WO2014109333A1 - 波長変換デバイス、照明光学系およびこれを用いた電子装置 - Google Patents

波長変換デバイス、照明光学系およびこれを用いた電子装置 Download PDF

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古賀　律生
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    • H04N9/315—Modulator illumination systems
    • H04N9/3161—Modulator illumination systems using laser light sources

Definitions

  • the present invention relates to an illumination optical system using a laser light source that emits laser light in a blue band, and more particularly to an illumination optical system used for a light source of an electronic device such as a projector or optical equipment.
  • a blue laser emitter is used as a light source for a light source unit of a projector (Patent Document 1).
  • the light source unit includes a blue laser emitter, a phosphor wheel, and a plurality of reflecting mirrors and dichroic mirrors.
  • the phosphor wheel has a disk shape rotated by a motor, and the phosphor wheel has a transmission part that transmits blue band light, and a phosphor that emits blue band light in red band and green band. Each layer is formed.
  • the light source unit shown in Patent Document 1 has a configuration in which the phosphor wheel transmits blue band light, the optical system layout and the like are limited, and the light source unit is not necessarily reduced in size and space. It was not suitable for.
  • an object of the present invention is to provide a wavelength conversion device, an illumination optical system, and an electronic apparatus using the same, which reduce the number of optical components, and save space, weight, and cost.
  • a wavelength conversion device is used in an illumination optical system, and includes a wavelength conversion region that emits light having a wavelength different from that of the blue band based on incident blue band light. Are formed concentrically at the center of rotation, and the wavelength conversion region is formed in n sets (n is an integer of 2 or more) in the radial direction.
  • the one wavelength conversion region includes a first phosphor region that emits red band light based on blue band light, and a second phosphor region that emits green band light based on blue band light. Including.
  • the wavelength conversion device further includes a reflection region that reflects light in the first wavelength band, a first phosphor region that emits light in the second wavelength band based on at least light in the first wavelength band, and A first rotating member including a second phosphor region that emits light in a third wavelength band; a first transmission region that transmits light in the first wavelength band reflected from the reflection region; A second transmission region that transmits light in the second wavelength band output from the first phosphor region, and a third that transmits light in the third wavelength band output from the second phosphor region. And a second rotating member including a transmission region.
  • the wavelength conversion device further includes a reflection region that reflects light in the first wavelength band, and a first phosphor region that emits light in the second wavelength band based on at least light in the first wavelength band.
  • a first rotation member including a first transmission region that transmits light in the first wavelength band reflected from the reflection region, and light in the second wavelength band output from the first phosphor region.
  • a second rotating member including a first extraction region for extracting light in the third wavelength band and a second extraction region for extracting light in the fourth wavelength band from the light in the second wavelength band; Including.
  • the illumination optical system includes the wavelength conversion device having the above-described configuration and an optical system that causes n sets of light beams in the blue band to enter the wavelength conversion device.
  • the optical system includes n sets of lenses for condensing a blue-band light bundle in each of the n sets of wavelength conversion regions, and an optical axis of the blue-band light bundle is different from an optical axis of the lens.
  • the projector and the endoscope according to the present invention are configured using the illumination optical system having the above configuration.
  • an illumination optical system and an electronic device using the same which are reduced in the number of parts and reduced in size, weight, and cost.
  • FIG. 3A is a plan view of the phosphor wheel of the present embodiment
  • FIG. 3B is a sectional view taken along line XX.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a state in which light in the blue band is reflected by the phosphor wheel according to the present embodiment
  • FIG. 4B is a diagram illustrating the red band / green band by the phosphor wheel according to the present embodiment. It is a figure explaining a mode that light is reflected.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a state in which light in the blue band is reflected by the phosphor wheel according to the present embodiment
  • FIG. 4B is a diagram illustrating the red band / green band by the phosphor wheel according to the present embodiment. It is a figure explaining a mode that light is reflected.
  • FIG. 4A is a diagram illustrating a state in which light in the blue band is reflected by the phosphor wheel according to the present embodiment
  • FIG. 4B is a diagram illustrating the red band
  • FIG. 5A is a diagram for explaining the principle of an illumination optical system according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a plan view of a phosphor wheel used in the second embodiment
  • FIG. 5C is a diagram for explaining the combined luminance of the R, G, and B lights combined according to the second embodiment.
  • It is a graph which shows the relationship between the light emission change efficiency of a fluorescent substance, and irradiation energy density.
  • FIG. 10A shows a configuration of the phosphor wheel in FIG. 10
  • FIG. 10A is a plan view of the second wheel member
  • FIG. 10B is a plan view of the first wheel member
  • FIG. It is a top view which shows the modification of a 2nd wheel member.
  • It is a graph which shows the relationship between the light intensity of a green zone
  • It is a graph which shows the relationship between the light intensity and angle of the light of a green zone
  • FIG. 1 It is a figure which shows an example of the wavelength selected in the blue transmission area
  • FIG. 21A is a plan view of a first wheel member according to the fifth embodiment
  • FIG. 21B is a plan view of a second wheel member.
  • FIG. 23A is a plan view of the phosphor wheel of the sixth embodiment
  • FIG. 23B is a sectional view taken along line XX of FIG. 23A.
  • the illumination optical system uses a blue laser element or an array light source in which blue light emitting diodes are arrayed as a semiconductor light emitting element that emits blue light having a short wavelength.
  • the illumination optical system is used in a projector that reflects light by a light modulation device such as DLP or DMD.
  • a light modulation device such as DLP or DMD.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the basic principle of an illumination optical system according to the first embodiment of the present invention.
  • red band light, green band light, and blue band light may be abbreviated as R, G, and B for convenience.
  • the illumination optical system 10 of the present embodiment includes an array light source 20 that emits blue band laser light as excitation light, front group lenses L1 and L2 that condense the laser light from the array light source 20, and a front group lens L1. , Rear group lenses L3 and L4 for condensing the laser light collected by L2 on the phosphor wheel 50, a dichroic mirror 30 that transmits light in the blue band and reflects light in the red band and green band, Reflected by a reflection mirror 40 disposed at the rear of the dichroic mirror 30 and at the same angle as the dichroic mirror 30, a disk-shaped phosphor wheel 50, a motor 60 that rotates the phosphor wheel 50, and the dichroic mirror 30.
  • the light emitted from the light tunnel 70 is guided to a spatial modulation device such as DMD (not shown), an optical fiber, or the like.
  • the condensing lens L5 and the light tunnel 70 are not necessarily essential, and can be replaced or changed to an optical system according to the light source of the applied electronic device.
  • the array light source 20 includes a plurality of semiconductor laser elements (or blue light emitting diodes) that emit blue band laser light in an array.
  • the plurality of semiconductor laser elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally, and the plurality of semiconductor laser elements are driven at the same time, so that laser light is emitted from each semiconductor laser element all at once.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing one configuration example of the array light source.
  • a substrate on which a plurality of semiconductor laser elements are mounted is supported by a support member 22 made of a metal material having high thermal conductivity, such as aluminum.
  • a lens 24 for collimating the laser light emitted from each semiconductor laser element is attached to the surface of the support member 22.
  • a reflection mirror 26 is disposed on the side facing the support member 22, and the reflection mirror 26 reflects blue band light emitted from each semiconductor laser element in a certain direction to generate a laser beam bundle Lb.
  • the front group lens L1 is composed of, for example, a plano-convex lens and condenses the laser beam Lb from the array light source 20, and the front group lens L2 is composed of, for example, a concave lens, and is separated from the array light source 20 by the front group lenses L1 and L2.
  • the laser beam Lb is condensed into parallel light.
  • the optical axis C1 of the front group lenses L1 and L2 is the center of the lenses L1 and L2.
  • the front group lenses L1 and L2 may be any optical system that can collect the laser beam bundle Lb from the array light source 20, and the number of lenses constituting the front group lens may be one. Or three or more. Further, the lens may be either a spherical lens or an aspheric lens.
  • the rear group lenses L3 and L4 are composed of, for example, a combination of a spherical lens such as a convex lens and a concave lens, or an aspheric lens, and the laser beam bundle Lb collected by the front group lenses L1 and L2 is further collected on the phosphor wheel 50. Shine.
  • the optical axis C2 of the rear group lenses L3 and L4 is the center of the lenses L3 and L4.
  • the rear group lenses L3 and L4 may be any optical system that can focus the laser beam bundle Lb on the phosphor wheel 50, and the number of lenses constituting the rear group lens may be one. Or three or more.
  • the illumination optical system 10 of this embodiment is an optical system in which the optical axis C2 of the rear group lenses L3 and L4 is shifted from the optical axis C1 of the front group lenses L1 and L2.
  • the shifts of the optical axes C1 and C2 are adjusted so that the laser beams condensed by the group lenses L1 and L2 are incident on one half of the rear group lens L3.
  • the dichroic mirror 30 is disposed on the optical axes C1 and C2, and intersects the optical axes C1 and C2 at an angle of approximately 45 degrees.
  • the dichroic mirror 30 has an optical property of transmitting blue band light and reflecting red band and green band light. For this reason, the light in the blue band collected by the front lens groups L1 and L2 passes through the dichroic mirror 30 and enters one half of the rear lens groups L3 and L4. Further, the dichroic mirror 30 reflects light in the red band and the green band reflected by the phosphor wheel 50 almost at right angles to the optical axis, as will be described later.
  • the reflection mirror 40 disposed at the same angle as the dichroic mirror 30 is located at the rear part of the dichroic mirror 30 and reflects the blue band light normally reflected by the phosphor wheel 50 in a direction orthogonal to the optical axes C1 and C2. To do.
  • the reflection mirror 40 can be configured by a total reflection mirror that reflects all wavelengths, or a dichroic mirror that reflects light in the blue band and transmits light in the red and green bands. When the reflection mirror 40 is composed of the latter dichroic mirror, the reflection mirror 40 may be disposed behind or in front of the dichroic mirror 30.
  • the reflection mirror 40 is positioned so as not to block the laser light Lb collected by the front lens groups L1 and L2, and coincides with the optical axis of the condenser lens L5.
  • the positional relationship may be such that the laser beam Lb overlaps the reflection mirror 40.
  • the condensing lens L5 condenses the light reflected by the dichroic mirror 30 and the reflection mirror 40 and makes the collected light enter the light tunnel 70.
  • the optical axis C3 of the lens L5 is the center of the lens L5, and the optical axis C3 is the same as the optical axes of the reflection mirror 40 and the dichroic mirror 30, and is orthogonal to the optical axes C1 and C2. Therefore, the light reflected by the dichroic mirror 30 and the reflection mirror 40 is condensed on the same optical path by the condenser lens L5.
  • the rear group lenses L3 and L4 are arranged between the dichroic mirror 30 and the phosphor wheel 50, and condense blue band light transmitted through the dichroic mirror 30 on the surface of the phosphor wheel 50.
  • the phosphor wheel 50 is a disk-like rotating body that is rotated at a constant speed by a motor 60, and the surface thereof reflects the light in the blue band in the circumferential direction.
  • the region 52 includes a first phosphor region 54 that emits light in the red band when excited by light in the blue band, and a second phosphor region 56 that emits light in the green band when excited by light in the blue band. It is out.
  • the reflection region 52, the first phosphor region 54, and the second phosphor region 56 have a certain width in the radial direction, and this width is the width of the spot P collected by the rear group lenses L3 and L4. Somewhat larger than the diameter.
  • the circumferential lengths of the reflection region 52, the first phosphor region 54, and the second phosphor region 56, that is, the respective inner angles thereof, depend on the required R, G, B luminances, etc. It is selected appropriately.
  • the phosphor wheel 50 includes a base material made of glass, resin or metal.
  • the surface of the rotator constitutes a reflecting mirror that reflects light of R, G, and B wavelengths
  • the first phosphor region 54 and the second phosphor region 56 are the surfaces of the reflecting mirror.
  • the phosphor layers 54a and 54b are laminated.
  • a reflective layer that reflects at least blue band light may be formed on the surface of the substrate.
  • the reflection region 52 may be formed with irregularities on its surface so as to diffuse the incident blue band light minutely.
  • the first phosphor region 54 includes the phosphor layer 54a that is excited by the blue band laser light and emits the red band light on the surface of the base material.
  • the phosphor layer 54a may be formed on the surface of the base material, or may be formed on the reflective layer by forming a reflective layer on the surface of the base material. It should be noted that the thickness of the phosphor layer 54a shown in FIG. 3B is exaggerated.
  • the second phosphor region 56 includes a phosphor layer 56a that is excited by blue band light and emits green band light.
  • the phosphor materials constituting the phosphor layers 54a and 56a include YAG (yttrium, aluminum, garnet), TAG (terbium, aluminum, garnet), sialon, BOS (barium orthosilicate), and nitride compounds. It has been known.
  • the phosphor layers 54a and 56a are, for example, applied on the surface of the base material mixed with a phosphor material and a resin material or a ceramic material, or pasted on the surface of the base material and a sheet-like material mixed with the phosphor material. You may make it attach.
  • the surface of the phosphor wheel 50 is irradiated with the light in the blue band of the spot P, and the phosphor wheel 50 is rotated so that the reflection region 52 and the first and second phosphor regions 54 and 56 are formed.
  • the spot P is optically scanned.
  • the phosphor wheel 50 is formed with the phosphor layers 54a and 56a for emitting light in the red band and the green band.
  • the light excited by the blue laser light is not necessarily red. It is not limited to light in the band and the green band.
  • a phosphor layer that excites light in the yellow, magenta, and cyan bands may be formed.
  • FIG. 4A shows a state in which blue band light is regularly reflected by the reflection region 52 of the phosphor wheel 50. That is, the parallel light bundles Lb from the front lens groups L1 and L2 are transmitted through the dichroic mirror 30 and incident on one half of the rear lens groups L3 and L4 shifted from the optical axis C2.
  • the light beam Lb irradiates the reflection region 52 of the phosphor wheel 50 by the rear lens groups L3 and L4. At this time, the light beam Lb is regularly reflected, that is, the incident angle and the reflection angle of the light beam Lb with respect to the optical axis C2 are substantially equal.
  • the light beam Lb reflected by the phosphor wheel 50 is emitted from the opposite side of the rear lens groups L3 and L4, and the light Lb passes through the dichroic mirror 30 and is reflected by the reflecting mirror 40 at a substantially right angle. And condensed by the condenser lens L5.
  • FIG. 4B shows a state in which light in the red band or green band is reflected by the first or second phosphor regions 54 and 56 of the phosphor wheel 50. That is, as in the case of FIG. 4A, the light flux Lb in the blue band irradiates the first phosphor region 54. The phosphor layer 54a excited by the light beam Lb emits light in the red band. At this time, the light in the red band becomes light spreading in a Lambertian shape (uniform diffusion). The red band light Lr reflected in a Lambertian shape is condensed by the lenses L4 and L3, and further reflected by the dichroic mirror 30 at a substantially right angle and is incident on the condensing lens L5. This operation is the same when the second phosphor region 56 emits green band light Lg.
  • R, G, and B laser beam bundles are sequentially generated and directed from the light tunnel 70 to a digital mirror device (DMD) or the like.
  • DMD digital mirror device
  • the DMD has a plurality of mirror elements formed in a two-dimensional array, and each mirror element is tilted to the first angle or the second angle according to the digital image data and reflected by the DMD.
  • the R, G, and B light generated generates a projection image.
  • the phosphor wheel 50 reflects all of R, G, and B, and the dichroic mirror 30 and the reflection mirror 40 selectively reflect R, G, and B light. Since it did in this way, the optical member required for the illumination optical system 10 can be reduced, and a compact structure can be obtained.
  • the dichroic mirror 30 and the reflection mirror 40 are arranged so as to overlap in the same direction, and the rear group lenses L3 and L4 are interposed between the dichroic mirror 30 and the phosphor wheel 50, so that space saving is achieved. More promoted.
  • FIG. 5 is a diagram showing the principle of the illumination optical system 10A according to the second embodiment.
  • two sets of the dichroic mirror 30, the reflection mirror 40, and the rear group lens L used in the first embodiment are provided, and R, G, and B are respectively obtained from two beam bundles separated by the beam splitter. Generated and synthesized at the end.
  • a plurality of phosphor wheels are used instead of a single one, and two sets of reflection regions and first and second phosphor regions are formed on the surface in the circumferential direction.
  • the rear lens group L is constituted by a single lens.
  • parallel light bundles Lb from the front lens groups L1 and L2 are separated into two light bundles Lb1 and Lb2 by the beam splitter 200.
  • the separated light bundle Lb1 as in the first embodiment, R, G, and R via the dichroic mirror 30, the rear group lens L, the phosphor wheel 50A, the dichroic mirror 30 or the reflection mirror 40 are used.
  • the B light is incident on the condenser lens L5.
  • the light beam Lb1 is focused on the outer peripheral side of the phosphor wheel 50A, and the reflection region 52, the first and second phosphor regions 54, 56 are optically moved at the spot P. Scan.
  • the other light beam Lb2 is reflected almost at right angles by the reflection mirror 210 and is made parallel to the light beam Lb1.
  • the center of the reflection mirror 210 or the optical axis C4 is shifted from the optical axis C2 of the rear group lens LA, and the light beam Lb2 is incident on one half of the rear group lens LA via the dichroic mirror 30A.
  • the incident light bundle Lb2 is focused on the spot Q on the inner peripheral side of the phosphor hole 50A by the rear group lens LA, and the reflection region 82 and the first and second phosphor regions 84 and 86 are optically reflected by the spot Q. Scan to.
  • FIG. 5C represents the combined luminance when the luminances of R, G, and B of the spot P and the spot Q are combined.
  • the arrangement of the reflection region 52 on the outer peripheral side on the phosphor wheel 80A, the first and second phosphor regions 54 and 56, the reflection region 82 on the inner peripheral side, and the first and second phosphor regions 84 and 86 The arrangement is adjusted so that the timings at which R, G, and G are generated are synchronized.
  • FIG. 6 shows the relationship between the emission conversion amount of the phosphor and the irradiation energy density of the excitation light.
  • a linear region in which the luminescence conversion efficiency increases (conversion efficiency is constant) with increasing light irradiation energy density a saturated region in which the luminescence conversion amount is saturated (conversion efficiency decreases), and luminescence conversion amount Is known to have a degradation region in which the degradation occurs.
  • the first and second phosphor layers 54, 56, 84, 86 are irradiated with blue light having a certain energy or more, the light emission conversion amount is saturated or deteriorated, and the phosphor is thermally damaged or deteriorated. Resulting in.
  • the phosphor has a deterioration in light emission conversion efficiency even with a change with time.
  • the blue band light is divided into two, and two sets of phosphor layers are formed on the phosphor wheel. Therefore, the irradiation energy with which the phosphor layer is irradiated can be substantially halved.
  • the phosphor can be used in a linear region, and deterioration of the light emission conversion amount can be prevented.
  • thermal damage or thermal deterioration of the phosphor layer can be suppressed, and the lifetime of the phosphor can be extended.
  • the light bundle Lb is separated into two.
  • the light bundle Lb is divided into n pieces, and n sets of dichroic mirrors, reflection mirrors, lenses, and n sets of reflection areas.
  • the illumination optical system may be formed by a phosphor wheel in which the phosphor region is formed.
  • FIG. 7A is a plan view of the phosphor wheel 300
  • FIG. 7B is a sectional view taken along line XX. 7 (C1) to (C4) show various modifications of the first phosphor region 320
  • FIGS. 7 (D1) to (D3) show various modifications of the reflection region 310.
  • FIG. 7A is a plan view of the phosphor wheel 300
  • FIGS. 7 (D1) to (D3) show various modifications of the reflection region 310.
  • FIG. 7A is a plan view of the phosphor wheel 300
  • FIGS. 7 (D1) to (D3) show various modifications of the reflection region 310.
  • FIG. 7A is a plan view of the
  • a doughnut-shaped reflection layer 324 is formed on a base material 322 such as a disk-shaped glass or resin constituting the phosphor wheel 300, and the first fluorescence is formed on the reflection layer 324.
  • a body 320A is formed.
  • the first phosphor 320A emits red light when excited by blue light.
  • the luminous efficiency of the phosphor is improved by providing the reflective layer 324, if the reflective layer 324 reflects all wavelengths of R, G, and B, the blue light transmitted through the first phosphor 320A can be reduced. There is a possibility that red and blue colors are mixed by being reflected by the reflective layer 324.
  • a dichroic mirror 326 that reflects the fluorescent emission color and absorbs or transmits blue light is coated immediately below the first phosphor 320A. More preferably, a layer 326 that reflects R, G, and (Y) and transmits or absorbs blue light is formed. The same applies to the second phosphor 330. Thereby, the color mixture of the fluorescence emission color and the blue light can be prevented.
  • the reflection layer 324 may be inclined so that the end portion of the base material 322A is thickened.
  • the blue light transmitted through the first phosphor 320A is mixed with the fluorescent color. That is, since the blue light incident from the half surface of the lens 70 has a certain incident angle, the blue light is reflected toward the incident direction by tilting the reflective layer 324. Therefore, it does not enter the reflection mirror 60.
  • the second phosphor region 330 is inclined so that the end portion of the base material 322A is thickened.
  • a reflecting member 328 having a height exceeding the phosphor layer 320A may be formed on the side surface of the base material 322.
  • the blue light transmitted through the phosphor layer 320A is reflected by the reflection layer 324, but since the blue light traveling toward the reflection mirror 60 is reflected by the reflection member 328, color mixing with the fluorescent color is prevented. .
  • the reflective region 310 that reflects blue light has a reflective layer 314 formed on the surface of the base material 312 so that the blue light is efficient regardless of the material of the base material 312. Reflected well. Further, as shown in FIG. 7D2, a diffusion region 316 may be formed on the surface of the reflection region 310. Since the blue laser light is coherent light, speckle is generated. In order to remove this, the coherent component can be removed by using a diffusing surface having irregularities. Further, as shown in FIG.
  • the reflecting surface 314 is inclined by providing an inclination so that the thickness of the base material 312A of the reflecting region 310 becomes thinner toward the end portion, so that blue light and phosphor It is possible to prevent color mixing by separating the optical axes of the emission colors as much as possible.
  • the phosphor wheel can be constituted by one or more combinations shown in FIGS. 7 (C1) to (D3).
  • FIG. 8 shows a further modification of the phosphor wheel.
  • a phosphor layer 410 for emitting red, green, yellow, or the like is formed on the phosphor wheel base material 400.
  • the light Lb ′ is reflected by the reflection mirror 40 via the dichroic mirror 30, so that the light in the blue band is mixed with the light in the red band and the green band.
  • a diffused surface 420 having irregularities is formed on the surface of the phosphor layer 410, thereby preventing regular reflection of light in the blue band.
  • an antireflection film 430 for preventing reflection of light in the blue band is formed on the surface of the phosphor layer 410, or as shown in FIG. As described above, it is desirable to form the transparent member 440 having the diffusion surface or the antireflection film formed on the phosphor layer 410.
  • the R and G lights reflected by the dichroic mirror 30 and the B light reflected by the reflecting mirror 40 travel along the same optical path.
  • the optical axis of the reflecting mirror is shifted from the optical axis of the dichroic mirror.
  • the blue band light regularly reflected by the phosphor wheel is the laser light itself, and speckles are generated.
  • the optical axis of the reflection mirror 40 that reflects the light Lb in the blue band is shifted from the optical axis of the dichroic mirror 30, and a speckle removal optical system is provided on the optical path of the blue band light. After passing, they are combined in the same optical path by a dichroic mirror or the like.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of the third embodiment.
  • the reflection mirror 40 is arranged such that its optical axis is shifted from the optical axis of the dichroic mirror 30.
  • the light Lb in the blue band reflected by the reflection mirror 40 is reflected at a right angle by the reflection mirror 510 via the speckle removal optical system 500, and further, the light Lb is reflected by the dichroic mirror 520 at a right angle to collect the light.
  • the light enters the lens L5.
  • the dichroic mirror 520 has the same optical axis as the dichroic mirror 30, and the dichroic mirror 520 transmits the red band light Lr and the green band light Lg reflected by the dichroic mirror 30, and transmits the blue band light Lb. reflect. In this way, the speckle-removed blue band light Lb and the fluorescent lights Lr and Lg are condensed on the light tunnel 70 via the condenser lens L5.
  • the speckle removing optical system 500 is interposed between the reflecting mirror 40 and the reflecting mirror 510, but the speckle removing optical system 500 may be omitted.
  • the reflecting mirror 40 be a diffusing surface, or a surface that reflects light in the blue band of the phosphor wheel be a diffusing surface.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the principle of the illumination optical system 10B according to the third example.
  • the illumination optical system 10B according to the present embodiment includes a dichroic mirror 600 that reflects the laser light Lb in the blue band from the array light source 20 (see FIG.
  • the phosphor wheel 620 includes two wheel members, and one wheel member 620-1 generates light in the blue band, the red band, and the green band, and the other wheel member 620.
  • -2 effectively removes light in the blue band included in the light in the red and green bands that is fluorescently colored by -2. This prevents light in the blue band from being mixed with light in the red and green bands.
  • the blue band laser beam Lb output from the array light source 20 is reflected by the dichroic mirror 600 at a substantially right angle.
  • the laser light Lb in the blue band reflected by the dichroic mirror 600 is shifted from the optical axis of the condenser lens 610 so as to be a shift optical system, and is incident on one half of the condenser lens 610.
  • the incident light Lb is The light is condensed on the phosphor wheel 620.
  • the rotating phosphor wheel 620 is optically scanned with the blue band laser light Lb.
  • the phosphor wheel 620 emits blue band light Lb, red band light Lr, and green band light. Lg is sequentially output.
  • the blue band light Lb regularly reflected by the phosphor wheel 620 is incident on the opposite half of the condensing lens 610 and collected on the dichroic mirror 630.
  • the dichroic mirror 630 reflects the light Lb in the blue band in a substantially right angle direction.
  • the red band and green band lights Lr and Lg that are fluorescently colored by the phosphor wheel 620 are uniformly diffused in a Lambertian pattern and are collected by the condenser lens 610.
  • the condensed lights Lg and Lr are transmitted through the dichroic mirrors 600 and 630 and reflected by the dichroic mirror 640 in a substantially right angle direction.
  • the phosphor wheel 620 includes two first and second wheel members 620-1 and 620-2 that are rotated in synchronization, and both the wheel members are connected by a connecting member 622. Plan views of these wheel members 620-1 and 620-2 are shown in FIGS.
  • the first wheel member 620-1 has substantially the same configuration as the phosphor wheel of the first embodiment, that is, the blue reflection region 620-1B that reflects light in the blue band, the blue band, And a red fluorescent region 620-1R that emits red color light by being excited by the light of the green light, and a green fluorescent region 620-1G that is excited by blue light and emits the green color light by fluorescence. .
  • the second wheel member 620-2 is mounted coaxially with the first wheel member 620-1, and is rotated together with the first wheel member 620-1.
  • the second wheel member 620-2 has a smaller radius (or diameter) than the first wheel member 620-1, and the periphery of the second wheel member 620-2 is the optical axis C1 of the condenser lens 610.
  • the outer diameter of the second wheel member 620 is selected so as not to overlap. If the edge of the second wheel member 620-2 exists on the optical path of the light emitted from the first wheel member 620-1, the edge may be reflected.
  • the second wheel member 620-2 ′ may have its peripheral edge beyond the optical axis C1 of the condensing lens 610.
  • the circumferential portion of the second wheel member 620 includes a transparent region 620-2C that transmits R, G, and B light, and the transparent region 620-2C includes the light Lb in the blue band. And the light Lr and Lg in the red band and the green band that are fluorescently colored by the first wheel member.
  • the second wheel member 620-2 has a blue band at positions corresponding to the blue reflective region 620-1B, red fluorescent region 620-1R, and green fluorescent region 620-1G of the first wheel member 620-1.
  • Blue transmission region 620-2B that transmits light
  • red transmission region 620-2R that reflects light in the blue band and transmits light in the red band
  • green transmission region 620 that reflects light in the blue band and transmits light in the green band -2G is formed.
  • the interior angles of the blue reflective region 620-1B, the red fluorescent region 620-1R, and the green fluorescent region 620-1G are the blue transmissive region 620-2B, the red transmissive region 620-2R, and the green transmissive region 620-2G.
  • the blue band light reflected by the blue reflection area 620-1B is incident on the blue transmission area 620-2B, and the red band light fluorescently developed by the red fluorescence area 620-1R is transmitted through red.
  • the green band light that is incident on the region 620-2R and fluorescently developed in the green fluorescent region 620-1G is incident on the green transmission region 620-2G.
  • P1 on the first wheel member 620-1 represents the spot diameter of the laser light Lb in the blue band collected by the condenser lens 610.
  • P2 on the second wheel member 620-2 in FIG. 11A represents the spot diameter of the light output from the first wheel member 620-1. Since the light Lr and Lg in the red band and the green band are uniformly diffused by fluorescent color development, the diameter of the spot P2 is larger than the spot diameter P2 of the light Lb in the blue band.
  • P3 shown in FIG. 11C represents the blue band light Lb incident from the condenser lens 610 to the second wheel member.
  • the blue transmission region 620-2B may be made of a transparent material that directly transmits the light Lb in the blue band reflected by the first wheel member 620-1, or may be an opening or a through hole.
  • the red transmissive region 620-2R includes an optical filter (for example, a dichroic mirror or a dichroic filter) that transmits fluorescently colored red band light and reflects at least blue band light.
  • the green transmission region 620-2G is configured by an optical filter (for example, a dichroic mirror or a dichroic filter) that transmits the fluorescently colored green band light and reflects at least the blue band light.
  • the second wheel member 620-2 is affixed with an optical film or an optical mirror that transmits light in the red band and the green band on the glass substrate, or such an optical filter on the glass substrate. It can be formed by vapor-depositing the constituent material.
  • the red fluorescent region 620-1R and the green fluorescent region 620-1G fluoresce red band light and green band light excited by the blue band laser light Lb, but the conversion efficiency of the blue band light Lb is 100. %is not. That is, part of the laser light Lb in the blue band is regularly reflected on the surface of the red fluorescent region 620-1R, and further, part of the laser light Lb that has traveled inside the red fluorescent region 620-1R becomes fluorescent. It is reflected from the surface of the red fluorescent region 620-1R without being used. The same applies to the green fluorescent region 620-1G.
  • the fluorescently colored red band light is output from the first wheel member 620-1, the blue band light regularly reflected on the surface thereof and the blue band light not used for the fluorescent color development. Are also output at the same time. Even when the green band light is output, the blue band light regularly reflected on the surface and the blue band light not used for fluorescence development are simultaneously output.
  • FIG. 12 is a graph illustrating blue band light included when green band light is output.
  • the vertical axis represents the light intensity ratio
  • the horizontal axis represents the angle formed with the surface of the phosphor wheel (perpendicular to the surface). Direction is 90 degrees).
  • FIG. 12 shows the light component of the green band when the phosphor wheel includes only the first wheel member, and is output from the phosphor wheel including the second wheel member as in this embodiment. It should be noted that it does not represent the light component of the green band.
  • the light Lg in the green band that is fluorescently developed from the phosphor wheel becomes light that is uniformly diffused in a Lambertian shape, and therefore has little angle dependency.
  • the uniformly diffused green band light Lg is condensed by the condenser lens 610.
  • the undesired blue band light Ln output from the phosphor wheel is converted into a fluorescent color within the fluorescent region and the angle-dependent light component regularly reflected on the surface of the fluorescent region as described above. A synthesis of components of diffused light that were not utilized.
  • the undesired blue band light Ln has an angle-dependent light intensity, that is, a large light intensity in the vicinity of the direction of regular reflection (in the vicinity of an angle of 90 degrees).
  • Lg + Ln represents the intensity when the light of both components is combined.
  • the phosphor wheel 620 includes a second wheel member 620-2 for cutting the blue band light Ln in order to effectively remove such unwanted blue band light Ln.
  • the green band light Lg output from the green fluorescent region 620-1G of the first wheel member 620-1 passes through the green transmission region 620-2G of the second wheel member 620-2, but the green band light.
  • Undesired blue band light Ln included in Lg is reflected by the green transmission region 620-2G.
  • the red band light Lr output from the red fluorescent region 620-1R passes through the red transmission region 620-2R, but the undesired blue band light Ln included in the red band light Lr is red. Reflected by the transmissive region 620-2R.
  • FIG. 13 is a graph showing components of the green band light Lg output from the dichroic mirrors 630 and 640 when the second wheel member 620-2 according to this embodiment is provided.
  • the light intensity of the green band light Lg that is fluorescently colored is almost unchanged, but it is used for the normally reflected light within the range of about 0 to 90 degrees out of the undesired blue band light Ln and the fluorescent color development.
  • the missing light component is removed by the second wheel member 620-2.
  • the undesired blue band light Ln within the range of about 90 to 180 degrees is transmitted through the second wheel member 620-2, but the light is reflected by the dichroic mirror 600 and is dichroic mirror 640. Therefore, the green band light Lg is not mixed.
  • This principle is the same for the red band light Lr. As described above, in this embodiment, it is possible to effectively prevent the light Ln in the undesired blue band from being mixed with the light in the red band and the green band that are fluorescently colored.
  • the function of the second wheel member 620-2 is mainly to prevent color mixing of light in the blue band.
  • the second wheel member can be used for each of R, G, and B at the same time. A function of correcting the color can be provided.
  • the blue transmission region 620-2B formed in the second wheel member 620-2 has been illustrated as having an opening or a through-hole.
  • the blue transmission region 620- 2B includes an optical filter or an optical mirror that transmits the selected wavelength range ⁇ b1 to ⁇ b2 in the blue band.
  • the red transmissive region 620-2R and the green transmissive region 620-2G are configured by optical filters or optical mirrors that transmit the selected wavelength ranges ⁇ r1 to ⁇ r2 and ⁇ g1 to ⁇ g2, respectively. For example, as shown in FIG.
  • the blue transmission region 620-2B selectively transmits the 450 nm band
  • the red transmission region 620-2R selectively transmits the 630 nm band
  • the green transmission region 620-2G It is configured to selectively transmit the 520 nm band. If the phosphor wheel 620 includes a fluorescent region that fluoresces yellow band light, the yellow transmission region of the second wheel member is configured to selectively transmit the 550 nm band.
  • the second wheel member 620-2 is arranged close to the first wheel member 620-1 and arranged on the incident surface side of the condenser lens 610.
  • the member 620-2 may be inserted at any position as long as it is on the optical path of the red band and the green band.
  • FIG. 15 shows an example in which the second wheel member 620-2 is arranged between the condenser lens 610 and the dichroic mirror 630. Also in this case, the first and second wheel members 620-1 and 620-2 are coupled by the connecting member 622 and rotated simultaneously.
  • FIG. 16 shows another configuration example of the illumination optical system of the present embodiment.
  • the second wheel member 620-2 is disposed between the condensing lens 610 and the dichroic mirror 630, the spot diameter of the light incident on the second wheel member 620-2 becomes large, and accordingly. Light loss increases. Therefore, as shown in FIG. 16, the second wheel member 620-2 is disposed between the two condenser lenses 650 and 660, and the spot diameter of the light incident on the second wheel member 620-2 is reduced. By doing so, it becomes possible to suppress the loss of the light amount.
  • FIG. 17 shows another modification of the second wheel member.
  • the second wheel member 620-2 includes a plurality of sets of transmission regions in the radial direction.
  • the first set on the outermost periphery includes the first blue transmission region 620-2B, the green transmission region 620-2G, and the red transmission region 620-2R
  • the second set on the inner periphery is A second blue transmissive region 620-2B ′, a green transmissive region 620-2G ′, and a red transmissive region 620-2R ′ are included.
  • the first set and the second set of transmission regions are configured to select different wavelength bands.
  • the phosphor wheel 620 is movable in the horizontal direction H as shown in FIG. 17B, and when the phosphor wheel 620 is at the position d1, the light emitted from the first wheel member 620-1 is When the first set of transmission regions of the second wheel member 620-2 are irradiated with the spot P2 and the phosphor wheel 620 is at the position d2, the light emitted from the first wheel member 620-1 The second transmission region of the wheel member 620-2 is irradiated with the spot P2 ′. By enabling such switching, it is possible to easily select or fine-tune the colors of R, G, and B.
  • the dichroic mirror 630 is disposed on the front side and the dichroic mirror 640 is disposed on the rear side.
  • this order may be reversed.
  • the illumination optical system according to the fourth embodiment can of course be used in combination with the illumination optical system described in the first to third embodiments.
  • the first wheel member 620-1 reflects the blue band light Lb toward the second wheel member side.
  • the present invention is not limited to this, and the blue band light Lb
  • the first wheel member 620-1 may be transmitted therethrough.
  • the blue reflection region 620-1B of the first wheel member 620-1 is made of a material that transmits the blue band light lb, or a through hole or opening.
  • FIG. 19 shows an illumination optical system when the first wheel member 620-1 transmits the light Lb in the blue band.
  • the blue band light Lb transmitted through the first wheel member 620-1 is extracted in a desired direction by, for example, the total reflection mirror 630A.
  • the phosphor wheel outputs an example of outputting a plurality of lights excited by the laser beam in the blue band (in the above embodiment, the light in the red band and the light in the green band).
  • single light is fluorescently colored by the first wheel member, and a plurality of lights are separated or extracted from the fluorescently colored light by the second wheel member.
  • the first wheel member includes a blue generation region that reflects or transmits the blue band laser light Lb from the array light source, and the yellow band light by being excited by the blue band laser light Lb. And a yellow fluorescent region that fluoresces.
  • a fluorescent substance that develops light in the yellow band has a relatively higher conversion efficiency than a fluorescent substance that develops fluorescence in the red or green band, and thus has an advantage of high output of light in the yellow band.
  • the fluorescent material is not limited to the yellow band, but may be another band, cyan, or magenta.
  • FIG. 20 is a diagram showing an illumination optical system according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the phosphor wheel 720 includes the first wheel member 720-1 that outputs a single fluorescent color, and a plurality of single fluorescent colors. And a second wheel member 720-2 for separating or extracting light in the wavelength band.
  • FIG. 20B is a partially enlarged view of the phosphor wheel 720, and the first and second wheel members 720-1 and 720-2 each have substantially the same diameter.
  • the rotation center of the phosphor wheel is C6, the radius from the center C6 to the edge of the first and second wheel members 720-1 and 720-2 is r1, and the light Lb in the blue band passes through the first wheel member 720-1.
  • the radius from the approximate center of the spot diameter to the rotation center C6 when irradiated is r2, and the radius from the rotation center C6 to the edge of the region for selecting the wavelength of the second wheel member 720-2 is r3.
  • Reference numeral 722 denotes a connecting member for the first and second wheel members 720-1 and 720-2.
  • FIG. 21A is a plan view of the first wheel member
  • FIG. 20B is a plan view of the second wheel member.
  • the first wheel member 720-1 is formed with a blue reflective region 720-1B that reflects blue band light and a yellow fluorescent region 720-1Y that is excited by the blue band light and emits yellow band light. Is done. Accordingly, the laser light Lb from the array light source 20 optically scans the blue reflection region 720-1B and the yellow fluorescent region 720-1Y of the rotated first wheel member 720-1, and the first wheel member 720 is scanned. From -1, blue band light and yellow band light are sequentially output.
  • the second wheel member 720-2 includes a blue transmission region 720-2B that transmits the blue band light from the array light source and the blue band light from the blue reflection region 720-1B, and the yellow band light to the red band light.
  • a red generation region 720-2R that generates light and a green generation region 720-2G that generates light in the green band from light in the yellow band are included.
  • the blue transmission region 720-2B is made of, for example, an opening or a through hole, or a transparent material that transmits at least light in the blue band.
  • the red color generation region 720-2R includes at least two regions having different characteristics. That is, the red generation region 720-2R is configured by an optical filter that transmits blue band light in the region between r1 and r2 and transmits red band light included in the yellow band, and is a region between r2 and r3. Is configured by an optical filter that reflects light in the blue band, reflects light in the green band included in the yellow band, and transmits light in the red band included in the yellow band.
  • the green generation region 720-2G includes an optical filter that transmits blue band light in the region between r1 and r2 and transmits green band light included in the yellow band, and blue in the region between r2 and r3.
  • the optical filter reflects light in the band, reflects light in the red band included in the yellow band, and transmits light in the green band included in the yellow band.
  • the fifth embodiment it is possible to obtain R, G, and B light using a fluorescent material having a high intensity of fluorescent color and having little color mixing.
  • the fifth embodiment of the present invention can be combined with the first to fourth embodiments, and the technique described therein can be applied.
  • the illumination optical system 10D of the present embodiment includes front group lenses L1 and L2 that condense blue band laser light Lb as excitation light emitted from an array light source (see FIG. 2), and front group lenses L1 and L2.
  • a first beam splitter BS1 that transmits part of the laser beam Lb collected by the laser beam and reflects the remainder in a right angle direction, and a first dichroic mirror that transmits blue band light and reflects at least red band light.
  • a condenser lens L3 that transmits part of the laser light Lb reflected by the first beam splitter BS1, and reflects the rest in a right angle direction, and light in the blue band and red
  • a second dichroic mirror 830 that transmits light in the band and reflects light in the green band
  • a condenser lens L4 and transmits light in the blue band and light in the red band and green band.
  • the front group lens L1 is composed of, for example, a convex lens
  • the front group lens L2 is composed of, for example, a concave lens
  • the front group lenses L1, L2 condense the laser beam Lb from the array light source into parallel light.
  • the optical axis C1 of the front group lenses L1 and L2 is the center of the lenses L1 and L2.
  • two combination lenses are used as the front group lens.
  • the front group lens only needs to be an optical system capable of condensing the laser light Lb from the array light source, and constitutes the front group lens.
  • the number of lenses may be one, or three or more.
  • the front lens group may be composed of either a spherical lens or an aspheric lens.
  • the front lens group may include an optical member such as a prism.
  • the first beam splitter BS1 is disposed on the optical axis C1, transmits a part of the laser light Lb, for example, 1/3 light in the direction of the optical axis C1, and transmits the remaining 2/3 light to the optical axis. Reflects in a direction perpendicular to C1.
  • the first dichroic mirror 20 is disposed on the optical axis C1, and transmits the laser light Lb transmitted through the first beam splitter BS1 in the direction of the optical axis C1.
  • the first dichroic mirror 820 reflects the light in the red band emitted by the phosphor wheel 860 in the direction of the optical axis C4 orthogonal to the optical axis C1.
  • the condenser lens L3 is disposed between the first dichroic mirror 820 and the phosphor wheel 860, and the center of the condenser lens L3 coincides with the optical axis C1.
  • the condensing lens L3 condenses the laser light Lb transmitted through the first dichroic mirror 820 on the phosphor wheel 860. Further, the red band light Lr emitted by the phosphor wheel 860 is condensed on the first dichroic mirror 820.
  • the condensing lens L3 is configured by using one lens, but the condensing lens L3 condenses the laser light Lb on the phosphor wheel 860 and is emitted from the phosphor wheel 860.
  • the number of lenses constituting the condenser lens L3 may be a plurality of combination lenses.
  • the condensing lens L3 may be composed of either a spherical lens or an aspheric lens.
  • the condensing lens may include an optical member such as a prism.
  • the second beam splitter BS2 is disposed on the optical axis C3 orthogonal to the optical axis C1, and a part of the laser light Lb reflected by the first beam splitter BS1, for example, 1/3 light is applied to the optical axis C3. And the remaining 2/3 of the light is reflected in a direction orthogonal to the optical axis C3.
  • the second dichroic mirror 830 is disposed on the optical axis C4, transmits the laser light Lb reflected by the second beam splitter BS2 in a direction orthogonal to the optical axis C4, and reflects by the first dichroic mirror 820.
  • the red light Lr thus transmitted is transmitted in the direction of the optical axis C4.
  • the second dichroic mirror 830 reflects the light in the green band emitted by the phosphor wheel 860 in the direction of the optical axis C4.
  • the condenser lens L4 is disposed between the second dichroic mirror 830 and the phosphor wheel 860, and the optical axis C2 of the condenser lens L4 is the center of the condenser lens L4.
  • the optical axis C2 is parallel to the optical axis C1.
  • the condensing lens L4 condenses the laser light Lb transmitted through the second dichroic mirror 830 on the phosphor wheel 860, and the green band light Lg emitted by the phosphor wheel 860 is on the second dichroic mirror 830.
  • the condensing lens L4 is configured by using one lens, but the condensing lens L4 condenses the laser light Lb on the phosphor wheel 860 and has a green band from the phosphor wheel 860.
  • Any optical system that can collect the light Lg may be used, and the number of lenses constituting the condenser lens L4 may be a plurality of combination lenses.
  • the condensing lens L4 may be constituted by either a spherical lens or an aspheric lens.
  • the condensing lens may include an optical member such as a prism.
  • the reflection mirror 850 reflects the red band light Lr transmitted through the second dichroic mirror 30 and the green band light Lg reflected by the second dichroic mirror 830 in a direction orthogonal to the optical axis C4.
  • the third dichroic mirror 840 is disposed on the optical axis C3, transmits the laser light Lb transmitted through the second beam splitter BS2 in the direction of the optical axis C3, and is reflected by the reflection mirror 850 and is reflected in the red band and the green band. Are reflected in the direction of the optical axis C3.
  • R, G, and B light is extracted from the third dichroic mirror 840, and white light can be obtained by synthesizing the light.
  • the white light emitted from the third dichroic mirror 840 is then separated into R, G, and B, and can be used, for example, as a light source for a liquid crystal projector.
  • R / G / B light is extracted in the direction of the optical axis C3. However, in the direction orthogonal to the optical axis C3 using an optical member such as a mirror, or any other direction. R / G / B light can be extracted.
  • the phosphor wheel 860 is disposed at a position facing the condenser lenses L4 and L5, and emits light in the red band and the green band when irradiated with the blue laser light Lb.
  • the surface of the phosphor wheel 860 is excited by the blue band laser light and emits red band light, and the annular first phosphor region 862R is excited by the blue band laser light and emits the green band light.
  • An annular second phosphor region 862G that emits light is formed.
  • the first and second phosphor regions 862R and 862B are arranged concentrically, and in the example shown in the figure, the first phosphor region 862R is formed on the outer peripheral side with respect to the second phosphor region 862G. This relationship may be the opposite.
  • the first phosphor region 862R has a constant width in the radial direction, and preferably the center of the radial width coincides with the optical axis C1.
  • the condensing lens L3 adjusts the size of the spot P of the laser light Lb so that the laser light Lb in the blue band falls within the width of the first phosphor region 862R.
  • the second phosphor region 862G has a constant width in the radial direction, and preferably the center of the radial width coincides with the optical axis C2.
  • the condenser lens L4 adjusts the size of the spot Q of the laser beam Lb so that the laser beam Lb in the blue band falls within the width of the second phosphor region 862G.
  • the phosphor wheel 860 is rotated at a constant speed by the drive motor 870, and the first and second phosphor regions 862R and 862G are optically continuously scanned by the spots P and Q.
  • the first phosphor region 862R emits red band light Lr excited by the laser light Lb in a Lambertian shape (uniform diffusion).
  • the emitted light Lr is condensed on the first dichroic mirror 820 by the condenser lens L3, and is reflected in the direction of the optical axis C4 orthogonal to the optical axis C1.
  • the second phosphor region 862G emits the green band light Lg excited by the laser light Lb in a Lambertian shape (uniform diffusion).
  • the emitted light Lg is condensed by the condenser lens L4 onto the second dichroic mirror 830, where it is reflected in the direction of the optical axis C4 orthogonal to the optical axis C2.
  • Examples of the phosphor material constituting the first and second phosphor regions 862R and 862G include YAG (yttrium, aluminum, garnet), TAG (terbium, aluminum, garnet), sialon, BOS (barium Orthosilicate) and nitride compounds are known.
  • the first and second phosphor regions 862R and 862G are, for example, sheet-like ones obtained by applying a mixture of a phosphor material and a resin material or a ceramic material on the surface of the base material, or mixing a phosphor material. And may be affixed to the substrate surface.
  • FIG. 23A is a plan view of the phosphor wheel
  • FIG. 23B is a cross-sectional view of the phosphor wheel taken along the line XX. Circles indicated by P and Q in the figure represent spots of light Lb in the blue band collected by the condenser lenses L3 and L4.
  • the phosphor wheel 860 includes a reflective layer 864 that reflects light in the blue band, the red band, and the green band on the surface of the disc-shaped support substrate 866, and first and second phosphors formed on the reflective layer 864. Regions 862R and 862G.
  • the material of the support substrate 866 is not particularly limited, and is made of, for example, a metal material, a resin material, a glass material, or the like. Note that since the temperature of the phosphor wheel 860 is increased by irradiation with the laser light Lb, the support substrate 866 desirably has a material or a shape excellent in heat dissipation characteristics.
  • the support substrate 866 is preferably circular, but is not necessarily limited to such a shape, and may be, for example, a polygonal or elliptical shape.
  • the phosphor material When the first phosphor region 862R is irradiated with the laser light Lb, the phosphor material is excited by the laser light Lb, and the red band light Lr is emitted. Since the red band light Lr isotropically diffuses in a Lambertian shape from the light emitting point, a part of the light travels toward the support substrate 866. However, since such light Lr is reflected by the reflective layer 864 without being transmitted to the back side of the phosphor wheel 860, the red band light Lr can be efficiently extracted. Similarly, the green band light Lg emitted from the second phosphor region 862B is also reflected by the reflective layer 864, so that the green band light Lg can be efficiently extracted.
  • a part of the light Lb in the blue band does not contribute to wavelength conversion of the red band and the green band in the first and second phosphor regions 862R and 862G, and the first and second phosphor regions 862R, Some of them pass through 862G.
  • Such transmitted laser light Lb is reflected by the reflective layer 864 and returned again to the first and second phosphor regions 862R and 862G, and is used for wavelength conversion. Can be improved.
  • an antireflection film that prevents reflection of light in the blue band Lb on the entire surface of the phosphor wheel 860 or on the first and second phosphor regions 862R and 862G. 868 can be formed.
  • the light Lb in the blue band is suppressed from being reflected from the surfaces of the first and second phosphor regions 862R and 862G, and the conversion efficiency by the phosphor can be improved.
  • the light in the red band and the green band can be generated using the light in the blue band emitted from the array light source.
  • the light subjected to wavelength conversion can be light in the yellow band or other bands.
  • the blue band light Lb is laser light itself and coherent light, speckles are generated.
  • an optical member such as a diffusion plate can be installed on the optical path of the laser beam in the blue band.
  • the diffusing plate includes, for example, a diffusing surface having irregularities formed on the surface, and can remove or alleviate the coherent component.
  • a diffusion surface can be formed on the surface of the first beam splitter, or a speckle removal optical system can be added on the optical path of the laser light Lb.
  • the blue band to be divided by adding a beam splitter or the like it is possible to further increase the number of the light beams Lb (for example, four) and increase the number of spots P and Q. In this case, it is necessary to add an optical system for collecting R and G light emitted by irradiation of the added spots P and Q.
  • the phosphor material of the phosphor wheel 860 is heat or the like. Therefore, the irradiation energy of one spot can be reduced and the life of the phosphor wheel can be improved by increasing the number of divisions of the laser beam Lb.
  • the phosphor wheel 860 is configured to reflect the light in the red band and the green band excited by the light in the blue band from the incident surface side.
  • 10E is configured to emit red band and green band light excited by blue band light from the exit surface side.
  • the same components as those shown in FIG. 22 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the surface of the phosphor wheel 860A is irradiated with the laser light Lb in the blue band by the condenser lens L3.
  • the laser light Lb is incident on the first phosphor region 862R formed on the emission surface side of the phosphor wheel 860A, and excites the red band light there.
  • red band light Lr is emitted in a Lambertian shape from the emission surface side of the phosphor wheel 860A.
  • the blue band light condensed by the condenser lens L4 irradiates the second phosphor region 862G, and the green band light excited by the second phosphor region 862G is emitted from the phosphor wheel 860A. The light is emitted from the surface side.
  • FIG. 25 is a schematic sectional view showing the structure of the phosphor wheel according to the eighth embodiment.
  • the phosphor wheel 860A transmits the blue band light and reflects the red band and green band light, and the first and second phosphor regions 862R and 862G formed on the back surface of the dichroic mirror 864A. And have.
  • the blue band light Lb is incident on the first phosphor region 862R via the dichroic mirror 864A, and the red band light Lr excited there is emitted from the emission surface side of the phosphor wheel 860A.
  • a part of the red band light Lr is reflected by the dichroic mirror 864A and emitted from the emission surface side of the phosphor wheel 860A.
  • the light in the green band excited by the second phosphor region 862G is extracted from the emission surface side of the phosphor wheel 860A.
  • the red band light Lr emitted from the emission surface side of the phosphor wheel 860A is collected by the condenser lens L5 and then reflected in the optical axis C4 direction by the reflection mirror 820A that reflects at least the red band light. .
  • the reflection mirror 820A may be composed of a dichroic mirror as in the sixth embodiment.
  • the green band light Lb emitted from the emission surface side of the phosphor wheel 860A is collected by the condenser lens L6 and then reflected by the second dichroic mirror 830 in the direction of the optical axis C4.
  • the third dichroic mirror 840 emits R / G / B light in the direction of the optical axis C3.
  • FIG. 26 Another method for separating laser light is shown in FIG.
  • the laser light is separated by the beam splitter, but the laser light can be separated by using other optical systems.
  • the two convex lenses 900 and 910 are arranged so that the optical axes are parallel to the optical axis C, and the laser light Lb. Is incident on one half of each of the lenses 900 and 910.
  • the laser beam Lb is condensed by the lenses 900 and 910, respectively, and separated into the laser beams Lb1 and Lb2. If the sizes of the lenses 900 and 910 are the same and the lenses 900 and 910 are arranged symmetrically with respect to the optical axis C, the laser beam Lb is separated into 1 ⁇ 2 laser beams Lb1 and Lb2, respectively.
  • the present invention is not limited to such an illumination optical system. That is, as shown in FIG. 27, the illumination optical system 10F of the present invention may be configured to extract R, G, and B light individually.
  • the first dichroic mirror 820 rotates the direction in FIG. 22 by 180 degrees. Therefore, the red band light Lr emitted from the phosphor wheel 860 is reflected by the first dichroic mirror 820 in the direction of the optical axis C4. That is, the light Lr in the red band is reflected in a direction 180 degrees opposite to that in FIG. Further, as shown in FIG. 27, if the reflection mirror 850 and the third dichroic mirror 840 are omitted, the light Lb in the blue band and the light Lg in the green band can be extracted individually.
  • the individually extracted blue band light Lb, red band light Lr, and green band light Lg may be obtained using an optical system such as a lens, mirror, or prism. It is possible to be directed in the direction of or to synthesize their light.
  • the phosphor wheel 860 / 860A is formed with the first and second phosphor regions 862R and 862G for emitting light in the red band and the green band, but is excited by the blue laser light.
  • the light subjected to wavelength conversion is not necessarily limited to light in the red band and green band.
  • it may include a phosphor layer that excites light in the yellow, magenta, and cyan bands.
  • a dichroic mirror is synonymous with a dichroic filter
  • a reflective layer, a reflective mirror, and an antireflection film are synonymous with a reflective member, a reflective filter, and the like.
  • the illumination optical system according to the present invention can be applied to light sources of various electronic devices.
  • a light source such as a projector, a rear projector, an endoscope, and an illumination device.
  • 10, 10A, 10B, 10C illumination optical system
  • 20 array light source
  • 30, 30A dichroic mirror
  • 40 reflection mirror
  • 50, 50A phosphor wheel
  • 52, 82 reflection region
  • 54, 84 phosphor Region (R)
  • 56, 86 Phosphor region (G)
  • 60 Motor
  • 70 Light tunnel
  • 200 Beam splitter
  • 210 Reflecting mirror
  • L3, L4 Rear group lens
  • L5 condenser lens
  • 312, 322 base material
  • 316 diffusing surface
  • 324, 314 reflective layer
  • 326 dichroic mirror
  • 328 reflective member
  • 610 condenser lens
  • 620 fluorescence Body wheel
  • 620-1B Blue reflection region
  • 620-1R Red fluorescence region
  • 620-1G Green fluorescence region
  • 620-2 second wheel member
  • 620-2B blue transmission region
  • 620-2R red transmission region

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Abstract

　本発明の照明光学系は、青色光を発するアレイ光源２０と、青色光を反射する反射領域５２、青色光に基づき赤色光を発光する第１の蛍光体領域５４および緑色光を発光する第２の蛍光体領域５６を含む蛍光体ホイール５０と、アレイ光源２０からの青色光を透過し、蛍光体ホイール５０からの赤色光および緑色光を反射するダイクロイックミラー３０と、蛍光体ホイール５０からの青色光を反射する反射ミラー４０と、光軸Ｃ１を有し、アレイ光源２０からの青色光を集光する前群レンズＬ１、Ｌ２と、光軸Ｃ１とシフトされた光軸Ｃ２を有し、前群レンズＬ１、Ｌ２からの青色光を蛍光体ホイール５０の表面に集光する後群レンズＬ３、Ｌ４とを有する。

Description

波長変換デバイス、照明光学系およびこれを用いた電子装置
　本発明は、青色帯域のレーザ光を発するレーザ光源を用いた照明光学系に関し、特にプロジェクタや光学機器等の電子装置等の光源に用いられる照明光学系に関する。
　プロジェクタの光源ユニットに、青色レーザ発光器を光源に利用したのが知られている（特許文献１）。この光源ユニットは、青色レーザ発光器と、蛍光体ホイールと、複数の反射ミラーやダイクロイックミラーとを備えて構成される。蛍光体ホイールは、モータによって回転される円板形状を有し、蛍光体ホイールには、青色帯域の光を透過する透過部、および青色帯域の光を赤色帯域および緑色帯域の光を発する蛍光体層がそれぞれ形成されている。
特許第４７１１１５４号公報
　上記特許文献１に示される光源ユニットは、蛍光体ホイールが青色帯域の光を透過する構成であるため、その光学系のレイアウト等に制約が生じてしまい、必ずしも光源ユニットの小型化、省スペース化に適しているとはいえなかった。
　そこで、本発明は、光学部品の点数を減らし、省スペース、軽量化、低コスト化を図る波長変換デバイス、照明光学系およびこれを用いた電子装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る波長変換デバイスは、照明光学系に用いられるものであって、入射された青色帯域の光に基づき青色帯域と異なる波長の光を発光する波長変換領域を含み、１つの波長変換領域は、回転中心に同心円状に形成され、前記波長変換領域は、半径方向にｎ組（ｎは、２以上の整数）形成される。好ましくは前記１つの波長変換領域は、青色帯域の光に基づき赤色帯域の光を発光する第１の蛍光体領域と、青色帯域の光に基づき緑色帯域の光を発光する第２の蛍光体領域とを含む。
　さらなる本発明に係る波長変換デバイスは、第１の波長帯域の光を反射する反射領域、少なくとも第１の波長帯域の光に基づき第２の波長帯域の光を発光する第１の蛍光体領域および第３の波長帯域の光を発光する第２の蛍光体領域を含む第１の回転部材と、前記反射領域から反射された第１の波長帯域の光を透過する第１の透過領域、前記第１の蛍光体領域から出力された第２の波長帯域の光を透過する第２の透過領域、および前記第２の蛍光体領域から出力された第３の波長帯域の光を透過する第３の透過領域を含む第２の回転部材とを含む。
　さらなる本発明に係る波長変換デバイスは、第１の波長帯域の光を反射する反射領域、少なくとも第１の波長帯域の光に基づき第２の波長帯域の光を発光する第１の蛍光体領域を含む第１の回転部材と、前記反射領域から反射された第１の波長帯域の光を透過する第１の透過領域、前記第１の蛍光体領域から出力された第２の波長帯域の光から第３の波長帯域の光を抽出する第１の抽出領域、および第２の波長帯域の光から第４の波長帯域の光を抽出する第２の抽出領域とを含む第２の回転部材とを含む。
　本発明に係る照明光学系は、上記構成の波長変換デバイスと、波長変換デバイスにｎ組の青色帯域の光線束を入射させる光学系とを有する。好ましくは、前記光学系は、ｎ組の波長変換領域の各々に青色帯域の光線束を集光させるｎ組のレンズを含み、青色帯域の光線束の光軸は、レンズの光軸と異なる。本発明に係るプロジェクタおよび内視鏡は、上記構成の照明光学系を用いて構成される。
　本発明によれば、部品点数を削減し、小型化、軽量化、低コスト化を図った照明光学系およびそれを用いた電子装置を提供することができる。
本発明の第１の実施例に係る照明光学系の原理を説明する図である。 図１に示すアレイ光源の構成例を示す概略断面図である。 図３（Ａ）は、本実施例の蛍光体ホイールの平面図、図３（Ｂ）は、そのＸ－Ｘ線断面図である。 図４（Ａ）は、本実施例による蛍光体ホイールにより青色帯域の光が反射される様子を説明する図、図４（Ｂ）は、本実施例による蛍光体ホイールにより赤色帯域／緑色帯域の光が反射される様子を説明する図である。 図５（Ａ）は、本発明の第２の実施例に係る照明光学系の原理を説明する図、図５（Ｂ）は、第２の実施例に用いられる蛍光体ホイールの平面図、図５（Ｃ）は、第２の実施例により合成されるＲ、Ｇ、Ｂの光の合成輝度を説明する図である。 蛍光体の発光変化効率と照射エネルギー密度との関係を示すグラフである。 本発明の第１、第２の実施例に適用可能な蛍光体ホイールの変形例を説明する図である。 本発明の第１、第２の実施例に適用可能な蛍光体ホイールの変形例を説明する図である。 本発明の第３の実施例に係る照明光学系の原理を説明する図である。 本発明の第４の実施例に係る照明光学系の原理を説明する図である。 図１０の蛍光体ホイールの構成を示し、図１０（Ａ）は、第２のホイール部材の平面図、図１０（Ｂ）は、第１のホイール部材の平面図、図１０（Ｃ）は、第２のホイール部材の変形例を示す平面図である。 緑色帯域とそこに含まれる青色帯域の光強度と角度との関係を示すグラフである。 本発明の第４の実施例による蛍光体ホイールを用いたときの緑色帯域と青色帯域の光の光強度と角度との関係を示すグラフである。 第２のホイール部材の青色透過領域、赤色透過領域および緑色透過領域における選択される波長の一例を示す図である。 本発明の第４の実施例に係る第２のホイール部材の変形例を説明する図である。 本発明の第４の実施例に係る第２のホイール部材の変形例を説明する図である。 本発明の第４の実施例に係る第２のホイール部材の変形例を説明する図である。 本発明の第４の実施例に係る照明光学系の変形例を示す図である。 本発明の第４の実施例に係る照明光学系の変形例を示す図である。 本発明の第５の実施例に係る照明光学系を示す図である。 図２１（Ａ）は、第５の実施例による第１のホイール部材の平面図、図２１（Ｂ）は、第２のホイール部材の平面図である。 本発明の第６の実施例に係る照明光学系の原理を説明する図である。 図２３（Ａ）は、第６の実施例の蛍光体ホイールの平面図、図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）のＸ－Ｘ線断面図である。 本発明の第７の実施例に係る照明光学系の原理を説明する図である。 本発明の第７の実施例に係る蛍光体ホイールの概略断面図である。 レーザ光を分割する他の方法を説明する図である。 本発明の第６の実施例に係る照明光学系の変形例を説明する図である。
　次に、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。本発明の好ましい態様では、照明光学系には、波長が短い青色光を発する半導体発光素子として、青色レーザ素子または青色発光ダイオードをアレイ化したアレイ光源が利用される。さらに好ましい態様では、照明光学系は、ＤＬＰまたはＤＭＤのような光変調デバイスにより光を反射するプロジェクタに利用される。なお、図面のスケールは、発明の特徴を分かり易くするために強調しており、必ずしも実際のデバイスのスケールと同一ではないことに留意すべきである。
　図１は、本発明の第１の実施例に係る照明光学系の基本原理を説明する図である。なお、以下の説明で、赤色帯域の光、緑色帯域の光、青色帯域の光を、便宜上、Ｒ、Ｇ、Ｂと略すことがある。
　本実施例の照明光学系１０は、励起光としての青色帯域のレーザ光を出射するアレイ光源２０と、アレイ光源２０からのレーザ光を集光する前群レンズＬ１、Ｌ２と、前群レンズＬ１、Ｌ２によって集光されたレーザ光を蛍光体ホイール５０上に集光する後群レンズＬ３、Ｌ４と、青色帯域の光を透過し、赤色帯域および緑色帯域の光を反射するダイクロイックミラー３０と、ダイクロイックミラー３０の後部に配され、ダイクロイックミラー３０と同一角度に配された反射ミラー４０と、円板状の蛍光体ホイール５０と、蛍光体ホイール５０を回転するモータ６０と、ダイクロイックミラー３０によって反射された赤色帯域および緑色帯域の光、および反射ミラー４０によって反射された青色帯域の光を集光するレンズＬ５と、集光レンズＬ５によって集光された光を透過するライトトンネル７０とを含んで構成される。ライトトンネル７０を出射した光は、図示しないＤＭＤ等の空間変調デバイスや光ファイバ等へと導かれる。なお、集光レンズＬ５およびライトトンネル７０は、必ずしも必須ではなく、適用される電子装置の光源に応じた光学系に置換または変更することができる。
　アレイ光源２０は、青色帯域のレーザ光を出射する半導体レーザ素子（または青色発光ダイオード）をアレイ状に複数含んで構成される。複数の半導体レーザ素子は、一次元または二次元に配列され、複数の半導体レーザ素子を同時に駆動することで、各半導体レーザ素子から一斉にレーザ光が出射される。
　図２は、アレイ光源の一構成例を示す概略断面図である。同図に示すように、複数の半導体レーザ素子を搭載する基板は、熱伝導性の高い金属材料、例えばアルミニウムのような材料によって構成された支持部材２２によって支持される。また、支持部材２２の表面には、各半導体レーザ素子から出射されたレーザ光をそれぞれコリメートするレンズ２４が取り付けられる。さらに支持部材２２と対向する側には、反射ミラー２６が配置され、反射ミラー２６は、各半導体レーザ素子から出射された青色帯域の光を一定方向に反射し、レーザ光線束Ｌｂを生成する。
　前群レンズＬ１は、例えば平凸レンズから構成され、アレイ光源２０からのレーザ光線束Ｌｂを集光し、前群レンズＬ２は、例えば凹レンズから構成され、前群レンズＬ１、Ｌ２によりアレイ光源２０からのレーザ光線Ｌｂを平行光に集光する。前群レンズＬ１、Ｌ２の光軸Ｃ１は、レンズＬ１、Ｌ２の中心である。前群レンズＬ１、Ｌ２は、アレイ光源２０からのレーザ光線束Ｌｂを集光することができる光学系であれば良く、前群レンズを構成するレンズの数は、１つであってもよいし、あるいは３つ以上であってもよい。さらにレンズは、球面レンズ、非球面レンズのいずれであってもよい。
　後群レンズＬ３、Ｌ４は、例えば凸レンズ、凹レンズ等の球面レンズや非球面レンズの組合せから構成され、前群レンズＬ１、Ｌ２で集光されたレーザ光線束Ｌｂを蛍光体ホイール５０上にさらに集光する。後群レンズＬ３、Ｌ４の光軸Ｃ２は、レンズＬ３、Ｌ４の中心である。後群レンズＬ３、Ｌ４は、レーザ光線束Ｌｂを蛍光体ホイール５０上に集光することができる光学系であれば良く、後群レンズを構成するレンズの数は、１つであってもよいし、あるいは３つ以上であってもよい。ここで留意すべき点は、本実施例の照明光学系１０は、後群レンズＬ３、Ｌ４の光軸Ｃ２を、前群レンズＬ１、Ｌ２の光軸Ｃ１からシフトさせた光学系であり、前群レンズＬ１、Ｌ２によって集光されたレーザ光は、後群レンズＬ３の片側半分に入射されるように、光軸Ｃ１、Ｃ２のシフトが調整される。
　ダイクロイックミラー３０は、光軸Ｃ１、Ｃ２上に配され、光軸Ｃ１、Ｃ２に対しほぼ４５度の角度で交差する。ダイクロイックミラー３０は、青色帯域の光を透過し、赤色帯域および緑色帯域の光を反射する光学的性質を有する。このため、前群レンズＬ１、Ｌ２によって集光された青色帯域の光は、ダイクロイックミラー３０を透過し、後群レンズＬ３、Ｌ４の片側半分に入射される。また、ダイクロイックミラー３０は、後述するように蛍光体ホイール５０によって反射された赤色帯域および緑色帯域の光を光軸に対しほぼ直角に反射する。
　ダイクロイックミラー３０と同角度で配された反射ミラー４０は、ダイクロイックミラー３０の後部に位置し、蛍光体ホイール５０で正規反射された青色帯域の光を、光軸Ｃ１、Ｃ２と直交する方向に反射する。反射ミラー４０は、すべての波長を反射する全反射ミラー、もしくは青色帯域の光を反射し赤色および緑色帯域の光を透過するダイクロイックミラーによって構成することができる。反射ミラー４０を後者のダイクロイックミラーから構成した場合には、反射ミラー４０をダイクロイックミラー３０の後方に配置してもよいし、その前方に配置してもよい。より好ましくは、反射ミラー４０は、前群レンズＬ１、Ｌ２により集光されたレーザ光Ｌｂを遮らないように位置され、かつ集光レンズＬ５の光軸に一致する。但し、レーザ光Ｌｂが反射ミラー４０にオーバーラップする位置関係であってもよい。
　集光レンズＬ５は、ダイクロイックミラー３０および反射ミラー４０で反射された光を集光し、集光した光をライトトンネル７０へ入射させる。レンズＬ５の光軸Ｃ３は、レンズＬ５の中心であり、光軸Ｃ３は、反射ミラー４０とダイクロイックミラー３０の光軸と同一であり、かつ光軸Ｃ１、Ｃ２と直交する。従って、ダイクロイックミラー３０および反射ミラー４０で反射された光は、集光レンズＬ５によって同一光路上に集光される。
　上記したように後群レンズＬ３、Ｌ４は、ダイクロイックミラー３０と蛍光体ホイール５０との間に配され、ダイクロイックミラー３０を透過した青色帯域の光を、蛍光体ホイール５０の表面に集光する。蛍光体ホイール５０は、図３に示すように、モータ６０によって一定速度で回転される円板状の回転体であって、その表面には、円周方向に、青色帯域の光を反射する反射領域５２、青色帯域の光によって励起されて赤色帯域の光を発光する第１の蛍光体領域５４、青色帯域の光によって励起されて緑色帯域の光を発光する第２の蛍光体領域５６を含んでいる。反射領域５２、第１の蛍光体領域５４、および第２の蛍光体領域５６は、半径方向に一定の幅を有し、この幅は、後群レンズＬ３、Ｌ４によって集光されたスポットＰの径よりも幾分大きい。また、反射領域５２、第１の蛍光体領域５４、および第２の蛍光体領域５６の円周方向の長さ、すなわちそれぞれの内角は、要求されるＲ、Ｇ、Ｂの輝度等に応じて適宜選択される。
　好ましい態様では、蛍光体ホイール５０は、ガラス、樹脂または金属から構成された基材を含む。好ましい例では、回転体の表面は、Ｒ、Ｇ、Ｂの波長の光を反射する反射鏡を構成し、第１の蛍光体領域５４および第２の蛍光体領域５６は、当該反射鏡の表面に積層された蛍光体層５４ａ、５４ｂを含んで構成される。また、基材の表面に少なくとも青色帯域の光を反射する反射層を形成してもよい。さらに、反射領域５２は、入射した青色帯域の光を微小に拡散させるようにするため、その表面に凹凸を形成するものであってもよい。
　第１の蛍光体領域５４は、上記したように、基材の表面に、青色帯域のレーザ光によって励起され、赤色帯域の光を発光する蛍光体層５４ａを含む。蛍光体層５４ａは、基材の表面に形成されてもよいし、基材の表面に反射層を形成し、当該反射層上に形成されるものでもよい。なお、図３（Ｂ）に示される蛍光体層５４ａは、その厚さがより誇張して示されていることに留意すべきである。同様に、第２の蛍光体領域５６は、青色帯域の光によって励起され、緑色帯域の光を発光する蛍光体層５６ａを含む。蛍光体層５４ａ、５６ａを構成する蛍光体材料には、YAG（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系、TAG（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系、サイアロン系、BOS（バリウム・オルソシリケート）系、窒化化合物系が知られている。蛍光体層５４ａ、５６ａは、例えば、蛍光体材料と樹脂材料やセラミック材料に混ぜ合わせたものを基材表面の塗布したり、蛍光体材料を混ぜ合わせたシート状のものと基材表面に貼り付けるようにしてもよい。こうして、蛍光体ホイール５０の表面には、スポットＰの青色帯域の光が照射され、蛍光体ホイール５０が回転されることで、反射領域５２、第１および第２の蛍光体領域５４、５６がスポットＰで光学的に走査される。
　なお、上記の例では、蛍光体ホイール５０には、赤色帯域および緑色帯域の光を発光させるための蛍光体層５４ａ、５６ａが形成されたが、青色レーザ光によって励起される光は、必ずしも赤色帯域および緑色帯域の光に限定されるものではない。例えば、黄色、マゼンタ、シアンの帯域の光が励起されるような蛍光体層を形成するものであってもよい。
　次に、Ｒ、Ｇ、Ｂの光がシーケンシャルに生成される動作を図４を参照して説明する。図４（Ａ）は、蛍光体ホイール５０の反射領域５２によって青色帯域の光が正規反射された状態を示している。すなわち、前群レンズＬ１、Ｌ２からの平行な光線束Ｌｂは、ダイクロイックミラー３０を透過し、後群レンズＬ３、Ｌ４の光軸Ｃ２からシフトされた片側半分に入射される。この光線束Ｌｂは、後群レンズＬ３、Ｌ４によって蛍光体ホイール５０の反射領域５２を照射する。このとき、光線束Ｌｂは正規反射され、すなわち光軸Ｃ２に対する光線束Ｌｂの入射角と反射角は略等しい。従って、蛍光体ホイール５０で反射された光線束Ｌｂは、後群レンズＬ３、Ｌ４の反対側から出射され、さらにその光Ｌｂは、ダイクロイックミラー３０を透過して、反射ミラー４０によってほぼ直角に反射され、集光レンズＬ５によって集光される。
　図４（Ｂ）は、蛍光体ホイール５０の第１または第２の蛍光体領域５４、５６によって赤色帯域または緑色帯域の光が反射される状態を示している。すなわち、図４（Ａ）のときと同様に、青色帯域の光線束Ｌｂが第１の蛍光体領域５４を照射する。光線束Ｌｂによって励起された蛍光体層５４ａは、赤色帯域の光を発光する。このとき、赤色帯域の光は、ランバーシアン状（均一拡散）に広がる光となる。ランバーシアン状に反射された赤色帯域の光Ｌｒは、レンズＬ４、Ｌ３によって集光され、さらにその光は、ダイクロイックミラー３０によってほぼ直角に反射され、集光レンズＬ５に入射される。この動作は、第２の蛍光体領域５６が緑色帯域の光Ｌｇを発光するときも同様である。
　こうして、青色帯域のレーザ光源を用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂのレーザ光線束がシーケンシャルに生成され、これがライトトンネル７０からデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）等に向けられる。ここには詳細に示さないが、ＤＭＤは、複数のミラー素子が二次元アレイ状に形成され、各ミラー素子は、デジタル画像データに従い第１の角度または第２の角度に傾斜され、ＤＭＤによって反射されたＲ、Ｇ、Ｂの光は、投射画像を生成する。
　このように、本実施例によれば、蛍光体ホイール５０が、Ｒ、Ｇ、Ｂのすべてを反射させ、かつダイクロイックミラー３０および反射ミラー４０が選択的にＲ、Ｇ、Ｂの光を反射させるようにしたので、照明光学系１０に必要な光学部材を低減させ、コンパクトな構成を得ることができる。特に、ダイクロイックミラー３０と反射ミラー４０は、同方向に重複するように配置され、ダイクロイックミラー３０と蛍光体ホイール５０の間に後群レンズＬ３、Ｌ４を介在させる構成であるため、省スペース化がより促進される。
　次に、本発明の第２の実施例について説明する。図５は、第２の実施例に係る照明光学系１０Ａの原理を示す図である。第２の実施例は、第１の実施例で用いたダイクロイックミラー３０、反射ミラー４０および後群レンズＬを２組備え、ビームスプリッターで分離された２つの光線束からそれぞれＲ、Ｇ、Ｂを生成し、それらを最後に合成するものである。但し、蛍光体ホイールは、複数用いるのではなく単数であり、その表面には、円周方向に２組の反射領域、第１および第２の蛍光体領域が形成される。また、後群レンズＬは、単一のレンズによって構成されている。
　同図に示すように、前群レンズＬ１、Ｌ２からの平行な光線束Ｌｂは、ビームスプリッター２００によって２つの光線束Ｌｂ１、Ｌｂ２に分離される。分離された光線束Ｌｂ１については、第１の実施例のときと同様に、ダイクロイックミラー３０、後群レンズＬ、蛍光体ホイール５０Ａ、ダイクロイックミラー３０または反射ミラー４０を経由して、Ｒ、Ｇ、Ｂの光が集光レンズＬ５に入射される。光線束Ｌｂ１は、図５（Ｂ）に示すように、蛍光体ホイール５０Ａの外周側にフォーカスされ、そのスポットＰで反射領域５２、第１および第２の蛍光体領域５４、５６を光学的に走査する。
　もう一方の光線束Ｌｂ２は、反射ミラー２１０によってほぼ直角に反射され、光線束Ｌｂ１と平行にされる。反射ミラー２１０の中心または光軸Ｃ４は、後群レンズＬＡの光軸Ｃ２からシフトされ、光線束Ｌｂ２は、ダイクロイックミラー３０Ａを介して後群レンズＬＡの片側半分に入射される。入射した光線束Ｌｂ２は、後群レンズＬＡによって蛍光体ホール５０Ａの内周側のスポットＱにフォーカスされ、スポットＱによって、反射領域８２、第１および第２の蛍光体領域８４、８６を光学的に走査する。蛍光体ホイール５０Ａで反射された青色帯域の光Ｌｂ２は、ダイクロイックミラー３０Ａを介して反射ミラー４０Ａによってほぼ直角に反射され、蛍光体ホイール５０Ａで反射された赤色帯域の光および緑色帯域の光は、ダイクロイックミラー３０Ａによってほぼ直角に反射され、集光レンズＬ５に入射される。図５（Ｃ）は、スポットＰおよびスポットＱのＲ、Ｇ、Ｂの輝度を合成したときの合成輝度を表している。蛍光体ホイール８０Ａ上の外周側の反射領域５２、第１および第２の蛍光体領域５４、５６の配列と、内周側の反射領域８２、第１および第２の蛍光体領域８４、８６の配列は、Ｒ、Ｇ、Ｇが生成されるタイミングが同期するように調整される。
　図６に、蛍光体の発光変換量と励起光の照射エネルギー密度との関係を示す。蛍光体の特性として、光の照射エネルギー密度の増加に伴い、発光変換効量が増加する線形領域（変換効率が一定）、発光変換量が飽和する飽和領域（変換効率が低下）、発光変換量が劣化する劣化領域をもつことが知られている。このため、第１および第２の蛍光体層５４、５６、８４、８６に一定以上のエネルギーの青色光が照射されると、発光変換量が飽和ないし劣化し、蛍光体が熱損傷または熱劣化してしまう。熱損傷等を防止するためには、蛍光体層ないし蛍光体ホイールを冷却する必要がある。さらに、蛍光体は、経時変化によっても発光変換効率が劣化する。
　第２の実施例では、励起光としての青色帯域の光の照射エネルギーを高くしても、青色帯域の光を２分割し、蛍光体ホイール上に２組の蛍光体層を形成するようにしたので、蛍光体層に照射される照射エネルギーを実質的に半減させることができる。これにより、蛍光体を線形領域で使用することが可能になり、発光変換量が劣化するのを防止することができる。同時に、蛍光体層の熱損傷または熱劣化を抑制することができ、蛍光体の寿命を延ばすことが可能になる。
　なお、第２の実施例では、光線束Ｌｂを２つに分離する例を示したが、光線束Ｌｂをｎ個に分割し、ｎ組のダイクロイックミラー、反射ミラー、レンズ、ｎ組の反射領域および蛍光体領域が形成された蛍光体ホイールにより照明光学系を形成するようにしてもよい。
　次に、本実施例の蛍光体ホイールのいくつかの構成例について図７を参照して説明する。
図７（Ａ）は、蛍光体ホイール３００の平面図、図７（Ｂ）は、そのＸ－Ｘ線断面図である。図７（Ｃ１）ないし（Ｃ４）は、第１の蛍光体領域３２０の種々の変形例を示し、図７（Ｄ１）ないし（Ｄ３）は、反射領域３１０の種々の変形例を示している。
　図７（Ｃ１）において、蛍光体ホイール３００を構成する円板状のガラスまたは樹脂等の基材３２２には、ドーナツ形状の反射層３２４が形成され、反射層３２４上には、第１の蛍光体３２０Ａが形成される。第１の蛍光体３２０Ａは、青色光で励起されて赤色光を発光する。反射層３２４を設けることで蛍光体の発光効率は向上するが、反射層３２４がＲ、Ｇ、Ｂのすべての波長を反射するものであると、第１の蛍光体３２０Ａを透過した青色光が反射層３２４によって反射され、赤色と青色が混色してしまうおそれがある。
　そこで、図７（Ｃ２）に示すように、第１の蛍光体３２０Ａの直下には、蛍光発光色を反射し、青色光を吸収するかまたは透過するダイクロイックミラー３２６をコーティングする。より好ましくは、Ｒ、Ｇ、（Ｙ）を反射し、青色光を透過または吸収する層３２６を形成する。第２の蛍光体３３０の場合も同様である。これにより、蛍光発光色と青色光との混色を防止することができる。
　また、図７（Ｃ３）に示すように、基材３２２Ａの端部が厚くなるようにし反射層３２４に傾斜を持たせるようにしてもよい。このような傾斜を持たせることで、第１の蛍光体３２０Ａを透過した青色光が蛍光発光色と混色しないようにすることができる。すなわち、レンズ７０の半面から入射された青色光は、一定の大きさの入射角を有するため、反射層３２４が傾斜されることで、青色光は、入射した方向に向けて反射されることになるため、反射ミラー６０に入射されない。第２の蛍光体領域３３０の場合も同様である。
　また、図７（Ｃ４）に示すように、基材３２２の側面に、蛍光体層３２０Ａを超える高さの反射部材３２８を形成するようにしてもよい。この場合、蛍光体層３２０Ａを透過した青色光は、反射層３２４によって反射されるが、反射部材３２８によって反射ミラー６０へ向かう青色光が反射されるため、蛍光発光色との混色が防止される。第２の蛍光体領域３３０の場合も同様である。
　他方、図７（Ｄ１）に示すように、青色光を反射する反射領域３１０は、基材３１２の表面に反射層３１４を形成することで、基材３１２の材料にかかわらず、青色光が効率よく反射される。また、図７（Ｄ２）に示すように、反射領域３１０の表面には、拡散領域３１６が形成されるようにしてもよい。青色レーザ光がコヒーレント光であるため、スペックルが発生する。これを除去するために、凹凸を有する拡散面にすることでコヒーレント成分を除去することができる。さらに、図７（Ｄ３）に示すように、反射領域３１０の基材３１２Ａの厚さが端部に向けて薄くなるように傾斜を持たせることで反射面３１４を傾斜させ、青色光と蛍光体発光色の光軸をできるだけ離し、混色を防止することができる。
　なお、上記図７（Ｃ１）ないし（Ｄ３）に示す１つもしくはそれ以上の組合せにより蛍光体ホイールを構成することが可能である。
　蛍光体ホイールのさらなる変形例を図８に示す。図８（Ａ）に示すように、蛍光体ホイールの基材４００上に赤、緑、または黄色等を発光させるための蛍光体層４１０が形成されるが、その表面が滑らかであると、励起光である青色帯域の光線束Ｌｂがその表面で正規反射（光軸Ｃ２に関し、入射角θ１＝出射角θ２）が生じしまう。正規反射が生じると、その光Ｌｂ’は、ダイクロイックミラー３０を介して反射ミラー４０によって反射されるため、赤色帯域や緑色帯域の光に青色帯域の光が混色してしまう。
　その対策として、図８（Ｂ）に示すように、蛍光体層４１０の表面に、凹凸状の起伏を有する拡散面４２０を形成することで、青色帯域の光が正規反射されるのを防止する。あるいは、他の対策として、図８（Ｃ）に示すように、蛍光体層４１０の表面に、青色帯域の光の反射を防止する反射防止膜４３０を形成したり、図８（Ｄ）に示すように、蛍光体層４１０上に、拡散面もしくは反射防止膜が表面に形成された透明部材４４０を形成することが望ましい。
　次に、本発明の第３の実施例について説明する。第１、第２の実施例では、ダイクロイックミラー３０によって反射されたＲ、Ｇの光と、反射ミラー４０によって反射されたＢの光とが同一光路を進行するように構成したが、第３の実施例では、反射ミラーの光軸がダイクロイックミラーの光軸からシフトされたものである。
　蛍光体ホイールによって正規反射された青色帯域の光は、レーザ光そのものの光であり、スペックルが発生する。これを抑制するため、青色帯域の光Ｌｂを反射する反射ミラー４０の光軸をダイクロイックミラー３０の光軸からずらし、青色帯域の光の光路上にスペックル除去光学系を設け、その光学系を通過後に、ダイクロイックミラー等で同一光路に合成する。
　図９は、第３の実施例の原理を説明する図である。同図に示すように、反射ミラー４０は、その光軸がダイクロイックミラー３０の光軸からシフトされるように配置される。反射ミラー４０で反射された青色帯域の光Ｌｂは、スペックル除去光学系５００を介して、反射ミラー５１０によって直角に反射され、さらにその光Ｌｂは、ダイクロイックミラー５２０によって直角に反射され、集光レンズＬ５に入射される。ダイクロイックミラー５２０は、ダイクロイックミラー３０と同一の光軸を有し、ダイクロイックミラー５２０は、ダイクロイックミラー３０で反射された赤色帯域の光Ｌｒおよび緑色帯域の光Ｌｇを透過し、青色帯域の光Ｌｂを反射する。こうして、スペックル除去された青色帯域の光Ｌｂ、および蛍光光Ｌｒ、Ｌｇが集光レンズＬ５を介してライトトンネル７０に集光される。
　なお、図９に示す例では、スペックル除去光学系５００を、反射ミラー４０と反射ミラー５１０の間に介在させたが、スペックル除去光学系５００を省略してもよい。この場合、反射ミラー４０を拡散面にしたり、蛍光体ホイールの青色帯域の光を反射する面を拡散面にすることが望ましい。
　次に、本発明の第４の実施例に係る照明光学系について説明する。図１０は、第３の実施例に係る照明光学系１０Ｂの原理を説明する図である。本実施例に係る照明光学系１０Ｂは、第１の実施例で説明したアレイ光源２０（図１を参照）からの青色帯域のレーザ光Ｌｂを反射するダイクロイックミラー６００と、集光レンズ６１０と、蛍光体ホイール６２０と、蛍光体ホイール６２０を回転するモータ６０と、蛍光体ホイール６２０から出力された青色帯域のレーザ光Ｌｂを反射し、赤色帯域および緑色帯域の光Ｌｒ、Ｌｇを透過するダイクロイックミラー６３０と、蛍光体ホイール６２０で蛍光発色された赤色帯域および緑色帯域の光Ｌｒ、Ｌｇを反射し、青色帯域の光を透過するダイクロイックミラー６４０とを含んで構成される。
　本実施例において特徴的な点は、蛍光体ホイール６２０が２枚のホイール部材を含み、一方のホイール部材６２０－１によって青色帯域、赤色帯域および緑色帯域の光を発生させ、他方のホイール部材６２０－２によって蛍光発色された赤色帯域および緑色帯域の光に含まれる青色帯域の光を効果的に除去する。これにより、赤色帯域および緑色帯域の光に青色帯域の光が混色するのを防止する。
　アレイ光源２０から出力された青色帯域のレーザ光Ｌｂは、ダイクロイックミラー６００によってほぼ直角に反射される。ダイクロイックミラー６００によって反射された青色帯域のレーザ光Ｌｂは、シフト光学系となるように集光レンズ６１０の光軸からシフトされて集光レンズ６１０の片側半分に入射され、入射された光Ｌｂは、蛍光体ホイール６２０上に集光される。これにより、回転される蛍光体ホイール６２０は青色帯域のレーザ光Ｌｂによって光学的に走査され、その結果、蛍光体ホイール６２０からは、青色帯域の光Ｌｂ、赤色帯域の光Ｌｒ、緑色帯域の光Ｌｇが順次出力される。蛍光体ホイール６２０によって正規反射された青色帯域の光Ｌｂは、集光レンズ６１０の反対側の半分に入射され、ダイクロイックミラー６３０に集光される。ダイクロイックミラー６３０は、青色帯域の光Ｌｂをほぼ直角方向に反射する。蛍光体ホイール６２０で蛍光発色された赤色帯域および緑色帯域の光Ｌｒ、Ｌｇは、ランバーシアン状に均一に拡散された光となって集光レンズ６１０によって集光される。集光された光Ｌｇ、Ｌｒは、ダイクロイックミラー６００、６３０を透過し、ダイクロイックミラー６４０によってほぼ直角方向に反射される。
　蛍光体ホイール６２０は、同期して回転される２つの第１および第２のホイール部材６２０－１、６２０－２を含み、両ホイール部材は連結部材６２２によって連結される。これらのホイール部材６２０－１、６２０－２の平面図を図１１（Ａ）、（Ｂ）に示す。第１のホイール部材６２０－１は、実質的に第１の実施例の蛍光体ホイールと同様の構成を有しており、すなわち、青色帯域の光を反射する青色反射領域６２０－１Ｂ、青色帯域の光によって励起されて赤色帯域の光を蛍光発色する赤色蛍光領域６２０－１Ｒ、および青色帯域の光によって励起されて緑色帯域の光を蛍光発色する緑色蛍光領域６２０－１Ｇを含んで構成される。
　第２のホイール部材６２０－２は、第１のホイール部材６２０－１と同軸上に取付けられ、第１のホイール部材６２０－１と一緒に回転される。好ましくは、第２のホイール部材６２０－２は、第１のホイール部材６２０－１よりも半径（または直径）が小さく、第２のホイール部材６２０－２の周縁が集光レンズ６１０の光軸Ｃ１に重複しないように、第２のホイール部材６２０の外径が選択される。第２のホイール部材６２０－２のエッジが、第１のホイール部材６２０－１から出射された光の光路上に存在すると、当該エッジが映し出されてしまうことがある。これを解消するために、他の好ましい例では、第２のホイール部材６２０－２’は、その周縁が集光レンズ６１０の光軸Ｃ１を越えてもよく、その場合には、図１１（Ｃ）に示すように、第２のホイール部材６２０の円周部分は、Ｒ、Ｇ、Ｂお光を透過する透明領域６２０－２Ｃから構成され、この透明領域６２０－２Ｃは、青色帯域の光Ｌｂを透過し、かつ第１のホイール部材で蛍光発色された赤色帯域および緑色帯域の光Ｌｒ、Ｌｇを透過する。
　第２のホイール部材６２０－２には、第１のホイール部材６２０－１の青色反射領域６２０－１Ｂ、赤色蛍光領域６２０－１Ｒ、緑色蛍光領域６２０－１Ｇにそれぞれ対応する位置に、青色帯域の光を透過する青色透過領域６２０－２Ｂ、青色帯域の光を反射し赤色帯域の光を透過する赤色透過領域６２０－２Ｒ、青色帯域の光を反射し緑色帯域の光を透過する緑色透過領域６２０－２Ｇとが形成される。好ましい態様では、青色反射領域６２０－１Ｂ、赤色蛍光領域６２０－１Ｒ、緑色蛍光領域６２０－１Ｇのそれぞれの内角は、青色透過領域６２０－２Ｂ、赤色透過領域６２０－２Ｒ、緑色透過領域６２０－２Ｇの内角に等しく、すなわち、青色反射領域６２０－１Ｂで反射された青色帯域の光が青色透過領域６２０－２Ｂに入射され、赤色蛍光領域６２０－１Ｒで蛍光発色された赤色帯域の光が赤色透過領域６２０－２Ｒに入射され、緑色蛍光領域６２０－１Ｇで蛍光発色された緑色帯域の光が緑色透過領域６２０－２Ｇに入射されるような関係にある。
　図１１（Ｂ）の第１のホイール部材６２０－１上のＰ１は、集光レンズ６１０によって集光された青色帯域のレーザ光Ｌｂのスポット径を表している。図１１（Ａ）の第２のホイール部部材６２０－２上のＰ２は、第１のホイール部材６２０－１から出力された光のスポット径を表している。赤色帯域および緑色帯域の光Ｌｒ、Ｌｇは、蛍光発色により均一に拡散されるため、それらのスポットＰ２の径は、青色帯域の光Ｌｂのスポット径Ｐ２よりも大きくなる。また、図１１（Ｃ）に示すＰ３は、集光レンズ６１０から第２のホイール部材に入射される青色帯域の光Ｌｂを表している。
　青色透過領域６２０－２Ｂは、第１のホイール部材６２０－１で反射された青色帯域の光Ｌｂをそのまま透過する透明な材料から構成されるか、あるいは開口ないし貫通孔であることができる。赤色透過領域６２０－２Ｒは、蛍光発色された赤色帯域の光を透過し、少なくとも青色帯域の光を反射する光学フィルタ（例えば、ダイクロイックミラーやダイクロイックフィルタ）から構成される。緑色透過領域６２０－２Ｇは、蛍光発色された緑色帯域の光を透過し、少なくとも青色帯域の光を反射する光学フィルタ（例えば、ダイクロイックミラーやダイクロイックフィルタ）から構成される。例えば、第２のホイール部材６２０－２は、ガラス基板上に、赤色帯域、緑色帯域の光をそれぞれ透過する光学フィルムや光学ミラーを貼付したり、あるいは、ガラス基板上にそのような光学フィルタを構成する材料を蒸着することで形成されすることができる。
　赤色蛍光領域６２０－１Ｒ、緑色蛍光領域６２０－１Ｇは、青色帯域のレーザ光Ｌｂによって励起された赤色帯域の光、緑色帯域の光を蛍光発色するが、青色帯域の光Ｌｂの変換効率は１００％ではない。すなわち、青色帯域のレーザ光Ｌｂの一部は、赤色蛍光領域６２０－１Ｒの表面で正規反射され、さらには赤色蛍光領域６２０－１Ｒの内部に進行したレーザ光Ｌｂの一部は、蛍光発色に利用されずに赤色蛍光領域６２０－１Ｒの表面から反射される。これは、緑色蛍光領域６２０－１Ｇについても同様である。その結果、蛍光発色された赤色帯域の光が第１のホイール部材６２０－１から出力されるとき、その表面で正規反射された青色帯域の光、および蛍光発色に利用されなかった青色帯域の光も同時に出力される。緑色帯域の光が出力されるときも、その表面で正規反射された青色帯域の光、および蛍光発色に利用されなかった青色帯域の光が同時に出力される。
　図１２は、緑色帯域の光が出力されたときに含まれる青色帯域の光を説明するグラフであり、縦軸は光強度比率、横軸は、蛍光体ホイールの表面と成す角度（表面と直角方向が９０度）である。但し、図１２は、蛍光体ホイールが第１のホイール部材のみを含むときの緑色帯域の光成分を示すものであり、本実施例のような第２のホイール部材を含む蛍光体ホイールから出力される緑色帯域の光成分を表すものではないことに留意すべきである。
　図１２に示すように、蛍光体ホイールから蛍光発色される緑色帯域の光Ｌｇは、ランバーシアン状に均一拡散される光となるため、角度依存性が少ないことがわかる。このような均一拡散された緑色帯域の光Ｌｇは、集光レンズ６１０によって集光される。これに対し、蛍光体ホイールから出力される不所望な青色帯域の光Ｌｎは、上記したように蛍光領域の表面で正規反射された角度依存性のある光成分と、蛍光領域内で蛍光発色に利用されなかった拡散された光の成分の合成である。このため、不所望な青色帯域の光Ｌｎは、角度依存性のある光強度を有し、すなわち、正規反射される方向（角度９０度の近傍）の近傍に大きな光強度を有する。なお、Ｌｇ＋Ｌｎは、両成分の光が合成されたときの強度を表している。
　本実施例では、このような不所望な青色帯域の光Ｌｎを効果的に除去するため、蛍光体ホイール６２０は、青色帯域の光Ｌｎをカットするための第２のホイール部材６２０－２を含む。第１のホイール部材６２０－１の緑色蛍光領域６２０－１Ｇから出力された緑色帯域の光Ｌｇは、第２のホイール部材６２０－２の緑色透過領域６２０－２Ｇを透過するが、緑色帯域の光Ｌｇに含まれる不所望な青色帯域の光Ｌｎは、緑色透過領域６２０－２Ｇによって反射される。同様に、赤色蛍光領域６２０－１Ｒから出力された赤色帯域の光Ｌｒは、赤色透過領域６２０－２Ｒを透過するが、赤色帯域の光Ｌｒに含まれる不所望な青色帯域の光Ｌｎは、赤色透過領域６２０－２Ｒによって反射される。
　図１３は、本実施例による第２のホイール部材６２０－２を設けたときのダイクロイックミラー６３０、６４０から出力される緑色帯域の光Ｌｇの成分を示すグラフである。蛍光発色される緑色帯域の光Ｌｇの光強度はほとんど変わらないが、不所望の青色帯域の光Ｌｎのうち、約０～９０度の範囲内の正規反射された光、および蛍光発色に利用されなかった光の成分が第２のホイール部材６２０－２によって取り除かれる。さらに、約９０～１８０度の範囲内の不所望の青色帯域の光Ｌｎは、第２のホイール部材６２０－２を透過するが、これらの光は、ダイクロイックミラー６００によって反射され、かつダイクロイックミラー６４０を透過するため、緑色帯域の光Ｌｇに混色されない。この原理は、赤色帯域の光Ｌｒについても同様である。このように本実施例では、蛍光発色される赤色帯域および緑色帯域の光に不所望な青色帯域の光Ｌｎが混色されるのを効果的に防止することができる。
　次に、第２のホイール部材の種々の変形例について説明する。上記の例では、第２のホイール部材６２０－２の機能は、青色帯域の光の混色を防止することを主としたが、第２のホイール部材は、同時に、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの色を補正する機能を備えることができる。
　第２のホイール部材６２０－２に形成される青色透過領域６２０－２Ｂは、開口または貫通孔から構成される例を示したが、色の補正機能を持たせる場合には、青色透過領域６２０－２Ｂは、青色帯域内の選択された波長範囲λｂ１～λｂ２を透過する光学フィルタまたは光学ミラー等から構成される。赤色透過領域６２０－２Ｒ、および緑色透過領域６２０－２Ｇも同様に、それぞれ選択された波長範囲λｒ１～λｒ２、λｇ１～λｇ２を透過するような光学フィルタまたは光学ミラーから構成される。例えば、図１４に示すように、青色透過領域６２０－２Ｂは、４５０ｎｍ帯域を選択的に透過し、赤色透過領域６２０－２Ｒは、６３０ｎｍ帯域を選択的に透過し、緑色透過領域６２０－２Ｇは、５２０ｎｍ帯域を選択的に透過するように構成される。もし、蛍光体ホイール６２０が黄色帯域の光を蛍光発色する蛍光領域を含むならば、第２のホイール部材の黄色透過領域は、５５０ｎｍ帯域を選択的に透過するように構成される。
　また、上記実施例では、第２のホイール部材６２０－２を第１のホイール部材６２０－１に近接させ、かつ集光レンズ６１０の入射面側に配置する例を示したが、第２のホイール部材６２０－２は、赤色帯域および緑色帯域の光路上であれば任意の位置に挿入されてもよい。図１５は、第２のホイール部材６２０－２を、集光レンズ６１０とダイクロイックミラー６３０との間に配置した例を示す。この場合にも、第１および第２のホイール部材６２０－１、６２０－２は、連結部材６２２によって結合され同時に回転される。
　図１６は、本実施例の照明光学系の他の構成例である。第２のホイール部材６２０－２を、集光レンズ６１０とダイクロイックミラー６３０との間に配置させた場合、第２のホイール部材６２０－２に入射される光のスポット径が大きくなり、その分だけ光量の損失が増える。そこで、図１６に示すように、２つの集光レンズ６５０、６６０の間に第２のホイール部材６２０－２を配置させ、第２のホイール部材６２０－２へ入射される光のスポット径を小さくすることで、光量の損出を抑制することが可能になる。
　図１７は、第２のホイール部材の他の変形例を示している。図１７（Ａ）に示すように、第２のホイール部材６２０－２は、半径方向に複数の組の透過領域を備える。図示する例では、最外周の第１組が、第１の青色透過領域６２０－２Ｂ、緑色透過領域６２０－２Ｇ、および赤色透過領域６２０－２Ｒを含み、それより内周の第２組が、第２の青色透過領域６２０－２Ｂ’、緑色透過領域６２０－２Ｇ’、および赤色透過領域６２０－２Ｒ’を含んでいる。例えば、第１組と第２組の透過領域は、それぞれが異なる波長帯域を選択するように構成される。
　蛍光体ホイール６２０は、図１７（Ｂ）に示すように水平方向Ｈに移動可能であり、蛍光体ホイール６２０が位置ｄ１にあるとき、第１のホイール部材６２０－１から出射された光は、第２のホイール部材６２０－２の第１組の透過領域にスポットＰ２で照射され、蛍光体ホイール６２０が位置ｄ２にあるとき、第１のホイール部材６２０－１から出射された光は、第２のホイール部材６２０－２の第２組の透過領域にスポットＰ２’で照射される。このような切替を可能にすることで、Ｒ、Ｇ、Ｂの色の選択ないし微調整を容易に行うことができる。
　なお上記実施例では、アレイ光源２０からのレーザ光Ｌｂが入射される側と、レーザ光Ｌｂ、Ｌｒ、Ｌｇが出射される側とが対向する例を示しているが、図１８に示すようにダイクロイックミラー６００の向きを反転させれば、レーザ光Ｌｂの入射側とレーザ光Ｌｂ、Ｌｒ、Ｌｇの出射側とを同一側にできることは勿論である。さらに他の光学系を用いることで、当業者であれば、レーザ光Ｌｂの入射方向、レーザ光Ｌｂ、Ｌｒ、Ｌｇの出射方向を適宜変更可能であることを理解し得る。また上記実施例では、ダイクロイックミラー６３０を前側に、ダイクロイックミラー６４０を後側に配置したが、この順序は逆であってもよい。さらに第４の実施例に係る照明光学系は、第１ないし第３の実施例で説明した照明光学系と組み合わせて用いることも勿論可能である。
　また、上記実施例では、第１のホイール部材６２０－１が青色帯域の光Ｌｂを第２のホイール部材側に向けて反射させる例を示したが、これに限らず、青色帯域の光Ｌｂは、第１のホイール部材６２０－１を透過されてもよい。この場合、第１のホイール部材６２０－１の青色反射領域６２０－１Ｂは、青色帯域の光ｌｂを透過する材料、もしくは貫通孔ないし開口から構成される。図１９は、第１のホイール部材６２０－１が青色帯域の光Ｌｂを透過するときの照明光学系を示している。第１のホイール部材６２０－１を透過した青色帯域の光Ｌｂは、例えば全反射ミラー６３０Ａによって所望の方向に取り出される。
　次に、本発明の第５の実施例について説明する。上記実施例では、蛍光体ホイールは、青色帯域のレーザ光によって励起される複数の光（上記実施例では、赤色帯域の光および緑色帯域の光）を出力する例を示したが、第５の実施例では、第１のホイール部材によって単一の光が蛍光発色されるようにし、当該蛍光発色された光から複数の光を第２のホイール部材によって分離または抽出するものである。好ましい態様では、第１のホイール部材は、アレイ光源からの青色帯域のレーザ光Ｌｂを反射しまたは透過するような青色発生領域と、青色帯域のレーザ光Ｌｂによって励起されることで黄色帯域の光を蛍光発色する黄色蛍光領域とを含む。黄色帯域の光を発色させる蛍光物質は、赤色帯域または緑色帯域を蛍光発色させる蛍光物質よりも比較的変換効率が高く、そのため、黄色帯域の光の出力が高い利点がある。但し、本発明は、蛍光発色する物質は、黄色帯域に限らず、他の帯域であってもよく、シアン、またはマゼンタであってもよい。
　図２０は、本発明の第５の実施例に係る照明光学系を示す図である。第５の実施例に係る照明光学系１０Ｃでは、上記したように、蛍光体ホイール７２０は、単一の蛍光色を出力する第１のホイール部材７２０－１と、単一の蛍光色から複数の波長帯域の光を分離または抽出する第２のホイール部材７２０－２とを含んでいる。これ以外の構成は、図１０（第４の実施例）と同一であるので、説明を省略する。図２０（Ｂ）は、蛍光体ホイール７２０の部分拡大図であり、第１および第２のホイール部材７２０－１、７２０－２は、それぞれほぼ同径を有している。蛍光体ホイールの回転中心をＣ６、第１および第２のホイール部材７２０－１、７２０－２の中心Ｃ６からエッジまでの半径をｒ１、青色帯域の光Ｌｂが第１のホイール部材７２０－１を照射したときのスポット径のほぼ中心から回転中心Ｃ６までの半径をｒ２、回転中心Ｃ６から第２のホイール部材７２０－２の波長を選択する領域のエッジまでの半径をｒ３とする。７２２は、第１および第２のホイール部材７２０－１、７２０－２の連結部材である。
　図２１（Ａ）は、第１のホイール部材の平面図、図２０（Ｂ）は、第２のホイール部材の平面図である。第１のホイール部材７２０－１には、青色帯域の光を反射する青色反射領域７２０－１Ｂと、青色帯域の光によって励起され黄色帯域の光を蛍光発色する黄色蛍光領域７２０－１Ｙとが形成される。従って、アレイ光源２０からのレーザ光Ｌｂは、回転される第１のホイール部材７２０－１の青色反射領域７２０－１Ｂおよび黄色蛍光領域７２０－１Ｙを光学的に走査し、第１のホイール部材７２０－１からは青色帯域の光と黄色帯域の光が順次出力される。
　第２のホイール部材７２０－２は、アレイ光源からの青色帯域の光および青色反射領域７２０－１Ｂからの青色帯域の光を透過する青色透過領域７２０－２Ｂと、黄色帯域の光から赤色帯域の光を発生させる赤色発生領域７２０－２Ｒ、および黄色帯域の光から緑色帯域の光を発生させる緑色発生領域７２０－２Ｇとを含んでいる。
　青色透過領域７２０－２Ｂは、例えば、開口または貫通孔、あるいは少なくとも青色帯域の光を透過する透明な材料から構成される。赤色発生領域７２０－２Ｒは、少なくとも２つの特性の異なる領域を含む。すなわち、赤色発生領域７２０－２Ｒは、ｒ１－ｒ２間の領域では青色帯域の光を透過し、かつ黄色帯域に含まれる赤色帯域の光を透過する光学フィルタから構成され、ｒ２－ｒ３間の領域では青色帯域の光を反射し、かつ黄色帯域に含まれる緑色帯域の光を反射し、かつ黄色帯域に含まれる赤色帯域の光を透過する光学フィルタから構成される。
緑色発生領域７２０－２Ｇは、ｒ１－ｒ２間の領域では青色帯域の光を透過し、かつ黄色帯域に含まれる緑色帯域の光を透過する光学フィルタから構成され、ｒ２－ｒ３間の領域では青色帯域の光を反射し、かつ黄色帯域に含まれる赤色帯域の光を反射し、かつ黄色帯域に含まれる緑色帯域の光を透過する光学フィルタから構成される。
　このように第５の実施例によれば、蛍光発色の強度が大きな蛍光材料を利用し、かつ混色の少ないＲ、Ｇ、Ｂの光を得ることができる。なお、本発明の第５の実施例は、第１ないし第４の実施例と組み合わせることが可能であり、またそこに記載した技術を適用することが可能である。
　次に、本発明の第６の実施例について説明する。本実施例の照明光学系１０Ｄは、アレイ光源（図２を参照）から出射される励起光としての青色帯域のレーザ光Ｌｂを集光する前群レンズＬ１、Ｌ２と、前群レンズＬ１、Ｌ２によって集光されたレーザ光Ｌｂの一部を透過し、残りを直角方向に反射する第１のビームスプリッターＢＳ１と、青色帯域の光を透過し少なくとも赤色帯域の光を反射する第１のダイクロイックミラー８２０と、集光レンズＬ３と、第１のビームスプリッターＢＳ１で反射されたレーザ光Ｌｂの一部を透過し、残りを直角方向に反射する第２のビームスプリッターＢＳ２と、青色帯域の光および赤色帯域の光を透過し少なくとも緑色帯域の光を反射する第２のダイクロイックミラー８３０と、集光レンズＬ４と、青色帯域の光を透過し赤色帯域および緑色帯域の光を反射する第３のダイクロイックミラー８４０と、少なくとも赤色帯域および緑色帯域の光を反射する反射ミラー８５０と、集光レンズＬ３、Ｌ４と対向する位置に配された蛍光体ホイール８６０と、蛍光体ホイール８６０を回転駆動させる駆動モータ８７０とを含んで構成される。
　前群レンズＬ１は、例えば凸レンズ等から構成され、前群レンズＬ２は、例えば凹レンズから構成され、前群レンズＬ１、Ｌ２は、アレイ光源からのレーザ光線Ｌｂを平行光に集光する。前群レンズＬ１、Ｌ２の光軸Ｃ１は、レンズＬ１、Ｌ２の中心である。この例では、前群レンズとして２つの組合せレンズを用いているが、前群レンズは、アレイ光源からのレーザ光Ｌｂを集光することができる光学系であれば良く、前群レンズを構成するレンズの数は、１つであってもよいし、あるいは３つ以上であってもよい。さらに前群レンズは、球面レンズ、非球面レンズのいずれから構成されるものであってもよい。さらに前群レンズは、プリズム等の光学部材を含むものであってもよい。
　第１のビームスプリッターＢＳ１は、光軸Ｃ１上に配置され、レーザ光Ｌｂの一部、例えば、１／３の光を光軸Ｃ１の方向に透過し、残りの２／３の光を光軸Ｃ１と直角の方向に反射する。
　第１のダイクロイックミラー２０は、光軸Ｃ１上に配置され、第１のビームスプリッターＢＳ１を透過したレーザ光Ｌｂを光軸Ｃ１の方向に透過する。また、後述するように、第１のダイクロイックミラー８２０は、蛍光体ホイール８６０によって発光された赤色帯域の光を光軸Ｃ１と直交する光軸Ｃ４の方向に反射する。
　集光レンズＬ３は、第１のダイクロイックミラー８２０と蛍光体ホイール８６０との間に配置され、集光レンズＬ３の中心は、光軸Ｃ１に一致する。集光レンズＬ３は、第１のダイクロイックミラー８２０を透過したレーザ光Ｌｂを蛍光体ホイール８６０上に集光する。また、蛍光体ホイール８６０によって発せられた赤色帯域の光Ｌｒを第１のダイクロイックミラー８２０上に集光する。図の例では、集光レンズＬ３は、１つのレンズを用いて構成されるが、集光レンズＬ３は、レーザ光Ｌｂを蛍光体ホイール８６０に集光しかつ蛍光体ホイール８６０から発せられる赤色帯域の光Ｌｒを集光できる光学系であれば良く、集光レンズＬ３を構成するレンズの数は、複数の組合せレンズであってもよい。さらに集光レンズＬ３は、球面レンズ、非球面レンズのいずれから構成されるものであってもよい。さらに集光レンズは、プリズム等の光学部材を含むものであってもよい。
　第２のビームスプリッターＢＳ２は、光軸Ｃ１と直交する光軸Ｃ３上に配置され、第１のビームスプリッターＢＳ１で反射されたレーザ光Ｌｂの一部、例えば、１／３の光を光軸Ｃ３の方向に透過し、残りの２／３の光を光軸Ｃ３と直交する方向に反射する。
　第２のダイクロイックミラー８３０は、光軸Ｃ４上に配置され、第２のビームスプリッターＢＳ２で反射されたレーザ光Ｌｂを光軸Ｃ４と直交する方向に透過し、かつ第１のダイクロイックミラー８２０で反射された赤色帯域の光Ｌｒを光軸Ｃ４の方向に透過する。また、後述するように、第２のダイクロイックミラー８３０は、蛍光体ホイール８６０によって発光された緑色帯域の光を光軸Ｃ４の方向に反射する。
　集光レンズＬ４は、第２のダイクロイックミラー８３０と蛍光体ホイール８６０との間に配置され、集光レンズＬ４の光軸Ｃ２は、集光レンズＬ４の中心である。この光軸Ｃ２は、光軸Ｃ１と平行である。集光レンズＬ４は、第２のダイクロイックミラー８３０を透過したレーザ光Ｌｂを蛍光体ホイール８６０上に集光し、蛍光体ホイール８６０によって発せられた緑色帯域の光Ｌｇを第２のダイクロイックミラー８３０上に集光する。図の例では、集光レンズＬ４は、１つのレンズを用いて構成されるが、集光レンズＬ４は、レーザ光Ｌｂを蛍光体ホイール８６０に集光しかつ蛍光体ホイール８６０からの緑色帯域の光Ｌｇを集光できる光学系であれば良く、集光レンズＬ４を構成するレンズの数は、複数の組合せレンズであってもよい。さらに集光レンズＬ４は、球面レンズ、非球面レンズのいずれから構成されるものであってもよい。さらに集光レンズは、プリズム等の光学部材を含むものであってもよい。
　反射ミラー８５０は、第２のダイクロイックミラー３０を透過した赤色帯域の光Ｌｒおよび第２のダイクロイックミラー８３０で反射された緑色帯域の光Ｌｇを光軸Ｃ４と直交する方向に反射する。
　第３のダイクロイックミラー８４０は、光軸Ｃ３上に配置され、第２のビームスプリッターＢＳ２を透過したレーザ光Ｌｂを光軸Ｃ３の方向に透過し、反射ミラー８５０で反射された赤色帯域および緑色帯域の光Ｌｒ、Ｌｇを光軸Ｃ３の方向に反射する。これにより、第３のダイクロイックミラー８４０からは、Ｒ、Ｇ、Ｂの光が取り出され、これを合成することで白色光を得ることができる。第３のダイクロイックミラー８４０から出射された白色光は、その後、Ｒ、Ｇ、Ｂに分離され、例えば液晶プロジェクタの光源に利用することができる。なお、図２２の例では、光軸Ｃ３の方向にＲ／Ｇ／Ｂの光を取り出しているが、ミラー等の光学部材を用いて光軸Ｃ３と直交する方向、あるいはその他の任意の方向にＲ／Ｇ／Ｂの光を取り出すことが可能である。
　次に、蛍光体ホイールについて説明する。蛍光体ホイール８６０は、集光レンズＬ４、Ｌ５と対向する位置に配され、青色レーザ光Ｌｂが照射されたとき赤色帯域および緑色帯域の光を発光する。蛍光体ホイール８６０の表面には、青色帯域のレーザ光によって励起され、赤色帯域の光を発光する環状の第１の蛍光体領域８６２Ｒと、青色帯域のレーザ光によって励起され、緑色帯域の光を発光する環状の第２の蛍光体領域８６２Ｇとが形成される。第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｂは、同心円状に配置され、図の例では、第１の蛍光体領域８６２Ｒは、第２の蛍光体領域８６２Ｇよりも外周側に形成されるが、この関係は、反対であってもよい。
　第１の蛍光体領域８６２Ｒは、半径方向に一定の幅を有し、好ましくは、当該半径方向の幅の中心が光軸Ｃ１に一致する。集光レンズＬ３は、青色帯域のレーザ光Ｌｂが第１の蛍光体領域８６２Ｒの幅内に収まるように、レーザ光ＬｂのスポットＰのサイズを調整する。第２の蛍光体領域８６２Ｇも同様に、半径方向に一定の幅を有し、好ましくは、当該半径方向の幅の中心が光軸Ｃ２に一致する。集光レンズＬ４は、青色帯域のレーザ光Ｌｂが第２の蛍光体領域８６２Ｇの幅内に収まるように、レーザ光ＬｂをスポットＱのサイズを調整する。
　蛍光体ホイール８６０は、駆動モータ８７０により一定速度で回転され、第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２ＧがスポットＰ、Ｑによって光学的に連続的に走査される。第１の蛍光体領域８６２Ｒは、レーザ光Ｌｂによって励起された赤色帯域の光Ｌｒをランバーシアン状（均一拡散）に放射する。その放射された光Ｌｒは、集光レンズＬ３によって第１のダイクロイックミラー８２０に集光され、そこで光軸Ｃ１と直交する光軸Ｃ４の方向に反射される。第２の蛍光体領域８６２Ｇは、レーザ光Ｌｂによって励起された緑色帯域の光Ｌｇをランバーシアン状（均一拡散）に放射する。その放射された光Ｌｇは、集光レンズＬ４によって第２のダイクロイックミラー８３０へ集光され、そこで光軸Ｃ２と直交する光軸Ｃ４の方向に反射される。
　第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｇを構成する蛍光体材料には、例えば、YAG（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系、TAG（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）系、サイアロン系、BOS（バリウム・オルソシリケート）系、窒化化合物系が知られている。第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｇは、例えば、蛍光体材料と樹脂材料やセラミック材料に混ぜ合わせたものを基材表面の塗布したり、蛍光体材料を混ぜ合わせたシート状のものと基材表面に貼り付けるようにしてもよい。
　図２３（Ａ）は、蛍光体ホイールの平面図、図２３（Ｂ）は、蛍光体ホイールのＸ－Ｘ線断面図である。図中のＰ、Ｑで示す円は、集光レンズＬ３、Ｌ４によって集光された青色帯域の光Ｌｂのスポットを表している。
　蛍光体ホイール８６０は、円盤状の支持基板８６６の表面に、青色帯域、赤色帯域および緑色帯域の光を反射する反射層８６４と、反射層８６４上に形成された第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｇとを含む。支持基板８６６は、特にその材料を制限されないが、例えば、金属材料、樹脂材料、ガラス材料などから構成される。なお、蛍光体ホイール８６０は、レーザ光Ｌｂの照射により温度が高くなるため、支持基板８６６は、放熱特性に優れた材料または形状を有することが望ましい。また、支持基板８６６は、円形状であることが望ましいが、必ずしもこのような形状に限定されるものではなく、例えば、多角形上、楕円形状であってもよい。
　第１の蛍光体領域８６２Ｒがレーザ光Ｌｂによって照射されると、蛍光体材料がレーザ光Ｌｂによって励起され、赤色帯域の光Ｌｒが発光される。赤色帯域の光Ｌｒは、発光点から等方的にランバーシアン状に拡散するため、その一部の光が支持基板８６６へ向けて進行する。しかし、このような光Ｌｒは、蛍光体ホイール８６０の裏面側に透過することなく反射層８６４によって反射されため、赤色帯域の光Ｌｒを効率よく取り出すことができる。第２の蛍光体領域８６２Ｂで発光された緑色帯域の光Ｌｇもまた同様に反射層８６４によって反射されるので、緑色帯域の光Ｌｇを効率よく取り出すことができる。
　また、青色帯域の光Ｌｂの一部は、第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｇにおいて赤色帯域および緑色帯域の波長変換に寄与することなく、第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｇを透過するものがある。しかし、このような透過したレーザ光Ｌｂは、反射層８６４によって反射されて、再び第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｇに戻され、波長変換に利用されることになるので、変換効率を向上させることができる。
　さらに、図２３（Ｃ）に示すように、蛍光体ホイール８６０の表面の全面、または第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｇ上に、青色帯域Ｌｂの光の反射を防止する反射防止膜８６８を形成することができる。これにより、青色帯域の光Ｌｂが、第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｇの表面で反射されるのが抑制され、蛍光体による変換効率を向上させることができる。
　このように本実施例によれば、アレイ光源から発せられた青色帯域の光を利用して、赤色帯域および緑色帯域の光を生成することができる。蛍光体ホイールに形成される蛍光体材料を適宜選択することで、波長変換される光は、黄色帯域や他の帯域の光であることができる。さらに、青色帯域の光Ｌｂは、レーザ光そのものでありコヒーレント光であるため、スペックルが発生する。このスペックル対策として、青色帯域のレーザ光の光路上に、拡散板等の光学部材を設置することができる。拡散板は、例えば、表面に凹凸が形成された拡散面を含み、コヒーレント成分を除去または緩和することができる。例えば、第１のビームスプリッターの表面に拡散面を形成したり、あるいはレーザ光Ｌｂの光路上にスペックル除去光学系を追加することができる。
　さらに上記実施例では、図２３に示すように、スポットＰ、Ｑの位置で蛍光体ホイール６０を光学的に走査する例を示したが、ビームスプリッター等を追加することで、分割される青色帯域の光Ｌｂの数をさらに増加し（例えば、４つ）、スポットＰ、Ｑの数を増加させることが可能である。この場合、追加されたスポットＰ、Ｑの照射によって発光されたＲ、Ｇの光を集光するための光学系を追加する必要があるが、他方、蛍光体ホイール８６０の蛍光体材料は熱等によって劣化するため、レーザ光Ｌｂの分割する数を増加させることで１つのスポットの照射エネルギーを低減し、蛍光体ホイールの寿命を向上させることができる。
　次に、本発明の第７の実施例に係る照明光学系の原理について図２４を参照して説明する。第１の照明光学系１０Ｅでは、蛍光体ホイール８６０は、青色帯域の光によって励起された赤色帯域および緑色帯域の光を入射面側から反射するように構成されたが、第７の照明光学系１０Ｅでは、青色帯域の光によって励起された赤色帯域および緑色帯域の光を出射面側から放射するように構成される。なお、図２２に示す構成と同一のものについては同一参照番号を附し、その説明を省略する。
　図２４に示すように、蛍光体ホイール８６０Ａの表面は、集光レンズＬ３によって青色帯域のレーザ光Ｌｂによって照射される。このレーザ光Ｌｂは、蛍光体ホイール８６０Ａの出射面側に形成された第１の蛍光体領域８６２Ｒに入射され、そこで赤色帯域の光を励起させる。その結果、蛍光体ホイール８６０Ａの出射面側から赤色帯域の光Ｌｒがランバーシアン状に放射される。同様に集光レンズＬ４によって集光された青色帯域の光は、第２の蛍光体領域８６２Ｇを照射し、第２の蛍光体領域８６２Ｇで励起された緑色帯域の光が蛍光体ホイール８６０Ａの出射面側から出射される。
　図２５は、第８の実施例による蛍光体ホイールの構成を示す概略断面図である。蛍光体ホイール８６０Ａは、青色帯域の光を透過し、赤色帯域および緑色帯域の光を反射するダイクロイックミラー８６４Ａと、ダイクロイックミラー８６４Ａの裏面に形成された第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｇとを有する。青色帯域の光Ｌｂは、ダイクロイックミラー８６４Ａを介して、第１の蛍光体領域８６２Ｒに入射され、そこで励起された赤色帯域の光Ｌｒが蛍光体ホイール８６０Ａの出射面側から放出される。一部の赤色帯域の光Ｌｒは、ダイクロイックミラー８６４Ａによって反射され、蛍光体ホイール８６０Ａの出射面側から放出される。第２の蛍光体領域８６２Ｇで励起された緑色帯域の光も同様に、蛍光体ホイール８６０Ａの出射面側から取り出される。
　蛍光体ホイール８６０Ａの出射面側から放出された赤色帯域の光Ｌｒは、集光レンズＬ５によって集光された後、少なくとも赤色帯域の光を反射する反射ミラー８２０Ａによって光軸Ｃ４方向に反射される。反射ミラー８２０Ａは、第６の実施例のときと同様にダイクロイックミラーから構成されてもよい。また、蛍光体ホイール８６０Ａの出射面側から放出された緑色帯域の光Ｌｂは、集光レンズＬ６によって集光された後、第２のダイクロイックミラー８３０によって光軸Ｃ４方向に反射される。こうして、第３のダイクロイックミラー８４０は、光軸Ｃ３方向に、Ｒ／Ｇ／Ｂの光を放射する。
　次に、レーザ光を分離する他の方法を図２６に示す。図２２、図２４に示す照明光学系では、ビームスプリッターによりレーザ光を分離したが、レーザ光の分離は、これ以外の光学系を用いて行うことが可能である。図２６に示すように、レーザ光Ｌｂが光軸Ｃに向かって進行するとき、光軸Ｃに対し、それらの光軸が平行となるように２つの凸レンズ９００、９１０を配置させ、レーザ光Ｌｂを、それぞれのレンズ９００、９１０の片側半分に入射させる。これにより、レーザ光Ｌｂは、レンズ９００、９１０によってそれぞれ集光され、レーザ光Ｌｂ１、Ｌｂ２に分離される。レンズ９００、９１０の大きさが同一であり、かつレンズ９００、９１０が光軸Ｃに関して線対称に配置されれば、レーザ光Ｌｂは、それぞれ１／２のレーザ光Ｌｂ１、Ｌｂ２に分離される。
　次に、第６の実施例の変形例について図２７を参照して説明する。第６および第７の実施例では、青色帯域、赤色帯域および緑色帯域の光を合成する例を示したが、本発明は、このような照明光学系に限定されるものではない。すなわち、図２７に示すように、本発明の照明光学系１０Ｆは、Ｒ、Ｇ、Ｂの光をそれぞれ個別に取り出すように構成するものであってもよい。
　図２７に示す照明光学系１０Ｆでは、第１のダイクロイックミラー８２０は、図２２のときの向きを１８０度回転させている。従って、蛍光体ホイール８６０で発光された赤色帯域の光Ｌｒは、第１のダイクロイックミラー８２０によって光軸Ｃ４の方向に反射する。つまり、図２２のときと１８０度反対の方向に赤色帯域の光Ｌｒが反射される。また、図２７に示すように、反射ミラー８５０および第３のダイクロイックミラー８４０を省略すれば、それぞれ青色帯域の光Ｌｂ、および緑色帯域の光Ｌｇを個別に取り出すことができる。なお、当業者であれば明らかであるように、個別に取り出された青色帯域の光Ｌｂ、赤色帯域の光Ｌｒおよび緑色帯域の光Ｌｇは、レンズ、ミラー、プリズム等の光学系を用いて所望の方向へ向けられたり、あるいはそれらの光を合成することも可能である。
　上記実施例では、蛍光体ホイール８６０／８６０Ａには、赤色帯域および緑色帯域の光を発光させるための第１および第２の蛍光体領域８６２Ｒ、８６２Ｇが形成されたが、青色レーザ光によって励起され、波長変換される光は、必ずしも赤色帯域および緑色帯域の光に限定されるものではない。例えば、黄色、マゼンタ、シアンの帯域の光が励起されるような蛍光体層を含むものであってもよい。また、ダイクロイックミラーは、ダイクロイックフィルターと同義であり、反射層、反射ミラー、反射防止膜は、反射部材、反射フィルターなどと同義である。
　本発明に係る照明光学系は、種々の電子装置の光源に適用することができる。例えば、プロジェクタ、リアプロジェクタ、内視鏡、照明機器などの光源に用いることができる。
　以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：照明光学系、２０：アレイ光源、３０、３０Ａ：ダイクロイックミラー、４０：反射ミラー、５０、５０Ａ：蛍光体ホイール、５２、８２：反射領域、５４、８４：蛍光体領域（Ｒ）、５６、８６：蛍光体領域（Ｇ）、６０：モータ、７０：ライトトンネル、２００：ビームスプリッター、２１０：反射ミラー、Ｌ１、Ｌ２：前群レンズ、Ｌ３、Ｌ４：後群レンズ、Ｌ５：集光レンズ、３１２、３２２：基材、３１６：拡散面、３２４、３１４：反射層、３２６：ダイクロイックミラー、３２８：反射部材、６００：ダイクロイックミラー、６１０：集光レンズ、６２０：蛍光体ホイール、６２０－１：第１のホイール部材、
６２０－１Ｂ：青色反射領域、６２０－１Ｒ：赤色蛍光領域、６２０－１Ｇ：緑色蛍光領域、
６２０－２：第２のホイール部材、６２０－２Ｂ：青色透過領域、６２０－２Ｒ：赤色透過領域、６２０－２Ｇ：緑色透過領域、６３０：ダイクロイックミラー、６４０：ダイクロイックミラー、７２０：蛍光体ホール、７２０－１：第１のホイール部材、７２０－１Ｂ：青色反射領域、７２０－１Ｙ：黄色蛍光領域、７２０－２：第２のホイール部材、７２０－２Ｂ：青色透過領域、７２０－２Ｒ：赤色発生領域、７２０－２Ｇ：緑色発生領域
　

Claims (25)

  1. 照明光学系に用いられる波長変換デバイスであって、
    　入射された青色帯域の光に基づき青色帯域と異なる波長の光を発光する波長変換領域を含み、１つの波長変換領域は、回転中心に同心円状に形成され、前記波長変換領域は、半径方向にｎ組（ｎは、２以上の整数）形成される、波長変換デバイス。
  2. 前記１つの波長変換領域は、青色帯域の光に基づき赤色帯域の光を発光する第１の蛍光体領域と、青色帯域の光に基づき緑色帯域の光を発光する第２の蛍光体領域とを含む、請求項１に記載の波長変換デバイス。
  3. ｎ組の波長変換領域の各波長変換領域から発光される赤色帯域の光および緑色帯域の光がそれぞれ同期されるように、第１の蛍光体領域および第２の蛍光体領域が配列される、請求項２に記載の波長変換デバイス。
  4. 前記波長変換領域は、青色帯域の光を反射する領域を含む、請求項１ないし３いずれか１つに記載の波長変換デバイス。
  5. 第１および第２の蛍光体領域の裏面には、青色帯域の光を吸収する吸収領域が形成される、請求項４に記載の波長変換デバイス。
  6. 第１および第２の蛍光体領域の裏面には、青色帯域の光を透過する透過領域が形成される、請求項４に記載の波長変換デバイス。
  7. 第１および第２の蛍光体領域の裏面には、赤色帯域および緑色帯域の光を反射するための反射領域が形成される、請求項１ないし６いずれか１つに記載の波長変換デバイス。
  8. 第１および第２の蛍光体領域の表面には、青色帯域の光を拡散する拡散面が形成される、請求項４または５に記載の波長変換デバイス。
  9. 前記反射する領域は、周縁方向に向けて傾斜される、請求項４６に記載の波長変換デバイス。
  10. 第１の波長帯域の光を反射する反射領域、少なくとも第１の波長帯域の光に基づき第２の波長帯域の光を発光する第１の蛍光体領域および第３の波長帯域の光を発光する第２の蛍光体領域を含む第１の回転部材と、
    　前記反射領域から反射された第１の波長帯域の光を透過する第１の透過領域、前記第１の蛍光体領域から出力された第２の波長帯域の光を透過する第２の透過領域、および前記第２の蛍光体領域から出力された第３の波長帯域の光を透過する第３の透過領域を含む第２の回転部材と、
    　を含む波長変換デバイス。
  11. 前記第２の透過領域は、第１の波長帯域の光を反射し、前記第３の透過領域は、第１の波長帯域の光を反射する、請求項１０に記載の波長変換デバイス。
  12. 前記第２の透過領域は、第２の波長帯域の中から選択された波長を透過し、前記第３の透過領域は、第３の波長帯域の中から選択された波長を透過する、請求項１０または１１に記載の波長変換デバイス。
  13. 前記第２の回転部材は、第１の透過領域、第２の透過領域および第３の透過領域を含む組を半径方向にｎ組有する、請求項１０ないし１２いずれか１つに記載の波長変換デバイス。
  14. 第１の波長帯域は青色帯域、第２の波長帯域は赤色帯域、第３の波長帯域は緑色帯域である、請求項１０ないし１３いずれか１つに記載の波長変換デバイス。
  15. 第１の波長帯域の光を反射する反射領域、少なくとも第１の波長帯域の光に基づき第２の波長帯域の光を発光する第１の蛍光体領域を含む第１の回転部材と、
    　前記反射領域から反射された第１の波長帯域の光を透過する第１の透過領域、前記第１の蛍光体領域から出力された第２の波長帯域の光から第３の波長帯域の光を抽出する第１の抽出領域、および第２の波長帯域の光から第４の波長帯域の光を抽出する第２の抽出領域とを含む第２の回転部材と、
    　を含む波長変換デバイス。
  16. 前記第１の抽出領域は、第１の波長帯域の光を反射する領域を含み、前記第２の抽出領域は、第１の波長帯域の光を反射する領域を含む、請求項１５に記載お波長変換デバイス。
  17. 第１の波長帯域は、青色帯域であり、第２の波長帯域は、黄色帯域であり、第３の波長帯域は、赤色帯域であり、第４の波長帯域は、緑色帯域である、請求項１５または１６に記載の波長変換デバイス。
  18. 請求項１ないし９いずれか１つに記載の波長変換デバイスと、
    　前記波長変換デバイスにｎ組の青色帯域の光線束を入射させる光学系とを有する照明光学系。
  19. 前記光学系は、ｎ組の波長変換領域の各々に青色帯域の光線束を集光させるｎ組のレンズを含む、請求項１８に記載の照明光学系。
  20. 青色帯域の光線束の光軸は、レンズの光軸と異なる、請求項１９に記載の照明光学系。
  21. 前記光学系は、光源からの青色帯域の光を透過し、赤色帯域の光および緑色帯域の光を反射するダイクロイック部材を含む、請求項１８ないし２０いずれか１つに記載の照明光学系。
  22. 請求項１０ないし１７いずれか１つに記載の波長変換デバイスと、
    　前記波長変換デバイスに第１の波長帯域の光を供給する第１の光学系と、
    　前記波長変換デバイスからの光を出力する第２の光学系と、
    を有する照明光学系。
  23. 前記第１の光学系の第１の光軸は、前記第２の光学系の第２の光軸からシフトされている、請求項２２に記載の照明光学系。
    　
  24. 請求項１８ないし２３いずれか１つに記載の照明光学系を含むプロジェクタ。
  25. 請求項１８ないし２３いずれか１つに記載の照明光学系を含む内視鏡。
    　
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Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016029440A (ja) * 2014-07-25 2016-03-03 セイコーエプソン株式会社 波長変換装置及びその製造方法、光源装置、プロジェクター
JP2016053608A (ja) * 2014-09-03 2016-04-14 Ｚｅｒｏ Ｌａｂ株式会社 蛍光体ホイールおよび照明光学系
WO2016080295A1 (ja) * 2014-11-19 2016-05-26 コニカミノルタ株式会社 光源装置およびプロジェクタ
JP2016151655A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 セイコーエプソン株式会社 照明装置およびプロジェクター
JP2016202582A (ja) * 2015-04-22 2016-12-08 パナソニック株式会社 内視鏡
JP2017009690A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 セイコーエプソン株式会社 光源装置およびプロジェクター
JP2017037175A (ja) * 2015-08-10 2017-02-16 セイコーエプソン株式会社 光源装置、照明装置およびプロジェクター
CN106681090A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 光源模组和投影设备
US20170188803A1 (en) * 2014-10-17 2017-07-06 Olympus Corporation Light source device
WO2017126027A1 (ja) * 2016-01-19 2017-07-27 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 蛍光体ホイールとこれを用いた発光ユニットおよびプロジェクタ
JP2018041003A (ja) * 2016-09-09 2018-03-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材、プロジェクタおよび照明装置
KR101877921B1 (ko) * 2017-04-26 2018-07-12 인더스마트 주식회사 광학 어셈블리 및 이를 포함하는 내시경용 광원장치
CN108572498A (zh) * 2017-03-14 2018-09-25 深圳市光峰光电技术有限公司 光源装置及投影***
CN108572497A (zh) * 2017-03-14 2018-09-25 深圳市光峰光电技术有限公司 光源装置及投影***
KR20180123812A (ko) * 2017-05-10 2018-11-20 인더스마트 주식회사 광학 어셈블리 및 이를 포함하는 내시경용 광원장치
WO2019052126A1 (zh) * 2017-09-14 2019-03-21 深圳光峰科技股份有限公司 光源***及投影***
JP2019061237A (ja) * 2017-09-26 2019-04-18 中強光電股▲ふん▼有限公司 照明システム及び照明システムを使用する投影装置
JP2019070800A (ja) * 2017-10-09 2019-05-09 中強光電股▲ふん▼有限公司 投影機及びその照明システム
CN109960099A (zh) * 2019-04-30 2019-07-02 成都市极米科技有限公司 一种非共轴的投影光源***
JP2019139205A (ja) * 2018-02-09 2019-08-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蛍光体ホイール、光源装置、および投写型映像表示装置
JP2019526154A (ja) * 2016-08-04 2019-09-12 深▲せん▼光峰科技股▲分▼有限公司Ａｐｐｏｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ 発光装置及び投影システム
CN110412820A (zh) * 2018-04-27 2019-11-05 松下知识产权经营株式会社 荧光体轮、光源装置以及投影型影像显示装置
CN110554554A (zh) * 2018-05-30 2019-12-10 中强光电股份有限公司 照明***以及投影装置
CN110596999A (zh) * 2018-06-13 2019-12-20 中强光电股份有限公司 照明***、投影装置以及投影装置的投影方法
US10824069B2 (en) 2018-03-14 2020-11-03 Coretronic Corporation Projection apparatus and illumination system
EP3825764A1 (en) * 2019-11-22 2021-05-26 Hsueh-Ting Liu Light source assembly
CN113031381A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
US11061313B2 (en) * 2019-04-30 2021-07-13 Coretronic Corporation Wavelength conversion module, method of forming wavelength conversion module, illumination system and projection apparatus
CN115004075A (zh) * 2020-01-24 2022-09-02 优志旺电机株式会社 光源装置
JP7507357B2 (ja) 2018-02-09 2024-06-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蛍光体ホイール、光源装置、および投写型映像表示装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010237443A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Casio Computer Co Ltd 光源装置及びプロジェクタ
WO2011118345A1 (ja) * 2010-03-26 2011-09-29 日本電気株式会社 照明光学系とこれを用いたプロジェクタ
JP2012013897A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Jvc Kenwood Corp 光源装置および投射型表示装置
JP2012048847A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Casio Computer Co Ltd 発光ユニット及びプロジェクタ
JP2012133337A (ja) * 2010-11-30 2012-07-12 Panasonic Corp 光源装置および投写型表示装置
JP2012181260A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Sanyo Electric Co Ltd 光源装置及び投写型映像表示装置
JP2012212129A (ja) * 2011-03-23 2012-11-01 Panasonic Corp 光源装置及びそれを用いた画像表示装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5523913B2 (ja) * 2010-04-21 2014-06-18 スタンレー電気株式会社 光源装置および照明装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010237443A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Casio Computer Co Ltd 光源装置及びプロジェクタ
WO2011118345A1 (ja) * 2010-03-26 2011-09-29 日本電気株式会社 照明光学系とこれを用いたプロジェクタ
JP2012013897A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Jvc Kenwood Corp 光源装置および投射型表示装置
JP2012048847A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Casio Computer Co Ltd 発光ユニット及びプロジェクタ
JP2012133337A (ja) * 2010-11-30 2012-07-12 Panasonic Corp 光源装置および投写型表示装置
JP2012181260A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Sanyo Electric Co Ltd 光源装置及び投写型映像表示装置
JP2012212129A (ja) * 2011-03-23 2012-11-01 Panasonic Corp 光源装置及びそれを用いた画像表示装置

Cited By (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016029440A (ja) * 2014-07-25 2016-03-03 セイコーエプソン株式会社 波長変換装置及びその製造方法、光源装置、プロジェクター
JP2016053608A (ja) * 2014-09-03 2016-04-14 Ｚｅｒｏ Ｌａｂ株式会社 蛍光体ホイールおよび照明光学系
CN107076374A (zh) * 2014-10-17 2017-08-18 奥林巴斯株式会社 光源装置
CN107076374B (zh) * 2014-10-17 2020-02-28 奥林巴斯株式会社 光源装置
EP3184879A4 (en) * 2014-10-17 2018-05-02 Olympus Corporation Light source device
US20170188803A1 (en) * 2014-10-17 2017-07-06 Olympus Corporation Light source device
WO2016080295A1 (ja) * 2014-11-19 2016-05-26 コニカミノルタ株式会社 光源装置およびプロジェクタ
JPWO2016080295A1 (ja) * 2014-11-19 2017-08-24 コニカミノルタ株式会社 光源装置およびプロジェクタ
JP2016151655A (ja) * 2015-02-17 2016-08-22 セイコーエプソン株式会社 照明装置およびプロジェクター
JP2016202582A (ja) * 2015-04-22 2016-12-08 パナソニック株式会社 内視鏡
JP2017009690A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 セイコーエプソン株式会社 光源装置およびプロジェクター
JP2017037175A (ja) * 2015-08-10 2017-02-16 セイコーエプソン株式会社 光源装置、照明装置およびプロジェクター
CN106681090A (zh) * 2015-11-05 2017-05-17 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 光源模组和投影设备
CN106681090B (zh) * 2015-11-05 2023-08-04 深圳光峰科技股份有限公司 光源模组和投影设备
WO2017126027A1 (ja) * 2016-01-19 2017-07-27 Ｎｅｃディスプレイソリューションズ株式会社 蛍光体ホイールとこれを用いた発光ユニットおよびプロジェクタ
US10409149B2 (en) 2016-01-19 2019-09-10 Nec Display Solutions, Ltd. Phosphor wheel, light-emitting unit, and projector using same
US10908489B2 (en) 2016-08-04 2021-02-02 Appotronics Corporation Limited Light emitting device and projection system
JP2019526154A (ja) * 2016-08-04 2019-09-12 深▲せん▼光峰科技股▲分▼有限公司Ａｐｐｏｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｌｉｍｉｔｅｄ 発光装置及び投影システム
JP2018041003A (ja) * 2016-09-09 2018-03-15 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 波長変換部材、プロジェクタおよび照明装置
CN108572497B (zh) * 2017-03-14 2019-12-17 深圳光峰科技股份有限公司 光源装置及投影***
CN110928124A (zh) * 2017-03-14 2020-03-27 深圳光峰科技股份有限公司 光源装置及投影***
CN108572498A (zh) * 2017-03-14 2018-09-25 深圳市光峰光电技术有限公司 光源装置及投影***
CN108572497A (zh) * 2017-03-14 2018-09-25 深圳市光峰光电技术有限公司 光源装置及投影***
US11243460B2 (en) 2017-03-14 2022-02-08 Appotronics Corporation Limited Light source device and projection system
CN108572498B (zh) * 2017-03-14 2019-12-03 深圳光峰科技股份有限公司 光源装置及投影***
KR101877921B1 (ko) * 2017-04-26 2018-07-12 인더스마트 주식회사 광학 어셈블리 및 이를 포함하는 내시경용 광원장치
KR101975908B1 (ko) 2017-05-10 2019-05-07 인더스마트 주식회사 광학 어셈블리 및 이를 포함하는 내시경용 광원장치
KR20180123812A (ko) * 2017-05-10 2018-11-20 인더스마트 주식회사 광학 어셈블리 및 이를 포함하는 내시경용 광원장치
WO2019052126A1 (zh) * 2017-09-14 2019-03-21 深圳光峰科技股份有限公司 光源***及投影***
JP2019061237A (ja) * 2017-09-26 2019-04-18 中強光電股▲ふん▼有限公司 照明システム及び照明システムを使用する投影装置
JP7193280B2 (ja) 2017-09-26 2022-12-20 中強光電股▲ふん▼有限公司 照明システム及び照明システムを使用する投影装置
JP7118847B2 (ja) 2017-10-09 2022-08-16 中強光電股▲ふん▼有限公司 投影機及びその照明システム
JP2022172091A (ja) * 2017-10-09 2022-11-15 中強光電股▲ふん▼有限公司 投影機及びその照明システム
JP7391151B2 (ja) 2017-10-09 2023-12-04 中強光電股▲ふん▼有限公司 投影機及びその照明システム
JP2019070800A (ja) * 2017-10-09 2019-05-09 中強光電股▲ふん▼有限公司 投影機及びその照明システム
JP2019139205A (ja) * 2018-02-09 2019-08-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蛍光体ホイール、光源装置、および投写型映像表示装置
JP7507357B2 (ja) 2018-02-09 2024-06-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蛍光体ホイール、光源装置、および投写型映像表示装置
US10824069B2 (en) 2018-03-14 2020-11-03 Coretronic Corporation Projection apparatus and illumination system
CN110412820A (zh) * 2018-04-27 2019-11-05 松下知识产权经营株式会社 荧光体轮、光源装置以及投影型影像显示装置
CN110412820B (zh) * 2018-04-27 2023-03-07 松下知识产权经营株式会社 光源装置以及投影型影像显示装置
US11126072B2 (en) 2018-04-27 2021-09-21 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Phosphor wheel including a light absorption processing body provided in a light processing region, light source device including the phosphor wheel, and projection display apparatus including the phosphor wheel
US10976652B2 (en) 2018-05-30 2021-04-13 Coretronic Corporation Illumination system and projection apparatus
CN110554554A (zh) * 2018-05-30 2019-12-10 中强光电股份有限公司 照明***以及投影装置
CN110596999B (zh) * 2018-06-13 2021-10-29 中强光电股份有限公司 照明***、投影装置以及投影装置的投影方法
CN110596999A (zh) * 2018-06-13 2019-12-20 中强光电股份有限公司 照明***、投影装置以及投影装置的投影方法
US11061313B2 (en) * 2019-04-30 2021-07-13 Coretronic Corporation Wavelength conversion module, method of forming wavelength conversion module, illumination system and projection apparatus
CN109960099B (zh) * 2019-04-30 2024-03-15 成都极米科技股份有限公司 一种非共轴的投影光源***
JP2022528667A (ja) * 2019-04-30 2022-06-15 チョントゥー ジミー テクノロジー カンパニー リミテッド 非同軸投影光源システム
JP7162756B2 (ja) 2019-04-30 2022-10-28 チョントゥー ジミー テクノロジー カンパニー リミテッド 非同軸投影光源システム
CN109960099A (zh) * 2019-04-30 2019-07-02 成都市极米科技有限公司 一种非共轴的投影光源***
EP3964876A4 (en) * 2019-04-30 2023-01-11 Chengdu Xgimi Technology Co., Ltd NON-COAXIAL PROJECTION LIGHT SOURCE SYSTEM
KR102419044B1 (ko) * 2019-11-22 2022-07-07 쉐-팅 류 광원 모듈
JP7013549B2 (ja) 2019-11-22 2022-01-31 ▲雪▼▲亭▼ 劉 光源モジュール
KR20210064073A (ko) * 2019-11-22 2021-06-02 쉐-팅 류 광원 모듈
JP2021081723A (ja) * 2019-11-22 2021-05-27 ▲雪▼▲亭▼ 劉 光源モジュール
EP3825764A1 (en) * 2019-11-22 2021-05-26 Hsueh-Ting Liu Light source assembly
CN115004075A (zh) * 2020-01-24 2022-09-02 优志旺电机株式会社 光源装置
CN115004075B (zh) * 2020-01-24 2023-09-15 优志旺电机株式会社 光源装置
CN115032856A (zh) * 2021-03-05 2022-09-09 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备
CN113031381A (zh) * 2021-03-05 2021-06-25 青岛海信激光显示股份有限公司 光源组件和投影设备

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