JP2017009981A - 照明装置及び画像投射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な光量の複数色の光を取り出すことが可能な照明装置を提供する。
【解決手段】画像投射装置等に用いられる照明装置１を、励起光Ｅを射出する第一の光源２と、青色光Ｂを射出する第二の光源３と、励起光Ｅを黄色光Ｙに波長変換する蛍光体１１を含有する蛍光体ロッド１０と、蛍光体１１から発生した黄色光Ｙを透過させる透明ロッド２０と、を備えて構成する。波長変換された黄色光Ｙが透明ロッド２０内に入射するように、蛍光体ロッド１０と透明ロッド２０とを、連結部１４を介して連結する。透明ロッド２０には、連結部１４とは反対側の他方の端面に、黄色光Ｙと青色光Ｂとが出射する出射面２３を設けている。
【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、照明装置及び画像投射装置に関する。

蛍光体に青色レーザやＬＥＤなどの比較的短波長の励起光を照射して緑や赤などの蛍光を得て、その蛍光を照明光として利用する波長変換技術が知られている。青色レーザ等の個体光源は、応答性のよい光源装置となるため、画像投射装置（以下、「プロジェクタ」という）の光源として広く展開されている。そして、最も効率が高い青の固体光源を使って、様々な照明光、特に緑色の発光を効率よく取り出すことが試みられている。

この場合、光源のサイズはより小さいほうが、プロジェクタの表示パネルへ効率よく照明光を導くことができるため、製品の多くは励起光を集光して蛍光体に照射している。しかし、蛍光体への励起光の照射エリアが小さく、必要な蛍光の光量が得られないため、照明光を導く導光部材に蛍光体を配置したプロジェクタが開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のプロジェクタでは、励起光の光路を複数に切り替え、ライトトンネル内に塗布した複数の蛍光体に励起光を順次に照射して、必要な波長の蛍光を得ている。ビーム状の励起光を蛍光体に照射することで、その照射部分が二次光源となって蛍光が発光し、ライトトンネルの出射口まで、何度か内部反射することで、照明分布の均一化がなされている。昨今では、個体光源と蛍光体との組み合わせによって、十分な光量の複数色の照明光が得られる技術の開発が望まれている。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、十分な光量の複数色の光を取り出すことが可能な照明装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る照明装置は、第一の波長成分を有する第一の光を射出する第一の光源と、第一の光を励起光として、第一の波長成分とは異なる第二の波長成分に波長変換された第二の光を生じさせる波長変換部材を含む第一の導光部材と、第三の波長成分を有する第三の光を射出する第二の光源と、第二の光及び第三の光を透過させる第二の導光部材と、を備え、第二の光が第二の導光部材に入射するように、第一の導光部材と第二の導光部材とが連結して配置され、第二の導光部材は、第一の導光部材との連結側とは異なる側に、第二の光及び第三の光が射出する出射部を有していることを特徴とする。

本発明によれば、十分な光量の複数色の光を取り出すことが可能な照明装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る照明装置の光学図であって、透明ロッド側の第二の光源を点灯させて青色光を出射させた状態を模式的に表した図である。 本発明の第１実施形態に係る照明装置の光学図であって、蛍光体ロッド側の第一の光源を点灯させて黄色光（蛍光）を出射させた状態を模式的に表した図である。 本発明の第１実施形態に係る照明装置の光学図であって、第一、第二の光源を点灯させて青色光と黄色光とが合成された白色光を出射させた状態を模式的に表した図である。 本発明の第１実施形態に係る照明装置を、光源側から見た斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る照明装置の光学図であって、すべての光源を点灯させて青色光と緑色光と赤色光とが合成された白色光を出射させた状態を模式的に表した図である。 本発明の第３実施形態に係る照明装置の光学図であって、すべての光源を点灯させて青色光と緑色光と赤色光とが合成された白色光を出射させた状態を模式的に表した図である。 本発明の第４実施形態に係る画像投射装置（プロジェクタ）の光学図である。 本発明の第５実施形態に係る画像投射装置（プロジェクタ）の光学図である。 図５に示す照明装置から出射される照明光の色とカラーホイール（ＣＷ）との組み合わせ例と、投影光イメージとを示す概略図である。 図５に示す照明装置から出射される照明光の色とカラーホイール（ＣＷ）との組み合わせの他の例と、投影光イメージとを示す概略図である。 図５に示す照明装置から出射される照明光の色とカラーホイール（ＣＷ）との組み合わせの他の例と、投影光イメージとを示す概略図である。 図５に示す照明装置から出射される照明光の色とカラーホイール（ＣＷ）との組み合わせの他の例と、投影光イメージとを示す概略図である。 本発明の第６実施形態に係る画像投射装置（プロジェクタ）の光学図である。 本発明の第７実施形態に係る画像投射装置（プロジェクタ）の光学図である。

（第１実施形態）
以下に、本発明に係る照明装置の一実施形態を、図１Ａ〜図１Ｃの光学図及び図１Ｄの斜視図を参照しながら説明する。

これらの図面に示すように、第１実施形態の照明装置１は、第一の光源２と、第二の光源３と、第一の導光部材としての蛍光体ロッド１０と、第二の導光部材としての透明ロッド２０と、を備えて構成される。

第一の光源２は、励起光源として機能し、第一の波長成分を有する第一の光を励起光Ｅとして射出する。本実施形態では、図１Ｄに示すように蛍光体ロッド１０の一側に近接させて、複数の第一の光源２を長手方向に並べて配置している。

第二の光源３は、照明光源として機能し、第三の波長成分を有する第三の光を照明光として射出する。本実施形態では、図１Ｄに示すように透明ロッド２０の一側に近接させて、複数の第二の光源３を長手方向に並べて配置している。なお、本実施形態では、第一の光源２を配置した蛍光体ロッド１０の一側と同一平面上にある透明ロッド２０の一側に第二の光源３を配置しているが、本願がこれに限定されることはない。使用目的やデザイン等に応じて、第二の光源３を、他の側面に配置することもできる。

本実施形態では、第一の光源２及び第二の光源３として、固体発光素子の一つである青色光を発生する発光ダイオード（青色ＬＥＤ）を用いることで、第一の波長成分と第三の波長成分とを同一の波長成分とし、照明装置１の構成や制御の簡素化を図っている。青色ＬＥＤとしては、例えば、波長４００ｎｍ〜４７０ｎｍの青色光を発生するものを用いることができる。

蛍光体ロッド１０は、波長変換部材の一例である蛍光体１１を含有する材料で形成され、六面を有する中実な直方体構造を呈している。蛍光体１１は、第一の光源２からの励起光Ｅが照射されることで、該励起光Ｅの波長成分とは異なる第二の波長成分に波長変換された第二の光を生じさせる。蛍光体１１としては、公知の適宜のものを用いることができるが、本実施形態では、第二の波長成分として黄色成分（例えば、波長４５０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を含む黄色蛍光を生じる蛍光材料を用いている。よって蛍光体１１は、励起光Ｅによって励起されて第二の光として黄色光Ｙを発生する。

蛍光体ロッド１０は、ガラス等の透明材料に蛍光体１１を含有させて形成することもできるし、蛍光体１１を結晶化させたもの、例えば、ＹＡＧ単結晶蛍光体を用いて形成することもできる。

蛍光体ロッド１０は、第一の光源２が配置された一側面が、励起光Ｅが入射する入射面（入射部）１２として機能する。蛍光体ロッド１０の内部は、蛍光体１１によって波長変換された黄色光Ｙが透過して伝搬する導光経路１３として機能する。

黄色光Ｙが出射する蛍光体ロッド１０の他端には、透明ロッド２０の一端が連結され、連結部１４を構成している。蛍光体ロッド１０の導光経路１３内を伝搬された黄色光Ｙは、この連結部１４を介して透明ロッド２０内に入射する。

透明ロッド２０は、蛍光体１１を含有していない透明材料で形成され、六面を有する中実な直方体構造を呈している。この構成により、透明ロッド２０は黄色光Ｙや青色光Ｂを透過させる機能を有する。本実施形態及び以降の実施形態では、蛍光体ロッド１０と透明ロッド２０とは等しい長さとしているが、本願がこれに限定されることはなく、使用目的や設計等に応じて、互いに異なる長さとする等、それぞれ適宜の長さとすることができる。

透明ロッド２０の第二の光源３が配置された一側面は、青色光Ｂが入射する入射面（入射部）２１として機能する。また、透明ロッド２０は、黄色光Ｙ及び青色光Ｂが透過して伝搬する導光経路２２が内部に設けられ、連結部１４とは反対側の他方の端面は、黄色光Ｙ及び青色光Ｂが出射する出射面（出射部）２３として機能する。

蛍光体ロッド１０の長手方向の一方の端面には、光を反射する反射部１５を設けている。また、蛍光体ロッド１０の入射面１２と対向する側面及び、透明ロッド２０の入射面２１と対向する側面にも、それぞれ反射部１６，２４を設けている。そのため、黄色光Ｙや青色光Ｂが、透明ロッド２０の出射面２３以外から各ロッド１０，２０外に出射するのを最小限に抑えることができる。

なお、各ロッド１０，２０の入射面１２，２１以外の側面全体に反射部を設けることもでき、透明ロッド２０の出射面２３以外からの光の出射を、より最小限に抑えることができる。反射部１５，１６，２４は、反射ミラーで形成することもできるし、屈折率差を利用して光を全反射する構成によって実現することもできる。

上述のように構成された本実施形態の照明装置１の動作を、図１Ａ〜図１Ｃに基づいて説明する。

図１Ａに示した例では、透明ロッド２０に近接して配置した青色ＬＥＤからなる第二の光源３のみを点灯している。この例では、すべての第二の光源３を同一の発光量で同時に点灯しているが、図１Ａでは、理解をし易くするため、複数の第二の光源３のうち、紙面左端の第二の光源３のみの青色光Ｂの光路を表示している。

図１Ａに示すように、第二の光源３から射出した青色光Ｂは、透明ロッド２０の入射面２１から透明ロッド２０内に入射する。青色光Ｂは、透明ロッド２０の側面によって繰り返し反射されることで照明分布が均一化され、導光経路２２内を伝搬した後、出射面２３から出射する。これにより、照明装置１から青色光Ｂのみを取り出すことができる。

図１Ｂに示した例では、蛍光体ロッド１０に近接して配置した青色ＬＥＤからなる第一の光源２のみを点灯している。図１Ｂでも、複数の第一の光源２のうち、紙面左端の第一の光源２の光路のみ表示している。

図１Ｂに示すように、第一の光源２から射出した励起光Ｅは、蛍光体ロッド１０の入射面１２から蛍光体ロッド１０内に入射し、蛍光体１１に照射される。励起光Ｅは蛍光体１１によって黄色光Ｙに波長変換される。黄色光Ｙは、蛍光体ロッド１０の側面によって繰り返し反射されることで照明分布が均一化され、導光経路１３内を伝搬した後、連結部１４を介して透明ロッド２０に入射する。透明ロッド２０に入射した黄色光Ｙは、透明ロッド２０の側面によって繰り返し反射されながら導光経路２２内を伝搬した後、出射面２３から出射する。これにより、照明装置１から黄色光Ｙのみを取り出すことができる。

図１Ｃに示した例では、第一の光源２及び第二の光源３のすべてを点灯させている。図１Ｃでも、それぞれ１つの第一の光源２及び第二の光源３の光路のみ表示している。

図１Ｃに示した例では、図１Ａ、図１Ｂに示した例と同様の作用で、第一の光源２から射出した励起光Ｅが入射面１２から蛍光体ロッド１０内に入射し、蛍光体１１によって黄色光Ｙに波長変換される。黄色光Ｙは、反射を繰り返しながら導光経路１３内を伝搬した後、連結部１４を介して透明ロッド２０内に入射し、反射を繰り返しながら導光経路２２内を出射面２３方向に伝搬する。同様に、第二の光源３から射出した青色光Ｂが入射面２１から透明ロッド２０内に入射し、反射を繰り返しながら導光経路２２内を出射面２３の方向に伝搬する。

出射面２３からは、黄色光Ｙと青色光Ｂとが合成された白色光Ｗが出射する。これにより、照明装置１から白色光Ｗを取り出すことができる。

以上、第１実施形態によれば、第一の光源２からの励起光Ｅを蛍光体１１で波長変換して黄色光Ｙを得て、第二の光源３から青色光Ｂを得て、これらの光を透明ロッド２０の出射面２３から出射させている。また、黄色光Ｙと青色光Ｂとが混合された白色光Ｗを取り出すこともできる。また、蛍光体ロッド１０からの黄色光Ｙを導いて出射させる第二の導光部材として透明ロッド２０を用いているため、黄色光Ｙに光学的な作用を及ぼさずに透過させることができる。そのため、十分な光量の複数色の光を照明光として取り出すことが可能な照明装置１を提供することができる。

また、第１実施形態では、黄色の蛍光体１１を用いて黄色光Ｙを生成しているため、黄色光Ｙから緑色光や赤色光を取り出すことも可能となり、より多くの色の照明光を取り出すことが可能となる。

また、第１実施形態では、蛍光体ロッド１０の一側に近接して、第一の光源２を配置しているため、第一の光源２からの励起光Ｅを蛍光体ロッド１０に効率よく入射させることが可能となる。さらに、透明ロッド２０においても、その一側に近接して、第二の光源３を配置しているため、第二の光源３からの青色光Ｂを透明ロッド２０に効率よく入射させることが可能となる。また、このように各ロッド１０，２０に近接させて各光源２，３を配置することで、照明装置１の小型化を図ることもできる。

また、蛍光体ロッド１０の他方の端面と透明ロッド２０の一方の端面とが一面で連結されているため、蛍光体ロッド１０からの黄色光Ｙを、透明ロッド２０に効率よく入射させることが可能となる。

なお、第１実施形態では、各ロッド１０，２０の励起光Ｅや青色光Ｂが入射する入射面１２，２１以外の側面の全部又は一部に反射部１６，２４を設け、蛍光体ロッド１０の一方の端面に反射部１５を設けることで、側面や一方の端面から光が出射するのを抑制している。また、この構成により、蛍光体１１から発散して生じる黄色光Ｙを反射して、効率よく導光経路１３内に導くことも可能となる。

なお、蛍光体ロッド１０と透明ロッド２０との連結部１４に、励起光Ｅを反射する反射面を設けることもできる。この構成により、蛍光体１１で波長変換されなかった励起光Ｅが透明ロッド２０側に入射するのを防ぐとともに、反射した励起光Ｅを再度蛍光体１１に照射することも可能となる。このような反射部を設けることにより、照明装置１の光学効率の向上が可能となる。

また、蛍光体ロッド１０において、励起光Ｅの入射面１２に、第一の波長成分の励起光Ｅを透過し、前記第二の波長成分の黄色光Ｙを反射させるダイクロイックフィルタ等の波長選択部材を設けることが望ましい。これにより、入射面１２から励起光Ｅを効率よく入射させつつ、蛍光体１１から発散して発生する黄色光Ｙを波長選択部材で効率よく反射させて導光経路１３内に導くことができ、黄色光Ｙを効率よく出射させることができる。

また、第１実施形態では、第一の光源２及び第二の光源３として青色ＬＥＤを用いているが、本願がこれに限定されることはなく、青色レーザダイオード（ＬＤ）等を用いることもできる。また、励起光源として機能する第一の光源２は、青色光以外の光を発生するＬＤやＬＥＤ、紫外域の波長領域を生じるＬＤを用いることもできる。また、これらを複合したものを用いることもできる。また、照明光源として機能する第二の光源３も、所望の色の照明光を射出すべく、青色光以外の光を発生するＬＤやＬＥＤ、またはこれらを複合したものを用いることができる。第一の光源２及び第二の光源３として、ＬＥＤやＬＤ等の固体光源を用いることで、蛍光体１１の発光効率を向上させることが可能となる。

特に、青色ＬＥＤを用いることで、第一の光源２及び第二の光源３から、励起光Ｅと青色光Ｂとが、それぞれ発散して射出する。そのため、拡散レンズ等の光学素子を用いることなく、励起光Ｅ及び青色光Ｂを、それぞれ蛍光体ロッド１０及び透明ロッド２０へ効率よく入射させることが可能となる。また、各ロッド１０，２０に近接して各光源２，３を配置したことと相俟って、照明装置１の小型化や設計の自由度の向上も図ることができる。

また、第１実施形態では、複数の第一の光源２及び複数の第二の光源３を、すべて同じ発光量で点灯させているが、本願がこれに限定されることはない。第一の光源２の発光量と第二の光源３の発光量とを所望の発光量に任意に変更可能とすることができる。この場合、複数の第一、第二の光源２，３のうち、点灯する数を任意に設定することで、所望の発光量に変更することができる。又は、第一、第二の光源２，３をすべて点灯するが、その発光強度を適宜調整することで所望の発光量に変更することができる。これにより、照明装置１のから出射させる黄色光Ｙや青色光Ｂの光量を自在に変化させることができる。

また、白色光Ｗを出射させる場合は、各光源２，３の発光量を適宜変更して、黄色光Ｙと青色光Ｂの光強度のバランスを変化させることで、白色光Ｗの強度だけでなく色味も変更することが可能である。

また、蛍光体ロッド１０と透明ロッド２０との連結部１４近傍の光源２，３の発光量を小さくして、連結部１４から離れた位置の光源２，３の発光量を大きくすることで、反射部等を設けなくても、連結部１４近傍での光の混色を抑制して、黄色光Ｙや青色光Ｂの色純度を高めることも可能となる。

以上のように、点灯する光源２，３の数や強度、点灯位置等を適宜変更することや、これらを適宜組み合わせることで、様々な色の光を射出可能であるとともに、色味の調整も可能となり、様々な色の照明光を出射可能な照明装置１を得ることができる。

また、蛍光体ロッド１０と透明ロッド２０との連結部１４に、黄色光Ｙを透過して励起光Ｅを反射するダイクロイックフィルタ等の波長選択部材を設けることもできる。この構成により、黄色光Ｙを取り出す際に、蛍光体１１で黄色光Ｙに変換されなかった励起光Ｅ由来の青色成分の光が、透明ロッド２０側に入射して黄色光Ｙに混ざるのを抑制することができる。また、青色光Ｂを取り出す際に、青色光Ｂが連結部１４から蛍光体ロッド１０内に入射して黄色光Ｙに波長変換されるのを抑制して、黄色光Ｙが青色光Ｂに混ざるのを抑制することができる。その結果、より色純度の高い黄色光Ｙや青色光Ｂを取り出すことが可能となる。

また、第１実施形態では、第一の光源２の励起光Ｅと第二の光源３の青色光Ｂとを、同一の波長成分としているが、本願がこれに限定されることはない。互いに異なる波長成分とすることもでき、励起光Ｅ用と投影用の青色光Ｂ（照明光）として、それぞれに最適な波長成分を用いることが可能である。例えば、励起光Ｅとして機能する第一の光の第一の波長成分を、短波長側の青色成分とすることで、蛍光体１１での波長変換効率をより高めることが可能となる。一方、照明光（青色光Ｂ）として使用する第二の光源３の第三の波長成分を、長波長側の青色成分とすることで、より色純度の高い青色光Ｂを照明光として得ることが可能となる。

また、第一の導光部材として、蛍光体１１を含有した透明材料等で中実に形成して蛍光体ロッド１０を用いているが、本願がこれに限定されることはない。第一の導光部材として、例えば、平面ミラー、又は誘電体多層膜や金属コートを施した板材、金属板等を４面組み合わせた中空の直方体を用いることもできる。この場合、励起光Ｅの入射面１２は、励起光Ｅを透過するダイクロイックフィルタ等で形成するとともに、励起光Ｅが照射されるミラー面に、蛍光体１１を配置する。また、一方の端面から光が出射しないように、一方の端面に反射部を設けることもできる。

この構成により、入射面１２を介して第一の導光部材に入射した励起光Ｅが蛍光体１１に照射され、黄色光Ｙ等の第二の光を生じる。この第二の光は、ミラー面に反射されて導光経路１３を伝搬し、他方の端部側の開口部から出射して第二の導光部材に入射する。

また、第二の導光部材も、ガラス等の透明材料で形成した中実な透明ロッド２０に限定されることはない。第二の導光部材として、平面ミラーや反射膜を内面に設けたが板ガラス等を４面組み合わせた中空の直方体を用いることもできる。この場合も、青色光Ｂの入射面２１は、青色光Ｂを透過するダイクロイックフィルタ等で形成する。

この構成により、第一の導光部材から連結部を介して第二の光が第一の導光部材に入射し、ミラー面で反射された後、他方の端部側の開口部から出射する。また、第二の光源３からの青色光Ｂが、入射面２１から入射し、ミラー面に反射された後、他方の端部側の開口部から出射する。なお、ダイクロイックフィルタからなる入射面２１は、青色光Ｂの入射は許容するが、入射後の青色光Ｂは、ミラー面によって反射された後、入射面２１に対して斜めに向かうため、入射面２１によって全反射される。よって、入射面２１から青色光Ｂが外部に出射するのを抑制することができる。

以上のような構成の中空の直方体からなる第一の導光部材や第二の導光部材を用いた場合でも、黄色光Ｙや青色光Ｂを効率よく反射して導き、出射部から出射させることができ、光学効率に優れた照明装置１を得ることができる。なお、第一の導光部材と第二の導光部材の両方を上述のような中空の直方体で形成することもできるし、一方の導光部材を中実の立方体とし、他方の導光部材を中空の直方体とすることもできる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る照明装置について、図２を参照しながら説明する。図２に示す第２実施形態の照明装置１Ａは、黄色光Ｙを生じる蛍光体１１に代えて緑色光Ｇを生じる緑色の蛍光体１１Ａを用い、第三の光源４を更に備えたこと以外は第１実施形態の照明装置１と同様の基本構成を備えており、励起光Ｅを射出する第一の光源２と、青色光Ｂを射出する第二の光源３と、蛍光体ロッド１０Ａと、透明ロッド２０と、連結部１４とを備えて構成される。また、蛍光体ロッド１０Ａは、入射面１２、導光経路１３、反射部１５，１６を備え、透明ロッド２０は、入射面２１、導光経路２２、出射面２３を備えている。

第２実施形態では、これらの部材に加えて、第一の光源２及び第二の光源３とは異なる第四の波長成分を有する第四の光として、赤色光Ｒを射出する第三の光源４を、透明ロッド２０の第二の光源３を配置した側面とは反対側の側面に配置している。この側面が、赤色光Ｒの入射面２５として機能する。なお、第２実施形態では、第三の光源４として赤色ＬＥＤを用いているが、赤色ＬＤ等を用いることもできる。

第２実施形態の蛍光体ロッド１０Ａの蛍光体１１Ａは、第二の波長成分として緑色成分（例えば、波長４５０ｎｍ〜６００ｎｍ）を含む緑色蛍光（緑色光Ｇ）を生じる蛍光材料を用いている。

上述のような構成の第２実施形態の照明装置１Ａでは、第１実施形態と同様の作用により、第一の光源２を点灯させることで、励起光Ｅが蛍光体１１Ａによって緑色光Ｇに波長変換される。緑色光Ｇは、蛍光体ロッド１０Ａの導光経路１３及び透明ロッド２０の導光経路２２内を伝搬した後、出射面２３から出射する。また第二の光源３を点灯させることで、青色光Ｂが透明ロッド２０内に入射し、導光経路２２内を伝搬した後、出射面２３から出射する。

同様に、第三の光源４を点灯させることで、赤色光Ｒが入射面２５から透明ロッド２０内に入射し、導光経路２２内を伝搬した後、出射面２３から出射する。このように、第一、第二、第三の光源２，３，４を個別に点灯させることにより、照明装置１Ａから緑色光Ｇ、青色光Ｂ、赤色光Ｒの３色の照明光を出射させることができる。

また、第一、第二、第三の光源２，３，４をすべて点灯させることで、各色の光が合成され、図２に示すように、白色光Ｗを取り出して、照明装置１Ａから出射させることができる。

以上、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、十分な光量の複数色の光を照明光として取り出すことが可能な照明装置１Ａを提供することができる。さらに、第２実施形態では、緑色光Ｇ、青色光Ｂ、赤色光Ｒの３色の光を取り出すことができ、より多くの照明光を得ることができるとともに、出射させる照明光の色や色味等の変更の自由度を向上させることができる。また、緑色光Ｇ、青色光Ｂ、赤色光Ｒの３色を合成することにより白色光Ｗを生成しているため、白色の色調整の自由度を、より向上させることができる。

また、第三の光源４として、赤色ＬＥＤに代えて緑色光Ｇを射出する緑色ＬＥＤを用いて、緑色の蛍光体１１Ａに代えて赤色光Ｒを生じる赤色の蛍光体を用いる等、光源４や蛍光体１１Ａの色の配置を変えることも可能である。この構成でも、緑色光Ｇ、青色光Ｂ、赤色光Ｒの３色の光、及びこれらを合成した白色光Ｗを取り出すことができる。

また、第２実施形態でも、各ロッド１０，２０の連結部１４、側面、入射面１２，２１等に反射部やダイクロイックフィルタを用いて各色の光を効率よく出射させることや、第一、第二、第三の光源２，３，４の発光量を適宜変更して色味を調整することもできる。

また、第一の導光部材及び第二の導光部材の一方又は両方を、平面ミラー等を４面組み合わせた中空の直方体で構成することもできる。第一の導光部材を中空の直方体で構成する場合、第一の光源２からの励起光Ｅが入射する入射面１２は、励起光Ｅの青色の波長成分を主に透過するダイクロイックフィルタとする。また、励起光Ｅが照射されるミラー面に、蛍光体１１Ａを配置する。また、一方の端面から光が出射しないように、一方の端面に反射部を設けることもできる。

また、第二の導光部材を中空の直方体で構成する場合、第二の光源３からの青色光Ｂが入射する入射面２１は、青色の波長成分を主に透過するダイクロイックフィルタとする。一方、第三の光源４からの赤色光Ｒが入射する入射面２５は、赤色の波長成分を主に透過するダイクロイックフィルタとする。これにより、青色光Ｂ及び赤色光Ｒを効率よく第二の導光部材に入射させることができるとともに、青色光Ｂ及び赤色光Ｒを効率よく出射させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る照明装置について、図３を参照しながら説明する。図３に示す第３実施形態の照明装置１Ｂは、蛍光体ロッド１０に代えて、緑色ロッド部１０Ｂ１（第一導光部）及び赤色ロッド部１０Ｂ２（第二導光部）からなる蛍光体ロッド１０Ｂを用いたこと以外は、第１実施形態の照明装置１と同様の基本構成を備えており、励起光Ｅを射出する第一の光源２と、青色光Ｂを射出する第二の光源３と、蛍光体ロッド１０Ｂと、透明ロッド２０と、連結部１４とを備えて構成される。透明ロッド２０は、入射面２１、導光経路２２、出射面２３、反射部２４を備えている。

第３実施形態では、さらに、第五の波長成分を有する第五の光を射出する第四の光源５を備えている。本実施形態では、第四の光源５として、第一の光源２と同一の青色ＬＥＤを用いることで、第五の波長成分を第一の波長成分と同じ波長成分としている。したがって、第四の光源５からは、第一の光源２と同じ波長成分の励起光Ｅが射出される。

第３実施形態の蛍光体ロッド１０Ｂは、緑色光Ｇを生じる蛍光体１１Ｂ１（第一波長変換部材）を含有する直方体形状の緑色ロッド部１０Ｂ１と、赤色光Ｒを生じる蛍光体１１Ｂ２（第二波長変換部材）を含有する直方体形状の赤色ロッド部１０Ｂ２とが、互いの導光経路１３ａ，１３ｂが平行となるように上下に積層された構成となっている。蛍光体ロッド１０Ｂの一方の端面には、反射部１５が設けられている。

蛍光体１１Ｂ１は、第二の波長成分として緑色成分（例えば、波長４５０ｎｍ〜６００ｎｍ）を含む緑色蛍光（第二の光：緑色光Ｇ）を生じる蛍光材料を用いることができる。蛍光体１１Ｂ２は、第六の波長成分として赤色成分（例えば、波長５８０ｎｍ〜７５０ｎｍ）を含む赤色蛍光（第六の光：赤色光Ｒ）を生じる蛍光材料を用いることができる。

緑色ロッド部１０Ｂ１と赤色ロッド部１０Ｂ２とは、対向する側面が互いに接合されて、接合部１７を構成している。この接合部１７とは反対側の各ロッド部１０Ｂ１，１０Ｂ２の各側面に近接させて、励起光Ｅを射出する第一の光源２と第四の光源５とを、それぞれ複数個ずつ長手方向に並べて配置している。各光源３，５が配置された側面が、それぞれ励起光Ｅが入射する入射面１２ａ，１２ｂとして機能する。

上述のような構成の第３実施形態の照明装置１Ｂでは、第一の光源２を点灯させることで、入射面１２ａを介して励起光Ｅが緑色ロッド部１０Ｂ１に入射し、蛍光体１１Ｂ１に照射され、緑色光Ｇに波長変換される。緑色光Ｇは、緑色ロッド部１０Ｂ１内の導光経路１３ａを伝搬した後、連結部１４を介して透明ロッド２０内に入射し、導光経路２２を伝搬した後、出射面２３から出射する。

また、第四の光源５を点灯させることで、入射面１２ｂを介して、励起光Ｅが赤色ロッド部１０Ｂ２に入射し、蛍光体１１Ｂ２に照射され、赤色光Ｒに波長変換される。赤色光Ｒは、赤色ロッド部１０Ｂ２内の導光経路１３ｂを伝搬した後、連結部１４を介して透明ロッド２０内に入射し、導光経路２２を伝搬した後、出射面２３から出射する。

また、第二の光源３を点灯させることで、入射面２１を介して、青色光Ｂが透明ロッド２０内に入射し、導光経路２２内を伝搬した後、出射面２３から出射する。

このように、第一、第二、第四の光源２，３，５を個別に点灯させることにより、照明装置１Ｂから緑色光Ｇ、青色光Ｂ、赤色光Ｒの３色の照明光を出射させることができる。また、第一、第二、第四の光源２，３，５をすべて点灯させることで、各色の光が混合され、図３に示すように、白色光Ｗを取り出して、照明装置１Ｂから出射させることができる。

以上、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、十分な光量の複数色の光を照明光として取り出すことが可能な照明装置１Ｂを提供することができる。さらに、緑色光Ｇ、青色光Ｂ、赤色光Ｒの３色の光を取り出すことができ、より多くの照明光を得ることができる。また、緑色光Ｇ、青色光Ｂ、赤色光Ｒの３色を合成することにより白色光Ｗを生成しているため、白色の色調整の自由度をより向上させることができる。

なお、緑色ロッド部１０Ｂ１と赤色ロッド部１０Ｂ２との接合部１７に、ダイクロイックフィルタ等の波長選択部材を配置することで、両方の色が混ざるのを防ぐとともに、各色の光の効率よく出射させることが可能である。この場合、例えば、緑色ロッド部１０Ｂ１側に緑色光Ｇを主に反射するダイクロイックフィルタを、赤色ロッド部１０Ｂ２側に赤色光Ｒを主に反射するダイクロイックフィルタを、互いに積層して配置する。また、ダイクロイックフィルタに代えて、両面ミラー等を設けることもできる。

また、第３実施形態でも、連結部１４、側面、入射面等に反射部やダイクロイックフィルタを用いて各色の光を効率よく出射させることができる。また、第一、第二、第四の光源２，３，５の発光量を適宜変更可能とすることで、様々な色の光の生成や色味の調整が可能となる。

また、第一の導光部材及び第二の導光部材の一方又は両方を、平面ミラー等を４面組み合わせた中空の直方体で構成することもできる。第一の導光部材を中空の直方体で構成する場合、第一の導光部と第二の導光部とを、それぞれ平面ミラー等を４面組み合わせた中空の直方体で構成し、それぞれを接合する。なお、接合部１７となる側面は、一枚の両面ミラーを共用して構成することもできる。

また、第一の光源２、第四の光源５からの励起光Ｅが入射する入射面１２ａ，１２ｂは、励起光Ｅの青色の波長成分を主に透過するダイクロイックフィルタとするとともに、励起光Ｅが照射されるミラー面に、蛍光体１１Ｂ１，１１Ｂ２を配置することもできる。また、第一の導光部材の一方の端面から光が出射しないように、一方の端面に反射部を設けることもできる。また、第二の導光部材を中空の直方体で構成する場合、第二の光源３からの青色光Ｂが入射する入射面２１は、青色の波長成分を主に透過するダイクロイックフィルタとする。このような構成により、緑色光Ｇ、赤色光Ｒ、及び青色光Ｂを効率よく出射させることができる。

また、緑色ロッド部１０Ｂ１の入射面１２ａ及び赤色ロッド部１０Ｂ２の入射面１２ｂのいずれか一方又は両方に、励起光Ｅ以外の波長成分を主に反射する反射部を設けることができる。この構成により、励起光Ｅの入射効率、蛍光体１１Ｂ１，１１Ｂ２の発光効率、緑色光Ｇ及び赤色光Ｒの出射効率等を向上させることができる。

また、第３実施形態では、第一、第二、第四の光源２，３，５として同じ青色ＬＥＤを用いて、同じ波長成分の励起光Ｅ及び青色光Ｂを射出するように構成している。しかし、本願がこれに限定されることはなく、励起光Ｅを射出する第一、第四の光源２，５を短波長側の波長成分とし、第二の光源３を長波長側の波長成分とすることもできる。また、第一、第四の光源２，５についても、それぞれ、緑色の蛍光体１１Ｂ１、赤色の蛍光体１１Ｂ２に最適な波長成分を射出するように構成することで、発光効率を向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、上述のような照明装置を備えた本発明の画像投射装置（プロジェクタ）の一実施形態を、図４を参照しながら説明する。図４に示すように、第４実施形態に係る画像投射装置としてのプロジェクタ１００は、第１実施形態に係る照明装置１と、ダイクロイックミラー３０，３１と、反射ミラー３２，３３，３４と、３板式の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）３５，３６，３７と、クロスダイクロイックプリズム３８と、投影光学系３９と、制御部４０と、点灯駆動部４１と、等を備えて構成される。このプロジェクタ１００は、投影面であるスクリーンＳｃに画像を投影して拡大表示する装置である。

本実施形態では、第１実施形態の照明装置１を用いているが、第２、第３実施形態の照明装置１Ａ，１Ｂを用いることもできる。また、本実施形態では、照明装置１の第一の光源２及び第二の光源３を点灯させて、黄色光Ｙと青色光Ｂとが合成された白色光Ｗを出射させている。

制御部４０は、プロジェクタ１００の全体の動作を統括制御する。制御部４０のハードウェア構成としては、ＣＰＵ（中央処理ユニット;Central Processing Unit）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ；Read Only Memory）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ；Random Access Memory）等からなる。制御部４０は、ＲＯＭに予め記憶されているプログラムに従って、ＲＡＭをワークメモリとして用いて、プロジェクタ１００の各部を駆動制御する。

制御部４０は、照明装置１の第一の光源２及び第二の光源３を点灯駆動する点灯駆動部４１、液晶ディスプレイ３５，３６，３７、投影光学系３９の可動レンズ群の駆動機構等に接続されている。制御部４０は、パーソナルコンピュータ等の外部情報機器の画像情報源（記憶部）４２から、画像データを取り込む。この画像データに基づいて、制御部４０は、点灯駆動部４１による第一の光源２及び第二の光源３の点灯制御、液晶ディスプレイ３５，３６，３７のＯＮ・ＯＦＦ制御、投影光学系３９におけるフォーカス調整やズーム調整の調整制御を実行する。

投影光学系３９は、液晶ディスプレイ３５，３６，３７により生成された投影画像をスクリーンＳｃに投影する。投影光学系３９は、固定鏡筒に設けられた固定レンズ群や可動鏡筒に設けられた可動レンズ群を備えている。この可動レンズ群を移動させることにより、フォーカス調整やズーム調整を行うことが可能となっている。

上述のような構成の第４実施形態のプロジェクタ１００では、照明装置１から白色光Ｗが出射され、その光路に配置されたダイクロイックミラー３０に入射する。このダイクロイックミラー３０は、赤色光Ｒを透過し、それ以外の波長成分を反射する光学性能を有している。したがって、ダイクロイックミラー３０によって白色光Ｗから赤色光Ｒが取り出され、反射ミラー３２に導かれて反射された後、液晶ディスプレイ３５を照明する。

一方、赤色光Ｒ以外の光（緑色光Ｇと青色光Ｂが混合された光）は、ダイクロイックミラー３０によって反射された後、その光路に配置されたダイクロイックミラー３１に入射する。このダイクロイックミラー３１は、緑色光Ｇを反射して、それ以外の光（青色光Ｂ）を透過させる光学性能を有している。したがって、ダイクロイックミラー３１によって緑色光Ｇが反射されて取り出された後、その進行方向に配置された液晶ディスプレイ３６を照明する。また、ダイクロイックミラー３１を透過した青色光Ｂは、反射ミラー３３，３４によって反射された後、その光路に配置された液晶ディスプレイ３７を照明する。

各液晶ディスプレイ３６，３６，３７では、各色の投影画像が生成され、クロスダイクロイックプリズム３８によって、その光路が合成される。合成によって生成されたカラー画像は、投影光学系３９によってスクリーンＳｃに拡大投射される。

以上、第４実施形態においては、上記第１〜第３実施形態の照明装置１，１Ａ，１Ｂを用いることで、十分な光量の複数色の光を照明光として得ることができ、より明るいプロジェクタ１００を提供することができる。

なお、第４実施形態では、画像投射装置として、３ＬＣＤ方式のプロジェクタ１００に適用した例を説明しているが、本願がこれに限定されることはなく、公知のＤＬＰ方式を採用することもできる。

なお、第４実施形態では、画像投射装置として、３ＬＣＤ方式のプロジェクタ１００に適用した例を説明しているが、本願がこれに限定されることはなく、公知のＤＬＰ方式を採用することもできる。以下、ＤＬＰ方式を採用した画像投射装置（プロジェクタ）の実施形態（第５〜第７実施形態）について説明する。

（第５実施形態）
第５実施形態の画像投射装置（プロジェクタ）１００Ａを、図５を参照しながら説明する。図５に示すように、第５実施形態に係るプロジェクタ１００Ａは、第１実施形態に係る照明装置１と、集光レンズ５１，５２と、色成分選択部材としてのカラーホイール（ＣＷ）５３と、ライトトンネル（ＬＴ）５４と、リレーレンズ５５，５６と、ミラー５７，５８と、光変調素子（画像生成部）５９と、投影光学系３９と、制御部４０と、点灯駆動部４１と、等を備えて構成される。

光変調素子５９は、制御部４０によって駆動制御され、照明装置１から出射された各色の照明光を、画素毎に諧調制御することでカラー投影画像を形成する。本実施形態では、光変調素子５９として、ＤＭＤ（Digital micromirror device）を用いている。

カラーホイール５３は、照明装置１から出射される照明光から、所定の色の光を時分割で選択的に取り出して出射させる機能を有する。カラーホイール５３は、円盤形状を呈し、複数の扇状の領域（セグメント）に分割されて構成されている。本実施形態のカラーホイール５３には、赤色光Ｒを選択的に透過させる色フィルタからなる第１色選択セグメント（第１色選択領域）５３ａと、緑色光Ｇを選択的に透過させる色フィルタからなる第２色選択セグメント（第２色選択領域）５３ｂと、照明光を透過させる透明体からなる透明セグメント（透過領域）５３ｃが円周方向に設けられている。また、カラーホイール５３には電動モータ５３ｍが設けられている。制御部４０によって電動モータ５３ｍが回転駆動されることで、カラーホイール５３が回転し、照明光の光路に、各セグメント５３ａ〜５３ｃが順次配置される。

上述のような構成の第５実施形態のプロジェクタ１００Ａでは、点灯駆動部４１により、第一又は第二の光源２，３を点灯制御することで、照明装置１から各色の照明光が出射する。各色の照明光は、集光レンズ５１，５２によって絞られてカラーホイール５３に入射し、照明光のうちの所定の色の光が選択されてカラーホイール５３を透過する。カラーホイール５３を透過した光束は、ライトトンネル５４に入射し、ライトトンネル５４内で反射が繰り返されることで、輝度分布が均一化される。ライトトンネル５４から出射した光束は、リレーレンズ５５，５６によって集光されてミラー５７へと導かれ、ミラー５７，５８によって反射された後、光変調素子５９に導かれる。光変調素子５９は、各色の光束を画素毎に諧調制御することで各色の投影画像を形成する。各色の投影画像が、投影光学系３９によってスクリーンＳｃに順次拡大投射されることで、フルカラーの画像がスクリーンＳｃ上に形成される。

第５実施形態のプロジェクタ１００Ａでは、投影画像（以下、「投影光」という）の色は、照明装置１から出射する照明光及びカラーホイール５３の各セグメント５３ａ〜５３ｃの組み合わせによって自在に調整することができる。図６Ａ〜図６Ｄに、カラーホイール５３と照明装置１から出射する照明光の関係を示すグラフ及び投影光イメージを表す円グラフの例を示す。各図のグラフの横軸がカラーホイール５３の各セグメント５３ａ〜５３ｃを示しており、縦軸が照明装置１から出射される照明光の色を示している。グラフの右側にある円グラフは、各セグメント５３ａ〜５３ｃと照明光の発光色の組み合わせにより、光変調素子５９で生成される投影光の色のイメージを表している。

図６Ａ〜図６Ｄは、カラーホイール５３を共通にし、第一の光源２と第二の光源３の発光順序や組み合わせを制御して、照明装置１から出射される照明光の色を変えることで投影光イメージを変化させている。投影光イメージを変えることで、例えば明るさ重視の映像モード、色味重視の映像モード、というように、投影する映像の明るさや色味を変化させることが可能となる。また、第一の光源２と第二の光源３の発光量又は点灯数を制御することによって、各投影光の光量も自在に変化させることができる。よって、映像モード（映画鑑賞用のモード、スポーツ観戦用のモード等をいう）によって、投影光を最適な明るさや色に設定することができる。

図６Ａでは、赤色、緑色、青色の投影光が順次に投影される例を示している。まず、制御部４０の制御によって点灯駆動部４１が、蛍光体ロッド１０に近接する第一の光源２を点灯させることで、照明装置１から黄色光Ｙが出射する（図１Ｂ参照）。カラーホイール５３の回転により、黄色光Ｙの光路中に、第１色選択セグメント５３ａが位置する期間では、この第１色選択セグメント５３ａによって黄色光Ｙから赤色光Ｒが取り出されて光変調素子５９に導かれることで、赤色の投影光が投影される。また、黄色光Ｙの光路に、第２色選択セグメント５３ｂが位置する期間では、この第２色選択セグメント５３ｂによって黄色光Ｙから緑色光Ｇが取り出されて光変調素子５９に導かれることで、緑色の投影光が投影される。

次に、照明光の光路中に透明セグメント５３ｃが位置する期間では、第一の光源２を消灯して透明ロッド２０に近接する第二の光源３を点灯させる。これにより、照明装置１から青色光Ｂが出射し（図１Ａ参照）、その光路中に配置された透明セグメント５３ｃを透過することで、青色の投影光が投影される。

図６Ｂでは、赤色、緑色、白色、青色の投影光が順次に投影される例を示している。この場合も、図６Ａと同様にカラーホイール５３の第１色選択セグメント５３ａと照明装置１からの黄色光Ｙとの組み合わせにより、赤色の投影光が投影される。また、第２色選択セグメント５３ｂと黄色光Ｙとの組み合わせにより、緑色の投影光が投影される。

次に、照明光の光路中に透明セグメント５３ｃが位置する前半の一定期間では、第一の光源２と第二の光源３を点灯させ、照明装置１から黄色光Ｙと青色光Ｂとが合成された白色光Ｗを出射させる（図１Ｃ参照）。白色光Ｗが透明セグメント５３ｃを透過して光変調素子５９に導かれることで、白色の投影光が投影される。次に、照明光の光路中に透明セグメント５３ｃが位置する後半の一定期間では、第一の光源２を消灯して第二の光源３のみを点灯させ、照明装置１から青色光Ｂを出射させる。青色光Ｂが透明セグメント５３ｃを透過して光変調素子５９に導かれることで、青色の投影光が投影される。

なお、黄色光Ｙと青色光Ｂとが合成された白色光Ｗを照明装置１から出射する際には、黄色光Ｙと青色光Ｂの強度のバランスは、点灯駆動部４１によって、第一の光源２と第二の光源３の発光量又は点灯数を制御することによって適宜変更することが可能である。これにより、映像の明るさや色味を任意に変化させることができる。

図６Ｃでは、赤色、緑色、黄色、青色の投影光が順次に投影される例を示している。この場合も、図６Ａと同様にカラーホイール５３の第１色選択セグメント５３ａと照明装置１からの黄色光Ｙとの組み合わせにより、赤色の投影光が投影される。また、第２色選択セグメント５３ｂと黄色光Ｙとの組み合わせにより、緑色の投影光が投影される。

次に、照明光の光路中に透明セグメント５３ｃが位置する前半の一定期間では、引き続き第一の光源２を点灯して照明装置１から黄色光Ｙを出射させる。黄色光Ｙが透明セグメント５３ｃを透過して光変調素子５９に導かれることで、黄色の投影光が投影される。次に、照明光の光路中に透明セグメント５３ｃが位置する後半の一定期間では、第一の光源２を消灯して第二の光源３を点灯し、照明装置１から青色光Ｂを出射させる。青色光Ｂが透明セグメント５３ｃを透過して光変調素子５９に導かれることで、青色の投影光が投影される。

図６Ｄでは、赤色、緑色、黄色、白色、青色の投影光が順次に投影される例を示している。この場合も、図６Ａと同様にカラーホイール５３の第１色選択セグメント５３ａと照明装置１からの黄色光Ｙとの組み合わせにより、赤色の投影光が投影される。また、第２色選択セグメント５３ｂと黄色光Ｙとの組み合わせにより、緑色の投影光が投影される。

次に、照明光の光路中に透明セグメント５３ｃが位置する期間では、一定期間、引き続き第一の光源２を点灯して照明装置１から黄色光Ｙを出射させる。黄色光Ｙが第３セグメント５３ｃを透過して光変調素子５９に導かれることで、黄色の投影光が投影される。その後の一定期間では、第一の光源２と第二の光源３を点灯し、照明装置１から黄色光Ｙと青色光Ｂとが合成された白色光Ｗを出射させる。白色光Ｗが透明セグメント５３ｃを透過して光変調素子５９に導かれることで、白色の投影光が投影される。最後の一定期間では、第一の光源２を消灯して第二の光源３のみを点灯し、照明装置１から青色光Ｂを出射させる。青色光Ｂが透明セグメント５３ｃを透過して光変調素子５９に導かれることで、青色の投影光が投影される。

なお、投影光の色及び各色の投影順序は、図６Ａ〜図６Ｄの例で説明する順序に限定されることはなく、カラーホイール５３のセグメント５３ａ〜５３ｃの配置や、照明装置１から出射させる照明光の色との組み合わせにより、自在に変化させることができる。また、図６Ｂ〜図６Ｄの例で、光路中に透明セグメント５３ｃが位置する期間に透明セグメント５３ｃに照射される照明光の色の順序が、上記で説明した順序に限定されることはなく、各光源２，３の点灯順序や組み合わせによって、適宜の順序に調整することができる。

以上、第５実施形態では、第１実施形態の照明装置１を用いることで、十分な光量の複数色の光を照明光として得ることができ、より明るいプロジェクタ１００Ａを提供することができる。また、照明装置１とカラーホイール５３とを組み合わせることで、複数の投影光を生成することができ、各色の光源を用いた場合に比べて光源の数を低減してプロジェクタ１００Ａの小型化が可能となる。

なお、第５実施形態では、２枚のミラー５７，５８によって照明光を光変調素子５９に導く光学系を例に説明しているが、本願がこの構成に限定されることはない。ミラー５７，５８に代えて、球面レンズやプリズムを用いて照明光を光変調素子５９に導く光学系を、第５実施形態のプロジェクタ１００Ａに適用することも可能である。また、第５実施形態では、図５に示すように、２枚の集光レンズ５１，５２と２枚のリレーレンズ５５，５６を用いているが、これらの枚数についても一例であり、図５の構成に限定されることはない。

（第６実施形態）
第６実施形態の画像投射装置（プロジェクタ）１００Ｂを、図７を参照しながら説明する。図７に示す第６実施形態に係るプロジェクタ１００Ｂに基本構成及び光学的な動作は、第５実施形態のプロジェクタ１００Ａと同様であるため、詳細な説明は省略する。第６実施形態では、照明装置１に代えて第２実施形態に係る照明装置１Ａを用いるとともに、カラーホイール５３を用いていない構成となっている。

第６実施形態のプロジェクタ１００Ｂでは、点灯駆動部４１によって蛍光体ロッド１０Ａに近接する第一の光源２を点灯させることで、照明装置１Ａから緑色光Ｇを出射させることができる。また、透明ロッド２０に近接する第二の光源３の点灯によって、照明装置１Ａから青色光Ｂを出射させることができる。さらに、透明ロッド２０に近接する第三の光源４の点灯によって、照明装置１Ａから赤色光Ｒを出射させることができる。照明装置１Ａから出射した各色の照明光は、ライトトンネル５４によって均一化された後、光変調素子５９に導かれることで、各色の投影光がスクリーンＳｃ上に投影される。

以上、第６実施形態においても、第２実施形態の照明装置１Ａを用いることで、十分な光量の複数色の光を照明光として得ることができ、より明るいプロジェクタ１００Ｂを提供することができる。また、カラーホイール（色成分選択部材）５３を用いなくても、各色の投影光を投影することができるため、部品点数の低減が可能であるととともに、光源の点灯とカラーホイール５３の回転との同期制御等も必要がなく、構成や制御がより簡易なプロジェクタ１００Ｂを提供することができる。

（第７実施形態）
第７実施形態の画像投射装置（プロジェクタ）１００Ｃを、図８を参照しながら説明する。図８に示す第７実施形態に係るプロジェクタ１００Ｃの基本構成及び光学的な動作は、第６実施形態のプロジェクタ１００Ｂと同様であるため、詳細な説明は省略する。第７実施形態のプロジェクタ１００Ｃは、ライトトンネル５４に代えて、複数のレンズからなるフライアイレンズ６１を用いている。また、フライアイレンズ６１の上流側及び下流側には、集光レンズ５１’，５５’を配置している。

第７実施形態のプロジェクタ１００Ｃでも、第６実施形態のプロジェクタ１００Ｂと同様に、点灯駆動部４１によって各光源２，３，４を適宜の順序で点灯制御することで、照明装置１Ａから緑色光Ｇ、青色光Ｂ、赤色光Ｒを任意の順序で出射させることができる。そのため、カラーホイール５３を用いる必要がなく、その結果、光の均一化手段としてフライアイレンズ６１を用いることが可能となる。

照明装置１Ａから出射した各色の照明光は、集光レンズ５１’によってフライアイレンズ６１の全面に均一に入射する。フライアイレンズ６１によって均一化され、各レンズから出射した照明光は、集光レンズ５５’によって徐々に広がりながらミラー５７に導かれ、ミラー５７，５８によって反射された後、光変調素子５９全体を照明する。これにより、各色の投影光がスクリーンＳｃ上に投影される。

以上、第７実施形態においても、第２実施形態の照明装置１Ａを用いることで、十分な光量の複数色の光を照明光として得ることができ、より明るいプロジェクタ１００Ｃを提供することができる。また、フライアイレンズ６１を用いることで、ライトトンネル５４を用いた場合に比べて、より小型のプロジェクタ１００Ｃを提供することができる。

上記第６、第７実施形態のプロジェクタ１００Ｂ，１００Ｃでは、各光源２，３，４の点灯順序を適宜変更することで、ＲＧＢの各色の照明光の出射順序を自在に変更することができる。また、すべての光源２，３，４を点灯させることで、照明装置１Ａから白色光Ｗを出射して、白色の投影光を投影することも可能となる。また、各光源２，３，４の発光量や点灯数を調整することで、投影光の光量や色味を自在に調整することも可能となる。また、第２実施形態に係る照明装置１Ａに代えて、図３に示す第３実施形態に係る照明装置１Ｂを用いることもでき、各光源２，３，５の点灯制御により、ＲＧＢの各色の照明光や白色光Ｗを適宜の順序で出射させることで、照明装置１Ａを用いたときと同様の作用効果を得ることができる。

以上、本発明の照明装置および画像投射装置を各実施形態に基づき説明してきたが、具体的な構成については各実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。また、前記構成部材の数、位置、形状等は各実施形態に限定されることはなく、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。また、上記各実施形態では、画像投射装置として、スクリーン等の投影面に画像を投影して表示する画像投射装置（プロジェクタ）に適用した例を説明したが、本発明がこれらの実施形態に限定されることはない。例えば、半導体デバイスの制作工程でウェハー上に回路パターンを露光する露光装置としての画像投射装置等に適用することもできる。

１，１Ａ，１Ｂ 照明装置 ２ 第一の光源 ３ 第二の光源
４ 第三の光源 ５ 第四の光源
１０，１０Ａ，１０Ｂ 蛍光体ロッド（第一の導光部材）
１０Ｂ１ 緑色ロッド部（第一導光部） １０Ｂ２ 赤色ロッド部（第二導光部）
１１，１１Ａ，１１Ｂ１，１１Ｂ２ 蛍光体
１２，１２ａ，１２ｂ，２１，２５ 入射面（入射部）
１３，１３ａ，１３ｂ，２２ 導光経路 １４ 連結部
１５，１６，２４ 反射部 １７ 接合部 ２０ 透明ロッド（第二の導光部材）
２３ 出射面（出射部） ３９ 投影光学系 ４０ 制御部
５３ カラーホイール（色成分選択部材）
５３ａ 第１色選択セグメント（第１色選択領域）
５３ｂ 第２色選択セグメント（第２色選択領域）
５３ｃ 透明セグメント（透過領域） ５９ 光変調素子（画像生成部）
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ プロジェクタ（画像投射装置）

特許第５５１０８２８号公報

Claims (20)

1. 第一の波長成分を有する第一の光を射出する第一の光源と、
   前記第一の光を励起光として、前記第一の波長成分とは異なる第二の波長成分に波長変換された第二の光を生じさせる波長変換部材を含む第一の導光部材と、
   第三の波長成分を有する第三の光を射出する第二の光源と、
   前記第二の光及び前記第三の光を透過させる第二の導光部材と、を備え、
   前記第二の光が前記第二の導光部材に入射するように、前記第一の導光部材と前記第二の導光部材とが連結して配置され、
   前記第二の導光部材は、前記第一の導光部材との連結側とは異なる側に、前記第二の光及び前記第三の光が射出する出射部を有していることを特徴とする照明装置。
2. 前記第二の光が、黄色の波長成分を含む光、及び緑色の波長成分と赤色の波長成分とを含む光のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第一の導光部材に近接して、前記第一の光源が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明装置。
4. 前記第二の導光部材に近接して、前記第二の光源が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
5. 前記第一の導光部材と前記第二の導光部材とは、一面で連結されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の照明装置。
6. 前記第一の導光部材と前記第二の導光部材との連結部、及び前記第一の導光部材の導光経路を囲う面のうち前記第一の光が入射する面以外の面の少なくとも一部、好ましくは全部に、前記第一の波長成分及び前記第二の波長成分のいずれかを反射する反射部を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の照明装置。
7. 前記第一の導光部材は、前記第一の光が入射する面に、前記第一の光を透過し、前記第二の光を反射させる波長選択部材を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の照明装置。
8. 前記第一の光源及び前記第二の光源は、青色の固体光源であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の照明装置。
9. 前記第一の光源及び前記第二の光源は、所望の発光量に変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の照明装置。
10. 前記第一の導光部材と前記第二の導光部材との連結部に、前記第二の光を透過し、前記第一の光及び前記第三の光を反射する波長選択部材を設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の照明装置。
11. 前記第一の光源及び前記第二の光源とは異なる第四の波長成分を有する第四の光を射出する第三の光源を備え、該第三の光源を前記第二の導光部材に近接して配置したことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の照明装置。
12. 第五の波長成分を有する第五の光を出射する第四の光源を備え、
    前記第一の導光部材は、前記第一の光を前記第二の波長成分を含む前記第二の光に変換する第一波長変換部材を含む第一導光部と、
    前記第四の光源が近接して配置され該第四の光源からの前記第五の光を前記第二の波長成分とは異なる第六の波長成分を含む第六の光に変換する第二波長変換部材を含む第二導光部とが互いに接合されて構成され、
    前記第一導光部及び前記第二導光部は、前記第一導光部及び前記第二導光部から射出された前記第二の光及び前記第六の光が、前記第二の導光部材に入射するように構成されたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の照明装置。
13. 前記第一導光部と前記第二導光部との接合部に、波長変換部材を備えたことを特徴とする請求項１２に記載の照明装置。
14. 各光源が、所望の発光量に変更可能に構成されたことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の照明装置。
15. 請求項１〜１４のいずれか一項に記載の照明装置を有することを特徴とする画像投射装置。
16. 前記照明装置の各光源の発光量、並びに各光源の発光順序及び組み合わせを制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１５に記載の画像投射装置。
17. 前記照明装置から出射した照明光が照射される画像生成部と、該画像生成部で変調された画像を投影する投影光学系とを備えたことを特徴とする請求項１５または１６に記載の画像投射装置。
18. 前記照明装置と前記画像生成部との間に、前記照明光から波長成分の異なる複数の光を時分割で取り出して前記画像生成部に導く色成分選択部材を備えたことを特徴とする請求項１７に記載の画像投射装置。
19. 前記色成分選択部材が、前記照明光から所定の波長成分の光を選択して取り出す色選択領域と、前記照明光を透過させる透過領域とを有し、前記照明光の光路に、各領域が時分割で順次に配置されるよう構成され、前記照明光の光路に、前記透過領域が配置されているとき、前記制御部は、前記画像生成部で生成する前記画像の色に応じて、前記照明装置の各光源の発光順序及び組み合わせを変化させることを特徴とする請求項１８に記載の画像投射装置。
20. 前記照明装置が、前記照明光として、黄色光、青色光、及び黄色光と青色光との合成光を出射するように構成され、前記色選択領域が、前記黄色光から赤色光を取り出す第１色選択領域と、前記黄色光から緑色光を取り出す第２色選択領域とを有して構成され、前記照明光の光路に、前記第１色選択領域又は前記第２色選択領域が配置されているとき、前記制御部は、前記黄色光を出射するように前記照明装置の前記光源を制御し、前記光路に、前記透明領域が配置されているとき、前記制御部は、前記画像生成部で生成する前記画像の色に応じて前記光源の発光順序及び組み合わせを変化させ、前記照明装置から前記黄色光、前記青色光及び前記合成光のいずれかを出射させるように制御することを特徴とする請求項１９に記載の画像投射装置。