(57)【要約】【課題】Ｐ偏光及びＳ偏光の比率を良好に調整可能であるとともに光の損失を低減した照明装置及びプロジェクターを提供する。【解決手段】第１の光ビームを射出する第１光源ユニットと、第２の光ビームを射出する第２光源ユニットと、第１、第２の光ビームを合成する偏光合成素子と、偏光合成素子による合成光が入射する偏光状態変換素子と、偏光状態変換素子を透過した合成光を、第１の光と第２の光とに分離する偏光分離素子と、第１の光を第３の光に変換する波長変換素子と、を備え、第２の光と第３の光とを照明光として出力する照明装置である。偏光状態変換素子は、互いに離間して第１の方向に配列された複数の位相差素子を有する。第１、第２光源ユニットは、偏光状態変換素子において、複数の第１の光ビームが通過する複数の第１の領域と、複数の第２の光ビームが通過する複数の第２の領域とが、第１の方向に交互に並ぶように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１固体光源を有し、複数の第１の光ビームを射出する第１光源ユニットと、
複数の第２固体光源を有し、前記複数の第１の光ビームの偏光状態とは異なる偏光状態を有する複数の第２の光ビームを射出する第２光源ユニットと、
前記複数の第１の光ビームを前記複数の第２の光ビームと合成する偏光合成素子と、
前記偏光合成素子によって合成された合成光が入射する偏光状態変換素子と、
前記偏光状態変換素子を透過した前記合成光を、第１の光と、該第１の光とは偏光状態が異なる第２の光と、に分離する偏光分離素子と、
前記第１の光を第３の光に変換する波長変換素子と、を備え、前記第２の光と前記第３の光とを照明光として出力する照明装置であって、
前記偏光状態変換素子は、互いに離間して第１の方向に配列された複数の位相差素子を有し、
前記第１光源ユニットと前記第２光源ユニットとは、前記偏光状態変換素子において、前記複数の第１の光ビームが通過する複数の第１の領域と、前記複数の第２の光ビームが通過する複数の第２の領域とが、前記第１の方向に交互に並ぶように構成されている
照明装置。
【請求項２】
前記複数の位相差素子各々は、１／２波長板からなる
請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記偏光状態変換素子と前記合成光の光軸との前記第１の方向における位置関係を変化させる駆動装置をさらに備える
請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記照明光の色バランスを検出する色バランス検出部をさらに備え、
前記駆動装置は、前記色バランス検出部からの信号に基づいて前記位置関係を変化させるように構成されている
請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記複数の第１の光ビームのうち１つの第１の光ビームは、前記複数の第２の光ビームのうち１つの第２の光ビームと部分的に重なっている
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の照明装置と、
前記照明装置からの前記照明光を画像情報に応じて変調することにより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系と、を備える
プロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、下記特許文献１には、複数の半導体レーザーを含む固体光源ユニットからの光が透過する位相差板を回転させることで、ダイクロイックミラーで反射されて蛍光発光板に入射するＳ偏光成分と、ダイクロイックミラーを透過して反射板に入射するＰ偏光成分との比率を変化させるプロジェクター用の照明装置が開示されている。
【０００３】
一般的に、プロジェクターの表示画像を明るくするためには照明装置から射出される光量を増やせばよい。その手段の１つとして下記特許文献２には、２つのレーザーアレイから射出した光を合成することで光量を増やす照明装置が開示されている。この照明装置は、光を合成する光線束合成素子として、偏光ビームスプリッター又は複数のストライプミラーを用いている。光線束合成素子として偏光ビームスプリッターを用いる場合、偏光ビームスプリッターは、一方のレーザーアレイから射出したＰ偏光を透過させつつ、他方のレーザーアレイから射出したＳ偏光を反射することで合成する。
また、光線束合成素子として複数のストライプミラーを用いる場合、複数のストライプミラーは、一方のレーザーアレイから射出した光をミラー間に通過させつつ、他方のレーザーアレイから射出した光を各ミラーで反射することで合成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３７７４４号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０２５２７４４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１の照明装置における光量を増やすべく、上記特許文献２に開示された偏光ビームスプリッターを組み合わせることも考えられる。しかしながら、二つのレーザーアレイから射出したＰ偏光とＳ偏光との光量が同じ場合、位相差板を回転させても蛍光発光板へ入射するＳ偏光成分と反射板へ入射するＰ偏光成分との比率を変えることはできない。
【０００６】
また、上記特許文献１の照明装置と上記特許文献２に開示された複数のストライプミラーとを組み合わせることも考えられる。しかしながら、複数の半導体レーザーから射出された光ビームの間隔が光ビームの太さ未満の場合、光ビームがストライプミラーで蹴られ、光の損失が生じてしまう。そのため、半導体レーザーの配列ピッチを小さくできず、照明装置を小型化することが難しい。また、各ストライプミラーとこれに対応する半導体レーザーとの位置合わせが必要であることから手間となっていた。
【０００７】
本発明の一つの態様は、上記の課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであり、Ｐ偏光及びＳ偏光の比率を調整可能であるとともに光を効率的に利用できる照明装置を提供することを目的の一つとする。本発明の一つの態様は、上記の照明装置を備えたプロジェクターを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様に従えば、複数の第１固体光源を有し、複数の第１の光ビームを射出する第１光源ユニットと、複数の第２固体光源を有し、前記複数の第１の光ビームの偏光状態とは異なる偏光状態を有する複数の第２の光ビームを射出する第２光源ユニットと、前記複数の第１の光ビームを前記複数の第２の光ビームと合成する偏光合成素子と、前記偏光合成素子によって合成された合成光が入射する偏光状態変換素子と、前記偏光状態変換素子を透過した前記合成光を、第１の光と、該第１の光とは偏光状態が異なる第２の光と、に分離する偏光分離素子と、前記第１の光を第３の光に変換する波長変換素子と、を備え、前記第２の光と前記第３の光とを照明光として出力する照明装置であって、前記偏光状態変換素子は、互いに離間して第１の方向に配列された複数の位相差素子を有し、前記第１光源ユニットと前記第２光源ユニットとは、前記偏光状態変換素子において、前記複数の第１の光ビームが通過する複数の第１の領域と、前記複数の第２の光ビームが通過する複数の第２の領域とが、前記第１の方向に交互に並ぶように構成されている照明装置が提供される。
【０００９】
第１態様に係る照明装置によれば、第１の光ビームと第２の光ビームの光量が同じ場合であっても、第１の方向における偏光状態変換素子と合成光の光軸との位置関係を適切に設定することで、第１の光と第２の光との比率を調整することができる。また、光ビームの間隔を光ビームの太さ未満となるまで固体光源の配列ピッチを短くした場合でも、第１、第２光源ユニットからの光を効率良く利用できる。また、従来のストライプミラーを用いて光を合成する場合と異なり、位相差素子と該位相差素子に対応する固体光源との位置合わせは不要となる。
【００１０】
上記第１態様において、前記複数の位相差素子各々は、１／２波長板からなるのが好ましい。
この構成によれば、位相差素子を通過した光ビームをＰ偏光からＳ偏光或いはＳ偏光からＰ偏光に変換することができる。
【００１１】
上記第１態様において、前記偏光状態変換素子と前記合成光の光軸との前記第１の方向における位置関係を変化させる駆動装置をさらに備えるのが好ましい。
この構成によれば、第１の光と第２の光との比率を調整できる。
【００１２】
上記第１態様において、前記照明光の色バランスを検出する色バランス検出部をさらに備え、前記駆動装置は、前記色バランス検出部からの信号に基づいて前記位置関係を変化させるように構成されているのが好ましい。
この構成によれば、色バランスが変化した場合、第１の方向における位置関係を変化させることで、照明装置から射出される照明光の色バランスを調整することができる。
【００１３】
本発明の第２態様に従えば、上記第１態様に係る照明装置と、前記照明装置からの前記照明光を画像情報に応じて変調することにより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系と、を備えるプロジェクターが提供される。
【００１４】
第２態様に係るプロジェクターは、上記第１態様に係る照明装置を備えるので、画像のホワイトバランスに優れ、表示品質の高いプロジェクターを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクターの光学系を示す概略図。
【図２】照明装置の概略構成図。
【図３】半導体レーザーの要部構成を示す図。
【図４】偏光状態変換素子の概略構成を示す平面図。
【図５】センサーユニットの概略構成を示す図。
【図６】偏光変換素子におけるミラーの配置を示す正面図。
【図７Ａ】偏光状態変換素子を透過した合成光の偏光状態を示す図。
【図７Ｂ】偏光状態変換素子を透過した合成光の偏光状態を示す図。
【図７Ｃ】偏光状態変換素子を透過した合成光の偏光状態を示す図。
【図８】ホワイトバランスを調整する動作を説明するためのフローチャート図。
【図９】第２実施形態の偏光状態変換素子に入射する合成光を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１は、スクリーンＳＣＲ上にカラー画像を表示する投射型画像表示装置である。プロジェクター１は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、青色光ＬＢの各色光に対応した３つの光変調装置を用いている。
【００１８】
プロジェクター１は、照明装置２と、色分離光学系３と、赤色光用光変調装置４Ｒと、緑色光用光変調装置４Ｇと、青色光用光変調装置４Ｂと、合成光学系５と、投射光学系６と、を概略備えている。照明装置２は、均一な照度分布を有する照明光ＷＬを色分離光学系３に向けて射出する。
【００１９】
色分離光学系３は、照明装置から射出された照明光ＷＬを赤色光ＬＲと緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する。色分離光学系３は、第１のダイクロイックミラー７ａと、第２のダイクロイックミラー７ｂと、第１の反射ミラー８ａと、第２の反射ミラー８ｂと、第３の反射ミラー８ｃと、第１のリレーレンズ９ａと、第２のリレーレンズ９ｂと、を備えている。
【００２０】
第１のダイクロイックミラー７ａは、照明装置２から射出された照明光ＷＬを赤色光ＬＲと、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢと、に分離する機能を有する。第１のダイクロイックミラー７ａは、赤色光ＬＲを透過し、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを反射する。第２のダイクロイックミラー７ｂは、第１のダイクロイックミラー７ａで反射した光を緑色光ＬＧと青色光ＬＢとに分離する機能を有する。第２のダイクロイックミラー７ｂは、緑色光ＬＧを反射し、青色光ＬＢを透過する。
【００２１】
第１の反射ミラー８ａは、赤色光ＬＲの光路中に配置されている。第１の反射ミラー８ａは、第１のダイクロイックミラー７ａを透過した赤色光ＬＲを赤色光用光変調装置４Ｒに向けて反射する。第２の反射ミラー８ｂと第３の反射ミラー８ｃとは、青色光ＬＢの光路中に配置されている。第２の反射ミラー８ｂと第３の反射ミラー８ｃとは、第２のダイクロイックミラー７ｂを透過した青色光ＬＢを青色光用光変調装置４Ｂに導く。緑色光ＬＧは、第２のダイクロイックミラー７ｂで反射し、緑色光用光変調装置４Ｇに向けて進む。
【００２２】
第１のリレーレンズ９ａと第２のリレーレンズ９ｂとは、青色光ＬＢの光路中における第２のダイクロイックミラー７ｂの光射出側に配置されている。第１のリレーレンズ９ａと第２のリレーレンズ９ｂとは、青色光ＬＢの光路長が赤色光ＬＲや緑色光ＬＧの光路長よりも長くなることに起因した青色光ＬＢの光損失を補償する機能を有している。
【００２３】
赤色光用光変調装置４Ｒは、赤色光ＬＲを画像情報に応じて変調し、赤色の画像光を形成する。緑色光用光変調装置４Ｇは、緑色光ＬＧを画像情報に応じて変調し、緑色の画像光を形成する。青色光用光変調装置４Ｂは、青色光ＬＢを画像情報に応じて変調し、青色の画像光を形成する。
【００２４】
赤色光用光変調装置４Ｒ、緑色光用光変調装置４Ｇ、および青色光用光変調装置４Ｂには、例えば透過型の液晶パネルが用いられる。また、液晶パネルの入射側および射出側には、図示しない一対の偏光板が配置されている。一対の偏光板は、特定の方向の直線偏光光を透過させる。
【００２５】
赤色光用光変調装置４Ｒの入射側には、フィールドレンズ１０Ｒが配置されている。緑色光用光変調装置４Ｇの入射側には、フィールドレンズ１０Ｇが配置されている。青色光用光変調装置４Ｂの入射側には、フィールドレンズ１０Ｂが配置されている。フィールドレンズ１０Ｒは、赤色光用光変調装置４Ｒに入射する赤色光ＬＲを平行化する。フィールドレンズ１０Ｇは、緑色光用光変調装置４Ｇに入射する緑色光ＬＧを平行化する。フィールドレンズ１０Ｂは、青色光用光変調装置４Ｂに入射する青色光ＬＢを平行化する。
【００２６】
合成光学系５は、赤色、緑色、および青色の画像光を合成し、合成された画像光を投射光学系６に向けて射出する。合成光学系５には、例えばクロスダイクロイックプリズムが用いられる。
【００２７】
投射光学系６は、複数の投射レンズを含む投射レンズ群から構成されている。投射光学系６は、合成光学系５により合成された画像光をスクリーンＳＣＲに向けて拡大投射する。これにより、スクリーンＳＣＲ上には、拡大されたカラー画像が表示される。
【００２８】
つづいて、照明装置２について説明する。
図２は照明装置２の概略構成図である。
【００２９】
図２に示すように、照明装置２は、光源１９と、偏光合成素子２２と、偏光状態変換素子２３と、ホモジナイザー光学系２４と、偏光分離素子２５と、位相差板２６と、第１のピックアップレンズユニット２７と、拡散板ホイール２８と、第２のピックアップレンズユニット２９と、蛍光体ホイール３０と、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３とを備えている。
【００３０】
光源１９は、第１光源ユニット２０と、第２光源ユニット２１とを含む。
第１光源ユニット２０は、第１アレイ光源２０Ａと、第１コリメーター光学系２０Ｂとを含む。第２光源ユニット２１は、第２アレイ光源２１Ａと、第２コリメーター光学系２１Ｂとを含む。
【００３１】
以下、図面を用いた説明において、ＸＹＺ座標系を用いて説明する場合もある。Ｘ方向は照明装置２の照明光軸ａｘ３と平行な方向であり、Ｙ方向は第２アレイ光源２１Ａの光軸ａｘ２と平行な方向であり、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向にそれぞれ直交する方向である。
【００３２】
第１アレイ光源２０Ａは、複数の半導体レーザー２０ａからなるレーザー列２０Ｌを有する。レーザー列２０Ｌを構成する半導体レーザー２０ａは支持部材１１に配置されている。この支持部材は、半導体レーザー２０ａで生じた熱を放出させるヒートシンクとして機能する。
【００３３】
本実施形態において、第１アレイ光源２０Ａは、Ｙ方向に延在しているレーザー列２０Ｌを複数備えている。本実施形態では、５列のレーザー列２０ＬがＺ方向に沿って配置されている。各レーザー列２０Ｌは５個の半導体レーザー２０ａからなっている。すなわち、複数の半導体レーザー２０ａは、第１アレイ光源２０Ａの光軸ａｘ１と直交する面内（ＹＺ平面内）において、アレイ状に配置されている。
【００３４】
半導体レーザー２０ａは、青色の光線ＢＬ１ｓを射出する。光線ＢＬ１ｓは、ピーク波長が例えば４４５ｎｍのレーザー光である。光線ＢＬ１ｓの偏光状態は、後述の偏光合成素子２２に対するＳ偏光であるので、光線ＢＬ１ｓは偏光合成素子２２によって反射される。本実施形態において、半導体レーザー２０ａは特許請求の範囲に記載の「第１固体光源」に相当し、光線ＢＬ１ｓは特許請求の範囲に記載の「第１の光ビーム」に相当する。
【００３５】
図３は第１アレイ光源２０Ａが備えている半導体レーザー２０ａの要部構成を示す図である。
図３に示すように、半導体レーザー２０ａは、光を射出する光射出面１６を有している。光射出面１６は、射出された光線ＢＬ１ｓの主光線Ｂ１ａの方向から視て長手方向Ｗ１と短手方向Ｗ２とを有した、略矩形状の平面形状を有している。長手方向Ｗ１はＺ方向と平行であり、短手方向Ｗ２はＹ方向と平行である。
【００３６】
半導体レーザー２０ａから射出された光線ＢＬ１ｓは、例えば長手方向Ｗ１と平行な偏光方向を有する直線偏光からなる。光線ＢＬ１ｓの短手方向Ｗ２への拡がりは、光線ＢＬ１ｓの長手方向Ｗ１への拡がりよりも大きい。そのため、光線ＢＬ１ｓの断面形状ＢＳは、Ｙ方向（短手方向Ｗ２）を長軸方向とした楕円形状となる。
【００３７】
本実施形態において、複数の半導体レーザー２０ａは、各半導体レーザー２０ａから射出された光線ＢＬ１ｓの主光線Ｂ１ａがＸ方向と平行となるように配置されている。
【００３８】
図２に戻って、第１アレイ光源２０Ａから射出された光線ＢＬ１ｓは第１コリメーター光学系２０Ｂに入射する。第１コリメーター光学系２０Ｂは、アレイ状に配置された複数のコリメーターレンズ２０ｂから構成されている。コリメーターレンズ２０ｂは、対応する半導体レーザー２０ａから射出された光線ＢＬ１ｓをそれぞれ平行光に変換する。
【００３９】
第２アレイ光源２１Ａは、複数の半導体レーザー２１ａからなるレーザー列２１Ｌを有する。レーザー列２１Ｌを構成する半導体レーザー２１ａは支持部材１２に配置されている。
【００４０】
本実施形態において、第２アレイ光源２１Ａは、Ｘ方向に延在しているレーザー列２１Ｌを複数備えている。本実施形態では、５列のレーザー列２１ＬがＺ方向に沿って配置されている。各レーザー列２１Ｌは５個の半導体レーザー２１ａからなっている。すなわち、複数の半導体レーザー２１ａは、光軸ａｘ２と直交する面内（ＸＺ平面内）において、アレイ状に配置されている。
【００４１】
半導体レーザー２１ａは青色の光線ＢＬ２ｓを射出する。光線ＢＬ２ｓは、ピーク波長が例えば４４５ｎｍのレーザー光であり、偏光状態が後述の偏光合成素子２２に対するＳ偏光である。本実施形態において、半導体レーザー２１ａは特許請求の範囲に記載の「第２固体光源」に相当し、光線ＢＬ２ｓは特許請求の範囲に記載の「第２の光ビーム」に相当する。なお、半導体レーザー２１ａは半導体レーザー２０ａと同一構成を有する。そのため、光線ＢＬ２ｓの断面形状ＢＳも短手方向Ｗ２を長軸方向とした楕円形状となっている（図３参照）。なお、光線ＢＬ２ｓは光線ＢＬ１ｓとピーク波長が同じレーザー光を例に挙げたが、ピーク波長が例えば４６５ｎｍのレーザー光であっても良い。
【００４２】
第２光源ユニット２１から射出された複数の光線ＢＬ２ｓは第２コリメーター光学系２１Ｂに入射する。第２コリメーター光学系２１Ｂは、アレイ状に配置された複数のコリメーターレンズ２１ｂから構成されている。コリメーターレンズ２１ｂは、対応する半導体レーザー２１ａから射出された光線ＢＬ２ｓをそれぞれ平行光に変換する。
【００４３】
第２光源ユニット２１は、第２コリメーター光学系２１Ｂと偏光合成素子２２との間に配置された位相差板２１ｃをさらに備える。位相差板２１ｃは１／２波長板である。複数の光線ＢＬ２ｓは位相差板２１ｃを透過することで偏光合成素子２２に対するＰ偏光の光線ＢＬ２ｐへと変換される。これにより、複数の光線ＢＬ２ｐは偏光合成素子２２を透過することができる。
【００４４】
本実施形態において、レーザー列２０Ｌ，２１ＬのＺ方向における位置は、互いに異なっている。
これにより、第１光源ユニット２０と第２光源ユニット２１とは、後述する偏光状態変換素子２３において、複数の光線ＢＬ１ｓが通過する複数の第１の領域Ａ１と、複数の光線ＢＬ２ｐが通過する複数の第２の領域Ａ２とがＺ方向に交互に並ぶように構成されている（図４参照）。
【００４５】
このような構成に基づき、第１光源ユニット２０はＳ偏光の光線ＢＬ１ｓを偏光合成素子２２に向けて射出し、第２光源ユニット２１はＰ偏光の光線ＢＬ２ｐを偏光合成素子２２に向けて射出する。
このように本実施形態においては、第１光源ユニット２０から射出する光と第２光源ユニット２１から射出する光との偏光状態を互いに異ならせている。
【００４６】
以下、第１光源ユニット２０から射出されたＳ偏光の光線ＢＬ１ｓの束を光線束Ｋ１と称し、第２光源ユニット２１から射出されたＰ偏光の光線ＢＬ２ｐの束を光線束Ｋ２と称することがある。本実施形態において、光線束Ｋ１の光量は光線束Ｋ２の光量と同じである。
【００４７】
第１光源ユニット２０と偏光合成素子２２とは、光軸ａｘ１上に並んで配置される。第２光源ユニット２１と、偏光合成素子２２と、偏光状態変換素子２３と、ホモジナイザー光学系２４と、偏光分離素子２５と、位相差板２６と、第１のピックアップレンズユニット２７と、拡散板ホイール２８とは、光軸ａｘ２上に順次並んで配置される。蛍光体ホイール３０と、第２のピックアップレンズユニット２９と、偏光分離素子２５と、インテグレーター光学系３１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３とは、照明光軸ａｘ３上に順次並んで配置される。光軸ａｘ１と光軸ａｘ２とは、同一面内にあり、互いに直交する。照明光軸ａｘ３は光軸ａｘ１および光軸ａｘ２と同一面内にあり、光軸ａｘ１と平行である。また、照明光軸ａｘ３は光軸ａｘ２と直交する。
【００４８】
偏光合成素子２２は、光線束Ｋ１と光線束Ｋ２とを合成する。偏光合成素子２２は、光軸ａｘ１及び光軸ａｘ２に対し、それぞれ４５°の角度をなすように配置されている。偏光合成素子２２は、透明基板２２ａと、透明基板２２ａに支持された偏光合成膜２２ｂとを備える。
【００４９】
偏光合成膜２２ｂは偏光ビームスプリッターからなる。Ｓ偏光の光線束Ｋ１は偏光合成膜２２ｂで反射され、Ｐ偏光の光線束Ｋ２は偏光合成膜２２ｂを透過する。
これにより、光線束Ｋ１，Ｋ２が合成されることで合成光Ｔが生成される。
【００５０】
偏光合成素子２２で合成された合成光Ｔは、偏光状態変換素子２３に入射する。
図４は偏光状態変換素子２３の概略構成を示す平面図である。なお、図４では、偏光状態変換素子２３に入射する合成光Ｔも図示している。１つのレーザー列２０Ｌから射出された５つの光線ＢＬ１ｓが偏光状態変換素子２３を通過する領域を第１の領域Ａ１、１つのレーザー列２１Ｌから射出された５つの光線ＢＬ２ｐが偏光状態変換素子２３を通過する領域を第２の領域Ａ２とする。本実施形態では、第１の領域Ａ１の数と第２の領域Ａ２の数はそれぞれ５である。なお、図４からわかるように、第１の領域Ａ１はＸ方向に並んだ５つの楕円からなるが、第１の領域Ａ１を模式的に矩形の領域として示してある。第２の領域Ａ２についても同様である。
【００５１】
偏光状態変換素子２３において、複数の第１の領域Ａ１と複数の第２の領域Ａ２とは、位相差素子２３ａの配列方向（Ｚ方向）に交互に並んでいる。複数の第１の領域Ａ１のピッチはレーザー列２０Ｌのピッチと等しく、Ｐ１である。複数の第２の領域Ａ２のピッチはレーザー列２１Ｌのピッチと等しく、Ｐ１である。
【００５２】
図４に示すように、偏光状態変換素子２３は、複数の位相差素子２３ａを有する。位相差素子２３ａは、互いにＰ１／２の間隔をおいてピッチＰ１でＺ方向に配列されている。複数の位相差素子２３ａ各々は、Ｘ方向に延びるストライプ形状の１／２波長板からなる。本実施形態において、複数の位相差素子２３ａが配列されているＺ方向は特許請求の範囲に記載の「第１の方向」に相当する。なお、複数の位相差素子２３ａは互いに独立して設けられていてもよいし、一枚の透明部材に支持されていてもよい。
【００５３】
図４に示す状態において、ひとつの第１の領域Ａ１はひとつの位相差素子２３ａに重なっており、ひとつの第２の領域Ａ２は互いに隣り合った２つの位相差素子２３ａの間に位置している。つまり、ひとつの光線ＢＬ１ｓはひとつの位相差素子２３ａ内に収まっており、ひとつの光線ＢＬ２ｐは互いに隣り合った２つの位相差素子２３ａの間の領域内に収まっている。光線ＢＬ１ｓのＺ方向の幅は光線ＢＬ２ｐのＺ方向の幅と等しいので、位相差素子２３ａのＺ方向の幅は、互いに隣り合った２つの位相差素子２３ａの間隔と等しい。
【００５４】
Ｓ偏光の光線ＢＬ１ｓは位相差素子２３ａを透過して、Ｐ偏光の光線ＢＬ１ｐに変換される。Ｐ偏光の光線ＢＬ２ｐは位相差素子２３ａに入射しないため、Ｐ偏光のまま偏光状態変換素子２３を通過する。
【００５５】
すなわち、偏光状態変換素子２３を透過した合成光Ｔは、Ｐ偏光の光線ＢＬ１ｐ、ＢＬ２ｐのみから構成される。したがって、偏光状態変換素子２３と合成光Ｔの光軸とのＺ方向における位置関係が図４に示した状態にあるとき、偏光状態変換素子２３を通過後の合成光ＴにおけるＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合は、１００：０となる。
【００５６】
本実施形態の照明装置２は、偏光状態変換素子２３と合成光Ｔの光軸とのＺ方向における位置関係を変化させることで、合成光Ｔの偏光状態を任意に設定可能となっている。具体的に、本実施形態の照明装置２は、図２に示したように、光量モニター用ミラー４２と、センサーユニット４３と、制御装置４４と、駆動装置４５とをさらに備えている。駆動装置４５は、偏光状態変換素子２３をＺ方向に移動させることで、Ｚ方向における位置関係を変化させる。
【００５７】
本実施形態において、光量モニター用ミラー４２は、インテグレーター光学系３１と偏光変換素子３２との間の光路上に設けられている。光量モニター用ミラー４２は、照明光軸ａｘ３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、入射する光の一部を透過し、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。
【００５８】
センサーユニット４３は照明装置２から射出する照明光ＷＬのホワイトバランス（色バランス）を検出する。照明光ＷＬは、後述するように、黄色の蛍光光ＹＬと青色光ＢＬ４とからなっている。センサーユニット４３は検出結果を制御装置４４へ送信する。
制御装置４４は、センサーユニット４３からの信号（色バランスに関する検出結果）に基づき、駆動装置４５を動作させる。すなわち、駆動装置４５は、センサーユニット４３からの信号に基づいて、上記Ｚ方向における位置関係を変化させる。本実施形態におけるセンサーユニット４３は特許請求の範囲の「色バランス検出部」に相当する。
【００５９】
図５はセンサーユニット４３の概略構成を示す図である。図６は偏光変換素子３２におけるミラーの配置を示す正面図である。
図５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のうち蛍光光ＹＬを透過させ、照明光ＷＬのうち青色光ＢＬ４を反射する。
【００６０】
第１センサー４３ａは、ダイクロイックミラー４３ｃで反射された青色光ＢＬ４の光量を検出する。第２センサー４３ｂは、ダイクロイックミラー４３ｃを透過した蛍光光ＹＬの光量を検出する。第１センサー４３ａおよび第２センサー４３ｂは、制御装置４４と電気的に接続されており、制御装置４４へ検出結果を送信する。制御装置４４は、第１センサー４３ａおよび第２センサー４３ｂの検出結果に基づいて駆動装置４５による偏光状態変換素子２３の移動を制御する。
【００６１】
図６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の複数の光入射領域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、後述のインテグレーター光学系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。
【００６２】
光量モニター用ミラー４２は、第２レンズアレイ３１ｂによる照明光の２次光源像Ｑが形成される位置に配置されている。ここでは、光量モニター用ミラー４２がインテグレーター光学系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３３ａとの間の光路上に配置されていてもよい。
【００６３】
偏光変換素子３２を通過することにより偏光方向が揃えられた照明光ＷＬは、重畳レンズ３３ａに入射する。重畳レンズ３３ａは、偏光変換素子３２から射出された複数の小光束を照明対象物上で互いに重畳させる。これにより、照明対象物を均一に照明することができる。重畳光学系３３は、第１レンズアレイ３１ａおよび第２レンズアレイ３１ｂからなるインテグレーター光学系３１と重畳レンズ３３ａとにより構成される。
【００６４】
本実施形態において、光量モニター用ミラー４２は、インテグレーター光学系３１と偏光変換素子３２との間の光路上の２次光源像Ｑが入射する位置に配置されている。そのため、光路中に光量モニター用ミラー４２を配置して光の一部を取り出したとしても、被照明領域である赤色光用光変調装置４Ｒ、緑色光用光変調装置４Ｇ、および青色光用光変調装置４Ｂ上において照度ムラが生じることはない。したがって、２次光源像１個分の照度低下を許容できるならば、光量モニター用ミラー４２は、必ずしも一部の光を透過し、残りを反射するミラーでなくてもよく、全ての光を反射するミラーであってもよい。
【００６５】
以下、駆動装置４５によって、上記Ｚ方向における位置関係を変化させる場合について説明する。
図７Ａ−７Ｃは偏光状態変換素子２３を透過した合成光Ｔの偏光状態を示す図である。図７Ａ−７Ｃ中における符号Ｐとは合成光ＴのうちＰ偏光成分の光に相当し、符号Ｓとは合成光ＴのうちＳ偏光成分の光であり、Ｓ→Ｐとは偏光状態変換素子２３を透過したことによってＳ偏光からＰ偏光に変化した偏光成分の光に相当し、Ｐ→Ｓとは偏光状態変換素子２３を透過したことによってＰ偏光からＳ偏光に変化した偏光成分の光に相当する。
【００６６】
偏光状態変換素子２３をＺ方向に移動させると、第１の領域Ａ１と位相差素子２３ａとの重なり部の面積と第２の領域Ａ２と位相差素子２３ａとの重なり部の面積との比が変化する。例えば、図７Ａでは、当該比は１００：０である。図７Ｂでは、当該比は５０：５０である。図７Ｃでは、当該比は０：１００である。よって、上記Ｚ方向における位置関係を制御することで、合成光Ｔを構成するＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合を１００：０から０：１００の範囲で調整することが可能となる。
【００６７】
偏光状態変換素子２３を通過した合成光Ｔは、ホモジナイザー光学系２４に入射する。ホモジナイザー光学系２４は、例えば第１のレンズアレイ２４ａと第２のレンズアレイ２４ｂとから構成されている。第１のレンズアレイ２４ａは複数の第１小レンズ２４ａｍを含み、第２のレンズアレイ２４ｂは複数の第２小レンズ２４ｂｍを含む。
【００６８】
ホモジナイザー光学系２４を通過した合成光Ｔは偏光分離素子２５に入射する。偏光分離素子２５は、透明基板２５ａと、透明基板２５ａに支持された偏光分離膜２５ｂとを備える。偏光分離膜２５ｂは、合成光ＴのうちＰ偏光成分を透過させ、合成光ＴのうちＳ偏光成分を反射する。
【００６９】
以下、説明を分かり易くするため、図２において、偏光状態変換素子２３を透過後の合成光Ｔのうち偏光分離膜２５ｂを透過するＰ偏光の青色光を符号ＢＬ３ｐで示し、偏光分離膜２５ｂで反射されるＳ偏光の青色光を符号ＢＬ３ｓで示す。
【００７０】
偏光分離膜２５ｂを透過した青色光ＢＬ３ｐは、位相差板２６および第１のピックアップレンズユニット２７を透過して拡散板ホイール２８に入射する。拡散板ホイール２８に入射する青色光ＢＬ３ｐは、特許請求の範囲の「第２の光」に相当する。
位相差板２６は１／４波長板から構成される。青色光ＢＬ３ｐは位相差板２６を透過することによって、例えば右回り円偏光の青色光ＢＬ３ｃに変換される。青色光ＢＬ３ｃは、第１のピックアップレンズユニット２７に入射する。
【００７１】
第１のピックアップレンズユニット２７は、青色光ＢＬ３ｃを拡散板ホイール２８に向けて集光させる。第１のピックアップレンズユニット２７は、例えば２つのピックアップレンズ２７ａ，２７ｂから構成されている。
【００７２】
また、第１のピックアップレンズユニット２７はホモジナイザー光学系２４と協働して、拡散板ホイール２８上での青色光ＢＬ３ｃの照度分布を均一化する。本実施形態では、第１のピックアップレンズユニット２７の焦点位置に拡散板ホイール２８が配置されている。
【００７３】
拡散板ホイール２８は、第１のピックアップレンズユニット２７から射出された青色光ＢＬ３ｃを偏光分離素子２５に向けて拡散反射させる。拡散板ホイール２８は、例えば、右回り円偏光の青色光ＢＬ３ｃを左回り円偏光の青色光ＢＬ３ｄに変換する。
【００７４】
拡散板ホイール２８は、拡散反射板６１と、拡散反射板６１を回転させるためのモーター６２と、を備えている。拡散反射板６１は、例えば光反射性を持つ部材の表面に凹凸を形成することで形成される。拡散反射板６１は、回転軸の方向から見て例えば円形に形成されている。
【００７５】
拡散板ホイール２８によって反射され、第１のピックアップレンズユニット２７を再び透過した左回り円偏光の青色光ＢＬ３ｄ（拡散光）は、再び位相差板２６を透過して、Ｓ偏光の青色光ＢＬ４となる。Ｓ偏光の青色光ＢＬ４は偏光分離素子２５で反射されてインテグレーター光学系３１に向かう。
【００７６】
偏光分離膜２５ｂで反射された青色光ＢＬ３ｓは、第２のピックアップレンズユニット２９を透過した後、蛍光体ホイール３０に入射する。蛍光体ホイール３０に入射する青色光ＢＬ３ｓは、特許請求の範囲の「第１の光」に相当する。第２のピックアップレンズユニット２９は、青色光ＢＬ３ｓを励起光として蛍光体ホイール３０に向けて集光させる。また、第２のピックアップレンズユニット２９はホモジナイザー光学系２４と協働して、蛍光体層３６上での青色光ＢＬ３ｓの照度分布を均一化する。
第２のピックアップレンズユニット２９は、例えば２つのピックアップレンズ２９ａ，２９ｂから構成されている。
【００７７】
蛍光体ホイール３０は、円板３５と、円板３５上にリング状に形成された蛍光体層３６と、円板３５を回転させるモーター３７と、を有している。円板３５は放熱性に優れた金属部材から構成される。
【００７８】
蛍光体層３６は、青色光ＢＬ３ｓを吸収して黄色の蛍光光ＹＬに変換して射出する蛍光体粒子を含む。蛍光体粒子としては、例えばＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体を用いることができる。なお、蛍光体粒子の形成材料は、１種であってもよく、２種以上の材料を用いて形成されている粒子を混合したものを蛍光体粒子として用いてもよい。本実施形態において、蛍光光ＹＬは特許請求の範囲の「第３の光」に相当する。
【００７９】
円板３５と蛍光体層３６との間には反射部３８が設けられている。このような構成に基づき、蛍光体ホイール３０は、蛍光体層３６で生成された蛍光光ＹＬを第２のピックアップレンズユニット２９に向けて射出する。
【００８０】
蛍光光ＹＬは、第２のピックアップレンズユニット２９により平行化される。偏光分離素子２５は、蛍光光ＹＬの波長帯の光をその偏光状態によらず透過させる機能を持っているので、蛍光光ＹＬは偏光分離素子２５を透過し、該偏光分離素子２５により反射された青色光ＢＬ４と合成される。このようにして生成された白色の照明光ＷＬは、インテグレーター光学系３１に入射する。
【００８１】
インテグレーター光学系３１は、例えば、レンズアレイ１３１ａ，レンズアレイ１３１ｂから構成されている。レンズアレイ１３１ａ，１３１ｂは、複数の小レンズがアレイ状に配列されたものからなる。
【００８２】
インテグレーター光学系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とから構成されている。偏光変換素子３２は、非偏光の蛍光光ＹＬを含む照明光ＷＬを直線偏光に変換する。
【００８３】
偏光変換素子３２を透過した照明光ＷＬは、重畳レンズ３３ａに入射する。重畳レンズ３３ａはインテグレーター光学系３１と協同して、被照明領域（各光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂの光入射面）における照明光ＷＬによる照度の分布を均一化する。
【００８４】
次に、プロジェクター１の使用時の経時変化によるホワイトバランスのずれに対する本実施形態の対応策の考え方を、図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００８５】
ここでは、第１光源ユニット２０の出力が低下したとする。第１光源ユニット２０の出力が低下すると（図８のステップＳ１）、光線束Ｋ１の光量が減少し、それに伴い、青色光ＢＬ３ｓの光量と青色光ＢＬ３ｐの光量がともに低下する。ただし、青色光ＢＬ３ｓの光量と青色光ＢＬ３ｐの光量との比は不変である。青色光ＢＬ３ｓの光量が低下することは、蛍光体層３６における青色光ＢＬ３ｓの光密度（単位面積あたりの光量）が低下することと等価である（図８のステップＳ２）。
【００８６】
一般的に、蛍光体は励起光の光密度が低下すると、励起光を蛍光光に変換する際の変換効率が上昇する、という特性を有している。したがって、励起光である青色光ＢＬ３ｓの光量の減少が比較的少なければ、変換効率の上昇によって蛍光光ＹＬの光量は増加する（図８のステップＳ３）。ここでは、蛍光光ＹＬの光量が増加する場合を例にとって説明するが、蛍光光ＹＬの光量は減少する場合もある。いずれの場合もホワイトバランスが崩れる。
【００８７】
第１光源ユニット２０の出力の低下に伴い、青色光ＢＬ４の光量も低下する。しかしながら、蛍光体の変換効率が上昇しているため、青色光ＢＬ４の光量に対する蛍光光ＹＬの光量の比が増加し、照明光ＷＬのホワイトバランスが変化する（図８のステップＳ４）。
【００８８】
本実施形態では、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ＢＬ４の光量（青色光強度）と黄色の蛍光光ＹＬの光量（黄色光強度）とを、センサーユニット４３により測定する（図８のステップＳ５）。センサーユニット４３は、測定結果を制御装置４４へと送信する。
【００８９】
本実施形態において、制御装置４４は、ホワイトバランスの設計値に対応する青色光強度と黄色光強度との比を基準値として記憶している。設計通りのホワイトバランスを得るためには、上記基準値を、例えば２０：８０から２５：７５とすればよい。
【００９０】
制御装置４４は、センサーユニット４３が測定した現在の青色光強度と黄色光強度との比（強度比）を基準値と比較する。その結果、現在の強度比と基準値との差が許容範囲を超えている場合、現在の強度比が基準値に近付くように、制御装置４４は駆動装置４５を制御することで偏光状態変換素子２３をＺ方向に移動させる（図８のステップＳ６）。
【００９１】
偏光状態変換素子２３をＺ方向に移動させることにより、合成光ＴのＳ偏光成分（青色光ＢＬ３ｓ）の光量とＰ偏光成分（青色光ＢＬ３ｐ）の光量との割合を調整することができる。
【００９２】
具体的に、青色光ＢＬ３ｐの光量を増やし、青色光ＢＬ３ｓの光量を減らすように偏光状態変換素子２３を移動させる。これにより、青色光ＢＬ４の光量に対する蛍光光ＹＬの光量の比が減少するので、ホワイトバランスを改善することができる（図８のステップＳ７）。
【００９３】
ここでは第１光源ユニット２０の出力が低下した場合について説明したが、第２光源ユニット２１の出力が低下した場合も同様にしてホワイトバランスを改善することができる。
【００９４】
以上説明したように、本実施形態の照明装置２によれば、偏光状態変換素子２３をＺ方向に移動させることで合成光ＴにおけるＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合を調整することができる。従来のように位相差板を回転させることで合成光の偏光状態を変換する場合、光源から射出されるＰ偏光成分の光量がＳ偏光成分の光量と同じ場合、位相差板を回転させても蛍光体ホイール３０に向かうＳ偏光成分と拡散板ホイール２８に向かうＰ偏光成分との比率を変えることができなかった。
これに対し、本実施形態によれば、光源１９から射出されるＰ偏光成分の光量がＳ偏光成分の光量と同じ場合でも、合成光ＴにおけるＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合を調整して照明光ＷＬのホワイトバランスを調整することができる。
【００９５】
また、光量モニター用ミラー４２により２次光源像Ｑの一部を取り出して検出を行うため、赤色光用光変調装置４Ｒ、緑色光用光変調装置４Ｇ、および青色光用光変調装置４Ｂ上での照度ムラを生じさせることなく、ホワイトバランスの調整を精度良く行うことができる。
本実施形態によれば、上述の照明装置２を備えたことにより、画像のホワイトバランスに優れ、表示品質の高いプロジェクター１を実現することができる。
【００９６】
ホワイトバランスの調整、すなわち、青色光強度と黄色光強度のモニターと偏光状態変換素子２３の移動を行うタイミングとしては、例えばプロジェクター１の主電源投入直後に行う設定とするのが望ましい。
【００９７】
このようにプロジェクター１の主電源投入直後に調整を行うようにすれば、使用者に画像の色味の変化を認識され難くすることができる。ただし、ホワイトバランスの調整をプロジェクター１の主電源投入直後のみ行ったのでは、プロジェクター１の使用中にホワイトバランスがずれた場合に対応できない。したがって、プロジェクター１の使用中であっても所定の時間間隔でホワイトバランスの調整を行う構成としてもよい。
【００９８】
（第２実施形態）
続いて、第２実施形態に係る照明装置について説明する。本実施形態と第１実施形態との違いは、第１光源ユニット２０及び第２光源ユニット２１を小型化した点である。本実施形態では、第１光源ユニット２０及び第２光源ユニット２１を小型化したことで偏光状態変換素子の構成が異なっている。
以下では第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、その詳細については説明を省略する。
【００９９】
図９は本実施形態の偏光状態変換素子１２３に入射する合成光Ｔを示す図である。すなわち、図９は第１実施形態の図４に対応する図である。
【０１００】
本実施形態において、複数の第１の領域Ａ１のピッチはレーザー列２０Ｌのピッチと等しく、Ｐ２である。複数の第２の領域Ａ２のピッチはレーザー列２１Ｌのピッチと等しく、Ｐ２である。複数の位相差素子２３ａのピッチもＰ２である。
【０１０１】
本実施形態では、光源１９の小型化のために、ピッチＰ２を第１実施形態におけるピッチＰ１よりも短く設定してある。そのため第１実施形態とは異なり、図９に示すように、光線ＢＬ１ｓと光線ＢＬ２ｐとが互いに部分的に重なっている。つまり、第１の領域Ａ１と第２の領域Ａ２とは互いに部分的に重なっている。
【０１０２】
本実施形態では、位相差素子２３ａのＺ方向の幅は光線ＢＬ１ｓのＺ方向の幅と等しい。図９は、ひとつの光線ＢＬ１ｓの全てが位相差素子２３ａに入射するように偏光状態変換素子１２３を配置した状態を示している。この配置の場合、ひとつの光線ＢＬ２ｐの中央部は互いに隣り合う２つの位相差素子２３ａの間を通過するが、Ｚ方向の両端部それぞれは位相差素子２３ａに入射する。以降、光線ＢＬ２ｐのうち位相差素子２３ａに入射する部分を重なり部Ｂと称する。ひとつの光線ＢＬ２ｐは２つの重なり部Ｂを有しており、図９においては、重なり部Ｂをハッチングで示している。
【０１０３】
Ｓ偏光の光線ＢＬ１ｓは位相差素子２３ａを透過して、Ｐ偏光の光線ＢＬ１ｐに変換される。光線ＢＬ２ｐのうち重なり部Ｂは位相差素子２３ａに入射し、Ｓ偏光の光線ＢＬ２ｓに変換される。光線ＢＬ２ｐのうち重なり部Ｂ以外の部分の偏光状態は変化しない。よって、光線束Ｋ１と光線束Ｋ２とは、実施形態１と同様に青色光ＢＬ３ｐと青色光ＢＬ３ｓとに分配され、後段の光学系において有効に利用される。
【０１０４】
ここで、光線束Ｋ１と光線束Ｋ２とを合成する手段として、偏光合成素子２２の代わりに複数のストライプミラーを用いるとする。ひとつの光線ＢＬ１ｓの全てが入射するようなサイズのストライプミラーを用いると、図９に示した光線ＢＬ２ｐの重なり部Ｂはストライプミラーで蹴られるため、合成光Ｔとして利用することができない。また、ストライプミラーとこれに対応するレーザー列との位置合わせを高い精度で行う必要が生じる。
【０１０５】
これに対し、本実施形態の構成によれば、光源１９の小型化のために、光線ＢＬ１ｓと光線ＢＬ２ｐとが互いに部分的に重なるほどレーザー列２０Ｌおよびレーザー列２１ＬのピッチＰ２を短く設定した場合でも、光線束Ｋ１と光線束Ｋ２とを合成する場合の損失は非常に小さい。さらに、後段の光学系において、光線束Ｋ１と光線束Ｋ２とを有効に利用できる。また、光線束Ｋ１と光線束Ｋ２とを合成する手段である偏光合成素子２２とレーザー列との位置合わせに要求される精度は、ストライプミラーを用いる場合ほど高くない。
【０１０６】
図９に示す位置に偏光状態変換素子１２３が配置された場合におけるひとつの重なり部Ｂの光線ＢＬ２ｐに対する面積比率をａ（％）とすると、合成光Ｔを構成するＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合は、（１００−ａ）：ａとなる。
【０１０７】
本実施形態においても、第１実施形態と同様に偏光状態変換素子１２３と合成光Ｔの光軸とのＺ方向における位置関係を変化させることで、合成光Ｔを構成するＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合を調整可能である。本実施形態では、合成光Ｔを構成するＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合は（１００−ａ）：ａからａ：（１００−ａ）の範囲で調整できる。なお、偏光状態変換素子１２３の位置制御については第１実施形態と同様であることから説明を省略する。
【０１０８】
以上述べたように、本実施形態によれば、光線ＢＬ１ｓと光線ＢＬ２ｐとが互いに部分的に重なるほどレーザー列２０Ｌおよびレーザー列２１ＬのピッチＰ２を短く設定した場合でも、光線束Ｋ１と光線束Ｋ２とを少ない損失で合成して、照明光ＷＬの生成に有効利用することができる。すなわち、複数のストライプミラーを用いて光を合成する場合のように光の損失を生じることなく、第１実施形態に比べて光源１９を小型化することができる。
【０１０９】
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、上記実施形態では、第１の領域Ａ１のピッチが位相差素子２３ａのピッチと等しい場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されず、それらのピッチが互いに等しくなくても良い。
【０１１０】
位相差素子２３ａの幅は適宜設定すればよい。互いに隣り合う２つの位相差素子２３ａの間に、光学的に等方性の領域があればよい。
【０１１１】
上記第１実施形態では、偏光状態変換素子２３において、Ｚ方向に互いに隣り合う２つの光線ＢＬ１ｓが互いに分離されていたが、部分的に互いに重なっていてもよい。偏光状態変換素子２３において、Ｚ方向に互いに隣り合う２つの光線ＢＬ２ｐが互いに分離されていたが、部分的に互いに重なっていてもよい。
【０１１２】
合成光Ｔを構成するＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合の調整幅を大きくしたい場合は、Ｚ方向に互いに隣り合う光線ＢＬ１ｓと光線ＢＬ２ｐが接していることが好ましい。この構成によれば、偏光状態変換素子２３の大型化を最小にしつつ、最大の調整幅が得られる。
【０１１３】
照明装置２を小型化するためには、Ｚ方向に互いに隣り合う光線ＢＬ１ｓと光線ＢＬ２ｐが互いに部分的に重なっていることが好ましい。
【０１１４】
また、上記実施形態では、３つの光変調装置４Ｒ，４Ｇ，４Ｂを備えるプロジェクター１を例示したが、１つの光変調装置でカラー映像を表示するプロジェクターに適用することも可能である。また、光変調装置として、デジタルミラーデバイスを用いてもよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、本発明による照明装置をプロジェクターに応用する例を示したが、これに限られない。本発明による照明装置を自動車用ヘッドライトなどの照明器具にも適用できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１…プロジェクター、２…照明装置、４Ｂ…青色光用光変調装置、４Ｇ…緑色光用光変調装置、４Ｒ…赤色光用光変調装置、６…投射光学系、２０…第１光源ユニット、２０ａ…半導体レーザー、２１…第２光源ユニット、２１ａ…半導体レーザー、２２…偏光合成素子、２３…偏光状態変換素子、２３ａ…位相差素子、２５…偏光分離素子、４３…センサーユニット（色バランス検出部）、４５…駆動装置、１２３…偏光状態変換素子、Ａ１…第１の領域、Ａ２…第２の領域、ＢＬ１ｓ…光線（第１の光ビーム）、ＢＬ２ｐ…光線（第２の光ビーム）、ＢＬ４…青色光（第２の光）、Ｔ…合成光、ＷＬ…照明光、ＹＬ…蛍光光（第３の光）。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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【図９】
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