(57)【要約】【課題】コストを低減した光源装置及びプロジェクターを提供する。【解決手段】本発明の光源装置は、発光装置と、第１の領域と第２の領域とを有する第１の光学素子と、第１の領域から射出された第１の光を第２の光に変換する第２の光学素子と、第２の光が入射される拡散素子と、第２の領域から射出された第１の光が入射される波長変換素子と、を備える。拡散素子から射出されて第２の光学素子に入射される光は第３の光に変換され、第２の光学素子から射出されて第１の領域に入射される第３の光は、第１の光学素子の第１の領域から射出され、拡散素子から射出されて第１の光学素子の第２の領域に入射される光は第２の領域から射出され、波長変換素子から射出されて第１の光学素子に入射される第４の光は第１の領域および第２の領域を経由して射出される。【選択図】図２
2020204716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長を有する第１の偏光方向の第１の光を射出する発光装置と、
前記第１の光を透過または反射する第１の領域と、前記第１の光が前記第１の領域を透過する場合に前記第１の光を反射させる、または、前記第１の光が前記第１の領域で反射される場合に前記第１の光を透過させる第２の領域と、を有する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子の前記第１の領域から射出された前記第１の光が入射され、前記第１の光を前記第１の波長を有する円偏光の第２の光に変換する第２の光学素子と、
前記第２の光学素子から射出された前記第２の光が入射される拡散素子と、
前記第１の光学素子の前記第２の領域から射出された前記第１の光が入射される波長変換素子と、を備え、
前記拡散素子から射出されて前記第２の光学素子に入射される光は、前記第２の光学素子によって、前記第１の波長を有する第２の偏光方向の第３の光に変換され、
前記第２の光学素子から射出されて前記第１の光学素子の前記第１の領域に入射される前記第３の光は、前記第１の領域から射出され、
前記拡散素子から射出されて前記第１の光学素子の前記第２の領域に入射される光は、記第１の光学素子の前記第２の領域から射出され、
前記波長変換素子から射出されて前記第１の光学素子の前記第１の領域および前記第２の領域に入射される第２の波長を有する第４の光は、前記第１の光学素子の前記第１の領域および前記第２の領域を経由して射出される
ことを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記第１の光学素子において、前記第１の領域は前記第１の光学素子の中央に設けられ、前記第２の領域は前記第１の領域の周囲を囲むように設けられる
ことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
【請求項３】
前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子の一方側に、前記第１の領域に対向するように配置される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光源装置。
【請求項４】
前記第１の光学素子から射出された光を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１の光学素子の前記第１の領域に入射される前記第１の光の光量を制御する制御部と、を備える
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項５】
前記第２の光学素子は水晶で形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項６】
前記第１の光学素子の前記第１の領域から射出される前記第３の光が入射される第３の光学素子を備え、
前記第３の光学素子は、前記第３の光を前記第１の波長を有する円偏光の第５の光に変換する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光源装置。
【請求項７】
前記第３の光学素子は、前記第１の光学素子の他方側に、前記第１の領域に対向するように配置される
ことを特徴とする請求項６に記載の光源装置。
【請求項８】
前記第３の光学素子は水晶で形成されている
ことを特徴とする請求項６または７に記載の光源装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、
前記画像光を投射する投射光学装置と、を備える
ことを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、固体光源ユニットから射出した光線を偏光分離合成手段によって２つに分離して蛍光生成用光路及び拡散光生成用光路にそれぞれ導き、蛍光体によって生成される蛍光と拡散板によって生成される拡散光とを偏光分離合成手段で合成して照明光を生成するプロジェクター用の光源装置が開示されている。この光源装置において、拡散光生成用光路には、偏光分離合成手段を透過した後に拡散板で反射された光線を偏光分離合成手段で反射させるための１／４波長板が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１３７７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１／４波長板が水晶で構成される場合には、水晶は非常に高価であるため、上記光源装置が高コスト化してしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の第１態様の光源装置は、第１の波長を有する第１の偏光方向の第１の光を射出する発光装置と、前記第１の光を透過または反射する第１の領域と、前記第１の光が前記第１の領域を透過する場合に前記第１の光を反射させる、または、前記第１の光が前記第１の領域で反射される場合に前記第１の光を透過させる第２の領域と、を有する第１の光学素子と、前記第１の光学素子の前記第１の領域から射出された前記第１の光が入射され、前記第１の光を前記第１の波長を有する円偏光の第２の光に変換する第２の光学素子と、前記第２の光学素子から射出された前記第２の光が入射される拡散素子と、前記第１の光学素子の前記第２の領域から射出された前記第１の光が入射される波長変換素子と、を備え、前記拡散素子から射出されて前記第２の光学素子に入射される光は、前記第２の光学素子によって、前記第１の波長を有する第２の偏光方向の第３の光に変換され、前記第２の光学素子から射出されて前記第１の光学素子の前記第１の領域に入射される前記第３の光は、前記第１の領域から射出され、前記拡散素子から射出されて前記第１の光学素子の前記第２の領域に入射される光は、記第１の光学素子の前記第２の領域から射出され、前記波長変換素子から射出されて前記第１の光学素子の前記第１の領域および前記第２の領域に入射される第２の波長を有する第４の光は、前記第１の光学素子の前記第１の領域および前記第２の領域を経由して射出されることを特徴とする。
【０００６】
上記第１態様の光源装置において、前記第１の光学素子において、前記第１の領域は前記第１の光学素子の中央に設けられ、前記第２の領域は前記第１の領域の周囲を囲むように設けられてもよい。
【０００７】
上記第１態様の光源装置において、前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子の一方側に、前記第１の領域に対向するように配置されてもよい。
【０００８】
上記第１態様の光源装置において、前記第１の光学素子から射出された光を検出する検出部と、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１の光学素子の前記第１の領域に入射される前記第１の光の光量を制御する制御部と、を備えてもよい。
【０００９】
上記第１態様の光源装置において、前記第２の光学素子は水晶で形成されてもよい。
【００１０】
上記第１態様の光源装置において、前記第１の光学素子の前記第１の領域から射出される前記第３の光が入射される第３の光学素子を備え、前記第３の光学素子は、前記第３の光を前記第１の波長を有する円偏光の第５の光に変換してもよい。
【００１１】
上記第１態様の光源装置において、前記第３の光学素子は、前記第１の光学素子の他方側に、前記第１の領域に対向するように配置されてもよい。
【００１２】
上記第１態様の光源装置において、前記第３の光学素子は水晶で形成されてもよい。
【００１３】
本発明の第２態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置から射出される光を画像情報に応じて変調して画像光を形成する光変調装置と、前記画像光を投射する投射光学装置と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
【図２】光源装置の概略構成を示す図である。
【図３】青色アレイ光源の斜視図である。
【図４】青色アレイ光源を光軸に沿う方向に見た平面図である。
【図５】光分離合成素子の平面構成を示す図である。
【図６】光分離合成素子の斜視構成を示す図である。
【図７】センサーユニットの概略構成を示す図である。
【図８】偏光変換素子におけるミラーの配置を示す正面図である。
【図９】第２実施形態の光源装置の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、半導体レーザーを用いた光源装置を備えた液晶プロジェクターの一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素により寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１６】
図１は、本実施形態のプロジェクター１の概略構成図である。
図１に示すように、プロジェクター１は、光源装置２と、色分離導光光学系２００と、赤色光用光変調装置４００Ｒと、緑色光用光変調装置４００Ｇと、青色光用光変調装置４００Ｂと、クロスダイクロイックプリズム５００と、投射光学装置６００と、を備えている。本実施形態の赤色光用光変調装置４００Ｒ、緑色光用光変調装置４００Ｇ、および青色光用光変調装置４００Ｂは、特許請求の範囲の光変調装置に対応する。
【００１７】
本実施形態において、光源装置２は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢを含む白色の照明光ＷＬを射出する。
【００１８】
色分離導光光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０と、ダイクロイックミラー２２０と、反射ミラー２３０と、反射ミラー２４０と、反射ミラー２５０と、リレーレンズ２６０と、リレーレンズ２７０と、を備えている。色分離導光光学系２００は、光源装置２からの照明光ＷＬを、赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離し、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢをそれぞれ対応する赤色光用光変調装置４００Ｒ、緑色光用光変調装置４００Ｇ、および青色光用光変調装置４００Ｂに導く。
【００１９】
色分離導光光学系２００と赤色光用光変調装置４００Ｒとの間には、フィールドレンズ３００Ｒが配置されている。色分離導光光学系２００と緑色光用光変調装置４００Ｇとの間には、フィールドレンズ３００Ｇが配置されている。色分離導光光学系２００と青色光用光変調装置４００Ｂとの間には、フィールドレンズ３００Ｂが配置されている。
【００２０】
ダイクロイックミラー２１０は、赤色光ＬＲを透過させ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを反射する。ダイクロイックミラー２２０は、緑色光ＬＧを反射して、青色光ＬＢを透過させる。反射ミラー２３０は、赤色光ＬＲを反射する。反射ミラー２４０および反射ミラー２５０は、青色光ＬＢを反射する。
【００２１】
赤色光用光変調装置４００Ｒ、緑色光用光変調装置４００Ｇ、および青色光用光変調装置４００Ｂのそれぞれは、入射された色光を画像情報に応じて変調して画像を形成する液晶パネルから構成されている。
【００２２】
なお、図示を省略したが、フィールドレンズ３００Ｒと赤色光用光変調装置４００Ｒとの間には、入射側偏光板が配置されている。フィールドレンズ３００Ｇと緑色光用光変調装置４００Ｇとの間には、入射側偏光板が配置されている。フィールドレンズ３００Ｂと青色光用光変調装置４００Ｂとの間には、入射側偏光板が配置されている。赤色光用光変調装置４００Ｒとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、射出側偏光板が配置されている。緑色光用光変調装置４００Ｇとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、射出側偏光板が配置されている。青色光用光変調装置４００Ｂとクロスダイクロイックプリズム５００との間には、射出側偏光板が配置されている。
【００２３】
クロスダイクロイックプリズム５００は、赤色光用光変調装置４００Ｒ、緑色光用光変調装置４００Ｇ、青色光用光変調装置４００Ｂから射出された各画像光を合成してカラー画像を形成する。クロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面に、誘電体多層膜が設けられている。
【００２４】
クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投射光学装置６００によってスクリーンＳＣＲ上に拡大投射される。
【００２５】
（光源装置）
続いて、光源装置２について説明する。図２は光源装置２の概略構成を示す図である。
図２に示すように、光源装置２は、青色アレイ光源（発光装置）２０と、ホモジナイザー光学系２３と、光分離合成素子（第１の光学素子）２５と、第１の集光光学系２６と、波長変換素子２７と、第１の位相差板（第２の光学素子）２８ａと、第２の集光光学系２９と、拡散反射素子（拡散素子）３０と、第２の位相差板（第３の光学素子）２８ｂと、インテグレータ光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳レンズ３３と、光量モニター用ミラー４２と、センサーユニット（検出部）４３と、制御部ＣＯＮＴと、を備えている。
【００２６】
青色アレイ光源２０と、ホモジナイザー光学系２３と、光分離合成素子２５と、第１の位相差板２８ａと、第２の集光光学系２９と、拡散反射素子３０とは、青色アレイ光源２０の光軸ａｘ１上に順次並んで配置されている。
【００２７】
また、波長変換素子２７と、第１の集光光学系２６と、光分離合成素子２５と、第２の位相差板２８ｂと、インテグレータ光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳レンズ３３とは、照明光軸ａｘ２上に順次並んで配置されている。光軸ａｘ１と照明光軸ａｘ２とは、同一面内にあり、互いに直交する。
【００２８】
青色アレイ光源２０について説明する。
図３は青色アレイ光源２０の斜視図である。図４は青色アレイ光源２０を光軸ａｘ１に沿う方向に見た平面図である。
図３および図４に示すように、青色アレイ光源２０は、複数の発光素子２１を備えている。本実施形態では、青色アレイ光源２０は、７個の発光素子２１を備えている。７個の発光素子２１は、青色光ＬＢの光軸ａｘ１上に位置する１個の第１発光素子２１ａと、この第１発光素子２１ａの周辺を取り囲むように設けられた６個の第２発光素子２１ｂと、を含んでいる。このように、周辺の６個の第２発光素子２１ｂは、青色光ＬＢの光軸ａｘ１の周りに実質的に回転対称に設けられている。７個の発光素子２１は、支持部材１０７によって支持されている。
【００２９】
各発光素子２１は、ＣＡＮパッケージタイプの半導体レーザーから構成されている。発光素子２１は、台座１０２と缶体１０３とからなるパッケージ１０４と、パッケージ１０４に収容された半導体レーザー素子１０５と、コリメートレンズ１０６と、を備えている。半導体レーザー素子１０５は、例えばピーク波長が４４０ｎｍ〜４７０ｎｍの青色光線（第１の波長を有する第１の光）Ｂ１を射出する。パッケージ１０４の光射出口には、コリメートレンズ１０６が設けられている。コリメートレンズ１０６は、半導体レーザー素子１０５から射出された青色光線Ｂ１を略平行化する。
【００３０】
このように、発光素子２１は、平行化された青色光線Ｂ１を射出する。青色アレイ光源２０は、７本の青色光線Ｂ１からなる青色光Ｂを射出する。複数の青色光線Ｂ１各々の主光線は互いに平行である。各半導体レーザー素子１０５ａから射出された青色光線Ｂ１は直線偏光である。つまり、青色アレイ光源２０から射出される青色光Ｂは直線偏光である。
【００３１】
青色アレイ光源２０から射出された青色光Ｂは、ホモジナイザー光学系２３に入射する。ホモジナイザー光学系２３は、マルチレンズ２３ａ、２３ｂを有する。ホモジナイザー光学系２３は、第１の集光光学系２６とともに被照明領域である波長変換素子２７の照度分布を均一化する。また、ホモジナイザー光学系２３は、第２の集光光学系２９とともに被照明領域である拡散反射素子３０の照度分布を均一化する。ホモジナイザー光学系２３を透過した青色光Ｂは光分離合成素子２５に入射する。
【００３２】
図５は光分離合成素子２５の平面構成を示す図である。図５は、光分離合成素子２５の表面における法線方向から平面視した場合の平面図である。図６は光分離合成素子２５の斜視構成を示す図である。図６は、図２中における光軸ａｘ１又は照明光軸ａｘ２に沿う方向に平面視した光分離合成素子２５の構成を示す図である。
【００３３】
図５に示すように、光分離合成素子２５は、第１の領域２５Ａと第２の領域２５Ｂとを含む。第１の領域２５Ａは青色光Ｂを透過させる領域である。第２の領域２５Ｂは青色光Ｂを反射させる領域である。
【００３４】
第１の領域２５Ａは偏光ビームスプリッターで構成される。偏光ビームスプリッターは、第１の領域２５Ａに入射する光を、偏光ビームスプリッターに対するＳ偏光とＰ偏光とに分離する偏光分離機能を有する。すなわち、第１の領域２５Ａは、偏光ビームスプリッターに対してＰ偏光として入射する光を透過させ、偏光ビームスプリッターに対してＳ偏光として入射する光を反射する。
【００３５】
本実施形態において、青色アレイ光源２０から射出される青色光Ｂは偏光ビームスプリッターに対するＰ偏光（第１の偏光方向）となるように配置されているため、第１の領域２５Ａは上述のように青色光Ｂを透過可能である。本実施形態において、青色光Ｂは第１の波長を有する第１の偏光方向の第１の光に相当する。ここで、青色アレイ光源２０から射出される青色光Ｂが、光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａに対して、Ｐ偏光とするかＳ偏光とするかは、青色アレイ光源２０の配置状態を光軸ａｘ１を回転軸として回転させることにより、変更することができる。
【００３６】
また、第１の領域２５Ａを構成する偏光ビームスプリッターは、波長変換素子２７から射出され、青色光Ｂとは波長帯が異なる蛍光（第２の波長を有する第４の光）ＹＬを、その偏光状態にかかわらず透過させる色分離機能を有する。
【００３７】
第２の領域２５Ｂはダイクロイックミラーで構成される。ダイクロイックミラーは、青色光Ｂを反射するとともに蛍光ＹＬを透過させる光学特性を有する。
【００３８】
図２に示すように、第１の領域２５Ａは光分離合成素子２５に入射する青色光Ｂの一部を拡散反射素子３０側に向けて透過させ、第２の領域２５Ｂは光分離合成素子２５に入射する青色光Ｂの残りを波長変換素子２７側に向けて反射する。第１の領域２５Ａは、青色アレイ光源２０から射出された青色光Ｂの全光量の１５％から２５％の割合の光を取り込み可能な大きさに設定される。以下、第１の領域２５Ａを透過した青色光Ｂを青色光ＬＢ１、第２の領域２５Ｂで反射された青色光Ｂを青色光ＬＢ２と称す。
【００３９】
図５に示すように、光分離合成素子２５において、第１の領域２５Ａは光分離合成素子２５の中央に配置されている。また、第２の領域２５Ｂは第１の領域２５Ａの周囲を囲むように設けられている。光分離合成素子２５の平面形状は矩形であり、第１の領域２５Ａの平面形状は楕円である。光軸ａｘ１及び照明光軸ａｘ２は光分離合成素子２５の中心を通る。すなわち、第１の領域２５Ａは光軸ａｘ１および照明光軸ａｘ２上に設けられている。光軸ａｘ１および照明光軸ａｘ２の交点Ｐは第１の領域２５Ａの中心に位置する。
【００４０】
図６に示すように、本実施形態の光分離合成素子２５において、第１の領域２５Ａの中心は、光軸ａｘ１及び照明光軸ａｘ２の交点に一致する。光分離合成素子２５は、光軸ａｘ１及び照明光軸ａｘ２に対して４５°の角度をなすように配置されている。光分離合成素子２５は、光軸ａｘ１に沿う方向において平面視した場合に、図６に示すように第１の領域２５Ａの平面形状は円形である。
【００４１】
本実施形態において、光軸ａｘ１は第１の領域２５Ａの中心を通る。そのため、青色アレイ光源２０を構成する複数の発光素子２１のうちの光軸ａｘ１上に配置される第１発光素子２１ａ（図４参照）から射出された青色光線Ｂ１は第１の領域２５Ａに入射する。よって、第１の領域２５Ａに入射する光の光量は第１発光素子２１ａの光量に応じて決まる。
【００４２】
第１の位相差板２８ａは、光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａに対向して配置される。本実施形態において、第１の位相差板２８ａ及び第１の領域２５Ａが対向して配置されるとは、光軸ａｘ１上において第１の領域２５Ａが第１の位相差板２８ａの表面に対して４５°の角度をなすように配置される状態をいう。光軸ａｘ１に沿う方向から平面視した場合、第１の位相差板２８ａは第１の領域２５Ａと略重なるように設けられている。
【００４３】
本実施形態において、第１の位相差板２８ａは、光分離合成素子２５と拡散反射素子３０との間に設けられ、光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａに対向して配置されるので、第１の領域２５Ａを透過した青色光ＬＢ１が第１の位相差板２８ａに効率良く入射する。
【００４４】
第１の領域２５Ａに入射する青色光ＬＢ１の主光線は青色光Ｂの光軸ａｘ１に一致するため、青色光ＬＢ１は光軸ａｘ１上に配置される第１の位相差板２８ａに対して平行光として入射する。よって、第１の位相差板２８ａは平行光として入射する青色光ＬＢ１に対して位相差板として機能するので、青色光ＬＢ１に対して所定の位相差を付与できる。
【００４５】
第１の位相差板２８ａは、光分離合成素子２５と拡散反射素子３０との間の光路中に配置された１／４波長板から構成される。この１／４波長板は水晶で構成された位相差板である。
【００４６】
本実施形態において、第１の位相差板２８ａは、青色アレイ光源２０から射出された青色光Ｂの一部に相当する青色光ＬＢ１の光路上に配置されている。そのため、第１の位相差板２８ａの大きさは、青色光ＬＢの光路全体に位相差板を配置する場合に比べて小型化される。一般的に水晶位相差板は非常に高価であるため、第１の位相差板２８ａを小型化することで光源装置２のコストを低減可能となる。
【００４７】
第１の位相差板２８ａは、青色光ＬＢ１を、例えば右回り円偏光の青色光ＬＢｃ１に変換する。本実施形態において、青色光ＬＢｃ１は、第１の波長を有する円偏光の第２の光に相当する。
【００４８】
青色光ＬＢｃ１は第２の集光光学系２９に入射する。第２の集光光学系２９は、例えばレンズ２９ａ，２９ｂから構成される。ホモジナイザー光学系２３及び第２の集光光学系２９を経由した青色光ＬＢｃ１は、拡散反射素子３０に対して照度分布が均一化された状態で入射する。
【００４９】
拡散反射素子３０は、円板状の拡散板３０ａと、この拡散板３０ａを回転させる回転駆動部３０ｂとを含む。拡散板３０ａは、拡散板３０ａに入射した青色光ＬＢｃ１をランバート反射させることが好ましい。
【００５０】
拡散反射素子３０は、光分離合成素子２５における波長変換素子２７の鏡像関係の位置に配置され、第２の集光光学系２９から射出された青色光ＬＢｃ１を光分離合成素子２５に向けて拡散反射させる。拡散反射素子３０としては、青色光ＬＢｃ１をランバート反射させつつ、且つ、偏光状態を乱さない材料を用いることが好ましい。
【００５１】
以下、拡散反射素子３０によって拡散反射された光を青色光ＬＢｃ２と称する。本実施形態によれば、青色光ＬＢｃ１を拡散反射させることで略均一な照度分布の青色光ＬＢｃ２が得られる。例えば、右回り円偏光の青色光ＬＢｃ１は左回り円偏光の青色光ＬＢｃ２として反射される。青色光ＬＢｃ２は第２の集光光学系２９によって平行光に変換された後に再び第１の位相差板２８ａに入射する。
【００５２】
ここで、青色光ＬＢｃ２は青色光ＬＢｃ１を拡散した光であることから、青色光ＬＢｃ２の光束幅は青色光ＬＢｃ１の光束幅よりも大きい。そのため、青色光ＬＢｃ２のうち青色光ＬＢｃ１の光路上に位置する光のみが第１の位相差板２８ａに入射し、青色光ＬＢｃ１の光路よりも外側に拡がった光は第１の位相差板２８ａに入射しない。
【００５３】
拡散反射素子３０から射出されて第１の位相差板２８ａに入射した青色光ＬＢｃ２は、第１の位相差板２８ａによってＳ偏光（第２の偏光方向）の青色光ＬＢｓに変換される。本実施形態において、青色光ＬＢｓは、第１の波長を有する第２の偏光方向の第３の光に相当する。
【００５４】
第１の位相差板２８ａから射出された青色光ＬＢｓは、光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａに再び入射する。青色光ＬＢｓはＳ偏光に変換されているため、光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａで反射される。光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａで反射された青色光ＬＢｓは第２の位相差板２８ｂに入射する。
【００５５】
第２の位相差板２８ｂは、光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａに対向して配置される。本実施形態において、第２の位相差板２８ｂ及び第１の領域２５Ａが対向して配置されるとは、照明光軸ａｘ２上において第１の領域２５Ａが第２の位相差板２８ｂの表面に対して４５°の角度をなすように配置される状態をいう。照明光軸ａｘ２に沿う方向から平面視した場合、第２の位相差板２８ｂは第１の領域２５Ａと略重なるように設けられている。すなわち、第２の位相差板２８ｂは、光分離合成素子２５とインテグレータ光学系３１との間に設けられ、光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａに対向して配置される。
【００５６】
本実施形態において、第２の位相差板２８ｂは、光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａに対向して配置されるので、第１の領域２５Ａで反射した青色光ＬＢｓが第２の位相差板２８ｂに効率良く入射する。第２の位相差板２８ｂは、第１の位相差板２８ａを経由した光の光路上に配置されている。そのため、第２の位相差板２８ｂの大きさは第１の位相差板２８ａの大きさと同じである。
【００５７】
第１の領域２５Ａで反射された青色光ＬＢｓの主光線は照明光軸ａｘ２に一致するため、青色光ＬＢｓは照明光軸ａｘ２上に配置される第２の位相差板２８ｂに対して平行光として入射する。よって、第２の位相差板２８ｂは平行光として入射する青色光ＬＢｓに対して位相差板として機能するので、青色光ＬＢｓに対して所定の位相差を付与できる。
【００５８】
第２の位相差板２８ｂは、光分離合成素子２５とインテグレータ光学系３１との間の光路中の一部に配置された１／４波長板から構成される。この１／４波長板は水晶で構成された位相差板である。
【００５９】
第２の位相差板２８ｂは、青色光ＬＢｓを、例えば左回り円偏光の青色光ＬＢｃ３に変換する。本実施形態において、青色光ＬＢｃ３は、第１の波長を有する円偏光の第５の光に相当する。
【００６０】
一方、拡散反射素子３０から射出されて第１の位相差板２８ａに入射しない青色光ＬＢｃ２は、光分離合成素子２５の第２の領域２５Ｂに入射する。青色光ＬＢｃ２は第２の領域２５Ｂ（ダイクロイックミラー）によってインテグレータ光学系３１に向けて反射される。
【００６１】
本実施形態において、拡散板３０ａに入射する青色光ＬＢｃ１の主光線は光軸ａｘ１に一致している。そのため、拡散反射素子３０で拡散反射された青色光ＬＢｃ２は全方向に亘って等方的に拡散されるので、青色光ＬＢｃ２は略円形状の断面を有した光束となる。
【００６２】
仮に拡散板３０ａに入射する青色光ＬＢｃ１の主光線が光軸ａｘ１に一致していない場合、すなわち、第１の領域２５Ａが光軸ａｘ１上に配置されていない場合、青色光ＬＢｃ２の光束形状は歪んだ状態となる。青色光ＬＢｃ２はインテグレータ光学系３１の全体に入射しないため、インテグレータ光学系３１が効率良く機能させることができない。
【００６３】
本実施形態の光源装置２によれば、略円形状の断面を持つ青色光ＬＢｃ２がインテグレータ光学系３１の全域に効率良く入射するので、インテグレータ光学系３１を有効に機能させることができる。
【００６４】
本実施形態の光源装置２において、第２の集光光学系２９には、青色アレイ光源２０から射出された高エネルギーを有するレーザー光（青色光）が入射する。そのため、第２の集光光学系２９は温度上昇によって光弾性効果（複屈折）が生じ易い。第２の集光光学系２９において複屈折が生じると、第２の集光光学系２９を透過する光の偏光状態に乱れが生じてしまう。
【００６５】
本実施形態の光源装置２において、第１の位相差板２８ａを２回通過することで偏光状態を変換した青色光を光分離合成素子２５で偏光分離する構成を採用している。
【００６６】
ここで、拡散反射素子３０で拡散反射された青色光ＬＢｃ２における全光束幅の１／３の光が第１の位相差板２８ａに入射すると仮定する。この場合、青色光ＬＢｃ２のうち第１の位相差板２８ａに入射する光束面積と青色光ＬＢｃ２のうち第１の位相差板２８ａに入射しない光束面積との比は１：８となる。すなわち、拡散反射素子３０で拡散反射された青色光ＬＢｃ２の殆ど（８／９）は光分離合成素子２５において偏光分離に利用されない。
【００６７】
本実施形態の光源装置２の構成によれば、仮に上述した第２の集光光学系２９における偏光状態の乱れが生じた場合でも、光分離合成素子２５における偏光分離に及ぶ影響を小さくできる。そのため、本実施形態の光源装置２では、第２の集光光学系２９における光弾性効果（複屈折）の影響を低減するために第２の集光光学系２９を熱膨張係数の小さい石英レンズで構成する必要はない。よって、第２の集光光学系２９を高価な石英レンズで構成することによるコスト上昇を抑制することができる。
【００６８】
また、第２の領域２５Ｂで反射された青色光ＬＢ２は、第１の集光光学系２６に入射する。第１の集光光学系２６は、青色光ＬＢ２を波長変換素子２７に向けて集光させる。
【００６９】
本実施形態において、第１の集光光学系２６は、例えば第１レンズ２６ａ及び第２レンズ２６ｂから構成される。ホモジナイザー光学系２３及び第１の集光光学系２６を経由した青色光ＬＢ２は、波長変換素子２７の被照明領域に対して照度分布が均一化された状態で入射する。波長変換素子２７は、蛍光体３４と、蛍光体３４を支持する基板３５と、蛍光体３４を基板３５に固定する固定部材３６と、を有している。
【００７０】
本実施形態において、蛍光体３４は、該蛍光体３４の側面と基板３５との間に設けられた固定部材３６により、基板３５に固定される。蛍光体３４は、青色光ＬＢ２の入射する側と反対側の面において、基板３５に接触する。
【００７１】
蛍光体３４は、青色光ＬＢ２を吸収して励起される蛍光体を含む。この青色光ＬＢ２により励起された蛍光体は、例えば波長帯が５００〜７００ｎｍの蛍光（黄色蛍光）ＹＬを射出する。蛍光体３４と基板３５との間に反射層３７が設けられている。反射層３７は、蛍光体３４で生成された蛍光ＹＬのうち、基板３５に向かって進む成分を反射する。
【００７２】
基板３５における蛍光体３４の支持面と反対の面にヒートシンク３８が配置されている。波長変換素子２７では、このヒートシンク３８を介して放熱できるため、蛍光体３４の熱劣化を防ぐことができる。
【００７３】
蛍光体３４から射出された蛍光ＹＬは非偏光の光である。蛍光ＹＬは、第１の集光光学系２６で平行化されて、光分離合成素子２５に入射する。光分離合成素子２５に入射した蛍光ＹＬは第１の領域２５Ａ及び第２の領域２５Ｂを透過してインテグレータ光学系３１に向けて射出される。なお、蛍光ＹＬの一部は照明光軸ａｘ２上に設けられた第２の位相差板２８ｂを透過するが、非偏光である蛍光ＹＬは第２の位相差板２８ｂの影響を受けない。
【００７４】
このようにして青色光ＬＢｃ２、青色光ＬＢｃ３及び蛍光ＹＬが合成されることで白色の照明光ＷＬが生成される。照明光ＷＬは、色分離導光光学系２００において、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢに分離される。青色光ＬＢｃ２及び青色光ＬＢｃ３は青色光ＬＢとして分離され、蛍光ＹＬは赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧとして分離される。
【００７５】
図２を参照して説明する。
照明光ＷＬはインテグレータ光学系３１に入射する。インテグレータ光学系３１は、第１マルチレンズ３１ａと第２マルチレンズ３１ｂとを有する。第１マルチレンズ３１ａは照明光ＷＬを複数の部分光線束に分割するための複数の第１小レンズ３１ａｍを有する。
【００７６】
第１マルチレンズ３１ａのレンズ面（第１小レンズ３１ａｍの表面）と光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各々の画像形成領域とは互いに共役となっている。そのため、第１小レンズ３１ａｍ各々の形状は、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域の形状と略相似形（矩形状）となっている。これにより、第１マルチレンズ３１ａから射出された部分光束各々が光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域にそれぞれ効率良く入射する。
【００７７】
第２マルチレンズ３１ｂは、第１マルチレンズ３１ａの複数の第１小レンズ３１ａｍに対応する複数の第２小レンズ３１ｂｍを有する。第２マルチレンズ３１ｂは、重畳レンズ３３とともに、第１マルチレンズ３１ａの各第１小レンズ３１ａｍの像を各光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの各々の画像形成領域の近傍に結像させる。
【００７８】
インテグレータ光学系３１を透過した照明光ＷＬは偏光変換素子３２に入射する。
偏光変換素子３２は、偏光分離膜と位相差板（１／２位相差板）とをアレイ状に並べて構成される。偏光変換素子３２は、照明光ＷＬの偏光方向を所定方向に揃える光学素子である。より具体的に偏光変換素子３２は、照明光ＷＬを光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの光入射側に配置された偏光板（不図示）の透過軸の方向に対応させる光学素子である。
【００７９】
これにより、偏光変換素子３２を透過した照明光ＷＬを分離して得られる赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢの偏光方向は、各光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの入射側偏光板の透過軸方向に対応する。よって、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢは入射側偏光板でそれぞれ遮光されることなく、光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域にそれぞれ良好に入射する。
【００８０】
偏光変換素子３２を透過した照明光ＷＬは、重畳レンズ３３に入射する。重畳レンズ３３はインテグレータ光学系３１と協同して、被照明領域における照度分布を均一化する。
【００８１】
ここで、偏光変換素子３２に入射する光が一方の偏光成分（Ｓ偏光又はＰ偏光）のみで構成される場合、双方の偏光成分（Ｓ偏光及びＰ偏光）を含む光で構成される場合に比べて、偏光変換素子３２を透過後の光強度分布の均一性が低下してしまう。
【００８２】
従来、偏光変換素子に入射する光が一方の偏光成分のみで構成されている場合、偏光変換素子３２の前段に１／４波長板を設けることで偏光変換素子３２に入射する光を円偏光に変換することが行われていた。しかしながら、この場合、偏光変換素子３２の前段に１／４波長板を別途設ける分だけコストが高くなってしまう。
【００８３】
本実施形態の光源装置２では、円偏光である青色光ＬＢｃ２及び青色光ＬＢｃ３と非偏光である蛍光ＹＬとを含む照明光ＷＬが偏光変換素子３２に入射する。円偏光である青色光ＬＢｃ２及び青色光ＬＢｃ３はＳ偏光成分及びＰ偏光成分を概ね同程度の割合で含む。また、非偏光である蛍光ＹＬも、円偏光と同様、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分を概ね同程度の割合で含む。
【００８４】
本実施形態の光源装置２は、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分の双方を概ね等しい割合で含む照明光ＷＬを偏光変換素子３２に入射させるので、偏光変換素子３２を透過した照明光ＷＬの光強度分布の均一性を向上することができる。そして、このように光強度分布の均一性が高い照明光ＷＬを色分離した赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢは、各光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂの画像形成領域を均一に照度することで優れた画像を表示できる。
【００８５】
本実施形態の光源装置２は、インテグレータ光学系３１と偏光変換素子３２との間の光路上に、光量モニター用ミラー４２を備えている。光量モニター用ミラー４２は、ハーフミラーであり、照明光軸ａｘ２に対して４５°の角度をなすように配置されている。光量モニター用ミラー４２は、入射した光の一部を透過し、残りを反射する。光量モニター用ミラー４２を透過した光は偏光変換素子３２に入射し、光量モニター用ミラー４２で反射した光はセンサーユニット４３に入射する。
【００８６】
図７はセンサーユニット４３の概略構成を示す図である。図８は偏光変換素子におけるミラーの配置を示す正面図である。
図７に示すように、センサーユニット４３は、第１センサー４３ａと、第２センサー４３ｂと、ダイクロイックミラー４３ｃとを含む。ダイクロイックミラー４３ｃは、誘電体多層膜から構成され、照明光ＷＬに含まれる蛍光ＹＬを透過させ、照明光ＷＬに含まれる青色成分である青色光ＬＢｃ２及び青色光ＬＢｃ３を反射する光学特性を有する。
【００８７】
第１センサー４３ａは、光量モニター用ミラー４２で反射された照明光ＷＬのうち、ダイクロイックミラー４３ｃで反射された青色光ＬＢｃ２、ＬＢｃ３の光量を測定する。第２センサー４３ｂは、光量モニター用ミラー４２で反射された照明光ＷＬのうち、ダイクロイックミラー４３ｃを透過した蛍光ＹＬの光量を測定する。第１センサー４３ａおよび第２センサー４３ｂは、制御部ＣＯＮＴに測定結果を送信する。制御部ＣＯＮＴは、第１センサー４３ａおよび第２センサー４３ｂの測定結果に基づき、後述のように青色アレイ光源２０の駆動を制御する。
【００８８】
なお、第２センサー４３ｂが、蛍光ＹＬの光量を測定する例を示したが、蛍光ＹＬの部分的な波長、例えば、蛍光ＹＬの赤色成分または緑色成分のみを測定してもよい。第２センサー４３ｂが、蛍光ＹＬの赤色成分またはや緑色成分を測定する場合であっても、第２センサー４３ｂの検出値は、蛍光ＹＬに対する測定結果と等価となる。
【００８９】
図８に示すように、光量モニター用ミラー４２は、偏光変換素子３２の光入射領域Ｒを避けて配置された保持部材４８によって保持されている。偏光変換素子３２の光入射領域Ｒとは、インテグレータ光学系３１から射出された複数の小光束各々が入射する領域である。
【００９０】
光量モニター用ミラー４２は、第２マルチレンズ３１ｂによる照明光ＷＬの２次光源像Ｑが形成される位置に配置されている。そのため、被照明領域である赤色光用光変調装置４００Ｒ、緑色光用光変調装置４００Ｇ、および青色光用光変調装置４００Ｂ上において照度ムラが生じることはない。
なお、本実施形態では、光量モニター用ミラー４２がインテグレータ光学系３１と偏光変換素子３２との間の光路上に配置された例を示した。この例に代えて、光量モニター用ミラー４２は、偏光変換素子３２と重畳レンズ３３との間の光路上に配置されていてもよい。なお、光量モニター用ミラー４２は、色分離導光光学系２００に設けられるダイクロイックミラー２１０、ダイクロイックミラー２２０、反射ミラー２３０、反射ミラー２４０、反射ミラー２５０の漏れ光などを利用してもよい。
【００９１】
本実施形態の光源装置２は、照明光ＷＬの色バランス（ホワイトバランス）を調整可能である。以下、光源装置２における照明光ＷＬの色バランスの調整方法について説明する。
光源装置２は、光量モニター用ミラー４２から取り出された光に含まれる青色光ＬＢｃ２、ＬＢｃ３の光量（強度）と黄色の蛍光ＹＬの光量（強度）とをセンサーユニット４３により測定する。センサーユニット４３の測定結果は、制御部ＣＯＮＴに送信される。
【００９２】
制御部ＣＯＮＴは、射出する照明光ＷＬの色味に応じた青色光強度と黄色光強度との比（強度比）を予めデータとして記憶している。制御部ＣＯＮＴは、例えば、プロジェクターの使用者から指示されたホワイトバランスに対応するデータの強度比に近づけるように青色アレイ光源２０の駆動を制御する。
【００９３】
具体的に制御部ＣＯＮＴは、光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａに入射される青色光ＬＢ１の光量を制御する。第１の領域２５Ａに入射する青色光ＬＢ１は、青色アレイ光源２０を構成する複数の発光素子２１のうち第１発光素子２１ａ（図４参照）から射出された青色光線Ｂ１を含む。本実施形態において、制御部ＣＯＮＴは、複数の発光素子２１のうちの第１発光素子２１ａの出力を調整することで第１の領域２５Ａに入射される青色光ＬＢ１の光量を制御する。
【００９４】
例えば、制御部ＣＯＮＴは、第１発光素子２１ａの出力を高くすることで第１の領域２５Ａに入射される青色光ＬＢ１の光量を増やして照明光ＷＬに含まれる黄色成分（蛍光ＹＬ）に対する青色成分（青色光ＬＢｃ２及び青色光ＬＢｃ３）の割合を増やすことができる。これにより、黄色成分の光量に対する青色成分の光量が相対的に増加するため、照明光ＷＬは青色味を帯びた白色光に変化する。
【００９５】
一方、制御部ＣＯＮＴは、第１発光素子２１ａの出力を低くすることで第１の領域２５Ａに入射される青色光ＬＢ１の光量を減らすことで照明光ＷＬに含まれる黄色成分（蛍光ＹＬ）に対する青色成分（青色光ＬＢｃ２及び青色光ＬＢｃ３）の割合を減らすことができる。これにより、青色成分の光量に対する黄色成分の光量が相対的に増加するため、照明光ＷＬは黄色味を帯びた白色光に変化する。
【００９６】
このように本実施形態の光源装置２によれば、センサーユニット４３の測定結果に基づき、制御部ＣＯＮＴによって第１の領域２５Ａに入射される青色光ＬＢ１の光量を制御することで照明光ＷＬのホワイトバランスを調整できる。よって、本実施形態の光源装置２によれば、所望のホワイトバランスを有した照明光ＷＬを生成できる。
【００９７】
以上説明したように本実施形態の光源装置２によれば、青色アレイ光源２０から射出される青色光Ｂの一部に相当する青色光ＬＢ１の光路上に第１の位相差板２８ａを備えるので、水晶で構成される第１の位相差板２８ａを小型化することで低コスト化を実現できる。
また、本実施形態の光源装置２によれば、第１の位相差板２８ａから射出された青色光ＬＢｓの光路上に第２の位相差板２８ｂを備えるので、水晶で構成される第２の位相差板２８ｂを小型化することで低コスト化を実現できる。
また、本実施形態の光源装置２によれば、センサーユニット４３の測定結果に基づいて光分離合成素子２５の第１の領域２５Ａに入射される青色光ＬＢ１の光量を制御することで、照明光ＷＬのホワイトバランスを調整することができる。
【００９８】
本実施形態のプロジェクター１によれば、第１の位相差板２８ａ及び第２の位相差板２８ｂを小型化してコスト低減を図った光源装置２を備えるので、該プロジェクター１も低コスト化を実現できる。また、本実施形態のプロジェクター１によれば、光源装置２によって照明光ＷＬのホワイトバランスを調整することで所望の色味の画像を表示できる。
【００９９】
（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態に係る光源装置について図面を用いて説明する。なお、第１実施形態と共通の構成及び部材については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。
【０１００】
図９は本実施形態の光源装置２Ａの概略構成を示す図である。
図９に示すように、本実施形態の光源装置２Ａは、青色アレイ光源２０と、ホモジナイザー光学系２３と、光分離合成素子（第１の光学素子）１２５と、第１の集光光学系２６と、波長変換素子２７と、第１の位相差板２８ａと、第２の集光光学系２９と、拡散反射素子３０と、第２の位相差板２８ｂと、インテグレータ光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳レンズ３３と、光量モニター用ミラー４２と、センサーユニット４３と、制御部ＣＯＮＴと、を備えている。
【０１０１】
本実施形態において、青色アレイ光源２０と、ホモジナイザー光学系２３と、光分離合成素子１２５と、第１の集光光学系２６と、波長変換素子２７とは、青色アレイ光源２０の光軸ａｘ１上に順次並んで配置されている。また、拡散反射素子３０と、第２の集光光学系２９と、第１の位相差板２８ａと、光分離合成素子１２５と、第２の位相差板２８ｂと、インテグレータ光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳レンズ３３とは、照明光軸ａｘ２上に順次並んで配置されている。
【０１０２】
光分離合成素子１２５は、第１の領域１２５Ａと第２の領域１２５Ｂとを含む。第１の領域１２５Ａは青色光Ｂを反射させる領域である。第２の領域１２５Ｂは青色光Ｂを透過させる領域である。以下、第１の領域１２５Ａで反射された青色光Ｂを青色光ＬＢ３、第２の領域１２５Ｂを透過した青色光Ｂを青色光ＬＢ４と称す。
【０１０３】
第１の領域１２５Ａは偏光ビームスプリッターで構成される。すなわち、第１の領域１２５Ａは、偏光ビームスプリッターに対してＰ偏光として入射する光を透過させ、偏光ビームスプリッターに対してＳ偏光として入射する光を反射する。本実施形態において、青色アレイ光源２０から射出される青色光Ｂは偏光ビームスプリッターに対するＳ偏光（第１の偏光方向）となるように配置されているため、第１の領域１２５Ａは青色光ＬＢを反射可能である。また、第１の領域１２５Ａを構成する偏光ビームスプリッターは、波長変換素子２７から射出され、青色光Ｂとは波長帯が異なる蛍光ＹＬを、その偏光状態にかかわらず透過させる色分離機能を有する。
【０１０４】
なお、第２の領域１２５Ｂは、青色光Ｂを透過させるとともに蛍光ＹＬを反射する光学特性を有するダイクロイックミラーで構成される。ここで、青色アレイ光源２０から射出される青色光Ｂが、光分離合成素子１２５の第１の領域１２５Ａに対して、Ｐ偏光とするかＳ偏光とするかは、青色アレイ光源２０の配置状態を光軸ａｘ１を回転軸として回転させることにより、変更することができる。
【０１０５】
本実施形態の光分離合成素子１２５において、第１の領域１２５Ａの中心は、光軸ａｘ１及び照明光軸ａｘ２の交点に一致する。光分離合成素子１２５は、光軸ａｘ１及び照明光軸ａｘ２に対して４５°の角度をなすように配置されている。光分離合成素子１２５は、光軸ａｘ１に沿う方向において平面視した場合、第１の領域１２５Ａの平面形状は円形である。本実施形態において、光軸ａｘ１は第１の領域１２５Ａの中心を通る。
【０１０６】
第１の位相差板２８ａは、光分離合成素子１２５の第１の領域１２５Ａに対向して配置される。本実施形態において、第１の位相差板２８ａ及び第１の領域１２５Ａが対向して配置されるとは、光軸ａｘ１上において第１の領域１２５Ａが第１の位相差板２８ａの表面に対して４５°の角度をなすように配置される状態をいう。光軸ａｘ１に沿う方向から平面視した場合、第１の位相差板２８ａは第１の領域１２５Ａと略重なるように設けられている。
【０１０７】
本実施形態において、第１の位相差板２８ａは、光分離合成素子１２５と拡散反射素子３０との間に設けられ、光分離合成素子１２５の第１の領域１２５Ａに対向して配置されるので、第１の領域１２５Ａを反射した青色光ＬＢ３が第１の位相差板２８ａに効率良く入射する。
【０１０８】
第１の領域１２５Ａに入射する青色光ＬＢ３の主光線は青色光Ｂの照明光軸ａｘ２に一致するため、青色光ＬＢ３は照明光軸ａｘ２上に配置される第１の位相差板２８ａに対して平行光として入射する。よって、第１の位相差板２８ａは平行光として入射する青色光ＬＢ３に対して位相差板として機能するので、青色光ＬＢ３に対して所定の位相差を付与できる。
【０１０９】
本実施形態において、第１の位相差板２８ａは、第１の領域１２５Ａで反射された青色光ＬＢ３の光路上に配置されている。第１の位相差板２８ａは、青色光ＬＢ３を、例えば左回り円偏光の青色光ＬＢｃ４に変換する。青色光ＬＢｃ４は拡散反射素子３０によって拡散反射されて、右回り円偏光の青色光ＬＢｃ５として反射される。青色光ＬＢｃ４は第２の集光光学系２９によって平行光に変換された後に再び第１の位相差板２８ａに入射する。
【０１１０】
拡散反射素子３０から射出されて第１の位相差板２８ａに入射した青色光ＬＢｃ５は、第１の位相差板２８ａによってＰ偏光（第２の偏光方向）の青色光ＬＢｐに変換される。本実施形態において、青色光ＬＢｐは、第１の波長を有する第２の偏光方向の第３の光に相当する。
【０１１１】
第１の位相差板２８ａから射出された青色光ＬＢｐは、光分離合成素子１２５の第１の領域１２５Ａに入射する。青色光ＬＢｐはＰ偏光に変換されているため、光分離合成素子１２５の第１の領域１２５Ａを透過する。
【０１１２】
本実施形態において、第２の位相差板２８ｂは、照明光軸ａｘ２上において、第１の領域１２５Ａにおける第１の位相差板２８ａの反対側に、光分離合成素子１２５の第１の領域１２５Ａに対向して配置されている。
【０１１３】
本実施形態において、第２の位相差板２８ｂ及び第１の領域１２５Ａが対向して配置されるとは、照明光軸ａｘ２上において第１の領域１２５Ａが第２の位相差板２８ｂの表面に対して４５°の角度をなすように配置される状態をいう。照明光軸ａｘ２に沿う方向から平面視した場合、第２の位相差板２８ｂは第１の領域１２５Ａと略重なるように設けられている。すなわち、第２の位相差板２８ｂは、光分離合成素子１２５とインテグレータ光学系３１との間に設けられ、光分離合成素子１２５の第１の領域１２５Ａに対向して配置される。
光分離合成素子１２５の第１の領域１２５Ａを透過した青色光ＬＢｐは第２の位相差板２８ｂに入射する。第２の位相差板２８ｂは、青色光ＬＢｐを、例えば右回り円偏光の青色光ＬＢｃ６に変換する。本実施形態において、青色光ＬＢｃ６は、第１の波長を有する円偏光の第５の光に相当する。
【０１１４】
また、拡散反射素子３０から射出されて第１の位相差板２８ａに入射しない青色光ＬＢｃ５は、光分離合成素子１２５の第２の領域１２５Ｂを透過してインテグレータ光学系３１に向かう。
【０１１５】
また、第２の領域１２５Ｂを透過した青色光ＬＢ４は、第１の集光光学系２６によって波長変換素子２７の蛍光体３４上に集光されることで蛍光ＹＬが生成される。蛍光ＹＬは第１の集光光学系２６で平行化されて、光分離合成素子１２５に入射する。光分離合成素子１２５に入射した蛍光ＹＬは第１の領域１２５Ａ及び第２の領域１２５Ｂで反射されてインテグレータ光学系３１に向けて射出される。
【０１１６】
本実施形態の光源装置２Ａでは、青色光ＬＢｃ５、青色光ＬＢｃ６及び蛍光ＹＬが合成されて白色の照明光ＷＬ１を生成する。照明光ＷＬ１は、色分離導光光学系２００（図１参照）において、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢに分離される。なお、青色光ＬＢｃ５及び青色光ＬＢｃ６は青色光ＬＢとして分離され、蛍光ＹＬは赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧとして分離される。
【０１１７】
本実施形態の光源装置２Ａにおいても、第１実施形態の光源装置２と同様の効果を奏することができる。すなわち、本実施形態の光源装置２Ａによれば、青色アレイ光源２０から射出される青色光Ｂの一部に相当する青色光ＬＢ３の光路上に第１の位相差板２８ａを備えるので、水晶で構成される第１の位相差板２８ａを小型化することで低コスト化を実現できる。また、本実施形態の光源装置２Ａによれば、第１の位相差板２８ａから射出された青色光ＬＢｐの光路上に第２の位相差板２８ｂを備えるので、水晶で構成される第２の位相差板２８ｂを小型化することで低コスト化を実現できる。また、本実施形態の光源装置２Ａによれば、照明光ＷＬ１のホワイトバランスを調整することができる。
【０１１８】
また、本実施形態の光源装置２Ａを備えたプロジェクターによれば低コスト化を実現するとともに、照明光ＷＬ１のホワイトバランスを調整することで所望の色味の画像を表示することができる。
【０１１９】
なお、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態において、拡散反射素子３０として拡散板３０ａを回転させる構造を例に挙げたが、拡散板を回転させない固定方式の構造を採用してもよい。また、波長変換素子２７として固体配置した蛍光体３４に励起光を照射する構造を例に挙げたが、回転可能な円板上にリング状の蛍光体を配置した回転ホイール方式の構造を採用してもよい。
【０１２０】
また、上記実施形態では本発明による光源装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１…プロジェクター、２，２Ａ…光源装置、２０…青色アレイ光源（発光装置）、２５，１２５…光分離合成素子（第１の光学素子）、２５Ａ，１２５Ａ…第１の領域、２５Ｂ，１２５Ｂ…第２の領域、２７…波長変換素子、２８ａ…第１の位相差板（第２の光学素子）、２８ｂ…第２の位相差板（第３の光学素子）、３０…拡散反射素子（拡散素子）、４３…センサーユニット（検出部）、４００Ｒ…赤色光用光変調装置、４００Ｇ…緑色光用光変調装置、４００Ｂ…青色光用光変調装置、６００…投射光学装置、ＣＯＮＴ…制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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