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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-12
(45)【発行日】2023-10-20
(54)【発明の名称】光源装置及び投写型映像表示装置
(51)【国際特許分類】
G02B 5/20 20060101AFI20231013BHJP
F21S 2/00 20160101ALI20231013BHJP
F21V 8/00 20060101ALI20231013BHJP
F21V 9/20 20180101ALI20231013BHJP
F21V 9/35 20180101ALI20231013BHJP
F21V 9/40 20180101ALI20231013BHJP
F21V 9/45 20180101ALI20231013BHJP
G03B 21/00 20060101ALI20231013BHJP
G03B 21/14 20060101ALI20231013BHJP
H04N 5/74 20060101ALI20231013BHJP
F21Y 115/30 20160101ALN20231013BHJP
【ＦＩ】
G02B5/20
F21S2/00 340
F21V8/00 310
F21V8/00 357
F21V9/20
F21V9/35
F21V9/40 200
F21V9/45
G03B21/00 F
G03B21/14 A
H04N5/74 Z
F21Y115:30
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2019061655
(22)【出願日】2019-03-27
(65)【公開番号】P2020064269
(43)【公開日】2020-04-23
【審査請求日】2022-01-21
(31)【優先権主張番号】P 2018193432
(32)【優先日】2018-10-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106518
【弁理士】
【氏名又は名称】松谷 道子
(74)【代理人】
【識別番号】100132241
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 博史
(72)【発明者】
【氏名】西川 勇作
(72)【発明者】
【氏名】田中 佳樹
【審査官】辻本 寛司
(56)【参考文献】
【文献】特開２００３－３３７２１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１１－５０５６５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０９０８５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１７７２７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００８／０１４３９７７（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２０／０５７１０６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１６－０３３５５３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ５／２０
Ｇ０３Ｂ ２１／１４
Ｇ０３Ｂ ２１／００
Ｆ２１Ｖ ９／３５
Ｆ２１Ｖ ９／４０
Ｆ２１Ｖ ９／２０
Ｆ２１Ｖ ９／４５
Ｆ２１Ｓ ２／００
Ｆ２１Ｖ ８／００
Ｈ０４Ｎ ５／７４
Ｆ２１Ｙ １１５／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
回転軸の周りに回転可能な基板と、前記基板において前記回転軸の周りの互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の光学素子と、を有するホイール装置と、前記ホイール装置の基板を回転させる駆動装置と、
ソース光を発生する光源素子と、
前記光源素子によって発生されたソース光を、前記ホイール装置の各光学素子への入射光として導く光学系と、を備え、
前記複数の光学素子の各領域は、直線区間を含む境界線を介して互いに隣接し、
前記各境界線の各直線区間は、前記基板の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度でそれぞれ交差し、
前記ホイール装置は、
長手方向と短手方向とを有する矩形状の光束が入射する位置に配置され、
所定の回転位置にある前記ホイール装置の表面を光軸に沿って見たとき、前記光学系から前記各光学素子への入射光のスポット領域の前記長手方向が複数の前記直線区間のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間が前記スポット領域の前記長手方向と平行になるように、前記光学系に対して配置された、
光源装置。
【請求項2】
前記複数の光学素子は、（１）複数の蛍光体であるか、又は、
（２）少なくとも１つの蛍光体と、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである、
請求項１記載の光源装置。
【請求項3】
前記複数の光学素子は、（１）複数のカラーフィルタであるか、又は、
（２）少なくとも１つのカラーフィルタと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである、
請求項１記載の光源装置。
【請求項4】
請求項１～３のうちの１つに記載の光源装置と、前記光源装置の各光学素子の出射光を空間的に変調する光変調素子とを備えた、
投写型映像表示装置。
【請求項5】
第１の回転軸の周りに回転可能な第１の基板を備えた第１のホイール装置であって、前記第１の基板に複数の第１の光学素子が形成された第１のホイール装置と、前記第１の基板を回転させる第１の駆動装置と、
第２の回転軸の周りに回転可能な第２の基板を備えた第２のホイール装置であって、前記第２の基板に少なくとも１つの第２の光学素子が形成された第２のホイール装置と、
前記第２の基板を回転させる第２の駆動装置と、
ソース光を発生する光源素子と、
前記光源素子によって発生されたソース光を、前記第１の光学素子への入射光として導く第１の光学系と、
前記第１の光学素子の出射光を、前記第２の光学素子への入射光として導く第２の光学系とを備え、
前記第２の光学素子は少なくとも１つのカラーフィルタを含み、
前記複数の第１の光学素子は、前記第１の基板において前記第１の回転軸の周りの互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有し、
前記複数の第１の光学素子の各領域は、直線区間を含む境界線を介して互いに隣接し、
前記各境界線の各直線区間は、前記第１の基板の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度でそれぞれ交差し、
前記複数の第１の光学素子は、
（１）複数の蛍光体であるか、又は、
（２）少なくとも１つの蛍光体と、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせであり、
前記第１のホイール装置は、
長手方向と短手方向とを有する矩形状の光束が入射する位置に配置され、
所定の回転位置にある前記第１のホイール装置の表面を光軸に沿って見たとき、前記第１の光学系から前記第１のホイール装置の各光学素子への入射光のスポット領域の前記長手方向が複数の前記直線区間のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間が前記スポット領域の前記長手方向と平行になるように、前記第１の光学系に対して配置された、
光源装置。
【請求項6】
第１の回転軸の周りに回転可能な第１の基板を備えた第１のホイール装置であって、前記第１の基板に少なくとも１つの第１の光学素子が形成された第１のホイール装置と、前記第１の基板を回転させる第１の駆動装置と、
第２の回転軸の周りに回転可能な第２の基板を備えた第２のホイール装置であって、前記第２の基板に複数の第２の光学素子が形成された第２のホイール装置と、
前記第２の基板を回転させる第２の駆動装置と、
ソース光を発生する光源素子と、
前記光源素子によって発生されたソース光を、前記第１の光学素子への入射光として導く第１の光学系と、
前記第１の光学素子の出射光を、前記第２の光学素子への入射光として導く第２の光学系とを備え、
前記第１の光学素子は少なくとも１つの蛍光体を含み、
前記複数の第２の光学素子は、前記第２の基板において前記第２の回転軸の周りの互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有し、
前記複数の第２の光学素子の各領域は、直線区間を含む境界線を介して互いに隣接し、
前記各境界線の各直線区間は、前記第２の基板の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度でそれぞれ交差し、
前記複数の第２の光学素子は、
（１）複数のカラーフィルタであるか、又は、
（２）少なくとも１つのカラーフィルタと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせであり、
前記第２のホイール装置は、
長手方向と短手方向とを有する矩形状の光束が入射する位置に配置され、
所定の回転位置にある前記第２のホイール装置の表面を光軸に沿って見たとき、前記第２の光学系から前記第２のホイール装置の各光学素子への入射光のスポット領域の前記長手方向が複数の前記直線区間のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間が前記スポット領域の前記長手方向と平行になるように、前記第２の光学系に対して配置された、
光源装置。
【請求項7】
第１の回転軸の周りに回転可能な第１の基板を備えた第１のホイール装置であって、前記第１の基板に複数の第１の光学素子が形成された第１のホイール装置と、前記第１のホイール装置の基板を回転させる第１の駆動装置と、
第２の回転軸の周りに回転可能な第２の基板を備えた第２のホイール装置であって、前記第２の基板に複数の第２の光学素子が形成された第２のホイール装置と、
前記第２のホイール装置の基板を回転させる第２の駆動装置と、
ソース光を発生する光源素子と、
前記光源素子によって発生されたソース光を、前記第１のホイール装置の光学素子への入射光として導く第１の光学系と、
前記第１のホイール装置の光学素子の出射光を、前記第２のホイール装置の光学素子への入射光として導く第２の光学系とを備え、
前記複数の第１の光学素子は、前記第１の基板において前記第１の回転軸の周りの互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有し、
前記複数の第１の光学素子の各領域は、第１の直線区間を含む境界線を介して互いに隣接し、
前記各第１の直線区間は、前記第１の基板の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の第１の交差角度でそれぞれ交差し、
前記複数の第１の光学素子は、
（１）複数の蛍光体であるか、又は、
（２）少なくとも１つの蛍光体と、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせであり、
前記複数の第２の光学素子は、前記第２の基板において前記第２の回転軸の周りの互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有し、
前記複数の第２の光学素子の各領域は、第２の直線区間を含む境界線を介して互いに隣接し、
前記各第２の直線区間は、前記第２の基板の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の第２の交差角度でそれぞれ交差し、
前記複数の第２の光学素子は、
（１）複数のカラーフィルタであるか、又は、
（２）少なくとも１つのカラーフィルタと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせであり、
前記第１のホイール装置は、
長手方向と短手方向とを有する矩形状の第１の光束が入射する位置に配置され、
所定の回転位置にある前記第１のホイール装置の表面を光軸に沿って見たとき、前記第１の光学系から前記各第１の光学素子への入射光の第１のスポット領域の前記長手方向が複数の前記第１の直線区間のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの第１の直線区間が前記第１のスポット領域の前記長手方向と平行になるように、前記第１の光学系に対して配置され、
前記第２のホイール装置は、
長手方向と短手方向とを有する矩形状の第２の光束が入射する位置に配置され、
所定の回転位置にある前記第２のホイール装置の表面を光軸に沿って見たとき、前記第２の光学系から前記各第２の光学素子への入射光の第２のスポット領域の前記長手方向が複数の前記第２の直線区間のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの第２の直線区間が前記第２のスポット領域の前記長手方向と平行になるように、前記第２の光学系に対して配置された、
光源装置。
【請求項8】
前記第２の光学系は、四辺形の断面形状を有するロッドインテグレータを備え、前記第２のホイール装置は、所定の回転位置にある前記第２のホイール装置の表面を光軸に沿って見たとき、前記ロッドインテグレータから前記第２のホイール装置の光学素子への入射光のスポット領域が複数の前記直線区間のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間が前記ロッドインテグレータの断面の四辺のうち最も長い一辺と平行になるように、前記ロッドインテグレータに対して配置された、
請求項６又は７記載の光源装置。
【請求項9】
請求項５～８のうちの１つに記載の光源装置と、前記光源装置の第２のホイール装置の光学素子の出射光を空間的に変調する光変調素子とを備えた、
投写型映像表示装置。
【請求項10】
回転軸の周りに回転可能な基板を備えたホイール装置であって、前記基板に複数の第１の光学素子及び複数の第２の光学素子が形成されたホイール装置と、
前記ホイール装置の基板を回転させる駆動装置と、
ソース光を発生する光源素子と、
前記光源素子によって発生されたソース光を、前記第１の光学素子への入射光として導く第１の光学系と、
前記第１の光学素子の出射光を、前記第２の光学素子への入射光として導く第２の光学系とを備え、
前記複数の第１の光学素子は、前記基板において前記回転軸から第１の半径を有する第１の円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有し、
前記複数の第２の光学素子は、前記基板において前記回転軸から前記第１の半径とは異なる第２の半径を有する第２の円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有し、
前記複数の第１の光学素子は、
（１）複数の蛍光体であるか、又は、
（２）少なくとも１つの蛍光体と、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせであり、
前記複数の第２の光学素子は、
（１）複数のカラーフィルタであるか、又は、
（２）少なくとも１つのカラーフィルタと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせであり、
前記複数の第１の光学素子の各領域は、第１の直線区間を含む境界線を介して互いに隣接し、
前記各第１の直線区間は、前記基板の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の第１の交差角度でそれぞれ交差し、
前記複数の第２の光学素子の各領域は、第２の直線区間を含む境界線を介して互いに隣接し、
前記各第２の直線区間は、前記基板の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の第２の交差角度でそれぞれ交差し、
前記第１の直線区間における前記第２の光学素子側の端点と、前記第２の直線区間における前記第１の光学素子側の端点とは、異なる位置になるように構成され、
前記ホイール装置は、
長手方向と短手方向とを有する矩形状の第１の光束が入射し、所定の回転位置にある前記ホイール装置の表面を光軸に沿って見たとき、前記第１の光学系から前記各第１の光学素子への入射光の第１のスポット領域の前記長手方向が複数の前記第１の直線区間のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの第１の直線区間が前記第１のスポット領域の前記長手方向と平行になるように、前記第１の光学系に対して配置され、
長手方向と短手方向とを有する矩形状の第２の光束が入射し、所定の回転位置にある前記ホイール装置の表面を光軸に沿って見たとき、前記第２の光学系から前記各第２の光学素子への入射光の第２のスポット領域の前記長手方向が複数の前記第２の直線区間のうちの２つに重なり、かつ、当該２つの第２の直線区間が前記第２のスポット領域の前記長手方向と平行になるように、前記第２の光学系に対して配置された、
光源装置。
【請求項11】
前記第２の光学系は、四辺形の断面形状を有するロッドインテグレータを備え、前記ホイール装置は、所定の回転位置にある前記ホイール装置の表面を光軸に沿って見たとき、前記ロッドインテグレータから前記第２の光学素子への入射光のスポット領域が複数の前記直線区間のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間が前記ロッドインテグレータの断面の四辺のうち最も長い一辺と平行になるように、前記ロッドインテグレータに対して配置された、
請求項１０記載の光源装置。
【請求項12】
請求項１０又は１１記載の光源装置と、前記光源装置の第２の光学素子の出射光を空間的に変調する光変調素子とを備えた、
投写型映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、例えば、投写型映像表示装置の光源装置に使用される蛍光体又はカラーフィルタなどの光学素子を備えたホイール装置、並びに、そのようなホイール装置を備えた光源装置及び投写型映像表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、投写型映像表示装置（プロジェクタ）のための光源として、高輝度を有する高圧水銀ランプが使用されてきた。高圧水銀ランプには、瞬時に点灯できないこと、及び、光源の寿命が短いので頻繁なメンテナンスが必要になること、といった課題がある。一方、近年の固体発光素子（例えば、半導体レーザ素子、発光ダイオードなど）に開連した技術の進展に伴い、例えば特許文献１及び２に開示されるように、投写型映像表示装置のための光源素子として固体発光素子を用いることが提案されている。
【0003】
投写型映像表示装置は、例えば、１色の光（「ソース光」という）のみを発生する光源素子と、蛍光体を備えた蛍光体ホイールとを備えてもよい。この場合、投写型映像表示装置は、光源素子により所定の色成分（例えば青色光）を有するソース光を発生し、このソース光を蛍光体ホイールに入射させることにより他の色成分（例えば赤色光及び緑色光など）を含む蛍光を発生させる。次いで、投写型映像表示装置は、蛍光をフィルタリングしてその色成分（赤色光及び緑色光）を取り出し、これにより、赤色光、緑色光、及び青色光など、所望の各色成分を有する照明光を得る。
【0004】
投写型映像表示装置は、照明光をＤＭＤ（Digital Mirror Device）などの光変調素子に入射させる。光変調素子は、入力された映像信号に応じて照明光を空間的に変調して映像光を発生する。最後に、投写型映像表示装置は、映像光をスクリーンに投写する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１４－１６０２２７号公報
【文献】特開２０１６－０３３５５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述した投写型映像表示装置などにおいて、回転可能な基板に形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の光学素子を備えたホイール装置を使用することがある。複数の光学素子は、ある入射光に応じて互いに異なる波長特性を有する出射光を発生する複数の蛍光体であってもよく、蛍光又は任意の入射光をフィルタリングする複数のカラーフィルタであってもよい。隣接する光学素子の境界（「スポーク」ともいう）の付近に光が入射すると、一方の光学素子の透過光と、他方の光学素子の透過光とが同時に発生し、従って、互いに異なる色成分の透過光が混合する。光変調素子は、予め決められた１つの色成分を有する照明光を変調するので、混合した複数の色成分を含む光は、光変調素子に入射させる照明光としては使用できない。
【0007】
このように、ホイール装置を透過した光の一部は、単一の色成分を有する光としては使用できず無駄になり（本明細書では「スポーク損失」ともいう）、最終的に、映像光の明るさを低減する。従って、映像光の明るさを向上するために、従来技術よりもスポーク損失の影響を低減することが求められる。
【0008】
本開示の目的は、従来技術よりもスポーク損失の影響を低減することができるホイール装置を提供することにある。本開示の目的は、さらに、そのようなホイール装置を備えた光源装置及び投写型映像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本開示の一態様に係るホイール装置は、回転軸の周りに回転可能な基板と、基板において回転軸の周りの互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の光学素子とを備える。複数の光学素子の各領域は、直線区間を含む境界線を介して互いに隣接する。各境界線の各直線区間は、基板の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度でそれぞれ交差する。
【発明の効果】
【0010】
本開示に係るホイール装置によれば、従来技術よりもスポーク損失の影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１の実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す概略図である。
【図4】第１の実施形態の第１の変形例に係るホイール装置７０Ａの構成を示す側面図である。
【図6】第１の実施形態の第１の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｂの構成を示す概略図である。
【図7】第１の実施形態の第２の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｃの構成を示す概略図である。
【図8】第１の実施形態の第３の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｄの構成を示す概略図である。
【図10】第２の実施形態に係る投写型映像表示装置１００Ｅの構成を示す概略図である。
【図15】第２の実施形態の第１の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｆの構成を示す概略図である。
【図16】第２の実施形態の第２の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｇの構成を示す概略図である。
【図17】第２の実施形態の第３の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｈの構成を示す概略図である。
【図19】第３の実施形態に係るホイール装置７０Ｉの構成を示す平面図である。
【図20】第３の実施形態の変形例に係るホイール装置７０Ｊの構成を示す平面図である。
【図21】第４の実施形態に係る蛍光体ホイール装置７０Ｋの構成を示す平面図である。
【図22】第４の実施形態に係るカラーフィルタホイール装置８０Ｋの構成を示す平面図である。
【図23】第５の実施形態に係る投写型映像表示装置１００Ｌの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、適宜図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
【0013】
また、以下、本開示の実施形態に係るホイール装置、光源装置、及び投写型映像表示装置の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係又は比率が異なる部分が含まれる可能性がある。
【0014】
【0015】
（投写型映像表示装置１００の概要）
図１は、第１の実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す概略図である。図１は、特に、投写型映像表示装置１００の光学的な構成を示す。投写型映像表示装置１００は、光源装置１０、照明光学系１１、変調装置１２、及び投写光学系１３を備える。
図１は、第１の実施形態に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す概略図である。図１は、特に、投写型映像表示装置１００の光学的な構成を示す。投写型映像表示装置１００は、光源装置１０、照明光学系１１、変調装置１２、及び投写光学系１３を備える。
【0016】
光源装置１０は、主に、所定波長のソース光を発生する光源２０と、ソース光により励起された蛍光を発生するホイール装置７０とを備える。ホイール装置７０には、後述するように、蛍光体が形成されるとともに、蛍光の各色成分を取り出すダイクロイックフィルタが形成されている。これにより、光源装置１０は、黄色光、赤色光、緑色光、及び青色光など、所望の各色成分を有する照明光を発生する。
【0017】
照明光学系１１は、光源装置１０によって発生された照明光を変調装置１２に送る。
【0018】
変調装置１２は、主に、入力された映像信号に応じて照明光を空間的に変調して映像光を発生する１つの光変調素子４１を備える。
【0019】
投写光学系１３は、映像光を、投写型映像表示装置１００の外部のスクリーン（図示せず）へ拡大して投写する。
【0020】
（光源装置１０の構成）
光源装置１０は、光源２０、コンデンサレンズ３０、拡散板６０、ホイール装置７０、レンズ３１及び３２、ミラー６１及び６２、及びレンズ３３を備える。
光源装置１０は、光源２０、コンデンサレンズ３０、拡散板６０、ホイール装置７０、レンズ３１及び３２、ミラー６１及び６２、及びレンズ３３を備える。
【0021】
光源２０は、複数の光源素子２１と、各光源素子２１から出射されたソース光をほぼ平行な光にそれぞれ集光する複数のコリメータレンズ２２とを備える。例示的な実施形態では、光源２０は、高輝度の照明光を発生するために、互いに異なる長さの長辺及び短辺を有する矩形形状のアレイ２３として配列された複数の光源素子２１を備える。各光源素子２１は、例えば半導体レーザ素子である。例示的な実施形態では、各光源素子として、ＲＧＢの３原色のうちで最も高い発光効率を有する青色のレーザ光（例えば、波長４５５ｎｍ）を発生する半導体レーザ素子を使用する。半導体レーザ素子は固体発光素子の一例である。また、光源２０は、各光源素子２１を冷却するために、例えば、各光源素子２１に接触したヒートシンク（図示せず）を備え、各光源素子２１を強制的に空冷する。
【0022】
光源２０から出射したソース光は、コンデンサレンズ３０によって集光されることで互いに重畳し、拡散板６０に入射する。拡散板６０は、光源２０によって発生されたソース光の干渉性を低減させる。拡散板６０を透過したソース光は、ホイール装置７０に入射する。
【0023】
ホイール装置７０は、入射したソース光によって励起されて、ソース光の波長とは異なる波長を有する蛍光を発生する蛍光体を備える。ホイール装置７０はさらに、蛍光体の領域とは別の領域に形成され、入射したソース光を拡散する拡散膜を備える。ホイール装置７０はさらに、入射した蛍光を透過し、入射したソース光を反射するダイクロイックフィルタを備える。ホイール装置７０はさらに、ダイクロイックフィルタとは別の領域に形成され、入射したソース光を透過する透過窓を備える。ホイール装置７０の詳細は後述する。
【0024】
ホイール装置７０の蛍光体から出射した蛍光は、レンズ３１及び３２を含むコリメータレンズ群によりほぼ平行にされ、ミラー６１及び６２により反射され、レンズ３３によって集光され、ホイール装置７０のダイクロイックフィルタに入射する。ダイクロイックフィルタに入射した蛍光の各色成分が、ダイクロイックフィルタを透過して取り出される。同様に、ホイール装置７０の拡散膜から出射したソース光は、レンズ３１及び３２によりほぼ平行にされ、ミラー６１及び６２により反射され、レンズ３３によって集光され、ホイール装置７０の透過窓を透過する。ダイクロイックフィルタを透過した各色成分の光（例えば、黄色光、赤色光、及び緑色光）及び透過窓を透過したソース光（すなわち青色光）は、光源装置１０によって発生された照明光として照明光学系１１に進む。光源装置１０は、後述するように、照明光の各色成分の光（黄色光、赤色光、緑色光、及び青色光）を時分割で発生する。
【0025】
また、光源２０からホイール装置７０の蛍光体に入射したソース光の一部は、蛍光に変換されることなく蛍光体を通過し、レンズ３１、３２、ミラー６１、６２、及びレンズ３３を介してホイール装置７０のダイクロイックフィルタに入射する。このソース光は、ダイクロイックフィルタによって反射され、レンズ３３、ミラー６２、６１、レンズ３２、３１を介してホイール装置７０の蛍光体に再び入射する。
【0026】
（照明光学系１１の構成）
照明光学系１１は、ロッドインテグレータ３４、レンズ３５、レンズ３６、及びレンズ３７を備える。光源装置１０によって発生された照明光は、ロッドインテグレータ３４に入射する。ロッドインテグレータ３４は、光源装置１０から出射された照明光の強度分布を均一化する。ロッドインテグレータ３４は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドであってもよく、又は、内壁がミラー面として構成された中空のロッドであってもよい。ロッドインテグレータ３４は四辺形、例えば矩形の断面形状を有する。ロッドインテグレータ３４から出射された照明光は、レンズ３５、レンズ３６、レンズ３７を介して、変調装置１２に送られる。
照明光学系１１は、ロッドインテグレータ３４、レンズ３５、レンズ３６、及びレンズ３７を備える。光源装置１０によって発生された照明光は、ロッドインテグレータ３４に入射する。ロッドインテグレータ３４は、光源装置１０から出射された照明光の強度分布を均一化する。ロッドインテグレータ３４は、ガラスなどの透明部材によって構成される中実のロッドであってもよく、又は、内壁がミラー面として構成された中空のロッドであってもよい。ロッドインテグレータ３４は四辺形、例えば矩形の断面形状を有する。ロッドインテグレータ３４から出射された照明光は、レンズ３５、レンズ３６、レンズ３７を介して、変調装置１２に送られる。
【0027】
（変調装置１２の構成）
変調装置１２は、光変調素子４１及びプリズム４２を備える。光変調素子４１は、映像の各画素に対応する微小素子を配列した四辺形の変調領域を有する。光変調素子４１は、例えば、複数の可動式の微小ミラーを有するＤＭＤ（Digital Mirror Device）である。プリズム４２は、ダイクロイックミラー４２ａを備える。ダイクロイックミラー４２ａは、照明光学系１１から入射した照明光を全反射して光変調素子４１へ導く。光変調素子４１は、投写型映像表示装置１００の制御回路（図示せず）によって、映像信号に応じて、かつ、照明光のどの色成分の光が入力されているかに応じて制御され、照明光の各色成分の光を時分割で変調する。光変調素子４１によって照明光を変調することにより発生した映像光の各色成分の光は、プリズム４２を透過して投写光学系１３へ送られる。
変調装置１２は、光変調素子４１及びプリズム４２を備える。光変調素子４１は、映像の各画素に対応する微小素子を配列した四辺形の変調領域を有する。光変調素子４１は、例えば、複数の可動式の微小ミラーを有するＤＭＤ（Digital Mirror Device）である。プリズム４２は、ダイクロイックミラー４２ａを備える。ダイクロイックミラー４２ａは、照明光学系１１から入射した照明光を全反射して光変調素子４１へ導く。光変調素子４１は、投写型映像表示装置１００の制御回路（図示せず）によって、映像信号に応じて、かつ、照明光のどの色成分の光が入力されているかに応じて制御され、照明光の各色成分の光を時分割で変調する。光変調素子４１によって照明光を変調することにより発生した映像光の各色成分の光は、プリズム４２を透過して投写光学系１３へ送られる。
【0028】
（投写光学系１３の構成）
投写光学系１３は、１つ又は複数の投写レンズを備え、映像光を、投写型映像表示装置１００の外部のスクリーン（図示せず）へ拡大して投写する。
投写光学系１３は、１つ又は複数の投写レンズを備え、映像光を、投写型映像表示装置１００の外部のスクリーン（図示せず）へ拡大して投写する。
【0029】
（ホイール装置７０）
図２及び図３を参照して、ホイール装置７０の構成を説明する。図２は、図１のホイール装置７０の構成を示す側面図である。図３は、図１のホイール装置７０の構成を示す平面図である。図２は、図１と同じ方向からホイール装置７０を見た場合の断面図を示す。図３は、図２の右側からホイール装置７０を見た場合の平面図を示す。
図２及び図３を参照して、ホイール装置７０の構成を説明する。図２は、図１のホイール装置７０の構成を示す側面図である。図３は、図１のホイール装置７０の構成を示す平面図である。図２は、図１と同じ方向からホイール装置７０を見た場合の断面図を示す。図３は、図２の右側からホイール装置７０を見た場合の平面図を示す。
【0030】
ホイール装置７０は、基板７１、ダイクロイックフィルタ７２、蛍光体７３ａ及び７３ｂ、拡散膜７３ｃ、駆動装置７４、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ、及び透過窓８２ｄを備える。
【0031】
基板７１は、透明材料からなり、回転軸７４ｃ（後述）の周りに回転可能である。基板７１は、例えば円板の形状を有する。基板７１は、例えば、高い熱伝導率を有するサファイア基板である。
【0032】
ダイクロイックフィルタ７２は、基板７１において、回転軸７４ｃから半径ｒ１を有する円周に沿った領域に形成される。ダイクロイックフィルタ７２は、ソース光の波長を有する入射光を透過し、ソース光の波長とは異なる波長を有する入射光を反射する。例えば、ダイクロイックフィルタ７２は、４８０ｎｍ以下の波長を有する可視域の入射光を透過し、４８０ｎｍより長い波長を有する可視域の入射光を反射する。これにより、ダイクロイックフィルタ７２は、光源２０から入射したソース光を透過し、また、ソース光で蛍光体７３ａ及び７３ｂを励起することにより発生した蛍光を反射する。
【0033】
ホイール装置７０は、基板７１において回転軸７４ｃから第１の半径ｒ１を有する第１の円周の上に形成された少なくとも１つの第１の光学素子を備える。第１の光学素子は少なくとも１つの蛍光体を含む。図２及び図３の例では、第１の光学素子は、蛍光体７３ａ及び７３ｂと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子である拡散膜７３ｃとの組み合わせである。
【0034】
蛍光体７３ａ及び７３ｂは、基板７１において、回転軸７４ｃから半径ｒ１を有する円周に沿った領域のうち、回転軸７４ｃからみて所定の角度幅を有する領域にそれぞれ形成される。蛍光体７３ａ及び７３ｂは、ソース光の波長を有する入射光によって励起されて、ソース光の波長とは異なる波長を有する蛍光をそれぞれ発生する。
【0035】
拡散膜７３ｃは、基板７１において、回転軸７４ｃから半径ｒ１を有する円周に沿った領域のうち、蛍光体７３ａ及び７３ｂの領域とは別の領域に形成され、入射光を拡散する拡散材料を含む。
【0036】
図１に示すように、拡散板６０の後段にホイール装置７０が配置され、ホイール装置７０の後段にはレンズ３１が配置され、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの出射光はレンズ３１に入射する。この光の光軸は、図２及び図３に示すように、ホイール装置７０において、回転軸７４ｃから半径ｒ１を有する円周を通る。蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域は、回転軸７４ｃから半径ｒ１を有する円周のうち、互いに異なる弧の部分をそれぞれ含むように形成される。
【0037】
蛍光体によって発生された蛍光は、それ自体、空間的に拡散されている（すなわち、蛍光体から放射状に出射する）。従って、照明光の各色成分のうち、蛍光から抽出された各色成分の光（例えば、黄色光、赤色光、及び緑色光など；「蛍光成分光」という）もまた、空間的に拡散されて均一な強度分布を有する。一方、固体発光素子によって発生されたソース光は、細い光束を有する。従って、照明光の各色成分のうち、蛍光から抽出されたものではない色成分の光（例えば青色光；「非蛍光成分光」という）が、特定の領域に集中した空間的に不均一な強度分布を有するおそれがある。照明光のいずれかの色成分の光が空間的に不均一な強度分布を有する場合、映像光にムラが生じることになる。従って、ホイール装置７０の前段に拡散板６０を設けるとともに、ホイール装置７０に拡散膜７３ｃを設けることで、非蛍光成分光の空間的な強度分布を、蛍光成分光の空間的な強度分布に合わせて均一化する。これにより、映像光のムラを低減することができる。
【0038】
蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃは、例えば、図２に示すように、ダイクロイックフィルタ７２の上に形成される。また、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃは、基板７１において、図２及び図３に示すようにダイクロイックフィルタ７２と同じ側に形成されてもよく、逆の側に形成されてもよい。
【0039】
ホイール装置７０は、基板７１において回転軸７４ｃから第１の半径ｒ１とは異なる第２の半径ｒ２を有する第２の円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の第２の光学素子を備える。複数の第２の光学素子は、複数のカラーフィルタであるか、又は、少なくとも１つのカラーフィルタと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。図２及び図３の例では、複数の第２の光学素子は、複数のカラーフィルタであるダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子である透過窓８２ｄとの組み合わせである。
【0040】
ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃは、基板７１において、回転軸７４ｃから半径ｒ１より小さい半径ｒ２を有する円周に沿った互いに異なる複数の領域であって、回転軸７４ｃからみて所定の角度幅をそれぞれ有する複数の領域に形成される。ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃは、互いに異なる波長特性をそれぞれ有し、蛍光の所定の色成分の光の波長を有する入射光を透過し、ソース光の波長を有する入射光を反射する。尚、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃのこのような波長特性は、光の波長を選択し透過または反射することから波長選択特性と呼ばれる。これにより、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃは、蛍光体７３ａ及び７３ｂで発生した蛍光の所定の色成分の光を透過し、また、光源２０からホイール装置７０の蛍光体７３ａ及び７３ｂに入射し、蛍光に変換されることなく蛍光体７３ａ及び７３ｂを通過したソース光を反射する。
【0041】
透過窓８２ｄは、基板７１において、半径ｒ２を有する円周に沿った領域のうち、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃとは別の領域に形成され、入射光を透過する。
【0042】
図１に示すように、レンズ３３の後段にホイール装置７０が配置され、ホイール装置７０の後段にはロッドインテグレータ３４が配置され、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの出射光はロッドインテグレータ３４に入射する。この光の光軸は、図２及び図３に示すように、ホイール装置７０において、回転軸７４ｃから半径ｒ２を有する円周を通る。ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域は、回転軸７４ｃから半径ｒ２を有する円周のうち、互いに異なる弧の部分をそれぞれ含むように形成される。ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域は、直線区間Ｌ１～Ｌ４を含む境界線を介して互いに隣接する。各境界線の各直線区間Ｌ１～Ｌ４は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度θ１でそれぞれ交差する。
【0043】
ホイール装置７０の前段の光学系（レンズ３１～３３及びミラー６１，６２）からダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄに入射する光は、図３に示すように、スポット領域Ａ１を形成する。
【0044】
駆動装置７４は、投写型映像表示装置１００の制御回路（図示せず）の制御下で、基板７１を回転軸７４ｃの周りに回転させる。駆動装置７４は、モータ７４ａ、取り付け具７４ｂ、及び回転軸７４ｃを備える。基板７１は、取り付け具７４ｂを介してモータ７４ａに取り付けられる。取り付け具７４ｂは、例えば、基板７１をハブ及び抑え部材で挟み込み、基板７１のネジ穴７４ｄを介してネジで固定する。
【0045】
（蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃ）
蛍光体７３ａは、回転軸７４ｃからみて所定の角度幅を有する領域に塗布され、約４５５ｎｍの波長を有する青色光によって励起され、例えば、約５７０ｎｍの主波長を有する黄色光を含む黄色蛍光を発生する。蛍光体７３ｂは、蛍光体７３ａの領域とは別の領域であって、回転軸７４ｃからみて所定の角度幅を有する領域に塗布され、約４５５ｎｍの波長を有する青色光によって励起され、例えば、約５５０ｎｍの主波長を有する緑色光を含む緑色蛍光を発生する。蛍光体７３ａは、黄色蛍光を発生する黄色蛍光体と、バインダとの混合物で構成される。蛍光体７３ｂは、緑色蛍光を発生する緑色蛍光体と、バインダとの混合物で構成される。黄色蛍光体は、例えばＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。緑色蛍光体は、例えばＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。バインダは、透明材料、例えばシリコーン樹脂からなる。蛍光体７３ａ及び７３ｂの厚さ及び濃度は、入射するソース光のうち、所望の割合の光を透過するように調整される。
蛍光体７３ａは、回転軸７４ｃからみて所定の角度幅を有する領域に塗布され、約４５５ｎｍの波長を有する青色光によって励起され、例えば、約５７０ｎｍの主波長を有する黄色光を含む黄色蛍光を発生する。蛍光体７３ｂは、蛍光体７３ａの領域とは別の領域であって、回転軸７４ｃからみて所定の角度幅を有する領域に塗布され、約４５５ｎｍの波長を有する青色光によって励起され、例えば、約５５０ｎｍの主波長を有する緑色光を含む緑色蛍光を発生する。蛍光体７３ａは、黄色蛍光を発生する黄色蛍光体と、バインダとの混合物で構成される。蛍光体７３ｂは、緑色蛍光を発生する緑色蛍光体と、バインダとの混合物で構成される。黄色蛍光体は、例えばＹ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。緑色蛍光体は、例えばＬｕ３Ａｌ５Ｏ１２：Ｃｅ３＋である。バインダは、透明材料、例えばシリコーン樹脂からなる。蛍光体７３ａ及び７３ｂの厚さ及び濃度は、入射するソース光のうち、所望の割合の光を透過するように調整される。
【0046】
拡散膜７３ｃには、所定の屈折率を有する透明材料からなるバインダと、バインダの屈折率とは異なる屈折率を有する拡散材料との混合物が、回転軸７４ｃからみて所定の角度幅を有する領域に塗布されている。バインダは、例えばシリコーン樹脂からなる。拡散材料は、例えばガラスビーズである。また、拡散膜７３ｃの厚さ、拡散材料の屈折率及び濃度は、入射するソース光を所望の角度で拡散するように調整される。
【0047】
光源２０によって発生されたソース光は、ホイール装置７０に対して図２の左側の面から入射し、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃに入射する。駆動装置７４は、映像の１フレーム（例えば、１／６０秒）に相当する時間で基板７１を１回転させる。すなわち、光源２１０からホイール装置７０に入射したソース光は、１フレームに相当する時間で、順に、蛍光体７３ａに入射し、蛍光体７３ｂに入射し、拡散膜７３ｃに入射する。
【0048】
蛍光体７３ａは、入射したソース光により励起され、黄色蛍光を等方的に発生する。蛍光体７３ｂは、入射したソース光により励起され、緑色蛍光を等方的に発生する。蛍光体により発生した黄色蛍光及び緑色蛍光のうち、図２の左向き（光源２０からホイール装置７０に入射したソース光の進行方向（右向き）とは逆の向き）に発生した部分は、ダイクロイックフィルタ７２によって反射される。従って、図２の左向きに発生した蛍光は、図２の右向きに発生した蛍光とともに、ホイール装置７０の右側の面から出射する。拡散膜７３ｃに入射したソース光は、拡散材料により拡散され、ホイール装置７０の右側の面から出射する。
【0049】
このように発生された黄色蛍光、緑色蛍光、及び拡散されたソース光は、レンズ３１及び３２、ミラー６１及び６２、及びレンズ３３を含む光学系を介して、ホイール装置７０のダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄに入射する。
【0050】
（ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄ）
ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２は、例えば図３に示すように、回転軸７４ｃの周りにそれぞれ形成される。ダイクロイックフィルタ８２ａ及び８２ｃは、例えば、４８０ｎｍより長い波長を有する可視域の入射光を透過し、４８０ｎｍ以下の波長を有する可視域の入射光を反射する。ダイクロイックフィルタ８２ｂは、例えば、６００ｎｍより長い波長を有する可視域の入射光を透過し、６００ｎｍ以下の波長を有する可視域の入射光を反射する。透過窓８２ｄは、拡散膜７３ｃにより拡散されたソース光を透過する。透過窓８２ｄは、透明材料からなる基板７１において、例えば、ダイクロイックフィルタを形成せず、基板７１自体を露出させた領域として形成される。透過窓８２ｄは、基板７１に形成された反射防止膜を有してもよい。
ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２は、例えば図３に示すように、回転軸７４ｃの周りにそれぞれ形成される。ダイクロイックフィルタ８２ａ及び８２ｃは、例えば、４８０ｎｍより長い波長を有する可視域の入射光を透過し、４８０ｎｍ以下の波長を有する可視域の入射光を反射する。ダイクロイックフィルタ８２ｂは、例えば、６００ｎｍより長い波長を有する可視域の入射光を透過し、６００ｎｍ以下の波長を有する可視域の入射光を反射する。透過窓８２ｄは、拡散膜７３ｃにより拡散されたソース光を透過する。透過窓８２ｄは、透明材料からなる基板７１において、例えば、ダイクロイックフィルタを形成せず、基板７１自体を露出させた領域として形成される。透過窓８２ｄは、基板７１に形成された反射防止膜を有してもよい。
【0051】
ホイール装置７０と、レンズ３１及び３２、ミラー６１及び６２、及びレンズ３３を含む光学系とは、蛍光体７３ａによって発生した黄色蛍光が、ダイクロイックフィルタ８２ａ及び８２ｂに入射するように構成される。同様に、ホイール装置７０及び関連付けられた光学系は、蛍光体７３ｂによって発生した緑色蛍光が、ダイクロイックフィルタ８２ｃに入射するように構成される。同様に、ホイール装置７０及び関連付けられた光学系は、拡散膜７３ｃの拡散材料によって拡散されたソース光が、透過窓８２ｄに入射するように構成される。よって、ダイクロイックフィルタ８２ａ及び８２ｂの角度幅の和は、蛍光体７３ａの領域の角度幅に等しくなるように設定される。また、ダイクロイックフィルタ８２ｃの角度幅は、蛍光体７３ｂの領域の角度幅に等しくなるように設定される。また、透過窓８２ｄの角度幅は、拡散膜７３ｃの領域の角度幅に等しくなるように設定される。
【0052】
蛍光体７３ａからの黄色蛍光がダイクロイックフィルタ８２ａに入射するとき、ダイクロイックフィルタ８２ａは、４８０ｎｍより長い波長を有する光を透過し、４８０ｎｍ以下の波長を有する光を反射するので、光源装置１０は照明光として黄色光を出射する。一方、蛍光体７３ａからの黄色蛍光がダイクロイックフィルタ８２ｂに入射するとき、ダイクロイックフィルタ８２ｂは、６００ｎｍより長い波長を有する光を透過し、６００ｎｍ以下の波長を有する光を反射するので、光源装置１０は照明光として赤色光を出射する。また、蛍光体７３ｂからの緑色蛍光がダイクロイックフィルタ８２ｃに入射するとき、ダイクロイックフィルタ８２ｃは、４８０ｎｍより長い波長を有する光を透過し、４８０ｎｍ以下の波長を有する光を反射するので、光源装置１０は照明光として緑色光を出射する。また、拡散膜７３ｃからの拡散されたソース光（青色光）が透過窓８２ｄに入射するとき、透過窓８２ｄは青色光を透過し、光源装置１０は照明光として青色光を出射する。
【0053】
（スポーク損失の低減）
黄色蛍光、緑色蛍光、及び拡散されたソース光が、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線（スポーク）の付近に入射するとき、前述のように、互いに異なる色成分の透過光が混合し、スポーク損失が生じる。次に、本実施形態に係るホイール装置７０によるスポーク損失の低減について説明する。
黄色蛍光、緑色蛍光、及び拡散されたソース光が、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線（スポーク）の付近に入射するとき、前述のように、互いに異なる色成分の透過光が混合し、スポーク損失が生じる。次に、本実施形態に係るホイール装置７０によるスポーク損失の低減について説明する。
【0054】
前述のように、複数の光源素子２１が、互いに異なる長さの長辺及び短辺を有する矩形形状のアレイ２３として配列される場合、スポット領域Ａ１もまた矩形形状又は丸められたコーナーを有する矩形形状を有する。スポーク損失の影響を低減するために、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域は、基板７１が回転するときに、スポークがスポット領域Ａ１の上を通過する時間を短縮又は最短化するように形成される。このため、ホイール装置７０は、所定の回転位置にあるホイール装置７０の表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ１が複数の直線区間Ｌ１～Ｌ４のうちの１つに重なり、かつ、この直線区間がスポット領域Ａ１の長手方向と平行になるように、ホイール装置７０の前段の光学系に対して配置される。図３の例は、スポット領域Ａ１のエッジが直線区間Ｌ２に重なるとき、直線区間Ｌ２がスポット領域Ａ１の長手方向と平行になる場合を示す。このようにホイール装置７０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0055】
ホイール装置７０は、スポット領域Ａ１が他の位置（例えば中心など）において複数の直線区間Ｌ１～Ｌ４のうちの１つに重なるとき、この直線区間がスポット領域Ａ１の長手方向と平行になるように、ホイール装置７０の前段の光学系に対して配置されてもよい。
【0056】
スポット領域Ａ１は、矩形形状又は丸められたコーナーを有する矩形形状に限らず、互いに異なる縦及び横の長さを有する（すなわち長手方向を有する）のであれば、楕円形など、他の形状を有してもよい。
【0057】
前述のように、各境界線の各直線区間Ｌ１～Ｌ４は、基板７１の半径に沿った各直線に対して互いに同一の交差角度θ１でそれぞれ交差する。従って、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線のうち、スポット領域Ａ１がどの境界線の上を通過するときであっても、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0058】
（第１の実施形態の効果）
本実施形態に係るホイール装置７０によれば、図２及び図３に示すように、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線を形成し、ホイール装置７０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。これにより、本実施形態に係るホイール装置７０を備えた光源装置１０及び投写型映像表示装置１００は、従来技術よりも映像光の明るさを向上することができる。
本実施形態に係るホイール装置７０によれば、図２及び図３に示すように、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線を形成し、ホイール装置７０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。これにより、本実施形態に係るホイール装置７０を備えた光源装置１０及び投写型映像表示装置１００は、従来技術よりも映像光の明るさを向上することができる。
【0059】
投写型映像表示装置１００の筐体の寸法が制限されている場合、ホイール装置７０及びその前段の光学系の配置は制約を受ける可能性がある。このような場合であっても、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線を適切に形成することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。従って、ホイール装置７０及びその前段の光学系の配置の自由度が向上し、小型の投写型映像表示装置１００を実現することができる。
【0060】
（第１の実施形態の第１の変形例）
図４は、第１の実施形態の第１の変形例に係るホイール装置７０Ａの構成を示す側面図である。図５は、図４のホイール装置７０Ａの構成を示す平面図である。図２及び図３の例では、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄは、基板７１において、ダイクロイックフィルタ７２、蛍光体７３ａ，７３ｂ、及び拡散膜７３ｃよりも内側に形成されている。それに代わって、図４及び図５に示すように、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄは、基板７１において、ダイクロイックフィルタ７２、蛍光体７３ａ，７３ｂ、及び拡散膜７３ｃよりも外側に形成されてもよい。図４及び図５の例では、ダイクロイックフィルタ７２、蛍光体７３ａ，７３ｂ、及び拡散膜７３ｃは、基板７１において、回転軸７４ｃから半径ｒ１Ａを有する円周に沿った領域に形成される。また、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄは、基板７１において、回転軸７４ｃから半径ｒ１Ａより大きい半径ｒ２Ａを有する円周に沿った領域に形成される。ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄを透過してロッドインテグレータ３４に入射する光の光軸は、ホイール装置７０Ａにおいて、回転軸７４ｃから半径ｒ２Ａを有する円周を通る。ホイール装置７０Ａの前段の光学系からダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄに入射する光は、図５に示すように、スポット領域Ａ２を形成する。
図４は、第１の実施形態の第１の変形例に係るホイール装置７０Ａの構成を示す側面図である。図５は、図４のホイール装置７０Ａの構成を示す平面図である。図２及び図３の例では、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄは、基板７１において、ダイクロイックフィルタ７２、蛍光体７３ａ，７３ｂ、及び拡散膜７３ｃよりも内側に形成されている。それに代わって、図４及び図５に示すように、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄは、基板７１において、ダイクロイックフィルタ７２、蛍光体７３ａ，７３ｂ、及び拡散膜７３ｃよりも外側に形成されてもよい。図４及び図５の例では、ダイクロイックフィルタ７２、蛍光体７３ａ，７３ｂ、及び拡散膜７３ｃは、基板７１において、回転軸７４ｃから半径ｒ１Ａを有する円周に沿った領域に形成される。また、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄは、基板７１において、回転軸７４ｃから半径ｒ１Ａより大きい半径ｒ２Ａを有する円周に沿った領域に形成される。ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄを透過してロッドインテグレータ３４に入射する光の光軸は、ホイール装置７０Ａにおいて、回転軸７４ｃから半径ｒ２Ａを有する円周を通る。ホイール装置７０Ａの前段の光学系からダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄに入射する光は、図５に示すように、スポット領域Ａ２を形成する。
【0061】
【0062】
（第１の実施形態の第２の変形例）
図６は、第１の実施形態の第１の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｂの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｂは、図１の照明光学系１１に代えて、照明光学系１１Ｂを備える。
図６は、第１の実施形態の第１の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｂの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｂは、図１の照明光学系１１に代えて、照明光学系１１Ｂを備える。
【0063】
照明光学系１１Ｂは、図１のロッドインテグレータ３４に代えて、レンズ３５，３６の間にフライアイレンズ３８を備える。レンズ３５は、ホイール装置７０を透過した光をほぼ平行にする。フライアイレンズ３８は、複数の微小なレンズからなるアレイであり、ロッドインテグレータ３４と同様に、光源装置１０から出射された照明光の強度分布を均一化する。フライアイレンズ３８から出射された照明光は、レンズ３６及び３７を介して、変調装置１２に送られる。
【0064】
【0065】
（第１の実施形態の第３の変形例）
図７は、第１の実施形態の第２の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｃの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｃは、図１の光源装置１０及び照明光学系１１に代えて、光源装置１０Ｃ及び照明光学系１１Ｃを備える。
図７は、第１の実施形態の第２の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｃの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｃは、図１の光源装置１０及び照明光学系１１に代えて、光源装置１０Ｃ及び照明光学系１１Ｃを備える。
【0066】
【0067】
図７に示すようにホイール装置７０の前段にフライアイレンズ３８が配置されても、ホイール装置７０への入射光のスポット領域は、互いに異なる縦及び横の長さを有する（すなわち長手方向を有する）ことがある。従って、図７の投写型映像表示装置１００Ｂもまた、図１の投写型映像表示装置１００と同様に、ホイール装置７０によるスポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0068】
（第１の実施形態の第４の変形例）
図８は、第１の実施形態の第３の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｄの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｄは、図７の光源装置１０Ｃに代えて、光源装置１０Ｄを備える。
図８は、第１の実施形態の第３の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｄの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｄは、図７の光源装置１０Ｃに代えて、光源装置１０Ｄを備える。
【0069】
光源装置１０Ｄは、図７の光源装置１０Ｃのフライアイレンズ３８に代えて、レンズ３３及びホイール装置７０の間にロッドインテグレータ３４を備える。
【0070】
図９は、図８のホイール装置７０の構成を示す平面図である。図９のホイール装置７０は、図１のホイール装置７０と同様に構成される。ただし、ロッドインテグレータ３４からホイール装置７０のダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄに入射する光は、図９に示すように、スポット領域Ａ３を形成する。スポット領域Ａ３の輪郭は、ロッドインテグレータ３４の断面の輪郭と同じ形状を有する。
【0071】
ホイール装置７０は、所定の回転位置にあるホイール装置７０の表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ３が複数の直線区間Ｌ１～Ｌ４のうちの１つに重なり、かつ、１つの直線区間Ｌ１～Ｌ４がロッドインテグレータ３４の断面の四辺のうち最も長い一辺と平行になるように、ロッドインテグレータ３４に対して配置される。図９の例は、スポット領域Ａ３の一辺が直線区間Ｌ２に重なるとき、直線区間Ｌ２がスポット領域Ａ３の長手方向と平行になる場合を示す。このようにホイール装置７０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0072】
ロッドインテグレータ３４の断面は、矩形以外の形状を有してもよい。ロッドインテグレータ３４の断面形状は、例えば、光変調素子４１の表面を光軸に沿って見たときの光変調素子４１の輪郭形状に相似であってもよい。照明光が光変調素子４１の表面に対してほぼ垂直に入射する場合、ロッドインテグレータ３４の断面は矩形形状を有してもよい。また、照明光が光変調素子４１の表面に対して斜めに入射する場合、ロッドインテグレータ３４の断面は、平行四辺形、台形、又は他の四辺形の形状を有してもよい。ロッドインテグレータ３４の断面がどのような形状を有する場合であっても、所定の回転位置にあるホイール装置７０の表面を光軸に沿って見たとき、１つの境界線の直線区間Ｌ１～Ｌ４が、ロッドインテグレータ３４の断面の四辺のうち最も長い一辺と平行でありかつ互いに重なるように、ロッドインテグレータ３４をホイール装置７０に対して配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0073】
（第１の実施形態のまとめ）
本明細書において、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃを「第１の光学素子」ともいい、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄを「第２の光学素子」ともいう。
本明細書において、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃを「第１の光学素子」ともいい、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄを「第２の光学素子」ともいう。
【0074】
また、本明細書において、光源素子２１によって発生されたソース光を蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃ（第１の光学素子）への入射光として導くコリメータレンズ２２、コンデンサレンズ３０、及び拡散板６０を、「第１の光学系」ともいう。また、本明細書において、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃ（第１の光学素子）の出射光を、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄ（第２の光学素子）への入射光として導くレンズ３１～３３及びミラー６１，６２を、「第２の光学系」ともいう。図７及び図８に示すように、第２の光学系は、フライアイレンズ３８又はロッドインテグレータ３４を備えてもよい。
【0075】
第１の実施形態に係るホイール装置、光源装置、及び投写型映像表示装置は、以下の構成を備える。
【0076】
第１の実施形態に係るホイール装置によれば、ホイール装置７０，７０Ａは、回転軸７４ｃの周りに回転可能な基板７１と、基板７１において回転軸７４ｃから第１の半径ｒ１を有する第１の円周の上に形成された少なくとも１つの第１の光学素子と、基板７１において回転軸７４ｃから第１の半径ｒ１とは異なる第２の半径ｒ２を有する第２の円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の第２の光学素子とを備える。第１の光学素子は少なくとも１つの蛍光体７３ａ及び７３ｂを含む。複数の第２の光学素子は、複数のカラーフィルタであるか、又は、少なくとも１つのカラーフィルタと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。複数の第２の光学素子の各領域は、直線区間Ｌ１～Ｌ４，Ｌ１１～Ｌ１４を含む境界線を介して互いに隣接する。各境界線の直線区間Ｌ１～Ｌ４，Ｌ１１～Ｌ１４は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度θ１でそれぞれ交差する。
【0077】
これにより、上述のようにダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線を形成し、上述のようにホイール装置７０及び他のレンズ等を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。また、これにより、蛍光体及びカラーフィルタの両方を備えるホイール装置を提供することができる。
【0078】
第１の実施形態に係る光源装置によれば、光源装置１０，１０Ｃは、ホイール装置７０，７０Ａと、ホイール装置７０，７０Ａの基板７１を回転させる駆動装置７４と、ソース光を発生する光源素子２１と、第１の光学系と、第２の光学系とを備える。
【0079】
これにより、ホイール装置７０，７０Ａを備えた光源装置１０，１０Ｃにおいて、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0080】
第１の実施形態に係る光源装置によれば、ホイール装置７０，７０Ａは、所定の回転位置にあるホイール装置７０，７０Ａの表面を光軸に沿って見たとき、第２の光学系から各第２の光学素子への入射光のスポット領域が複数の直線区間Ｌ１～Ｌ４，Ｌ１１～Ｌ１４のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間Ｌ１～Ｌ４，Ｌ１１～Ｌ１４がスポット領域の長手方向と平行になるように、第２の光学系に対して配置されてもよい。
【0081】
これにより、上述のようにホイール装置７０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0082】
第１の実施形態に係る光源装置によれば、第２の光学系は、四辺形の断面形状を有するロッドインテグレータ３４を備えてもよい。ホイール装置７０，７０Ａは、所定の回転位置にあるホイール装置７０，７０Ａの表面を光軸に沿って見たとき、ロッドインテグレータ３４から光学素子への入射光のスポット領域が複数の直線区間Ｌ１～Ｌ４，Ｌ１１～Ｌ１４のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間Ｌ１～Ｌ４，Ｌ１１～Ｌ１４がロッドインテグレータ３４の断面の四辺のうち最も長い一辺と平行になるように、ロッドインテグレータ３４に対して配置される。
【0083】
これにより、上述のようにホイール装置７０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0084】
第１の実施形態に係る投写型映像表示装置によれば、投写型映像表示装置１００、１００Ｂ～１００Ｄは、光源装置１０、１０Ｂ、又は１０Ｃと、光源装置の第２の光学素子の出射光を空間的に変調する光変調素子４１とを備える。
【0085】
これにより、ホイール装置７０を備えた投写型映像表示装置１００、１００Ｂ～１００Ｄにおいて、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0086】
［第２の実施形態］
以下、図１０～図１８を参照して、第２の実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。以下では、主に、第１の実施形態に係る投写型映像表示装置との相違点について説明する。尚、第１の実施形態と同様の構成を有する部分には同一の符号を付し、その詳細な重複説明を省略する。
以下、図１０～図１８を参照して、第２の実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。以下では、主に、第１の実施形態に係る投写型映像表示装置との相違点について説明する。尚、第１の実施形態と同様の構成を有する部分には同一の符号を付し、その詳細な重複説明を省略する。
【0087】
（投写型映像表示装置１００Ｅの概要）
図１０は、第２の実施形態に係る投写型映像表示装置１００Ｅの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｅは、図１の光源装置１０に代えて、光源装置１０Ｅを備える。光源装置１０Ｅは、図１のホイール装置７０に代えて、蛍光体ホイール装置７０Ｅ及びカラーフィルタホイール装置８０を備える。
図１０は、第２の実施形態に係る投写型映像表示装置１００Ｅの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｅは、図１の光源装置１０に代えて、光源装置１０Ｅを備える。光源装置１０Ｅは、図１のホイール装置７０に代えて、蛍光体ホイール装置７０Ｅ及びカラーフィルタホイール装置８０を備える。
【0088】
第１の実施形態は、１つのホイール装置７０に蛍光体７３ａ及び７３ｂが形成されるとともに、蛍光の各色成分を取り出すダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃが形成される場合を示し、これは、光学系を小型化するために有効な構成である。一方、第２の実施形態では、蛍光体を形成した蛍光体ホイール装置７０Ｅとは別に、蛍光の各色成分を取り出すダイクロイックフィルタを形成したカラーフィルタホイール装置８０を設ける場合を示す。
【0089】
（光源装置１０Ｅの構成）
光源装置１０Ｅは、光源２０、コンデンサレンズ３０、拡散板６０、蛍光体ホイール装置７０Ｅ、レンズ３１、レンズ３２、レンズ３３、カラーフィルタホイール装置８０を備える。
光源装置１０Ｅは、光源２０、コンデンサレンズ３０、拡散板６０、蛍光体ホイール装置７０Ｅ、レンズ３１、レンズ３２、レンズ３３、カラーフィルタホイール装置８０を備える。
【0090】
光源２０から出射したソース光は、コンデンサレンズ３０及び拡散板６０を介して、蛍光体ホイール装置７０Ｅに入射する。
【0091】
蛍光体ホイール装置７０Ｅは、入射したソース光によって励起されて、ソース光の波長とは異なる波長を有する蛍光を発生する蛍光体を備える。蛍光体ホイール装置７０Ｅはさらに、蛍光体の領域とは別の領域に形成され、入射したソース光を拡散する拡散膜を備える。蛍光体ホイール装置７０Ｅの詳細は後述する。
【0092】
蛍光体ホイール装置７０Ｅの蛍光体から出射した蛍光は、レンズ３１及び３２、ミラー６１及び６２、レンズ３３を介して、カラーフィルタホイール装置８０に入射する。同様に、蛍光体ホイール装置７０Ｅの拡散膜から出射したソース光は、レンズ３１及び３２、ミラー６１及び６２、レンズ３３を介して、カラーフィルタホイール装置８０に入射する。
【0093】
カラーフィルタホイール装置８０は、入射した蛍光を透過し、入射したソース光を反射するダイクロイックフィルタを備える。カラーフィルタホイール装置８０はさらに、ダイクロイックフィルタとは別の領域に形成され、入射したソース光を透過する透過窓を備える。カラーフィルタホイール装置８０の詳細は後述する。
【0094】
カラーフィルタホイール装置８０のダイクロイックフィルタに入射した蛍光の各色成分が、ダイクロイックフィルタを透過して取り出される。蛍光体ホイール装置７０Ｅの拡散膜から出射してカラーフィルタホイール装置８０に入射したソース光は、カラーフィルタホイール装置８０の透過窓を透過する。ダイクロイックフィルタを透過した各色成分の光（例えば、黄色光、赤色光、及び緑色光）及び透過窓を透過したソース光（すなわち青色光）は、光源装置１０Ｅによって発生された照明光として照明光学系１１に進む。
【0095】
【0096】
（蛍光体ホイール装置７０Ｅの構成）
図１１及び図１２を参照して、蛍光体ホイール装置７０Ｅの構成を説明する。図１１は、図１０の蛍光体ホイール装置７０Ｅの構成を示す側面図である。図１２は、図１０の蛍光体ホイール装置７０Ｅの構成を示す平面図である。図１１は、図１０と同じ方向から蛍光体ホイール装置７０Ｅを見た場合の断面図を示す。図１２は、図１０の左側から蛍光体ホイール装置７０Ｅを見た場合の平面図を示す。
図１１及び図１２を参照して、蛍光体ホイール装置７０Ｅの構成を説明する。図１１は、図１０の蛍光体ホイール装置７０Ｅの構成を示す側面図である。図１２は、図１０の蛍光体ホイール装置７０Ｅの構成を示す平面図である。図１１は、図１０と同じ方向から蛍光体ホイール装置７０Ｅを見た場合の断面図を示す。図１２は、図１０の左側から蛍光体ホイール装置７０Ｅを見た場合の平面図を示す。
【0097】
蛍光体ホイール装置７０Ｅは、基板７１、ダイクロイックフィルタ７２、蛍光体７３ａ及び７３ｂ、拡散膜７３ｃ、及び駆動装置７４を備える。
【0098】
蛍光体ホイール装置７０Ｅは、基板７１において回転軸７４ｃから半径ｒ３を有する円周の上に形成された少なくとも１つの第１の光学素子を備える。第１の光学素子は少なくとも１つの蛍光体を含む。図２及び図３の例では、第１の光学素子は、蛍光体７３ａ及び７３ｂと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子である拡散膜７３ｃとの組み合わせである。
【0099】
【0100】
図１０に示すように、拡散板６０の後段に蛍光体ホイール装置７０Ｅが配置され、蛍光体ホイール装置７０Ｅの後段にはレンズ３１が配置され、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの出射光はレンズ３１に入射する。この光の光軸は、図１１及び図１２に示すように、蛍光体ホイール装置７０Ｅにおいて、回転軸７４ｃから半径ｒ３を有する円周を通る。蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域は、回転軸７４ｃから半径ｒ３を有する円周のうち、互いに異なる弧の部分をそれぞれ含むように形成される。
【0101】
（カラーフィルタホイール装置８０）
図１３及び図１４を参照して、カラーフィルタホイール装置８０の構成を説明する。図１３は、図１０のカラーフィルタホイール装置８０の構成を示す側面図である。図１４は、図１０のカラーフィルタホイール装置８０の構成を示す平面図である。図１３は、図１０と同じ方向からカラーフィルタホイール装置８０を見た場合の断面図を示す。図１４は、図１０の右側からカラーフィルタホイール装置８０を見た場合の平面図を示す。
図１３及び図１４を参照して、カラーフィルタホイール装置８０の構成を説明する。図１３は、図１０のカラーフィルタホイール装置８０の構成を示す側面図である。図１４は、図１０のカラーフィルタホイール装置８０の構成を示す平面図である。図１３は、図１０と同じ方向からカラーフィルタホイール装置８０を見た場合の断面図を示す。図１４は、図１０の右側からカラーフィルタホイール装置８０を見た場合の平面図を示す。
【0102】
カラーフィルタホイール装置８０は、基板８１、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ、透過窓８２ｄ、反射防止膜８３、及び駆動装置８４を備える。
【0103】
ホイール装置７０は、基板７１において回転軸７４ｃから半径ｒ４を有する円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の第２の光学素子を備える。複数の第２の光学素子は、複数のカラーフィルタであるか、又は、少なくとも１つのカラーフィルタと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。図１３及び図１４の例では、複数の第２の光学素子は、複数のカラーフィルタであるダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子である透過窓８２ｄとの組み合わせである。
【0104】
基板８１は、透明材料からなり、回転軸８４ｃ（後述）の周りに回転可能である。基板８１は、例えば円板の形状を有する。基板８１は、例えば、可視光の全帯域にわたって高い透過性を有するガラス基板である。
【0105】
ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃは、基板８１において、回転軸８４ｃの周りの互いに異なる複数の領域に形成される。ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃは、蛍光の所定の色成分の光の波長を有する入射光を透過し、ソース光の波長を有する入射光を反射する。これにより、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃは、蛍光体７３ａ及び７３ｂで発生した蛍光の所定の色成分の光を透過し、また、光源２０からホイール装置７０の蛍光体７３ａ及び７３ｂに入射し、蛍光に変換されることなく蛍光体７３ａ及び７３ｂを通過したソース光を反射する。
【0106】
透過窓８２ｄは、基板８１において、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃとは別の領域に形成され、入射光を透過する。
【0107】
図１０に示すように、レンズ３３の後段にホイール装置７０が配置され、カラーフィルタホイール装置８０の後段にはロッドインテグレータ３４が配置され、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの出射光はロッドインテグレータ３４に入射する。この光の光軸は、図１３及び図１４に示すように、カラーフィルタホイール装置８０において、回転軸８４ｃから半径ｒ４を有する円周を通る。ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域は、回転軸８４ｃから半径ｒ４を有する円周のうち、互いに異なる弧の部分をそれぞれ含むように形成される。ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域は、直線区間Ｌ２１～Ｌ２４を含む境界線を介して互いに隣接する。各境界線の各直線区間Ｌ２１～Ｌ２４は、図３の場合と同様に、基板８１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度θ１でそれぞれ交差する。
【0108】
カラーフィルタホイール装置８０の前段の光学系（レンズ３１～３３）からダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄに入射する光は、図１４に示すように、スポット領域Ａ４を形成する。
【0109】
【0110】
反射防止膜８３は、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃを透過した各色成分の光及び透過窓８２ｄを透過したソース光を透過して、カラーフィルタホイール装置８０から出射させる。カラーフィルタホイール装置８０において、反射防止膜８３は、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃとは逆の側の面に形成される。例えば、カラーフィルタホイール装置８０において、蛍光体ホイール装置７０Ｅから蛍光及びソース光が入射する側の面（すなわち、図１３の右側の面）にダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃを形成し、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃを透過した各色成分の光及び透過窓８２ｄを透過したソース光が出射する面（すなわち、図１３の左側の面）に反射防止膜８３を形成してもよい。
【0111】
駆動装置８４は、投写型映像表示装置１００Ｅの制御回路（図示せず）の制御下で、基板８１を回転軸８４ｃの周りに回転させる。駆動装置８４は、モータ８４ａ、取り付け具８４ｂ、及び回転軸８４ｃを備える。基板８１は、取り付け具８４ｂを介してモータ８４ａに取り付けられる。取り付け具８４ｂは、例えば、基板８１をハブ及び抑え部材で挟み込み、基板８１のネジ穴８４ｄを介してネジで固定する。
【0112】
光源装置１０Ｅは、蛍光体７３ａによって発生した黄色蛍光がダイクロイックフィルタ８２ａ及び８２ｂに入射し、かつ、蛍光体７３ｂによって発生した緑色蛍光がダイクロイックフィルタ８２ｃに入射し、かつ、拡散膜７３ｃの拡散材料によって拡散されたソース光が透過窓８２ｄに入射するように構成される。このため、第１の実施形態と同様に、ダイクロイックフィルタ８２ａ及び８２ｂの角度幅の和は、蛍光体７３ａの領域の角度幅に等しくなるように設定される。また、ダイクロイックフィルタ８２ｃの角度幅は、蛍光体７３ｂの領域の角度幅に等しくなるように設定される。また、透過窓８２ｄの角度幅は、拡散膜７３ｃの領域の角度幅に等しくなるように設定される。さらに、蛍光体ホイール装置７０Ｅ及びカラーフィルタホイール装置８０は、互いに予め決められた位相差を有して、互いに同じ回転数で同期して回転される。
【0113】
（スポーク損失の低減）
スポーク損失の影響を低減するために、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域は、基板８１が回転するときに、スポークがスポット領域Ａ４の上を通過する時間を短縮又は最短化するように形成される。このため、カラーフィルタホイール装置８０は、所定の回転位置にあるカラーフィルタホイール装置８０の表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ４が複数の直線区間Ｌ１～Ｌ４のうちの１つに重なり、かつ、この直線区間がスポット領域の長手方向と平行になるように、カラーフィルタホイール装置８０の前段の光学系に対して配置される。図１０の例は、スポット領域Ａ４のエッジが直線区間Ｌ２に重なるとき、直線区間Ｌ２がスポット領域Ａ４の長手方向と平行になる場合を示す。このようにカラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
スポーク損失の影響を低減するために、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域は、基板８１が回転するときに、スポークがスポット領域Ａ４の上を通過する時間を短縮又は最短化するように形成される。このため、カラーフィルタホイール装置８０は、所定の回転位置にあるカラーフィルタホイール装置８０の表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ４が複数の直線区間Ｌ１～Ｌ４のうちの１つに重なり、かつ、この直線区間がスポット領域の長手方向と平行になるように、カラーフィルタホイール装置８０の前段の光学系に対して配置される。図１０の例は、スポット領域Ａ４のエッジが直線区間Ｌ２に重なるとき、直線区間Ｌ２がスポット領域Ａ４の長手方向と平行になる場合を示す。このようにカラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0114】
カラーフィルタホイール装置８０は、スポット領域Ａ４が他の位置（例えば中心など）において複数の直線区間Ｌ１～Ｌ４のうちの１つに重なるとき、この直線区間がスポット領域Ａ４の長手方向と平行になるように、カラーフィルタホイール装置８０の前段の光学系に対して配置されてもよい。
【0115】
スポット領域Ａ４は、矩形形状又は丸められたコーナーを有する矩形形状に限らず、互いに異なる縦及び横の長さを有する（すなわち長手方向を有する）のであれば、楕円形など、他の形状を有してもよい。
【0116】
前述のように、各境界線の各直線区間Ｌ２１～Ｌ２４は、基板８１の半径に沿った各直線に対して互いに同一の交差角度θ１でそれぞれ交差する。従って、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線のうち、スポット領域Ａ４がどの境界線の上を通過するときであっても、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0117】
（第２の実施形態の効果）
本実施形態に係るカラーフィルタホイール装置８０によれば、図１３及び図１４に示すように、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線を形成し、カラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。これにより、本実施形態に係るカラーフィルタホイール装置８０を備えた光源装置１０Ｅ及び投写型映像表示装置１００Ｅは、従来技術よりも映像光の明るさを向上することができる。
本実施形態に係るカラーフィルタホイール装置８０によれば、図１３及び図１４に示すように、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線を形成し、カラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。これにより、本実施形態に係るカラーフィルタホイール装置８０を備えた光源装置１０Ｅ及び投写型映像表示装置１００Ｅは、従来技術よりも映像光の明るさを向上することができる。
【0118】
カラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系の配置が制約を受ける場合であっても、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線を適切に形成することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。従って、カラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系の配置の自由度が向上し、小型の投写型映像表示装置１００Ｅを実現することができる。
【0119】
（第２の実施形態の第１の変形例）
図１５は、第２の実施形態の第１の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｆの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｆは、図１０の照明光学系１１に代えて、照明光学系１１Ｂを備える。図１５の照明光学系１１Ｂは、図６の照明光学系１１Ｂと同様に構成される。図１５の投写型映像表示装置１００Ｆもまた、図１０の投写型映像表示装置１００Ｅと同様に、カラーフィルタホイール装置８０によるスポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
図１５は、第２の実施形態の第１の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｆの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｆは、図１０の照明光学系１１に代えて、照明光学系１１Ｂを備える。図１５の照明光学系１１Ｂは、図６の照明光学系１１Ｂと同様に構成される。図１５の投写型映像表示装置１００Ｆもまた、図１０の投写型映像表示装置１００Ｅと同様に、カラーフィルタホイール装置８０によるスポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0120】
（第２の実施形態の第２の変形例）
図１６は、第２の実施形態の第２の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｇの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｇは、図１０の光源装置１０Ｅ及び照明光学系１１に代えて、光源装置１０Ｇ及び照明光学系１１Ｃを備える。光源装置１０Ｇは、図１０の光源装置１０Ｅの各構成要素に加えて、レンズ３２，３３の間にフライアイレンズ３８を備える。図１６の照明光学系１１Ｃは、図７の照明光学系１１Ｃと同様に構成される。図１６の投写型映像表示装置１００Ｇもまた、図１０の投写型映像表示装置１００Ｅと同様に、カラーフィルタホイール装置８０によるスポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
図１６は、第２の実施形態の第２の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｇの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｇは、図１０の光源装置１０Ｅ及び照明光学系１１に代えて、光源装置１０Ｇ及び照明光学系１１Ｃを備える。光源装置１０Ｇは、図１０の光源装置１０Ｅの各構成要素に加えて、レンズ３２，３３の間にフライアイレンズ３８を備える。図１６の照明光学系１１Ｃは、図７の照明光学系１１Ｃと同様に構成される。図１６の投写型映像表示装置１００Ｇもまた、図１０の投写型映像表示装置１００Ｅと同様に、カラーフィルタホイール装置８０によるスポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0121】
（第２の実施形態の第３の変形例）
図１７は、第２の実施形態の第３の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｈの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｈは、図１６の光源装置１０Ｇに代えて、光源装置１０Ｈを備える。
図１７は、第２の実施形態の第３の変形例に係る投写型映像表示装置１００Ｈの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｈは、図１６の光源装置１０Ｇに代えて、光源装置１０Ｈを備える。
【0122】
光源装置１０Ｈは、図１６の光源装置１０Ｇのフライアイレンズ３８に代えて、レンズ３３及びカラーフィルタホイール装置８０の間にロッドインテグレータ３４を備える。
【0123】
図１８は、図１７のカラーフィルタホイール装置８０の構成を示す平面図である。図１８のカラーフィルタホイール装置８０は、図１０のカラーフィルタホイール装置８０と同様に構成される。ただし、ロッドインテグレータ３４からカラーフィルタホイール装置８０のダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄに入射する光は、図１８に示すように、スポット領域Ａ５を形成する。スポット領域Ａ５の輪郭は、ロッドインテグレータ３４の断面の輪郭と同じ形状を有する。
【0124】
カラーフィルタホイール装置８０は、所定の回転位置にあるカラーフィルタホイール装置８０の表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ５が複数の直線区間Ｌ１～Ｌ４のうちの１つに重なり、かつ、１つの直線区間Ｌ１～Ｌ４がロッドインテグレータ３４の断面の四辺のうち最も長い一辺と平行になるように、ロッドインテグレータ３４に対して配置される。図１８の例は、スポット領域Ａ５の一辺が直線区間Ｌ２に重なるとき、直線区間Ｌ２がスポット領域Ａ５の長手方向と平行になる場合を示す。このようにカラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0125】
（第２の実施形態のまとめ）
第２の実施形態において、蛍光体ホイール装置７０Ｅを「第１のホイール装置」ともいい、カラーフィルタホイール装置８０を「第２のホイール装置」又は単に「ホイール装置」ともいう。
第２の実施形態において、蛍光体ホイール装置７０Ｅを「第１のホイール装置」ともいい、カラーフィルタホイール装置８０を「第２のホイール装置」又は単に「ホイール装置」ともいう。
【0126】
第２の実施形態に係るホイール装置、光源装置、及び投写型映像表示装置は、以下の構成を備える。
【0127】
第２の実施形態に係るホイール装置によれば、カラーフィルタホイール装置８０は、回転軸８４ｃの周りに回転可能な基板８１と、基板８１において回転軸８４ｃの周りの互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の光学素子とを備える。複数の光学素子の各領域は、直線区間Ｌ２１～Ｌ２４を含む境界線を介して互いに隣接する。各境界線の各直線区間Ｌ２１～Ｌ２４は、基板８１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度θ１でそれぞれ交差する。複数の光学素子は、複数のカラーフィルタであるか、又は、少なくとも１つのカラーフィルタと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。
【0128】
これにより、上述のようにダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線を形成し、上述のようにカラーフィルタホイール装置８０及び他のレンズ等を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0129】
第２の実施形態に係る光源装置によれば、光源装置１０Ｅ，１０Ｇ，１０Ｈは、蛍光体ホイール装置７０Ｅと、駆動装置７４と、カラーフィルタホイール装置８０と、駆動装置８４と、ソース光を発生する光源素子２１と、第１の光学系と、第２の光学系とを備える。蛍光体ホイール装置７０Ｅは、回転軸７４ｃの周りに回転可能な基板７１を備え、基板７１に少なくとも１つの第１の光学素子が形成される。第１の光学素子は少なくとも１つの蛍光体を含む。駆動装置７４は蛍光体ホイール装置７０Ｅの基板７１を回転させる。駆動装置８４はカラーフィルタホイール装置８０の基板８１を回転させる。
【0130】
これにより、カラーフィルタホイール装置８０を備えた光源装置１０Ｅ，１０Ｇ，１０Ｈにおいて、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0131】
第２の実施形態に係る光源装置によれば、カラーフィルタホイール装置８０は、所定の回転位置にあるカラーフィルタホイール装置８０の表面を光軸に沿って見たとき、第２の光学系からカラーフィルタホイール装置８０の光学素子への入射光のスポット領域が複数の直線区間Ｌ２１～Ｌ２４のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間Ｌ２１～Ｌ２４がスポット領域の長手方向と平行になるように、第２の光学系に対して配置されてもよい。
【0132】
これにより、上述のようにカラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0133】
第２の実施形態に係る光源装置によれば、第２の光学系は、四辺形の断面形状を有するロッドインテグレータ３４を備えてもよい。カラーフィルタホイール装置８０は、所定の回転位置にあるカラーフィルタホイール装置８０の表面を光軸に沿って見たとき、ロッドインテグレータ３４からカラーフィルタホイール装置８０の光学素子への入射光のスポット領域が複数の直線区間Ｌ２１～Ｌ２４のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間Ｌ２１～Ｌ２４がロッドインテグレータ３４の断面の四辺のうち最も長い一辺と平行になるように、ロッドインテグレータ３４に対して配置されてもよい。
【0134】
これにより、上述のようにカラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0135】
第２の実施形態に係る投写型映像表示装置によれば、投写型映像表示装置１００Ｅ～１００Ｇは、光源装置１０Ｅ，１０Ｇ，１０Ｈと、光源装置１０Ｅ，１０Ｇ，１０Ｈのカラーフィルタホイール装置８０の光学素子の出射光を空間的に変調する光変調素子４１とを備える。
【0136】
これにより、カラーフィルタホイール装置８０を備えた投写型映像表示装置１００Ｅ～１００Ｇにおいて、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0137】
［第３の実施形態］
以下、図１９及び図２０を参照して、第３の実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。以下では、主に、第１の実施形態に係る投写型映像表示装置との相違点について説明する。尚、第１の実施形態と同様の構成を有する部分には同一の符号を付し、その詳細な重複説明を省略する。
以下、図１９及び図２０を参照して、第３の実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。以下では、主に、第１の実施形態に係る投写型映像表示装置との相違点について説明する。尚、第１の実施形態と同様の構成を有する部分には同一の符号を付し、その詳細な重複説明を省略する。
【0138】
（投写型映像表示装置の概要）
図１９は、第３の実施形態に係るホイール装置７０Ｉの構成を示す平面図である。第３の実施形態に係る投写型映像表示装置は、図１のホイール装置７０に代えて、ホイール装置７０Ｉを備える。
図１９は、第３の実施形態に係るホイール装置７０Ｉの構成を示す平面図である。第３の実施形態に係る投写型映像表示装置は、図１のホイール装置７０に代えて、ホイール装置７０Ｉを備える。
【0139】
第１の実施形態では、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄ（第２の光学素子）の各領域の境界線において生じるスポーク損失の影響を低減又は最小化することを目的としている。一方、第３の実施形態では、代替又は追加として、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃ（第１の光学素子）の各領域の境界線において生じるスポーク損失の影響を低減又は最小化することを目的とする。
【0140】
（ホイール装置７０Ｉの構成）
図１９のホイール装置７０Ｉは、基板７１、ダイクロイックフィルタ７２（図示せず）、蛍光体７３ａ及び７３ｂ、拡散膜７３ｃ、駆動装置７４、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ、及び透過窓８２ｄを備える。
図１９のホイール装置７０Ｉは、基板７１、ダイクロイックフィルタ７２（図示せず）、蛍光体７３ａ及び７３ｂ、拡散膜７３ｃ、駆動装置７４、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ、及び透過窓８２ｄを備える。
【0141】
ホイール装置７０Ｉは、基板７１において回転軸７４ｃから第１の半径ｒ１を有する第１の円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の第１の光学素子を備える。複数の第１の光学素子は、複数の蛍光体であるか、又は、少なくとも１つの蛍光体と、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。図１９の例では、第１の光学素子は、蛍光体７３ａ及び７３ｂと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子である拡散膜７３ｃとの組み合わせである。
【0142】
蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃへの入射光の光軸は、ホイール装置７０Ｉにおいて、回転軸７４ｃから半径ｒ１を有する円周を通る。蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域は、回転軸７４ｃから半径ｒ１を有する円周のうち、互いに異なる弧の部分をそれぞれ含むように形成される。蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域は、直線区間Ｌ３１～Ｌ３３を含む境界線を介して互いに隣接する。各境界線の直線区間Ｌ３１～Ｌ３３は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度θ２でそれぞれ交差する。
【0143】
また、ホイール装置７０Ｉは、基板７１において回転軸７４ｃから第２の半径ｒ２を有する第２の円周の上に形成された少なくとも１つの第２の光学素子を備える。第２の光学素子は少なくとも１つのカラーフィルタを含む。図１９の例では、第２の光学素子は、複数のカラーフィルタであるダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子である透過窓８２ｄとの組み合わせである。
【0144】
ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄへの入射光の光軸は、ホイール装置７０Ｉにおいて、回転軸７４ｃから半径ｒ２を有する円周を通る。ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域は、回転軸７４ｃから半径ｒ２を有する円周のうち、互いに異なる弧の部分をそれぞれ含むように形成される。図１９の例では、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域は、扇形に形成される。
【0145】
ホイール装置７０Ｉの前段の光学系（レンズ３０及び拡散板６０）から蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃに入射する光は、図１９に示すように、スポット領域Ａ６を形成する。
【0146】
【0147】
（スポーク損失の低減）
スポーク損失の影響を低減するために、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域は、基板７１が回転するときに、スポークがスポット領域Ａ６の上を通過する時間を短縮又は最短化するように形成される。このため、ホイール装置７０Ｉは、所定の回転位置にあるホイール装置７０Ｉの表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ６が複数の境界線Ｌ３１～Ｌ３３のうちの１つに重なり、かつ、この直線区間がスポット領域Ａ６の長手方向と平行になるように、ホイール装置７０Ｉの前段の光学系に対して配置される。図１９の例は、スポット領域Ａ６のエッジが境界線Ｌ３２に重なるとき、境界線Ｌ３２がスポット領域Ａ６の長手方向と平行になる場合を示す。このようにホイール装置７０Ｉ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
スポーク損失の影響を低減するために、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域は、基板７１が回転するときに、スポークがスポット領域Ａ６の上を通過する時間を短縮又は最短化するように形成される。このため、ホイール装置７０Ｉは、所定の回転位置にあるホイール装置７０Ｉの表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ６が複数の境界線Ｌ３１～Ｌ３３のうちの１つに重なり、かつ、この直線区間がスポット領域Ａ６の長手方向と平行になるように、ホイール装置７０Ｉの前段の光学系に対して配置される。図１９の例は、スポット領域Ａ６のエッジが境界線Ｌ３２に重なるとき、境界線Ｌ３２がスポット領域Ａ６の長手方向と平行になる場合を示す。このようにホイール装置７０Ｉ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0148】
ホイール装置７０Ｉは、スポット領域Ａ６が他の位置（例えば中心など）において複数の境界線Ｌ３１～Ｌ３３のうちの１つに重なるとき、この直線区間がスポット領域Ａ６の長手方向と平行になるように、ホイール装置７０Ｉの前段の光学系に対して配置されてもよい。
【0149】
スポット領域Ａ６は、矩形形状又は丸められたコーナーを有する矩形形状に限らず、互いに異なる縦及び横の長さを有する（すなわち長手方向を有する）のであれば、楕円形など、他の形状を有してもよい。
【0150】
前述のように、各境界線Ｌ３１～Ｌ３３は、基板７１の半径に沿った各直線に対して互いに同一の交差角度θ２でそれぞれ交差する。従って、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線のうち、スポット領域Ａ６がどの境界線の上を通過するときであっても、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0151】
（第３の実施形態の効果）
本実施形態に係るホイール装置７０Ｉによれば、図１９に示すように、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線を形成し、ホイール装置７０Ｉ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。これにより、本実施形態に係るホイール装置７０Ｉを備えた光源装置及び投写型映像表示装置は、従来技術よりも映像光の明るさを向上することができる。
本実施形態に係るホイール装置７０Ｉによれば、図１９に示すように、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線を形成し、ホイール装置７０Ｉ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。これにより、本実施形態に係るホイール装置７０Ｉを備えた光源装置及び投写型映像表示装置は、従来技術よりも映像光の明るさを向上することができる。
【0152】
（第３の実施形態の変形例）
図２０は、第３の実施形態の変形例に係るホイール装置７０Ｊの構成を示す平面図である。第１の実施形態に係る構成と、第３の実施形態に係る構成とを組み合わせてもよい。図２０のホイール装置７０Ｊにおいて、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線の直線区間Ｌ３１～Ｌ３３は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度でそれぞれ交差する。また、図２０のホイール装置７０Ｊにおいて、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線の各直線区間Ｌ１～Ｌ４は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度でそれぞれ交差する。これにより、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線と、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線との両方において、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
図２０は、第３の実施形態の変形例に係るホイール装置７０Ｊの構成を示す平面図である。第１の実施形態に係る構成と、第３の実施形態に係る構成とを組み合わせてもよい。図２０のホイール装置７０Ｊにおいて、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線の直線区間Ｌ３１～Ｌ３３は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度でそれぞれ交差する。また、図２０のホイール装置７０Ｊにおいて、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線の各直線区間Ｌ１～Ｌ４は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度でそれぞれ交差する。これにより、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線と、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線との両方において、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0153】
（第３の実施形態のまとめ）
第３の実施形態に係るホイール装置、光源装置、及び投写型映像表示装置は、以下の構成を備える。
第３の実施形態に係るホイール装置、光源装置、及び投写型映像表示装置は、以下の構成を備える。
【0154】
第３の実施形態に係るホイール装置によれば、ホイール装置７０Ｉは、回転軸７４ｃの周りに回転可能な基板７１と、基板７１において回転軸７４ｃから第１の半径ｒ１を有する第１の円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の第１の光学素子と、基板７１において回転軸７４ｃから第１の半径ｒ１とは異なる第２の半径ｒ２を有する第２の円周の上に形成された少なくとも１つの第２の光学素子とを備える。複数の第１の光学素子は、複数の蛍光体であるか、又は、少なくとも１つの蛍光体と、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。第２の光学素子は少なくとも１つのカラーフィルタを含む。複数の第１の光学素子の各領域は、第１の直線区間Ｌ３１～Ｌ３３を含む境界線を介して互いに隣接する。各第１の直線区間Ｌ３１～Ｌ３３は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度θ２でそれぞれ交差する。
【0155】
これにより、上述のように蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの境界線を形成し、上述のようにホイール装置７０Ｉ及び他のレンズ等を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。また、これにより、蛍光体及びカラーフィルタの両方を備えるホイール装置を提供することができる。
【0156】
第３の実施形態に係るホイール装置によれば、ホイール装置７０Ｊは、回転軸７４ｃの周りに回転可能な基板７１と、基板７１において回転軸７４ｃから第１の半径ｒ１を有する第１の円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の第１の光学素子と、基板７１において回転軸７４ｃから第１の半径ｒ１とは異なる第２の半径ｒ２を有する第２の円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の第２の光学素子とを備える。複数の第１の光学素子は、複数の蛍光体であるか、又は、少なくとも１つの蛍光体と、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。複数の第２の光学素子は、複数のカラーフィルタであるか、又は、少なくとも１つのカラーフィルタと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。複数の第１の光学素子の各領域は、第１の直線区間Ｌ３１～Ｌ３３を含む境界線を介して互いに隣接する。各第１の直線区間Ｌ３１～Ｌ３３は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の第１の交差角度θ２でそれぞれ交差する。複数の第２の光学素子の各領域は、第２の直線区間Ｌ１～Ｌ４を含む境界線を介して互いに隣接する。各第２の直線区間Ｌ１～Ｌ４は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の第２の交差角度θ１でそれぞれ交差する。
【0157】
これにより、上述のように蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの境界線を形成し、上述のようにダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線を形成し、上述のようにホイール装置７０Ｊ及び他のレンズ等を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。また、これにより、蛍光体及びカラーフィルタの両方を備えるホイール装置を提供することができる。
【0158】
第３の実施形態に係る光源装置によれば、光源装置は、ホイール装置７０Ｉ，７０Ｊと、ホイール装置７０Ｉ，７０Ｊの基板７１を回転させる駆動装置７４と、ソース光を発生する光源素子２１と、光源素子２１によって発生されたソース光を、第１の光学素子への入射光として導く第１の光学系と、第１の光学素子の出射光を、第２の光学素子への入射光として導く第２の光学系とを備える。
【0159】
これにより、ホイール装置７０Ｉ，７０Ｊを備えた光源装置において、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0160】
第３の実施形態に係る光源装置によれば、ホイール装置７０Ｉ，７０Ｊは、所定の回転位置にあるホイール装置７０Ｉ，７０Ｊの表面を光軸に沿って見たとき、第１の光学系から各第１の光学素子への入射光のスポット領域が複数の第１の直線区間Ｌ３１～Ｌ３３のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの第１の直線区間Ｌ３１～Ｌ３３がスポット領域の長手方向と平行になるように、第１の光学系に対して配置されてもよい。
【0161】
これにより、上述のようにホイール装置７０Ｉ，７０Ｊ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0162】
第３の実施形態に係る光源装置によれば、ホイール装置７０Ｊは、所定の回転位置にあるホイール装置７０Ｊの表面を光軸に沿って見たとき、第２の光学系から各第２の光学素子への入射光のスポット領域が複数の第２の直線区間Ｌ１～Ｌ４のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの第２の直線区間Ｌ１～Ｌ４がスポット領域の長手方向と平行になるように、第２の光学系に対して配置されてもよい。
【0163】
これにより、上述のようにホイール装置７０Ｊ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0164】
第３の実施形態に係る光源装置によれば、第２の光学系は、四辺形の断面形状を有するロッドインテグレータ３４を備えてもよい。ホイール装置７０Ｊは、所定の回転位置にあるホイール装置７０Ｊの表面を光軸に沿って見たとき、ロッドインテグレータ３４から光学素子への入射光のスポット領域が複数の直線区間のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間がロッドインテグレータ３４の断面の四辺のうち最も長い一辺と平行になるように、ロッドインテグレータ３４に対して配置される。
【0165】
これにより、上述のようにホイール装置７０Ｊ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0166】
第３の実施形態に係る投写型映像表示装置によれば、投写型映像表示装置は、光源装置と、光源装置の第２の光学素子の出射光を空間的に変調する光変調素子４１とを備える。
【0167】
これにより、ホイール装置７０Ｉ，７０Ｊを備えた投写型映像表示装置において、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0168】
［第４の実施形態］
以下、図２１～図２２を参照して、第４の実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。以下では、主に、第２の実施形態に係る投写型映像表示装置との相違点について説明する。尚、第２の実施形態と同様の構成を有する部分には同一の符号を付し、その詳細な重複説明を省略する。
以下、図２１～図２２を参照して、第４の実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。以下では、主に、第２の実施形態に係る投写型映像表示装置との相違点について説明する。尚、第２の実施形態と同様の構成を有する部分には同一の符号を付し、その詳細な重複説明を省略する。
【0169】
（投写型映像表示装置の概要）
図２１は、第４の実施形態に係る蛍光体ホイール装置７０Ｋの構成を示す平面図である。図２２は、第４の実施形態に係るカラーフィルタホイール装置８０Ｋの構成を示す平面図である。第４の実施形態に係る投写型映像表示装置は、図１０のホイール装置７０Ｅ及びカラーフィルタホイール装置８０に代えて、ホイール装置７０Ｋ及びカラーフィルタホイール装置８０Ｋを備える。
図２１は、第４の実施形態に係る蛍光体ホイール装置７０Ｋの構成を示す平面図である。図２２は、第４の実施形態に係るカラーフィルタホイール装置８０Ｋの構成を示す平面図である。第４の実施形態に係る投写型映像表示装置は、図１０のホイール装置７０Ｅ及びカラーフィルタホイール装置８０に代えて、ホイール装置７０Ｋ及びカラーフィルタホイール装置８０Ｋを備える。
【0170】
第２の実施形態では、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄ（第２の光学素子）の各領域の境界線において生じるスポーク損失の影響を低減又は最小化することを目的としている。一方、第４の実施形態では、代替又は追加として、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃ（第１の光学素子）の各領域の境界線において生じるスポーク損失の影響を低減又は最小化することを目的とする。
【0171】
（蛍光体ホイール装置７０Ｋの構成）
蛍光体ホイール装置７０Ｋは、基板７１、ダイクロイックフィルタ７２（図示せず）、蛍光体７３ａ及び７３ｂ、拡散膜７３ｃ、及び駆動装置７４を備える。
蛍光体ホイール装置７０Ｋは、基板７１、ダイクロイックフィルタ７２（図示せず）、蛍光体７３ａ及び７３ｂ、拡散膜７３ｃ、及び駆動装置７４を備える。
【0172】
蛍光体ホイール装置７０Ｋは、基板７１において回転軸７４ｃから半径ｒ３を有する円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の第１の光学素子を備える。複数の第１の光学素子は、複数の蛍光体であるか、又は、少なくとも１つの蛍光体と、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。図２１の例では、第１の光学素子は、蛍光体７３ａ及び７３ｂと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子である拡散膜７３ｃとの組み合わせである。
【0173】
蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃへの入射光の光軸は、蛍光体ホイール装置７０Ｋにおいて、回転軸７４ｃから半径ｒ３を有する円周を通る。蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域は、回転軸７４ｃから半径ｒ３を有する円周のうち、互いに異なる弧の部分をそれぞれ含むように形成される。蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域は、直線区間Ｌ４１～Ｌ４３を含む境界線を介して互いに隣接する。各境界線の直線区間Ｌ４１～Ｌ４３は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度θ２でそれぞれ交差する。
【0174】
ホイール装置７０Ｋの前段の光学系（レンズ３０及び拡散板６０）から蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃに入射する光は、図２１に示すように、スポット領域Ａ７を形成する。
【0175】
【0176】
（カラーフィルタホイール装置８０Ｋの構成）
カラーフィルタホイール装置８０Ｋは、基板８１、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ、透過窓８２ｄ、反射防止膜８３（図示せず）、及び駆動装置８４を備える。
カラーフィルタホイール装置８０Ｋは、基板８１、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ、透過窓８２ｄ、反射防止膜８３（図示せず）、及び駆動装置８４を備える。
【0177】
ホイール装置７０は、基板７１において回転軸７４ｃから半径ｒ４を有する円周の上に形成された少なくとも１つの第２の光学素子を備える。第２の光学素子は少なくとも１つのカラーフィルタを含む。図２２の例では、第２の光学素子は、複数のカラーフィルタであるダイクロイックフィルタ８２Ｋａ～８２Ｋｃと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子である透過窓８２Ｋｄとの組み合わせである。
【0178】
ダイクロイックフィルタ８２Ｋａ～８２Ｋｃ及び透過窓８２Ｋｄへの入射光の光軸は、カラーフィルタホイール装置８０Ｋにおいて、回転軸８４ｃから半径ｒ４を有する円周を通る。ダイクロイックフィルタ８２Ｋａ～８２Ｋｃ及び透過窓８２Ｋｄの各領域は、回転軸８４ｃから半径ｒ４を有する円周のうち、互いに異なる弧の部分をそれぞれ含むように形成される。図２２の例では、ダイクロイックフィルタ８２Ｋａ～８２Ｋｃ及び透過窓８２Ｋｄの各領域は、扇形に形成される。
【0179】
【0180】
（スポーク損失の低減）
スポーク損失の影響を低減するために、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域は、基板７１が回転するときに、スポークがスポット領域Ａ７の上を通過する時間を短縮又は最短化するように形成される。このため、蛍光体ホイール装置７０Ｋは、所定の回転位置にある蛍光体ホイール装置７０Ｋの表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ７が複数の直線区間Ｌ４１～Ｌ４３のうちの１つに重なり、かつ、この直線区間がスポット領域の長手方向と平行になるように、蛍光体ホイール装置７０Ｋの前段の光学系に対して配置される。図２１の例は、スポット領域Ａ７のエッジが直線区間Ｌ２に重なるとき、直線区間Ｌ２がスポット領域Ａ７の長手方向と平行になる場合を示す。このように蛍光体ホイール装置７０Ｋ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
スポーク損失の影響を低減するために、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域は、基板７１が回転するときに、スポークがスポット領域Ａ７の上を通過する時間を短縮又は最短化するように形成される。このため、蛍光体ホイール装置７０Ｋは、所定の回転位置にある蛍光体ホイール装置７０Ｋの表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ７が複数の直線区間Ｌ４１～Ｌ４３のうちの１つに重なり、かつ、この直線区間がスポット領域の長手方向と平行になるように、蛍光体ホイール装置７０Ｋの前段の光学系に対して配置される。図２１の例は、スポット領域Ａ７のエッジが直線区間Ｌ２に重なるとき、直線区間Ｌ２がスポット領域Ａ７の長手方向と平行になる場合を示す。このように蛍光体ホイール装置７０Ｋ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0181】
蛍光体ホイール装置７０Ｋは、スポット領域Ａ７が他の位置（例えば中心など）において複数の直線区間Ｌ４１～Ｌ４３のうちの１つに重なるとき、この直線区間がスポット領域Ａ７の長手方向と平行になるように、蛍光体ホイール装置７０Ｋの前段の光学系に対して配置されてもよい。
【0182】
スポット領域Ａ７は、矩形形状又は丸められたコーナーを有する矩形形状に限らず、互いに異なる縦及び横の長さを有する（すなわち長手方向を有する）のであれば、楕円形など、他の形状を有してもよい。
【0183】
前述のように、各境界線の各直線区間Ｌ２１～Ｌ２４は、基板７１の半径に沿った各直線に対して互いに同一の交差角度θ２でそれぞれ交差する。従って、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線のうち、スポット領域Ａ７がどの境界線の上を通過するときであっても、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0184】
（第４の実施形態の効果）
本実施形態に係るホイール装置７０Ｋによれば、図２１に示すように、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線を形成し、ホイール装置７０Ｋ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。これにより、本実施形態に係るホイール装置７０Ｋを備えた光源装置及び投写型映像表示装置は、従来技術よりも映像光の明るさを向上することができる。
本実施形態に係るホイール装置７０Ｋによれば、図２１に示すように、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線を形成し、ホイール装置７０Ｋ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。これにより、本実施形態に係るホイール装置７０Ｋを備えた光源装置及び投写型映像表示装置は、従来技術よりも映像光の明るさを向上することができる。
【0185】
（第４の実施形態の変形例）
第２の実施形態に係るカラーフィルタホイール装置８０と、第４の実施形態に係る蛍光体ホイール装置７０Ｋとを組み合わせてもよい。すなわち、図１０の投写型映像表示装置１００Ｅは、蛍光体ホイール装置７０Ｅに代えて、図２１の蛍光体ホイール装置７０Ｋを備えてもよい。これにより、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線と、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線との両方において、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
第２の実施形態に係るカラーフィルタホイール装置８０と、第４の実施形態に係る蛍光体ホイール装置７０Ｋとを組み合わせてもよい。すなわち、図１０の投写型映像表示装置１００Ｅは、蛍光体ホイール装置７０Ｅに代えて、図２１の蛍光体ホイール装置７０Ｋを備えてもよい。これにより、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線と、ダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線との両方において、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0186】
（第４の実施形態のまとめ）
第４の実施形態において、蛍光体ホイール装置７０Ｋを「第１のホイール装置」又は単に「ホイール装置」ともいい、カラーフィルタホイール装置８０Ｋを「第２のホイール装置」ともいう。
第４の実施形態において、蛍光体ホイール装置７０Ｋを「第１のホイール装置」又は単に「ホイール装置」ともいい、カラーフィルタホイール装置８０Ｋを「第２のホイール装置」ともいう。
【0187】
第４の実施形態に係るホイール装置、光源装置、及び投写型映像表示装置は、以下の構成を備える。
【0188】
第４の実施形態に係るホイール装置によれば、蛍光体ホイール装置７０Ｋは、回転軸７４ｃの周りに回転可能な基板７１と、基板７１において回転軸７４ｃの周りの互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の光学素子とを備える。複数の光学素子の各領域は、直線区間Ｌ４１～Ｌ４３を含む境界線を介して互いに隣接する。各境界線の各直線区間Ｌ４１～Ｌ４３は、基板７１の半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度θ２でそれぞれ交差する。複数の光学素子は、複数の蛍光体であるか、又は、少なくとも１つの蛍光体と、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。
【0189】
これにより、上述のように蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの各領域の境界線を形成し、上述のように蛍光体ホイール装置７０Ｋ及び他のレンズ等を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0190】
第４の実施形態に係る光源装置によれば、光源装置は、蛍光体ホイール装置７０Ｋと、駆動装置７４と、カラーフィルタホイール装置８０Ｋと、駆動装置８４と、ソース光を発生する光源素子２１と、第１の光学系と、第２の光学系とを備える。カラーフィルタホイール装置８０Ｋは、回転軸８４ｃの周りに回転可能な基板８１を備え、基板８１に少なくとも１つの第２の光学素子が形成される。第２の光学素子は少なくとも１つのカラーフィルタを含む。駆動装置７４は蛍光体ホイール装置７０Ｋの基板７１を回転させる。駆動装置８４はカラーフィルタホイール装置８０Ｋの基板８１を回転させる。
【0191】
これにより、蛍光体ホイール装置７０Ｋを備えた光源装置において、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0192】
第４の実施形態に係る光源装置によれば、光源装置は、蛍光体ホイール装置７０Ｋと、駆動装置７４と、カラーフィルタホイール装置８０と、駆動装置８４と、ソース光を発生する光源素子２１と、第１の光学系と、第２の光学系とを備える。
【0193】
これにより、上述のように蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの境界線を形成し、上述のようにダイクロイックフィルタ８２ａ～８２ｃ及び透過窓８２ｄの各領域の境界線を形成し、上述のように蛍光体ホイール装置７０Ｋ、カラーフィルタホイール装置８０、及び他のレンズ等を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0194】
第４の実施形態に係る光源装置によれば、蛍光体ホイール装置７０Ｋは、所定の回転位置にある蛍光体ホイール装置７０Ｋの表面を光軸に沿って見たとき、第１の光学系から蛍光体ホイール装置７０Ｋの各光学素子への入射光のスポット領域が複数の直線区間Ｌ４１～Ｌ４３のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間Ｌ４１～Ｌ４３がスポット領域の長手方向と平行になるように、第１の光学系に対して配置されてもよい。
【0195】
これにより、上述のように蛍光体ホイール装置７０Ｋ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0196】
第４の実施形態に係る光源装置によれば、カラーフィルタホイール装置８０は、所定の回転位置にあるカラーフィルタホイール装置８０の表面を光軸に沿って見たとき、第２の光学系からカラーフィルタホイール装置８０の光学素子への入射光のスポット領域が複数の直線区間Ｌ２１～Ｌ２４のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間Ｌ２１～Ｌ２４がスポット領域の長手方向と平行になるように、第２の光学系に対して配置されてもよい。
【0197】
これにより、上述のようにカラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0198】
第４の実施形態に係る光源装置によれば、第２の光学系は、四辺形の断面形状を有するロッドインテグレータ３４を備えてもよい。カラーフィルタホイール装置８０は、所定の回転位置にあるカラーフィルタホイール装置８０の表面を光軸に沿って見たとき、ロッドインテグレータ３４からカラーフィルタホイール装置８０の光学素子への入射光のスポット領域が複数の直線区間Ｌ２１～Ｌ２４のうちの１つに重なり、かつ、当該１つの直線区間Ｌ２１～Ｌ２４がロッドインテグレータ３４の断面の四辺のうち最も長い一辺と平行になるように、ロッドインテグレータ３４に対して配置される。
【0199】
これにより、上述のようにカラーフィルタホイール装置８０及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0200】
第４の実施形態に係る投写型映像表示装置によれば、投写型映像表示装置は、蛍光体ホイール装置７０Ｋを備えた光源装置と、蛍光体ホイール装置７０Ｋの光学素子の出射光を空間的に変調する光変調素子とを備える。
【0201】
これにより、蛍光体ホイール装置７０Ｋを備えた投写型映像表示装置において、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0202】
［第５の実施形態］
以下、図２３～図２５を参照して、第５の実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。以下では、主に、第２の実施形態に係る投写型映像表示装置との相違点について説明する。尚、第２の実施形態と同様の構成を有する部分には同一の符号を付し、その詳細な重複説明を省略する。
以下、図２３～図２５を参照して、第５の実施形態に係る投写型映像表示装置について説明する。以下では、主に、第２の実施形態に係る投写型映像表示装置との相違点について説明する。尚、第２の実施形態と同様の構成を有する部分には同一の符号を付し、その詳細な重複説明を省略する。
【0203】
（投写型映像表示装置１００Ｌの概要）
図２３は、第５の実施形態に係る投写型映像表示装置１００Ｌの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｌは、図１０の光源装置１０Ｅに代えて、光源装置１０Ｌを備える。光源装置１０Ｌは、図１０の蛍光体ホイール装置７０Ｅに代えて、蛍光体ホイール装置７０Ｌを備える。蛍光体ホイール装置７０Ｌは、透明材料からなる基板７１に代えて、反射材料からなる基板７１Ｌを備える。基板７１Ｌは、その上に拡散膜７３ｃが形成される代わりに、入射光をそのまま透過する開口７３ｄを備える。
図２３は、第５の実施形態に係る投写型映像表示装置１００Ｌの構成を示す概略図である。投写型映像表示装置１００Ｌは、図１０の光源装置１０Ｅに代えて、光源装置１０Ｌを備える。光源装置１０Ｌは、図１０の蛍光体ホイール装置７０Ｅに代えて、蛍光体ホイール装置７０Ｌを備える。蛍光体ホイール装置７０Ｌは、透明材料からなる基板７１に代えて、反射材料からなる基板７１Ｌを備える。基板７１Ｌは、その上に拡散膜７３ｃが形成される代わりに、入射光をそのまま透過する開口７３ｄを備える。
【0204】
第２の実施形態では、基板７１が透明材料からなり、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの出射光が、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃへの入射光の向きと同じ向きを有する場合を示した。一方、第５の実施形態では、基板７１Ｌが、金属など、耐光性が高く光を反射する反射材料からなり、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃの出射光が、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び拡散膜７３ｃへの入射光の向きと逆の向きを有する場合を示す。これは、第２の実施形態よりもソース光の光強度を増大させ、投写光の輝度を高くするための構成である。
【0205】
（光源装置１０Ｌの構成）
光源装置１０Ｌは、光源２０、蛍光体ホイール装置７０Ｌ、カラーフィルタホイール装置８０、コンデンサレンズ３０、レンズ３０，５１～５７、拡散板６３、ダイクロイックミラー６４、ミラー６５，６６，６８、拡散板６７を備える。ここで、ダイクロイックミラー６４は、ソース光の波長を有する入射光を反射し、蛍光の波長を有する入射光を透過する。
光源装置１０Ｌは、光源２０、蛍光体ホイール装置７０Ｌ、カラーフィルタホイール装置８０、コンデンサレンズ３０、レンズ３０，５１～５７、拡散板６３、ダイクロイックミラー６４、ミラー６５，６６，６８、拡散板６７を備える。ここで、ダイクロイックミラー６４は、ソース光の波長を有する入射光を反射し、蛍光の波長を有する入射光を透過する。
【0206】
光源２０から出射したソース光は、コンデンサレンズ３０、レンズ５０、拡散板６３を介してダイクロイックミラー６４に入射する。その後、ソース光は、ダイクロイックミラー６４により反射され、レンズ５１及び５２を介して蛍光体ホイール装置７０Ｌに入射する。
【0207】
蛍光体ホイール装置７０Ｌは、入射したソース光によって励起されて、ソース光の波長とは異なる波長を有する蛍光を発生する蛍光体を備える。蛍光体ホイール装置７０Ｌはさらに、蛍光体の領域とは別の領域に形成され、入射したソース光を通過させる開口を備える。蛍光体ホイール装置７０Ｌの詳細は後述する。
【0208】
蛍光体ホイール装置７０Ｅの蛍光体から出射した蛍光は、基板７１Ｌにより反射され、レンズ５１及び５１を介して、ダイクロイックミラー６４に入射する。その後、蛍光は、ダイクロイックミラー６４を透過し、レンズ３３を介してカラーフィルタホイール装置８０に入射する。
【0209】
一方、蛍光体ホイール装置７０Ｌの開口７３ｄを通過したソース光は、レンズ５３、レンズ５４、ミラー６５、レンズ５５、ミラー６６、レンズ５６を介して拡散板６７に入射する。拡散板６７は、第２の実施形態の拡散膜７３ｃと同様に、ソース光を拡散させる。拡散板６７によって拡散されたソース光は、ミラー６８及びレンズ５７を介してダイクロイックミラー６４に入射し、ダイクロイックミラー６４により反射された後、レンズ３３を介してカラーフィルタホイール装置８０に入射する。
【0210】
【0211】
（蛍光体ホイール装置７０Ｌの構成）
図２４及び図２５を参照して、蛍光体ホイール装置７０Ｌの構成を説明する。図２４は、図２３のホイール装置７０Ｌの構成を示す側面図である。図２５は、図２３のホイール装置７０Ｌの構成を示す平面図である。図２４は、図２３と同じ方向から蛍光体ホイール装置７０Ｌを見た場合の断面図を示す。図２５は、図２３の左側から蛍光体ホイール装置７０Ｌを見た場合の平面図を示す。
図２４及び図２５を参照して、蛍光体ホイール装置７０Ｌの構成を説明する。図２４は、図２３のホイール装置７０Ｌの構成を示す側面図である。図２５は、図２３のホイール装置７０Ｌの構成を示す平面図である。図２４は、図２３と同じ方向から蛍光体ホイール装置７０Ｌを見た場合の断面図を示す。図２５は、図２３の左側から蛍光体ホイール装置７０Ｌを見た場合の平面図を示す。
【0212】
蛍光体ホイール装置７０Ｌは、基板７１Ｌ、蛍光体７３ａ及び７３ｂ、開口７３ｄ、及び駆動装置７４を備える。蛍光体ホイール装置７０Ｌは、図１１及び図１２のホイール装置７０Ｅの基板７１を基板７１Ｌで置き換え、ダイクロイックフィルタ７２及び拡散膜７３ｃを除去した構成を有する。
【0213】
基板７１Ｌは、反射材料からなり、図１２の拡散膜７３ｃに対応する領域に開口７３ｄを備える。基板７１Ｌは、基板７１と同様に、回転軸７４ｃの周りに回転可能である。基板７１Ｌは、例えば円板の形状を有する。基板７１Ｌは、例えば、可視光の全帯域にわたって高い反射性を有するアルミニウム基板である。
【0214】
蛍光体７３ａ及び７３ｂは、図２４に示すように基板７１Ｌの上に直接に形成されてもよく、反射性を高めるために反射層を介して形成されてもよい。反射層は、例えば、酸化チタンとバインダとの混合物からなる。
【0215】
蛍光体ホイール装置７０Ｌは、基板７１Ｌにおいて回転軸７４ｃから半径ｒ３を有する円周に沿った互いに異なる複数の領域にそれぞれ形成され、互いに異なる波長特性を有する複数の第１の光学素子を備える。複数の第１の光学素子は、複数の蛍光体であるか、又は、少なくとも１つの蛍光体と、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子との組み合わせである。図２５の例では、第１の光学素子は、蛍光体７３ａ及び７３ｂと、入射光の波長特性と同じ波長特性を有する出射光を発生する素子である開口７３ｄとの組み合わせである。
【0216】
蛍光体７３ａ，７３ｂ及び開口７３ｄへの入射光の光軸は、蛍光体ホイール装置７０Ｌにおいて、回転軸７４ｃから半径ｒ３を有する円周を通る。蛍光体７３ａ，７３ｂ及び開口７３ｄの各領域は、回転軸７４ｃから半径ｒ３を有する円周のうち、互いに異なる弧の部分をそれぞれ含むように形成される。蛍光体７３ａ，７３ｂ及び開口７３ｄの各領域は、直線区間Ｌ５１～Ｌ５３を含む境界線を介して互いに隣接する。各境界線の直線区間Ｌ５１～Ｌ５３は、基板７１Ｌの半径に沿った各直線に対して０度よりも大きくかつ９０度よりも小さい互いに同一の交差角度でそれぞれ交差する。
【0217】
ホイール装置７０Ｌの前段の光学系（レンズ５１及び５２）から蛍光体７３ａ，７３ｂ及び開口７３ｄに入射する光は、図２１に示すように、スポット領域Ａ８を形成する。
【0218】
【0219】
（スポーク損失の低減）
スポーク損失の影響を低減するために、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び開口７３ｄの各領域は、基板７１Ｌが回転するときに、スポークがスポット領域Ａ８の上を通過する時間を短縮又は最短化するように形成される。このため、蛍光体ホイール装置７０Ｌは、所定の回転位置にある蛍光体ホイール装置７０Ｌの表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ８が複数の境界線Ｌ５１～Ｌ５３のうちの１つに重なり、かつ、この直線区間がスポット領域Ａ８の長手方向と平行になるように、蛍光体ホイール装置７０Ｌの前段の光学系に対して配置される。図２５の例は、スポット領域Ａ８のエッジが境界線Ｌ５２に重なるとき、境界線Ｌ５２がスポット領域Ａ８の長手方向と平行になる場合を示す。このように蛍光体ホイール装置７０Ｌ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
スポーク損失の影響を低減するために、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び開口７３ｄの各領域は、基板７１Ｌが回転するときに、スポークがスポット領域Ａ８の上を通過する時間を短縮又は最短化するように形成される。このため、蛍光体ホイール装置７０Ｌは、所定の回転位置にある蛍光体ホイール装置７０Ｌの表面を光軸に沿って見たとき、スポット領域Ａ８が複数の境界線Ｌ５１～Ｌ５３のうちの１つに重なり、かつ、この直線区間がスポット領域Ａ８の長手方向と平行になるように、蛍光体ホイール装置７０Ｌの前段の光学系に対して配置される。図２５の例は、スポット領域Ａ８のエッジが境界線Ｌ５２に重なるとき、境界線Ｌ５２がスポット領域Ａ８の長手方向と平行になる場合を示す。このように蛍光体ホイール装置７０Ｌ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0220】
蛍光体ホイール装置７０Ｌは、スポット領域Ａ８が他の位置（例えば中心など）において複数の境界線Ｌ５１～Ｌ５３のうちの１つに重なるとき、この直線区間がスポット領域Ａ６の長手方向と平行になるように、蛍光体ホイール装置７０Ｌの前段の光学系に対して配置されてもよい。
【0221】
スポット領域Ａ８は、矩形形状又は丸められたコーナーを有する矩形形状に限らず、互いに異なる縦及び横の長さを有する（すなわち長手方向を有する）のであれば、楕円形など、他の形状を有してもよい。
【0222】
前述のように、各境界線Ｌ５１～Ｌ５３は、基板７１Ｌの半径に沿った各直線に対して互いに同一の交差角度θ２でそれぞれ交差する。従って、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び開口７３ｄの各領域の境界線のうち、スポット領域Ａ８がどの境界線の上を通過するときであっても、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。
【0223】
（第５の実施形態の効果）
本実施形態に係る蛍光体ホイール装置７０Ｌによれば、図２５に示すように、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び開口７３ｄの各領域の境界線を形成し、蛍光体ホイール装置７０Ｌ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。これにより、本実施形態に係る蛍光体ホイール装置７０Ｌを備えた光源装置１０Ｌ及び投写型映像表示装置１００Ｌは、従来技術よりも映像光の明るさを向上することができる。
本実施形態に係る蛍光体ホイール装置７０Ｌによれば、図２５に示すように、蛍光体７３ａ，７３ｂ及び開口７３ｄの各領域の境界線を形成し、蛍光体ホイール装置７０Ｌ及びその前段の光学系を配置することにより、スポーク損失の影響を低減又は最小化することができる。これにより、本実施形態に係る蛍光体ホイール装置７０Ｌを備えた光源装置１０Ｌ及び投写型映像表示装置１００Ｌは、従来技術よりも映像光の明るさを向上することができる。
【0224】
［他の変形例］
本開示の各態様は、１つのホイール装置のみを備え、当該ホイール装置に蛍光体及びカラーフィルタのうちの一方のみが形成された光源装置及び投写型映像表示装置にも適用可能である。また、本開示の各態様は、蛍光体及びカラーフィルタとは異なる光学素子であって、同じ入射光に応じて互いに異なる波長域の出射光を生じる複数の光学素子が形成されたホイール装置を備えた光源装置及び投写型映像表示装置にも適用可能である。
本開示の各態様は、１つのホイール装置のみを備え、当該ホイール装置に蛍光体及びカラーフィルタのうちの一方のみが形成された光源装置及び投写型映像表示装置にも適用可能である。また、本開示の各態様は、蛍光体及びカラーフィルタとは異なる光学素子であって、同じ入射光に応じて互いに異なる波長域の出射光を生じる複数の光学素子が形成されたホイール装置を備えた光源装置及び投写型映像表示装置にも適用可能である。
【0225】
本開示の実施形態に係るホイール装置は、光変調素子としてＤＭＤに代えて液晶素子を備えた投写型映像表示装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【0226】
本開示の態様に係るホイール装置は、光源装置及び投写型映像表示装置に適用可能である。
【0227】
本開示の一例として、投写型映像表示装置の光源装置を参照して説明したが、本開示の態様に係る光源装置はこれに限定されるものではなく、例えばヘッドランプなどの照明装置であってもよい。
【0228】
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、第１～第５の実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施形態にも適用できる。また、上記で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施形態とすることも可能である。
【符号の説明】
【0229】
１０，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｌ…光源装置、
２０…光源、
７０，７０Ａ，７０Ｉ，７０Ｊ…ホイール装置、
７０Ｅ，７０Ｋ…蛍光体ホイール装置、
７１，７１Ｌ…基板、
７２…ダイクロイックフィルタ、
７３ａ，７３ｂ…蛍光体、
７３ｃ…拡散膜、
７３ｄ…開口、
８０，８０Ｋ…カラーフィルタホイール装置、
８１…基板、
８２ａ～８２ｃ…ダイクロイックフィルタ、
８２ｄ…透過窓、
８３…反射防止膜、
１００，１００Ｂ～１００Ｈ，１００Ｌ…投写型映像表示装置。
２０…光源、
７０，７０Ａ，７０Ｉ，７０Ｊ…ホイール装置、
７０Ｅ，７０Ｋ…蛍光体ホイール装置、
７１，７１Ｌ…基板、
７２…ダイクロイックフィルタ、
７３ａ，７３ｂ…蛍光体、
７３ｃ…拡散膜、
７３ｄ…開口、
８０，８０Ｋ…カラーフィルタホイール装置、
８１…基板、
８２ａ～８２ｃ…ダイクロイックフィルタ、
８２ｄ…透過窓、
８３…反射防止膜、
１００，１００Ｂ～１００Ｈ，１００Ｌ…投写型映像表示装置。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】