＬｓ及びＰ偏光ＢＬｐを半分ずつ含む直線偏光を射出する。

拡散素子１２は、光源１１から射出される青色光ＢＬを拡散させ、光学部材１７に向けて射出させる。
本実施形態の照明装置２において、波長変換素子１５上における青色光ＢＬの照度のピーク値は拡散素子１２によって低下する。拡散素子１２として、例えば光学ガラスからなる磨りガラス板、またはレンズ形状を有する複数の構造体が設けられた透光性基板等が用いられる。

拡散素子１２を透過した青色光ＢＬは光学部材１７に入射する。光学部材１７は、第１波長帯を有する青色光ＢＬの一部を反射し、励起光Ｅとして波長変換素子１５に入射させる。

励起光Ｅはピックアップ光学系１４に入射する。ピックアップ光学系１４は凸レンズ１４ａ，１４ｂを含み、励起光Ｅを集光して波長変換素子１５に入射させる。

図３は、波長変換素子１５の断面図である。
図３に示すように、波長変換素子１５は、基板４１と、反射層４２と、波長変換層４３と、構造体４４と、ヒートシンク４５と、を備える。波長変換素子１５は、ピックアップ光学系１４から射出された励起光Ｅを第１波長帯とは異なる第２波長帯の蛍光Ｙに変換する。

波長変換層４３は、励起光Ｅを黄色の蛍光Ｙに変換するセラミック蛍光体を含んでいる。第２波長帯は例えば４９０～７５０ｎｍであり、蛍光Ｙは緑色光成分および赤色光成分を含む黄色光である。なお、蛍光体は、単結晶蛍光体を含んでいてもよい。また、波長変換素子１５の平面形状は、励起光Ｅの入射方向（Ｙ軸方向）から見て、略正方形である。本実施形態の蛍光Ｙは、特許請求の範囲の第２光に対応する。

基板４１は、反射層４２、波長変換層４３および構造体４４を支持する支持基板として機能するとともに、波長変換層４３で発生する熱を放熱する放熱基板として機能する。基板４１は、例えば金属、セラミックス等、高い熱伝導率を有する材料で構成される。基板４１は、第１面４１ａにヒートシンク４５を備えている。ヒートシンク４５は複数のフィンを有し、基板４１の放熱性を向上させる。

反射層４２は、基板４１の第２面４１ｂに設けられている。すなわち、反射層４２は、基板４１の第２面４１ｂと波長変換層４３の第１面４３ａとの間に位置し、波長変換層４３から入射される蛍光Ｙを、波長変換層４３の側に反射させる。反射層４２は、例えば誘電体多層膜、金属ミラーおよび増反射膜等を含む積層膜で構成されている。

波長変換層４３は、互いに逆方向を向く第１面４３ａおよび第２面４３ｂを有する。波長変換層４３の第１面４３ａは、基板４１に対向する面である。波長変換層４３の第２面４３ｂは、励起光Ｅが入射する入射面であり、かつ、蛍光Ｙを射出する射出面として機能する面である。
波長変換層４３は、例えばイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）系蛍光体を含んでいる。賦活剤としてセリウム（Ｃｅ）を含有するＹＡＧ：Ｃｅを例にとると、蛍光体として、Ｙ_２Ｏ_３、Ａｌ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_３等の構成元素を含む原料粉末を混合して固相反応させた材料、共沈法やソルゲル法等の湿式法により得られるＹ－Ａｌ－Ｏアモルファス粒子、噴霧乾燥法や火炎熱分解法、熱プラズマ法等の気相法により得られるＹＡＧ粒子等を用いることができる。

構造体４４は、波長変換層４３の第２面４３ｂに設けられている。構造体４４は、波長変換素子１５に入射する励起光Ｅの一部を散乱させ、励起光Ｅが入射する方向とは逆方向に反射させる。構造体４４は、透光性材料で構成されており、複数の散乱構造を有する。本実施形態の散乱構造は、凸部からなるレンズ形状を有する。

構造体４４は、波長変換層４３とは別体で形成される。本実施形態の構造体４４は、例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、塗布法等によって誘電体を形成した後、フォトリソグラフィーで加工する手法が適している。構造体４４は、光吸収が小さく、化学的に安定な材料で構成することが望ましい。すなわち、構造体４４は、屈折率が１．３～２．５の範囲の材料で構成され、例えばＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、ＴｉＯ_２などを用いることができる。例えばＳｉＯ_２を用いて構造体４４を構成すれば、ウェットエッチングあるいはドライエッチングによって精度良く加工することができる。

上記の構成により、波長変換素子１５に入射した励起光Ｅのうち、一部の励起光Ｅは、構造体４４を透過した後、波長変換層４３において波長変換され、蛍光Ｙに変換される。すなわち、一部の励起光Ｅは、蛍光体を励起させる励起光として機能する。一方、他の一部の励起光は、蛍光Ｙに波長変換される前に構造体４４によって後方散乱し、波長変換されることなく、波長変換素子１５の外部に射出される。このとき、励起光Ｅは、蛍光Ｙの角度分布と略同様の角度分布に拡散された状態で射出される。以下、励起光Ｅのうち構造体４４で拡散反射された成分を青色拡散光ＢＢと称す。

なお、上記の構造体４４に代えて、波長変換層４３は、励起光Ｅおよび蛍光Ｙを散乱させるための散乱要素を含んでいてもよい。散乱要素として、例えば蛍光体の内部に形成される複数の気孔が用いられる。この場合、波長変換素子１５に入射した励起光Ｅのうち、一部の励起光Ｅは、波長変換されて蛍光Ｙに変換されるが、他の一部の励起光Ｅは、蛍光Ｙに波長変換される前に蛍光体に含まれる散乱要素によって後方散乱し、波長変換されることなく、波長変換素子１５の外部に青色拡散光ＢＢとして射出される。

上記構成を有する本実施形態の波長変換素子１５によれば、波長変換層４３で生成した蛍光Ｙと、波長変換層４３の第２面３３ｂに設けられた構造体４４で拡散反射した青色拡散光ＢＢと、を含む光ＷＬ１をピックアップ光学系１４に向けて射出する。光ＷＬ１は、ピックアップ光学系１４により略平行化され、照明光軸ＡＸ上に配置された光学部材１７に入射する。

続いて、光学部材１７の構成について説明する。
図２に示したように、光学部材１７は、第１光学素子２０と第２光学素子３０とを有する。
第１光学素子２０は、青色光ＢＬの一部を反射して波長変換素子１５に入射させ、青色光ＢＬの他の一部と波長変換素子１５から射出される蛍光Ｙとを透過させる。第２光学素子３０は、第１光学素子２０を透過した青色光ＢＬの他の一部を、第１光学素子２０を透過した蛍光Ｙの進行方向に反射させ、波長変換素子１５から射出される蛍光Ｙを透過させる。

第１光学素子２０は、光軸ＡＸ１及び照明光軸ＡＸに対して、それぞれ４５度の角度をなすように配置されている。
第１光学素子２０は、透光性基板２１と、第１ダイクロイックミラー２２と、を有する。透光性基板２１は光を透過させる透光性を有する基板であり、例えば、透明基板で構成される。

第１ダイクロイックミラー２２は、透光性基板２１の第１面２１ａに設けられた誘電体多層膜から構成される。第１ダイクロイックミラー２２は、光源１１から射出される青色光ＢＬの一部を励起光Ｅとして反射し、青色光ＢＬの他の一部と波長変換素子１５から射出される蛍光Ｙとを透過させる。なお、透光性基板２１の第１面２１ａは、光源１１に対向する。また、透光性基板２１の第１面２１ａは、拡散素子１２に対向する。さらに、透光性基板２１の第１面２１ａは、波長変換素子１５に対向する。

第２光学素子３０は、光軸ＡＸ１及び照明光軸ＡＸに対して、それぞれ４５度の角度をなすように配置されている。
第２光学素子３０は、第１光学素子２０における透光性基板２１の第１面２１ａと反対の第２面２１ｂに設けられている。なお、透光性基板２１の第２面２１ｂは、後述する均一化照明光学系１６に対向する。より具体的には、透光性基板２１の第２面２１ｂは、後述する第１マルチレンズアレイ５１ａに対向する。
第２光学素子３０は、透光性基板２１の第２面２１ｂに対して９０度の角度をなすように配置されている。

本実施形態において、波長変換素子１５の光軸（照明光軸ＡＸ）に沿って第１光学素子２０を平面視した際、具体的に、＋Ｙ側に向かって第１光学素子２０を平面視した際、第２光学素子３０は、第１光学素子２０の背面である第２面２１ｂ側に隠れるように、配置されている。以下、＋Ｙ側に向かって第１光学素子２０を平面視する状態を、単に、「第１光学素子２０をＹ方向に平面視」と称す。
第１光学素子２０をＹ方向に平面視した場合、第２光学素子３０は、第１光学素子２０の背面に隠れて視認されないように配置されている。

また、本実施形態において、光源１１の光軸ＡＸ１に沿って第１光学素子２０を平面視した際、すなわち、＋Ｘ方向に向かって第１光学素子２０を平面視した際、第２光学素子３０は、第１光学素子２０の背面である第２面２１ｂ側に隠れるように、配置されている。以下、＋Ｘ側に向かって第１光学素子２０を平面視する状態を、単に、「第１光学素子２０をＸ方向に平面視」と称す。
第１光学素子２０をＸ方向に平面視した場合、第２光学素子３０は、第１光学素子２０の背面に隠れて視認されないように配置されている。

第２光学素子３０は、透光性基板３１と、第２ダイクロイックミラー３２と、を有する。透光性基板３１は光を透過させる透光性を有する基板であり、例えば、透明基板で構成される。

第２ダイクロイックミラー３２は、透光性基板３１の第１面３１ａに設けられた誘電体多層膜から構成される。第２ダイクロイックミラー３２は、第１光学素子２０を透過した青色光ＢＬの他の一部を、第１光学素子２０を透過した蛍光Ｙの進行方向である＋Ｙ方向に反射させ、波長変換素子１５から射出される蛍光Ｙを透過させる。

本実施形態において、第２光学素子３０は、第１光学素子２０に当接した状態に設けられている。具体的に、第２光学素子３０の透光性基板３１は、第１光学素子２０の透光性基板２１の第２面２１ｂの法線方向に延びるように設けられている。第２光学素子３０は、光学接着剤（図示略）を介して第１光学素子２０に接合されている。

本実施形態において、光源１１から射出される青色光ＢＬは、光学部材１７に対するＳ偏光ＢＬｓ及びＰ偏光ＢＬｐを半分ずつ含んだ光である。すなわち、青色光ＢＬは、第１ダイクロイックミラー２２及び第２ダイクロイックミラー３２に対するＳ偏光ＢＬｓ及びＰ偏光ＢＬｐを含んだ光である。

本実施形態において、Ｓ偏光ＢＬｓは特許請求の範囲の「第１方向に偏光する第１偏光成分の光」に対応し、Ｐ偏光ＢＬｐは特許請求の範囲の「第２方向に偏光する第２偏光成分の光」に対応する。

図４Ａは第１ダイクロイックミラー２２の光学特性の一例を示す図である。図４Ａにおいて、符号Ｒｓ１で示す線は第１ダイクロイックミラー２２に対してＳ偏光として入射する光の反射率を示し、符号Ｒｐ１で示す線は第１ダイクロイックミラー２２に対してＰ偏光として入射する光の反射率を示す。図４Ａにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は反射率を示す。なお、図４Ａにおいて、光源１１から射出される青色光ＢＬの波長帯を符号ＢＡで示している。

第１ダイクロイックミラー２２は、図４Ａに示す符号ＢＡの波長帯を有する青色光ＢＬについて、Ｐ偏光の反射率よりもＳ偏光の反射率が高くなる特性を有する。また、第１ダイクロイックミラー２２は、波長変換素子１５から射出される蛍光Ｙを透過させる光学特性を有する。第１ダイクロイックミラー２２は、青色光ＢＬのうちのＳ偏光ＢＬｓを反射し、青色光ＢＬのうちのＰ偏光ＢＬｐの少なくとも一部を透過させる特性を有する。なお、第１ダイクロイックミラー２２は、青色光ＢＬのうちのＰ偏光ＢＬｐの全てを透過させてもよい。

本実施形態の第１光学素子２０は、上記光学特性を持つ第１ダイクロイックミラー２２を備えることで、図２に示すように、青色光ＢＬの一部であるＳ偏光ＢＬｓを波長変換素子１５側に向けて反射するとともに、青色光ＢＬの他の一部であるＰ偏光ＢＬｐの一部と蛍光Ｙとを透過させることが可能である。なお、Ｐ偏光ＢＬｐの一部であるＰ偏光ＢＬｐ１は第１ダイクロイックミラー２２により波長変換素子１５側に向けて反射される。

以上のように本実施形態の第１光学素子２０は、光源１１から射出された青色光ＢＬの一部であるＳ偏光ＢＬｓ及びＰ偏光ＢＬｐ１を、励起光Ｅとして波長変換素子１５側に向けて射出する。本実施形態において、励起光Ｅは特許請求の範囲の「第１光の一部」に対応する。

一方、第１光学素子２０を透過したＰ偏光ＢＬｐの一部は第２光学素子３０に入射する。以下、第１光学素子２０を透過したＰ偏光ＢＬｐの一部を透過青色光ＢＬ１と称す。本実施形態において、透過青色光ＢＬ１は特許請求の範囲の「第１光の他の一部」に対応する。

図４Ｂは第２ダイクロイックミラー３２の光学特性の一例を示す図である。図４Ｂにおいて、符号Ｒｓ２で示す線は第２ダイクロイックミラー３２に対してＳ偏光として入射する光の反射率を示し、符号Ｒｐ２で示す線は第２ダイクロイックミラー３２に対してＰ偏光として入射する光の反射率を示す。図４Ｂにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は反射率を示す。なお、図４Ｂにおいて、光源１１から射出される青色光ＢＬの波長帯を符号ＢＡで示している。

図４Ａ及び図４Ｂに示されるように、第１ダイクロイックミラー２２及び第２ダイクロイックミラー３２の光学特性は互いに異なっている。

具体的に第２ダイクロイックミラー３２は、図４Ｂに示す符号ＢＡの波長帯を有する青色光ＢＬについて、Ｓ偏光ＢＬｓ及びＰ偏光ＢＬｐをそれぞれ反射する光学特性を有する。なお、第２ダイクロイックミラー３２は、第１ダイクロイックミラー２２と同様、波長変換素子１５から射出される蛍光Ｙを透過させる光学特性を有する。

本実施形態の第２光学素子３０は、上記光学特性を持つ第２ダイクロイックミラー３２を有することで、図２に示すように、波長変換素子１５から射出された蛍光Ｙを＋Ｙ方向に透過させるとともに、第１光学素子２０を透過した透過青色光ＢＬ１を、第１光学素子２０を透過した蛍光Ｙの進行方向である＋Ｙ方向に反射させることが可能である。

なお、図４Ａ及び図４Ｂを用いた上記説明では、青色光ＢＬが光学部材１７に対して平行光束として入射する理想的な状態について説明したが、本実施形態の照明装置２において、光源１１から射出された青色光ＢＬは拡散素子１２で拡散された状態、すなわち青色光ＢＬは角度分布を有しており、平行光束として光学部材１７に入射していない。

一般的に誘電体膜を複数積層して形成されるダイクロイックミラーは、入射角度に応じて光の反射率が異なる入射角度依存性を持つ。そのため、第１ダイクロイックミラー２２及び第２ダイクロイックミラー３２は、青色光ＢＬの入射角度に応じて反射率が変化する入射角度依存性を持つ。

したがって、第１ダイクロイックミラー２２及び第２ダイクロイックミラー３２を設計する際、入射角度依存性を考慮することが望ましい。以下、入射角度依存性を考慮する場合の第１ダイクロイックミラー２２及び第２ダイクロイックミラー３２の設計例について説明する。

図５は第１ダイクロイックミラー２２に対して角度分布を有する青色光ＢＬが入射する状態を示す図である。図５では、第１ダイクロイックミラー２２に青色光ＢＬが入射角度Ｘ、Ｘ＋α、Ｘ－αでそれぞれ入射する状態を示している。図５において、青色光ＢＬの入射角度Ｘは、例えば４５度に設定される。

図５に示すように、本実施形態の青色光ＢＬは、拡散素子１２で拡散されることで、所定の角度分布（Ｘ±α）度を有した状態で第１光学素子２０に入射する。

図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは第１ダイクロイックミラー２２の角度依存性を示すグラフである。図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃにおいて、横軸は入射光の波長を示し、縦軸は反射率を示している。図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃは、入射角度Ｘ＋α、Ｘ、Ｘ－αで入射する各光に対する第１ダイクロイックミラー２２の反射率特性を示している。なお、図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃにおいて、青色光ＢＬの波長帯を符号ＢＡで示している。

図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃに示すように、第１ダイクロイックミラー２２は、青色光ＢＬの入射角度に応じて、Ｐ偏光ＢＬｐの反射率が変化する。第１ダイクロイックミラー２２は、青色光ＢＬの入射角度が大きくなるに従って、Ｐ偏光ＢＬｐの反射率が低下する。一方、第１ダイクロイックミラー２２は、Ｓ偏光ＢＬｓの反射率は青色光ＢＬの入射角度によらず変わらない。

図６Ａ、図６Ｂおよび図６Ｃに示した角度分布を有する第１ダイクロイックミラー２２は、図５に示すように、入射角度（Ｘ－α）度で入射するＰ偏光ＢＬｐを全て反射させるが、入射角度Ｘ度で入射するＰ偏光ＢＬｐの一部を透過させる。第１ダイクロイックミラー２２は、入射角度（Ｘ＋α）度で入射するＰ偏光ＢＬｐをより多く透過させる。

第１ダイクロイックミラー２２の角度依存性を考慮した場合、第１光学素子２０を透過して第２光学素子３０の第２ダイクロイックミラー３２に入射したＰ偏光ＢＬｐは、第１ダイクロイックミラー２２に対して大きい入射角度（例えば、Ｘ度以上）で入射した光と考えられる。

そのため、第１ダイクロイックミラー２２の角度依存性を考慮する場合、第２ダイクロイックミラー３２は、大きい入射角度で入射するＰ偏光ＢＬｐを効率良く反射させる光学特性を有する膜として設計すればよい。

なお、角度依存性を考慮する場合において、第１ダイクロイックミラー２２と第２ダイクロイックミラー３２とは互いに別設計の膜を用いるのが望ましい。すなわち、第２ダイクロイックミラー３２は、第１ダイクロイックミラー２２よりもＰ偏光ＢＬｐの反射に特化した特性を有する膜で構成すればよい。

また、角度依存性を考慮する場合において、第２ダイクロイックミラー３２は第１ダイクロイックミラー２２と同じ膜を用いて作成してもよい。この場合、第１光学素子２０に対する第２光学素子３０の取り付け角度を調整することで、第２ダイクロイックミラー３２による反射率が高くなるように、第２ダイクロイックミラー３２に対するＰ偏光ＢＬｐの入射角度を設定すればよい。

図２に戻り、本実施形態の照明装置２において、波長変換素子１５から射出された光ＷＬ１のうち、中央部の光束は、光学部材１７に入射するが、周縁部の光束は、光学部材１７に入射することなく、光学部材１７の外側の空間を通過する。

波長変換素子１５から射出された光ＷＬ１のうち、光学部材１７に入射した青色拡散光ＢＢは、光学部材１７の第１光学素子２０で反射されて損失となるが、光学部材１７に入射しない青色拡散光ＢＢの成分は蛍光Ｙとともに均一化照明光学系１６に照明光として入射する。

本実施形態の照明装置２では、光学部材１７の第１光学素子２０を透過させた青色光ＢＬの一部である透過青色光ＢＬ１を第２光学素子３０により蛍光Ｙの進行方向に反射させることで照明光として外部に取り出すことが可能である。

本実施形態の照明装置２は、光学部材１７が設けられていない領域を通過した光ＷＬ１に含まれる青色拡散光ＢＢ及び蛍光Ｙと、光学部材１７を透過した蛍光Ｙと、光学部材１７により蛍光Ｙの射出方向に反射された透過青色光ＢＬ１と、を合成することで、白色の照明光ＷＬを生成して射出することができる。照明光ＷＬは均一化照明光学系１６に入射する。

照明光ＷＬが入射する均一化照明光学系１６は、インテグレーター光学系５１と、偏光変換素子５２と、重畳光学系５３と、を含む。インテグレーター光学系５１は、第１マルチレンズアレイ５１ａと、第２マルチレンズアレイ５１ｂと、を備えている。

偏光変換素子５２は、偏光分離膜と位相差板とをアレイ状に並べて構成されている。偏光変換素子５２は、照明光ＷＬの偏光方向を所定の方向に揃える。具体的には、偏光変換素子５２は、照明光ＷＬの偏光方向を光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの入射側偏光板の透過軸の方向に揃える。

これにより、偏光変換素子５２を透過した照明光ＷＬを分離して得られる赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢの偏光方向は、各光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの入射側偏光板の透過軸方向に一致する。よって、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢは、入射側偏光板でそれぞれ遮光されることなく、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの画像形成領域にそれぞれ入射する。

重畳光学系５３は、第２マルチレンズアレイ５１ｂとともに、第１マルチレンズアレイ５１ａの各小レンズの像を各光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの各々の画像形成領域の近傍に結像させる。すなわち、重畳光学系５３は、インテグレーター光学系５１と協働して、被照明領域である光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの各々の画像形成領域における照度分布を均一化する。

本発明者は、光学部材１７による効果を検証すべく、均一化照明光学系１６に入射する際の照明光ＷＬに含まれる青色光の照度分布についてシミュレーションを行った。

図７Ａは、均一化照明光学系１６に入射する際の照明光ＷＬに含まれる青色光の照度分布を示すシミュレーション結果である。なお、図７Ａ中の下図は青色光のＸ方向の照度分布をグラフ化した図であり、図７Ａ中の右図は、青色光のＺ方向の照度分布をグラフ化した図である。

ここで、比較例として、光学部材１７を第１光学素子２０のみで構成した場合について考える。図７Ｂは比較例における照明光の照度分布を示すシミュレーション結果である。

比較例の構成では、青色光ＢＬに含まれるＰ偏光が第１光学素子２０を透過してしまうため、照明光の青色光に損失が生じる。また、比較例の構成では、波長変換素子１５から射出された青色拡散光ＢＢが第１光学素子２０で反射されて損失となるため、照明光の青色光に損失が生じてしまう。よって、比較例の構成では、図７Ｂに示されるように、青色光の中央部分の照度が欠損した照度分布となる。

これに対して、本実施形態の照明装置２では、光学部材１７において第１光学素子２０を透過させた透過青色光ＢＬ１を第２光学素子３０で蛍光Ｙの進行方向に反射させることで照明光ＷＬとして利用するができる。よって、本実施形態の照明装置２によれば、図７Ａに示されるように、透過青色光ＢＬ１の照度分だけ青色光の中央部分の照度を補った照度分布を得ることができた。

本実施形態の照明装置２によれば、比較例の構成に比べて照明光ＷＬにおける青色光の損失を低減することが確認できた。

（第１実施形態の効果）
本実施形態の照明装置２は、青色光ＢＬを射出する光源１１と、青色光ＢＬを蛍光Ｙに変換する波長変換素子１５と、青色光ＢＬの一部を反射して波長変換素子１５に入射させ、青色光ＢＬの他の一部と波長変換素子１５から射出される蛍光Ｙとを透過させる、第１光学素子２０と、第１光学素子２０を透過した青色光ＢＬの他の一部を、第１光学素子２０を透過した蛍光Ｙの進行方向に反射させ、波長変換素子１５から射出される蛍光Ｙを透過させる第２光学素子３０と、を備える。

上記構成の照明装置２によれば、第１光学素子２０を透過させた青色光ＢＬの一部である透過青色光ＢＬ１を第２光学素子３０により蛍光Ｙの進行方向に反射させることで照明光ＷＬとして利用できる。よって、光源１１から射出した青色光ＢＬの損失を低減し、明るい照明光ＷＬを生成できる。

本実施形態の照明装置２において、第１光学素子２０は、青色光ＢＬのうちＳ偏光ＢＬｓを反射し、青色光ＢＬのうちＰ偏光ＢＬｐの少なくとも一部を透過する構成としてもよい。

この構成によれば、光源１１から射出した青色光ＢＬを透過青色光ＢＬ１と励起光Ｅとに分離することができる。これにより、光源１１から射出した青色光ＢＬを効率良く利用できる。

本実施形態の照明装置２において、波長変換素子１５の光軸（照明光軸ＡＸ）に沿って第１光学素子２０を平面視した際、第２光学素子３０は、第１光学素子２０の背面に隠れるように、配置される構成としてもよい。

この構成によれば、照明光軸ＡＸに沿う方向において第２光学素子３０が第１光学素子２０の背面に隠れるため、第１光学素子２０から突出する第２光学素子３０が波長変換素子１５から射出された青色拡散光ＢＢを反射することによる光損失の発生を抑制できる。

本実施形態の照明装置２において、光源１１の光軸ＡＸ１に沿って第１光学素子２０を平面視した際、第２光学素子３０は、第１光学素子２０の背面に隠れるように、配置される構成としてもよい。

この構成によれば、光源１１の光軸ＡＸ１に沿う方向において第２光学素子３０が第１光学素子２０の背面に隠れるため、第１光学素子２０から突出した第２光学素子３０によって光源１１から射出された青色光ＢＬが直接反射されてしまうことを抑制できる。これにより、第１光学素子２０に入射する青色光ＢＬの光束幅が抑えられ、光源１１を小型化できる。

本実施形態の照明装置２において、波長変換素子１５は、青色光ＢＬを蛍光Ｙに変換する波長変換層４３と、波長変換層４３の第１面４３ａに設けられた反射層４２と、波長変換層４３の第２面４３ｂに設けられた構造体４４と、を有する構成としてもよい。

この構成によれば、構造体４４を備えるため、波長変換素子１５に入射する励起光Ｅの一部を後方散乱させ、蛍光Ｙの角度分布と略同様の角度分布に拡散された状態の青色拡散光ＢＢを射出することができる。

本実施形態のプロジェクター１は、照明装置２と、照明装置２からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにより変調された光を投射する投射光学装置６と、を備える。

本実施形態のプロジェクター１によれば、光損失を低減し明るい照明光を射出する照明装置２を備えるので、光効率が高く、明るい画像を表示するプロジェクターを提供できる。

（第２実施形態）
以下、本発明の第２実施形態について、図面を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの構成は第１実施形態と同様であり、照明装置の一部の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの全体構成および照明装置の共通構成の説明は省略する。なお、第１実施形態と共通の部材および構成については同じ符号を付す。

図８は、本実施形態の照明装置２０２の概略構成図である。
図８に示すように、本実施形態の照明装置２０２は、光源１１と、拡散素子１２と、ピックアップ光学系１４と、波長変換素子１５と、均一化照明光学系１６と、光学部材１７Ａと、を備えている。

本実施形態の光学部材１７Ａは、第１光学素子２０と第２光学素子１３０とを有する。本実施形態の第２光学素子１３０は、複数の反射部１３０Ａを有している。本実施形態において、光学部材１７Ａは、反射部１３０Ａを３つ有しているが、反射部１３０Ａの数はこれに限られない。

各反射部１３０Ａは、透光性基板１３１と、第２ダイクロイックミラー１３２と、をそれぞれ有する。透光性基板１３１及び第２ダイクロイックミラー１３２は、第２光学素子３０の透光性基板３１及び第２ダイクロイックミラー３２とサイズのみがそれぞれ異なっている。各反射部１３０Ａの透光性基板１３１は第１光学素子２０の透光性基板２１の第２面２１ｂの法線方向に延びるように設けられている。なお、各反射部１３０Ａは光学接着剤（図示略）を介して第１光学素子２０に接合されている。本実施形態において、第１光学素子２０をＸ方向又はＹ方向に平面視した際、各反射部１３０Ａは第１光学素子２０の背面に隠れるように設けられている。

各反射部１３０Ａは、それぞれ第１光学素子２０に当接するとともに一方向に並んで設けられている。各反射部１３０Ａは第１光学素子２０における透光性基板２１の第２面２１ｂに沿って配置されている。

各反射部１３０Ａは、光源１１の光軸ＡＸ１に直交（交差）するＹ方向においてそれぞれ異なる位置に配置されている。また、各反射部１３０Ａは、光源１１の光軸ＡＸ１に沿うＸ方向においてそれぞれ異なる位置に配置されている。すなわち、各各反射部１３０Ａは、Ｘ方向及びＹ方向において、各々の位置を異ならせるように、透光性基板２１の第２面２１ｂに沿って配置されている。各各反射部１３０Ａは、Ｘ方向及びＹ方向において、互いに離間して透光性基板２１の第２面２１ｂに沿って配置されている。なお、光軸ＡＸ１に沿うＸ方向とは、特許請求の範囲の「第３方向」に対応し、光軸ＡＸ１に直交するＹ方向とは、特許請求の範囲の「第４方向」に対応する。

このように各反射部１３０Ａの位置を異ならせて配置することで、各反射部１３０Ａによって反射された透過青色光ＢＬ１が隣り合う他の反射部１３０Ａに入射することが防止される。よって、第２光学素子１３０は透過青色光ＢＬ１のＹ方向における幅全体の成分を蛍光Ｙの進行方向に反射させて照明光として取り出すことができる。

（第２実施形態の効果）
本実施形態の照明装置２０２において、第２光学素子１３０は、第１光学素子２０に当接する複数の反射部１３０Ａを有している。複数の反射部１３０Ａは、光源１１の光軸ＡＸ１に沿うＸ方向、及び光源１１の光軸ＡＸ１と交差するＹ方向において、各々の位置を異ならせるように配置されている。

本実施形態の照明装置２０２によれば、第１光学素子２０を透過した透過青色光ＢＬ１のＹ軸に沿う幅全体を複数の反射部１３０Ａによって蛍光Ｙの進行方向に反射することができる。よって、照明光ＷＬとして利用可能な透過青色光ＢＬ１の光量を増加させることができる。よって、光源１１から射出した青色光ＢＬの光利用効率をより向上させることができる。

（第３実施形態）
以下、本発明の第３実施形態について、図面を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの構成は第１実施形態と同様であり、照明装置の一部の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの全体構成および照明装置の共通構成の説明は省略する。なお、第１実施形態と共通の部材および構成については同じ符号を付す。

図９は、本実施形態の照明装置３０２の概略構成図である。
図９に示すように、本実施形態の照明装置３０２は、光源１１と、拡散素子１２と、ピックアップ光学系１４と、波長変換素子１５と、均一化照明光学系１６と、第１光学素子２０と、第２光学素子２３０と、を備えている。

本実施形態の第２光学素子２３０は、光源１１の光軸ＡＸ１と直交するように配置されている。第１光学素子２０をＸ方向又はＹ方向に平面視した場合、第２光学素子２３０は、第１光学素子２０の背面に隠れることで視認されない位置に配置されている。

本実施形態の第２光学素子２３０は、基板２３１と、反射層２３２と、位相差板２３３と、を有する。反射層２３２は、基板２３１と位相差板２３３との間に設けられている。なお、基板２３１は光透過性を有していても良いし、有していなくてもよい。基板２３１として金属を用いる場合、基板２３１の表面を反射層として機能させることで反射層２３２を省略することができる。

位相差板２３３は、１／４波長板（λ／４板）から構成されている。位相差板２３３は、第１光学素子２０を透過したＰ偏光の透過青色光ＢＬ１を後述のようにＳ偏光に変換する。

第１光学素子２０を透過した透過青色光ＢＬ１はＰ偏光であるため、位相差板２３３を透過することで、例えば、右回りの円偏光ＢＬｃに変換されて、反射層２３２に入射する。反射層２３２は、基板２３１の表面に設けられたダイクロイックミラーで構成され、位相差板２３３を透過した光（円偏光ＢＬｃ）を位相差板２３３に向けて反射する。反射層２３２を構成するダイクロイックミラーは、青色光ＢＬを反射し、蛍光Ｙを透過させる特性を有する。

右回りの円偏光ＢＬｃは、反射層２３２で反射されることで左周りの円偏光ＢＬｃ１に変換され、再び位相差板２３３を透過する。左周りの円偏光ＢＬｃ１は位相差板２３３を透過することでＳ偏光に変換される。透過青色光ＢＬ１は、位相差板２３３、反射層２３２及び位相差板２３３を順に経由することで、Ｓ偏光の透過青色光ＢＬ２に変換される。

本実施形態の第２光学素子２３０は、第１光学素子２０を透過したＰ偏光ＢＬｐをＳ偏光の透過青色光ＢＬ２に変換して再び第１光学素子２０に入射させる。第１光学素子２０は、第２光学素子２３０で変換された透過青色光ＢＬ２を、第１光学素子２０を透過する蛍光Ｙの進行方向に向けて反射する。

本実施形態の照明装置３０２は、第１光学素子２０を透過した透過青色光ＢＬ１を第２光学素子３０によってＳ偏光の透過青色光ＢＬ２に変換した後、第１光学素子２０によって蛍光Ｙの進行方向に透過青色光ＢＬ２を反射させることができる。

すなわち、本実施形態の照明装置３０２は、第１光学素子２０が設けられない領域を通過した青色拡散光ＢＢ及び蛍光Ｙと、第１光学素子２０及び第２光学素子２３０を透過した蛍光Ｙと、第１光学素子２０によって反射された透過青色光ＢＬ２と、を合成することで、白色の照明光ＷＬ２を生成することができる。

（第３実施形態の効果）
本実施形態の照明装置３０２は、青色光ＢＬを射出する光源１１と、青色光ＢＬを蛍光Ｙに変換する波長変換素子１５と、青色光ＢＬのうちＳ偏光ＢＬｓを反射し、青色光ＢＬのうちＰ偏光ＢＬｐの少なくとも一部と蛍光Ｙとを透過させる、第１光学素子２０と、第１光学素子２０を透過した透過青色光ＢＬ１をＳ偏光ＢＬｓに変換する位相差板２３３と、位相差板２３３を透過した光を位相差板２３３に向けて反射する反射層２３２と、を有する第２光学素子２３０と、を備えている。第１光学素子２０は、第２光学素子３０で変換された透過青色光ＢＬ２を、第１光学素子２０を透過する蛍光Ｙの進行方向に反射させる。

本実施形態の照明装置３０２によれば、第１光学素子２０を透過したＰ偏光の透過青色光ＢＬ１を第２光学素子３０によってＳ偏光の透過青色光ＢＬ２に変換することができる。Ｓ偏光の透過青色光ＢＬ２は第１光学素子２０によって蛍光Ｙの進行方向に反射されることで照明光ＷＬ２を生成する。よって、本実施形態の照明装置３０２によれば、光源１１から射出した青色光ＢＬの損失を低減し、明るい照明光ＷＬを生成できる。

（第４実施形態）
以下、本発明の第４実施形態について、図面を用いて説明する。
第４実施形態のプロジェクターの構成は第１実施形態と同様であり、照明装置の一部の構成が第１実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの全体構成および照明装置の共通構成の説明は省略する。なお、第１実施形態と共通の部材および構成については同じ符号を付す。

本実施形態と第３実施形態との違いは、第１光学素子と第２光学素子との位置関係であり、それ以外は共通である。以下では、照明装置の要部のみについて説明する。

図１０は、本実施形態の照明装置４０２の要部構成図である。
図１０に示すように、本実施形態の照明装置４０２は、第３実施形態の照明装置３０２の構成に比べて、第１光学素子２０に対して第２光学素子２３０を＋Ｘ側に移動させている。
具体的に第２光学素子２３０は、波長変換素子１５から射出されて第１光学素子２０に向かう光ＷＬ１の光路の外側に配置されている。なお、第１光学素子２０をＸ方向に平面視した場合、第２光学素子２３０は、第１光学素子２０の背面に隠れるように配置されている。

（第４実施形態の効果）
本実施形態の照明装置４０２によれば、波長変換素子１５から射出されて第１光学素子２０に向かう光ＷＬ１の光路外に第２光学素子２３０を配置するため、光ＷＬ１に含まれる蛍光Ｙが第２光学素子２３０に入射しない。
ここで、第２光学素子２３０は蛍光Ｙを透過させる特性を有するが、第２光学素子２３０を透過させる際、蛍光Ｙに僅かに損失が生じてしまう。

よって、本実施形態の照明装置４０２によれば、蛍光Ｙが第２光学素子２３０を透過する際の損失発生を防止できる。
また、第２光学素子２３０が蛍光Ｙの光路上に配置されないため、第２光学素子２３０の反射層２３２を構成する膜として青色光のみを反射する機能に特化した膜を用いることができるので、反射層２３２の膜設計が容易となる。

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、上記実施形態において、波長変換素子１５は、青色光ＢＬに対して波長変換層４３が移動しない固定方式の構造を採用したが、青色光ＢＬに対して波長変換層４３が回転するホイール方式の構造を採用してもよい。

その他、照明装置およびプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。上記実施形態では、本発明による照明装置を、液晶ライトバルブを用いた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を、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに適用してもよい。また、プロジェクターは、複数の光変調装置を有していなくてもよく、１つの光変調装置のみを有していてもよい。

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適用した例を示したが、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。

本発明の態様の照明装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の第１の態様の照明装置は、第１波長帯の第１光を射出する光源と、第１光を第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と、第１波長帯の第１光の一部を反射して波長変換素子に入射させ、第１波長帯の第１光の他の一部と波長変換素子から射出される第２波長帯の第２光とを透過させる、第１光学素子と、第１光学素子を透過した第１波長帯の第１光の他の一部を、第１光学素子を透過した第２波長帯の第２光の進行方向に反射させ、波長変換素子から射出される第２波長帯の第２光を透過させる第２光学素子と、を備える。

本発明の第１の態様の照明装置において、第１光学素子は、第１光のうち第１方向に偏光する第１偏光成分の光を反射し、第１光のうち第１方向と交差する第２方向に偏光する第２偏光成分の光の少なくとも一部を透過する構成としてもよい。

本発明の第１の態様の照明装置において、前記第２光学素子は、前記第１光学素子に当接する複数の反射部を有し、前記複数の反射部は、前記光源の光軸に交差する第３方向においてそれぞれ異なる位置に配置されている構成としてもよい。

本発明の第２の態様の照明装置は、第１波長帯の第１光を射出する光源と、第１光を第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と、第１光のうち第１方向に偏光する第１偏光成分の光を反射し、第１光のうち第１方向と交差する第２方向に偏光する第２偏光成分の光の少なくとも一部と第２光とを透過させる、第１光学素子と、第１光学素子を透過した第２偏光成分の光を、第１偏光成分の光に変換する位相差板と、位相差板を透過した光を位相差板に向けて反射する反射層と、を有する第２光学素子と、を備え、第１光学素子は、第２光学素子で変換された第１偏光成分の光を、当該第１光学素子を透過する第２光の進行方向に反射させる。

本発明の上記態様の照明装置において、波長変換素子から射出される第２光の光軸に沿って第１光学素子を平面視した際、第２光学素子は、第１光学素子の背面に隠れるように、配置される構成としてもよい。

本発明の上記態様の照明装置において、光源から射出される第１光の光軸に沿って第１光学素子を平面視した際、第２光学素子は、第１光学素子の背面に隠れるように、配置される構成としてもよい。

本発明の上記態様の照明装置において、波長変換素子は、第１光を第２光に変換する波長変換層と、波長変換層の第１面に設けられた反射層と、波長変換層の第２面に設けられた構造体と、を有する構成としてもよい。

本発明の一つの態様のプロジェクターは、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の上記態様の照明装置と、照明装置からの光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、を備える。

１…プロジェクター、１１…光源、２，２０２，３０２，４０２…照明装置、４Ｂ，４Ｇ，４Ｒ…光変調装置、６…投射光学装置、１５…波長変換素子、２０…第１光学素子、４３ａ…第１面、４３ｂ…第２面、３０，１３０，２３０…第２光学素子、４２…反射層、４３…波長変換層、４４…構造体、１３０Ａ…反射部、２３３…位相差板、ＡＸ１…光軸、ＢＬ…青色光（第１光）、Ｙ…蛍光（第２光）、ＢＬｓ…Ｓ偏光（第１偏光成分の光）、ＢＬｐ…Ｐ偏光（第２偏光成分の光）。

Claims (7)

1. 第１波長帯の第１光を射出する光源と、
   前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と
   、
   前記第１波長帯の前記第１光の一部を反射して前記波長変換素子に入射させ、前記第１
   波長帯の前記第１光の他の一部と前記波長変換素子から射出される前記第２波長帯の前記
   第２光とを透過させる、第１光学素子と、
   前記第１光学素子を透過した前記第１波長帯の前記第１光の前記他の一部を、前記第１
   光学素子を透過した前記第２波長帯の前記第２光の進行方向に反射させ、前記波長変換素
   子から射出される前記第２波長帯の前記第２光を透過させる第２光学素子と、を備え、
   前記波長変換素子の光軸に沿って前記第１光学素子を平面視した際、前記第２光学素子
   は、前記第１光学素子の背面に隠れるように、配置され、
   前記第１光学素子は、前記第１光のうち第１方向に偏光する第１偏光成分の光を反射し
   、前記第１光のうち前記第１方向と交差する第２方向に偏光する第２偏光成分の光の少な
   くとも一部を透過する
   照明装置。
2. 前記第２光学素子は、前記第１光学素子に当接する複数の反射部を有し、
   前記複数の反射部は、前記光源の光軸に沿う第３方向、及び前記光源の光軸と交差する
   第４方向において、各々の位置を異ならせるように配置されている
   請求項１に記載の照明装置。
3. 第１波長帯の第１光を射出する光源と、
   前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と
   、
   前記第１光のうち第１方向に偏光する第１偏光成分の光を反射し、前記第１光のうち前
   記第１方向と交差する第２方向に偏光する第２偏光成分の光の少なくとも一部と前記第２
   光とを透過させる、第１光学素子と、
   前記第１光学素子を透過した前記第２偏光成分の光を、前記第１偏光成分の光に変換す
   る位相差板と、前記位相差板を透過した光を前記位相差板に向けて反射する反射層と、を
   有する第２光学素子と、を備え、
   前記第１光学素子は、前記第２光学素子で変換された前記第１偏光成分の光を、当該第
   １光学素子を透過する前記第２光の進行方向に反射させ、
   前記波長変換素子の光軸に沿って前記第１光学素子を平面視した際、前記第２光学素子
   は、前記第１光学素子の背面に隠れるように、配置される
   照明装置。
4. 第１波長帯の第１光を射出する光源と、
   前記第１光を前記第１波長帯とは異なる第２波長帯の第２光に変換する波長変換素子と
   、
   前記第１波長帯の前記第１光の一部を反射して前記波長変換素子に入射させ、前記第１
   波長帯の前記第１光の他の一部と前記波長変換素子から射出される前記第２波長帯の前記
   第２光とを透過させる、第１光学素子と、
   前記第１光学素子を透過した前記第１波長帯の前記第１光の前記他の一部を、前記第１
   光学素子を透過した前記第２波長帯の前記第２光の進行方向に反射させ、前記波長変換素
   子から射出される前記第２波長帯の前記第２光を透過させる第２光学素子と、を備え、
   前記第１光学素子は、前記第１光のうち第１方向に偏光する第１偏光成分の光を反射し
   、前記第１光のうち前記第１方向と交差する第２方向に偏光する第２偏光成分の光の少な
   くとも一部を透過する
   照明装置。
5. 前記光源の光軸に沿って前記第１光学素子を平面視した際、前記第２光学素子は、前記
   第１光学素子の背面に隠れるように、配置される
   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。
6. 前記波長変換素子は、
   前記第１光を前記第２光に変換する波長変換層と、
   前記波長変換層の第１面に設けられた反射層と、
   前記波長変換層の第２面に設けられた構造体と、を有する
   請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の照明装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の照明装置と、
   前記照明装置からの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装置と、を備える
   プロジェクター。

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