(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置と、
前記照明装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、
複数のカラーモードのうちのいずれかを選択するためのカラーモード選択部と、
を備え、
前記照明装置は、
第１の波長帯の光を射出する発光素子と、
前記発光素子から射出された光が入射する第１の位相差板と、
前記第１の位相差板からの光を、第１の偏光状態の第１の光束と第２の偏光状態の第２の光束とに分離する第１の偏光分離素子と、
前記第１の波長帯の光によって励起される第１の蛍光体層を備え、前記第１の光束を、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の第３の光束に変換する波長変換装置と、
前記第２の光束を第４の光束に変換する光学素子と、
前記第３の光束と前記第４の光束とを合成する第１の色合成素子と、
前記カラーモード選択部での選択結果に応じて前記第１の位相差板の光学軸の方向を変化させる制御装置と、
を備え、
前記制御装置が前記第１の位相差板の光学軸の方向を変化させ、前記第１の位相差板を通過する前の光の偏光方向と前記第１の位相差板の光学軸とがなす角度を大きくしたときに色温度が増加し、かつ、色偏差が減少する、プロジェクター。
【請求項２】
前記制御装置は、前記複数のカラーモードのうち明るさ重視モードが選択された場合に、他のカラーモードが選択された場合に比べて前記第３の光束の光量を増加させるように、前記第１の位相差板を通過する前の光の偏光方向と前記第１の位相差板の光学軸とがなす角度を変化させる、請求項１に記載のプロジェクター。
【請求項３】
前記第１の蛍光体層は、前記第１の波長帯および前記第２の波長帯のいずれとも異なる第３の波長帯の第５の光束を射出し、
前記波長変換装置は、
前記第１の波長帯の光によって励起され、前記第１ないし第３の波長帯のいずれとも異なる第４の波長帯の第６の光束を射出する第２の蛍光体層と、
前記第１の光束が入射する第２の位相差板と、
前記第２の位相差板から射出された光を、前記第１の蛍光体層に入射する偏光成分と、前記第２の蛍光体層に入射する偏光成分と、に分離する第２の偏光分離素子と、
前記第５の光束と前記第６の光束とを合成して前記第３の光束を生成する第２の色合成素子と、
を備え、
前記制御装置は、前記カラーモード選択部での選択結果に応じて前記第２の位相差板の光学軸の方向を変化させる、請求項１または請求項２に記載のプロジェクター。
【請求項４】
前記制御装置は、前記複数のカラーモードのうち明るさ重視モードが選択された場合に、他のカラーモードが選択された場合に比べて前記第６の光束の光量を増加させるように、前記第２の位相差板の光学軸の方向を変化させる、請求項３に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
使用者が画像の明るさ、コントラスト、色合い等を表すパラメーターを選択することにより画質調整を行うことが可能なプロジェクターが提供されている。使用者は、上記のパラメーターを、例えば画像の種別（静止画、動画）、画像のコンテンツ（映画、スポーツ、ニュース等）、あるいは部屋の明るさ等の視聴環境に応じて適宜選択することができる。
【０００３】
下記の特許文献１および２には、使用者がカラーモードを任意に選択することができるプロジェクターが開示されている。「カラーモード」とは、画像の種別、画像のコンテンツ、あるいは視聴環境に応じた明るさまたは色調等を設定するための項目である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７４３４７号公報
【特許文献２】特開２００９−１６９１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１および２に示したカラーモードを備えた従来のプロジェクターでは、カラーモードに応じて液晶パネル等の光変調素子のガンマ特性を切り換える方法により画像の色調、明るさ等を調整していた。そのため、選択されたモードによっては、光源からの射出光の光量を光変調素子で大きく低下させる必要があるため、画像の明るさロスが大きい、という問題があった。逆に、画像の明るさロスを最小限に抑えようとすると、画像の色調、明るさ等が十分に調整できないという問題があった。
【０００６】
本発明の一つの態様は、画像の明るさロスを抑えつつ、カラーモードに応じて画像の明るさ、色調等を調整することができる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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の一つの態様のプロジェクターは、照明装置と、前記照明装置から射出された光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学系と、複数のカラーモードのうちのいずれかを選択するためのカラーモード選択部と、を備え、前記照明装置は、第１の波長帯の光を射出する発光素子と、前記発光素子から射出された光が入射する第１の位相差板と、前記第１の位相差板からの光を、第１の偏光状態の第１の光束と第２の偏光状態の第２の光束とに分離する第１の偏光分離素子と、前記第１の波長帯の光によって励起される第１の蛍光体層を備え、前記第１の光束を、前記第１の波長帯とは異なる第２の波長帯の第３の光束に変換する波長変換装置と、前記第２の光束を第４の光束に変換する光学素子と、前記第３の光束と前記第４の光束とを合成する第１の色合成素子と、前記カラーモード選択部での選択結果に応じて前記第１の位相差板の光学軸の方向を変化させる制御装置と、を備える。
【０００８】
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいては、制御装置が、カラーモード選択部での選択結果に応じて第１の位相差板の光学軸の方向を変化させることにより第１の偏光状態の第１の光束と第２の偏光状態の第２の光束との割合を調整する。このようにして、第１の光束から得られる第３の光束の量と第２の光束から得られる第４の光束の量とを調整できるため、選択されたカラーモードに応じて照明装置から射出される光の輝度や色バランスを調整できる。これにより、光変調素子のガンマ特性の調整のみに依っていた従来のプロジェクターに比べて画像の明るさロスを抑えつつ、画像の明るさ、色調等を調整することができる。
【０００９】
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記制御装置は、前記複数のカラーモードのうち明るさ重視モードが選択された場合に、他のカラーモードが選択された場合に比べて前記第３の光束の光量を増加させるように、前記第１の位相差板の光学軸の方向を変化させてもよい。
【００１０】
この構成によれば、波長変換装置により波長変換された第３の光束の光量を増加させることにより、照明装置から射出される光の光量を効果的に増加させ、明るい画像を得ることができる。
【００１１】
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記第１の蛍光体層は、前記第１の波長帯および前記第２の波長帯のいずれとも異なる第３の波長帯の第５の光束を射出し、前記波長変換装置は、前記第１の波長帯の光によって励起され、前記第１ないし第３の波長帯のいずれとも異なる第４の波長帯の第６の光束を射出する第２の蛍光体層と、前記第１の光束が入射する第２の位相差板と、前記第２の位相差板から射出された光を、前記第１の蛍光体層に入射する偏光成分と、前記第２の蛍光体層に入射する偏光成分と、に分離する第２の偏光分離素子と、前記第５の光束と前記第６の光束とを合成して前記第３の光束を生成する第２の色合成素子と、を備え、前記制御装置は、前記カラーモード選択部での選択結果に応じて前記第２の位相差板の光学軸の方向を変化させてもよい。
【００１２】
この態様のプロジェクターは、カラーモード選択部での選択結果に応じて第２の位相差板の光学軸の方向を変化させる制御装置を備えている。そのため、第２の位相差板の光学軸の方向を変化させることにより、第１の蛍光体層に入射する偏光成分と第２の蛍光体層に入射する偏光成分との割合が調整される。このようにして、第１の蛍光体層によって生成される第５の光束の量と第２の蛍光体層によって生成される第６の光束の量を調整し、第６の光束の色バランスを調整できる。さらに、第５の光束と第６の光束との合成光である第３の光束の量と第２の光束から得られる第４の光束の量とを調整することにより、照明装置からの射出光の色バランスを調整できる。
【００１３】
本発明の一つの態様のプロジェクターにおいて、前記制御装置は、前記複数のカラーモードのうち明るさ重視モードが選択された場合に、他のカラーモードが選択された場合に比べて前記第６の光束の光量を増加させるように、前記第２の位相差板の光学軸の方向を変化させてもよい。
【００１４】
この構成によれば、波長変換装置により波長変換された第６の光束の光量を増加させることにより、照明装置から射出される光の光量を効果的に増加させ、明るい画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態のプロジェクターを示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態の照明装置を示す概略構成図である。
【図３】照明装置に用いる位相差板と回転調整機構を示す斜視図である。
【図４】第１の位相差板とその制御装置を示す模式図である。
【図５】（Ａ）第１の位相差板通過前、（Ｂ）第１の位相差板通過後のそれぞれの光の偏光状態を示す図である。
【図６】第１の位相差板の種々の回転角における射出光のスペクトルの変化を示すグラフである。
【図７】第１の位相差板の回転角と射出光の色温度との関係を示すグラフである。
【図８】第１の位相差板の回転角と射出光の色偏差との関係を示すグラフである。
【図９】本発明の第２実施形態のプロジェクターにおける照明装置を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第３実施形態のプロジェクターにおける照明装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１〜図８を用いて説明する。
第１実施形態のプロジェクターは、照明装置と、３つの光変調装置と、を備えた液晶プロジェクターの例である。
以下、図面を用いて具体的に説明するが、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、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
【００１７】
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には、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢの各色光に対応した３つの光変調装置が用いられる。プロジェクター１には、照明装置２の光源として、高輝度・高出力の光が得られる半導体レーザーが用いられる。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、カラーモード選択スイッチ４３と、制御装置４４と、を概略備えている。
【００１８】
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。照明装置２には、後述する本発明の一つの実施形態である照明装置が用いられる。
【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に向けて反射させる。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、赤色光ＬＲに対応した画像光を形成する。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、緑色光ＬＧに対応した画像光を形成する。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、青色光ＬＲに対応した画像光を形成する。
【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に入射する赤色光ＬＢを平行化する。
【００２６】
合成光学系５は、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ、および青色光ＬＢのそれぞれに対応した画像光を合成し、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】
カラーモード選択スイッチ４３（図２参照）は、画像の種別（静止画、動画）、画像のコンテンツ（映画、スポーツ、ニュース等）、あるいは部屋の明るさ等の視聴環境に応じて、使用者が下記の複数のカラーモードのうちのいずれかを選択するためのスイッチである。本実施形態のカラーモード選択スイッチ４３は、特許請求の範囲のカラーモード選択部に対応する。
【００２９】
複数のカラーモードとしては、例えば、明るい環境での視聴に適した「ダイナミックモード」、薄明かりの中での視聴に適した「リビングモード」、暗い環境下で入力信号に忠実な画像を再現可能な「ナチュラルモード」、暗い環境下での映画鑑賞に適した「シアターモード」等が挙げられる。例えば、「ダイナミックモード」は、画像の色調よりも画像の明るさを重視した明るさ重視モードである。
【００３０】
制御装置４４（図２参照）は、カラーモード選択スイッチ４３におけるカラーモードの選択結果に応じて、後述する第１の位相差板４６の光学軸の方向を変化させる。その他、制御装置４４は、従来の制御装置と同様、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に入力する画像情報を制御する。
【００３１】
以下、照明装置２について説明する。
図２に示すように、照明装置２は、アレイ光源２１Ａと、コリメーター光学系２２と、アフォーカル光学系２３と、第１の位相差板４６と、第１のモーター４７と、ホモジナイザー光学系２４と、第１の偏光分離素子５０Ａを含む第１のプリズム２５Ａと、第１のピックアップ光学系２６と、第１の発光素子２７と、光学素子４１と、偏光変換素子３２と、重畳光学系３３と、を備えている。第１の発光素子２７は、本発明における波長変換装置を構成する。
【００３２】
上記の構成要件のうち、アレイ光源２１Ａと、コリメーター光学系２２と、アフォーカル光学系２３と、ホモジナイザー光学系２４と、第１のプリズム２５Ａと、位相差板２８と、第２のピックアップ光学系２９と、拡散反射素子３０とは、それぞれの光学中心を図２中に示す光軸ａｘ１に一致させた状態で、光軸ａｘ１上に順次並んで配置されている。一方、第１の発光素子２７と、第１のピックアップ光学系２６と、第１のプリズム２５Ａ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３３ａとは、それぞれの光学中心を図２中に示す光軸ａｘ２に一致させた状態で、光軸ａｘ２上に順次並んで配置されている。光軸ａｘ１と光軸ａｘ２とは、同一面内にあり、互いに直交する位置関係にある。
【００３３】
アレイ光源２１Ａは、複数の半導体レーザー２１１を備える。複数の半導体レーザー２１１は、光軸ａｘ１と直交する面２１ｃ内において、アレイ状に並んで配置されている。半導体レーザー２１１の個数は特に限定されない。本実施形態における半導体レーザー２１１は、特許請求の範囲における発光素子に対応する。
【００３４】
半導体レーザー２１１は、例えばピーク波長が４４６ｎｍのＳ偏光の青色光を射出する。Ｓ偏光の青色光ＢＬは、アレイ光源２１Ａからコリメーター光学系２２に向けて射出される。本実施形態におけるピーク波長が４４６ｎｍの青色光ＢＬは、特許請求の範囲における第１の波長帯の光に対応する。
【００３５】
アレイ光源２１Ａから射出された青色光ＢＬは、コリメーター光学系２２に入射する。コリメーター光学系２２は、アレイ光源２１Ａから射出された青色光ＢＬを平行光束に変換する。コリメーター光学系２２は、例えばアレイ状に並んで配置された複数のコリメーターレンズ２２ａで構成されている。複数のコリメーターレンズ２２ａは、複数の半導体レーザー２１１にそれぞれ対応して配置されている。
【００３６】
コリメーター光学系２２を透過することにより平行光束に変換された青色光ＢＬは、アフォーカル光学系２３に入射する。アフォーカル光学系２３は、青色光ＢＬの光束径を調整する。アフォーカル光学系２３は、例えばアフォーカルレンズ２３ａ，アフォーカルレンズ２３ｂから構成されている。
【００３７】
アフォーカル光学系２３を透過することにより光束径が調整された青色光ＢＬ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、青色光ＢＬの光強度分布を、例えばトップハット型分布と呼ばれる均一な光強度分布に変換する。ホモジナイザー光学系２４は、例えばマルチレンズアレイ２４ａ，マルチレンズアレイ２４ｂから構成されている。
【００３８】
アフォーカル光学系２３とホモジナイザー光学系２４との間、より具体的には、アフォーカルレンズ２３ｂとマルチレンズアレイ２４ａとの間の光路上に、第１の位相差板４６が設けられている。第１の位相差板４６は、青色光ＢＬが入射する面内で回転可能に設けられている。第１の位相差板４６は、青色光ＢＬの波長４４６ｎｍに対する１／２波長板で構成されている。第１の位相差板４６の光学軸は、第１の位相差板４６に入射する青色光ＢＬの偏光軸と交差する。なお、第１の位相差板４６の光学軸は、第１の位相差板４６の進相軸もしくは遅相軸のいずれであってもよい。
【００３９】
青色光ＢＬは、コヒーレントなＳ偏光である。青色光ＢＬはもともとＳ偏光であるが、青色光ＢＬの偏光軸が第１の位相差板４６の光学軸と交差しているため、青色光ＢＬが第１の位相差板４６を透過することによりＳ偏光の一部がＰ偏光に変換される。その結果、第１の位相差板４６を透過した青色光ＢＬは、Ｓ偏光成分ＢＬｓとＰ偏光成分ＢＬｐとが所定の割合で混在した光となる。例えば、本実施形態におけるＳ偏光成分ＢＬｓは、特許請求の範囲における第１の偏光状態の第１の光束に対応する。本実施形態におけるＰ偏光ＢＬｐは、特許請求の範囲における第２の偏光状態の第２の光束に対応する。
【００４０】
第１の位相差板４６に、第１の位相差板４６を回転させるための第１のモーター４７が接続されている。第１の位相差板４６の回転機構については後述する。
【００４１】
ホモジナイザー光学系２４から射出された青色光ＢＬは、第１のプリズム２５Ａに入射する。第１のプリズム２５Ａは、例えば波長選択性を有するダイクロイックプリズムで構成されている。ダイクロイックプリズムは、光軸ａｘ１に対して４５°の角度をなす傾斜面Ｋを有している。傾斜面Ｋは、光軸ａｘ２に対しても４５°の角度をなしている。第１のプリズム２５Ａは、互いに直交する光軸ａｘ１，ａｘ２の交点と傾斜面Ｋの光学中心とが一致するように配置されている。ダイクロイックプリズムからなる第１のプリズム２５Ａに代えて、平行平板状のダイクロイックミラーを用いてもよい。
【００４２】
傾斜面Ｋには、波長選択性を有する第１の偏光分離素子５０Ａが設けられている。第１の偏光分離素子５０Ａは、青色光ＢＬを、第１の偏光分離素子５０Ａに対するＳ偏光成分ＢＬｓとＰ偏光成分ＢＬｐとに分離する偏光分離機能を有している。具体的に、第１の偏光分離素子５０Ａは、青色光ＢＬのＳ偏光成分ＢＬｓを反射させ、青色光ＢＬのＰ偏光成分ＢＬｐを透過させる。以下の説明では、第１の偏光分離素子５０Ａで反射したＳ偏光成分ＢＬｓは蛍光体層の励起に利用されるため、励起光ＢＬｓと称する。第１の偏光分離素子５０Ａを透過したＰ偏光成分ＢＬｐは照明光として利用されるため、青色光ＢＬｐと称する。
【００４３】
また、第１の偏光分離素子５０Ａは、半導体レーザー２１１から射出された青色光ＢＬとは波長帯が異なる黄色の蛍光光ＹＬを、蛍光光ＹＬの偏光状態に依らずに透過させる色分離機能を有している。
【００４４】
第１の偏光分離素子５０Ａから射出されたＳ偏光の励起光ＢＬｓは、第１のピックアップ光学系２６に入射する。第１のピックアップ光学系２６は、励起光ＢＬｓを第１の発光素子２７の第１の蛍光体層３４に向けて集光させる。第１のピックアップ光学系２６は、例えばピックアップレンズ２６ａ，ピックアップレンズ２６ｂから構成されている。
【００４５】
第１のピックアップ光学系２６から射出された励起光ＢＬｓは、第１の発光素子２７に入射する。第１の発光素子２７は、第１の蛍光体層３４と、第１の蛍光体層３４を支持する基板３５と、を有している。励起光ＢＬｓが第１の蛍光体層３４に入射することにより第１の蛍光体層３４に含まれる蛍光体が励起され、励起光ＢＬｓとは波長が異なる黄色の蛍光光ＹＬが生成される。本実施形態における蛍光光ＹＬは、特許請求の範囲における第２の波長帯の第３の光束に対応する。
【００４６】
第１の発光素子２７において、第１の蛍光体層３４は、励起光ＢＬｓが入射する側とは反対側の面を基板３５に接触させた状態で、第１の蛍光体層３４の側面と基板３５との間に設けられた接着剤３６により基板３５に固定されている。基板３５の第１の蛍光体層３４が設けられた側と反対側の面には、第１の蛍光体層３４の熱を放散させるためのヒートシンク３８が設けられている。
【００４７】
第１の蛍光体層３４から射出された蛍光光ＹＬは、偏光方向が揃っていない非偏光光のため、第１のピックアップ光学系２６を通過した後、非偏光の状態のままで第１の偏光分離素子５０Ａに入射する。蛍光光ＹＬは、第１の偏光分離素子５０Ａを透過し、インテグレータ光学系３１に向けて進む。
【００４８】
一方、第１の偏光分離素子５０Ａから射出されたＰ偏光の青色光ＢＬｐは、光学素子４１に入射する。光学素子４１は、位相差板２８と、第２のピックアップ光学系２９と、拡散反射素子３０と、を備えている。青色光ＢＬｐ’は位相差板２８に入射する。位相差板２８は、偏光分離素子５０Ａ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ている。したがって、偏光分離素子５０Ａから射出されたＰ偏光の青色光ＢＬｐは、位相差板２８により円偏光の青色光ＢＬｃに変換された後、第２のピックアップ光学系２９に入射する。
【００４９】
第２のピックアップ光学系２９は、青色光ＢＬｃを拡散反射素子３０に向けて集光させる。第２のピックアップ光学系２９は、例えばピックアップレンズ２９ａとピックアップレンズ２９ｂとから構成されている。
【００５０】
拡散反射素子３０は、第２のピックアップ光学系２９から射出された青色光ＢＬｃを偏光分離素子５０Ａに向けて拡散反射させる。特に拡散反射素子３０として、拡散反射素子３０に入射した青色光ＢＬｃをランバート反射させるものを用いることが好ましい。照明装置２において、この種の拡散反射素子３０を用いることにより、青色光ＢＬｃを拡散反射させつつ、均一な照度分布を有する青色光ＢＬｃ’を得ることができる。
【００５１】
図２に示すように、拡散反射素子３０で拡散反射された青色光ＢＬｃ’は、再び位相差板２８に入射することによって、円偏光の青色光ＢＬｃ’からＳ偏光の青色光ＢＬｓ’に変換される。そのため、光学素子４１からＳ偏光の青色光ＢＬｓ’が射出される。本実施形態におけるＳ偏光の青色光ＢＬｓ’は特許請求の範囲における第４の光束に対応する。Ｓ偏光の青色光ＢＬｓ’は、偏光分離素子５０Ａに入射する。Ｓ偏光の青色光ＢＬｓ’は、偏光分離素子５０Ａで反射し、インテグレータ光学系３１に向けて進む。
【００５２】
このようにして、青色光ＢＬｓ’は、偏光分離素子５０Ａを透過した蛍光光ＹＬとともに、照明光ＷＬとして利用される。すなわち、青色光ＢＬｓ’と蛍光光ＹＬとは、偏光分離素子５０Ａから互いに同一方向に向けて射出される。このようにして、青色光ＢＬｓ’と黄色の蛍光光ＹＬとが合成された白色の照明光ＷＬが得られる。すなわち、偏光分離素子５０Ａは、青色光ＢＬｓ’と蛍光光ＹＬとを合成する色合成素子の機能も兼ねている。本実施形態における偏光分離素子５０Ａは、特許請求の範囲における第１の色合成素子に対応する。
【００５３】
偏光分離素子５０Ａから射出された照明光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、照明光ＷＬを複数の小光束に分割する。インテグレータ光学系３１は、例えば、第１レンズアレイ３１ａ，第２レンズアレイ３１ｂから構成されている。第１レンズアレイ３１ａ，第２レンズアレイ３１ｂは、複数のマイクロレンズがアレイ状に配列されたものからなる。
【００５４】
インテグレータ光学系３１から射出された照明光ＷＬ（複数の小光束）は、偏光変換素子３２に入射する。偏光変換素子３２は、照明光ＷＬの偏光方向を揃えるものである。偏光変換素子３２は、例えば、偏光分離膜と位相差板とミラーとから構成されている。偏光変換素子３２は、非偏光である蛍光光ＹＬの偏光方向とＳ偏光の青色光ＢＬｓ’の偏光方向とを揃えるため、他方の偏光成分を一方の偏光成分に、例えばＰ偏光成分をＳ偏光成分に変換する。
【００５５】
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３３に入射する。重畳レンズ３３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，第２レンズアレイ３１ｂからなるインテグレータ光学系３１と重畳レンズ３３ａとにより構成される。
【００５６】
以下、第１の位相差板４６の回転機構について説明する。
図３に示すように、第１の位相差板４６は、円形の板体４６ａで構成され、板体４６ａから外側に突出する棒状部４６ｂが設けられている。第１の位相差板４６は、保持部材４９によって回転可能に保持されている。第１の位相差板４６の棒状部４６ｂは保持部材４９の外側に突出している。第１の位相差板４６は、棒状部４６ｂが保持部材４９の主面に沿った方向に移動することにより回転する。
【００５７】
図４に示すように、第１の位相差板４６の棒状部４６ｂと保持部材４９の壁部４９ａとの間の空間にバネ５５が挿入されている。また、第１のモーター４７の回転軸４７ａの先端にネジ部材５１が固定されている。第１のモーター４７の回転によりネジ部材５１が回転すると、ネジ部材５１が図４の矢印Ａの向きに棒状部４６ｂを押し、第１の位相差板４６は反時計回りに回転する。ネジ部材５１が棒状部４６ｂを押す力が解除されると、バネ５５の作用により第１の位相差板４６は時計回りに回転し、中立位置に戻る。第１の位相差板４６の回転に伴い、第１の位相差板４６の光学軸４６ｃが回転する。
【００５８】
第１の位相差板４６を所定の角度だけ回転させることにより、第１の位相差板４６で生成するＳ偏光成分ＢＬｓの光量とＰ偏光成分ＢＬｐの光量との割合を調整できることを図５（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。
図５（Ａ）は、第１の位相差板４６を通過する前の光の偏光状態を示す図である。図５（Ｂ）は、第１の位相差板４６を通過した後の光の偏光状態を示す図である。
【００５９】
本実施形態の場合、第１の位相差板４６を通過する前の青色光ＢＬはＳ偏光（直線偏光）である。図５（Ａ）に示すように、Ｓ偏光の偏光方向Ｐ１と第１の位相差板４６の光学軸４６ｃとは角度θをなすように交差している。青色光ＢＬは、第１の位相差板４６を通過した後、図５（Ｂ）に示すように、偏光方向Ｐ１が時計回りに角度２θだけ回転し、偏光方向Ｐ２となる。このとき、Ｓ偏光成分ＢＬｓとＰ偏光成分ＢＬｐとが生じ、Ｓ偏光成分ＢＬｓの光量とＰ偏光成分ＢＬｐの光量との比はｃｏｓ（２θ）：ｓｉｎ（２θ）となる。例えばθ＝２°の場合、Ｓ偏光成分ＢＬｓの光量とＰ偏光成分ＢＬｐの光量との比は１４．３：１となる。
【００６０】
したがって、図５（Ａ）、（Ｂ）の配置においては、第１の位相差板４６の回転角θを大きくすることによりＳ偏光成分ＢＬｓに対するＰ偏光成分ＢＬｐの量を相対的に増やすことができる。この場合、青色光ＢＬｓ’の光量に対する黄色の蛍光光ＹＬの光量が相対的に増加するため、合成光は黄色味を帯びた白色光に変化する。逆に、第１の位相差板４６の回転角θを小さくすることによりＳ偏光成分ＢＬｓに対するＰ偏光成分ＢＬｐの量を相対的に減らすことができる。この場合、青色光ＢＬｓ’の光量に対する黄色の蛍光光ＹＬの光量が相対的に減少するため、合成光は青色味を帯びた白色光に変化する。
【００６１】
本実施形態の場合、例えば使用者が明るい部屋で明るい画像を見たいという要求があり、カラーモード選択スイッチ４３によって明るさ重視モードである「ダイナミックモード」を選択したと仮定する。
このとき、制御装置４４は、カラーモード選択スイッチ４３におけるカラーモードの選択結果に応じて、第１の位相差板４６の光学軸の方向を変化させる。具体的には、制御装置４４は、第１のモーター４７に駆動信号を出力し、第１の位相差板４６の回転角θを大きくする方向に第１の位相差板４６を回転させる。これにより、青色光の光量に対する黄色の蛍光光の光量が相対的に増加し、照明装置から射出される照明光の輝度を向上させることができる。
【００６２】
本発明者らは、第１の位相差板４６の回転角を変え、照明光のスペクトル変化を調べた。
図６は、第１の位相差板４６の回転角を変えたときの照明光のスペクトルを示すグラフである。グラフの横軸は波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸は照明光の強度［a.u.（任意単位）］である。第１の位相差板４６の回転角θは、θ＝１０°，１５°，２０°，２５°，３０°の５種類とした。
【００６３】
図６に示すように、第１の位相差板４６の回転角θを、θ＝１０°→３０°と大きくするにつれて、波長４６０ｎｍ近傍の青色光成分が減少し、波長約５００〜７００ｎｍの黄色光成分が増加していることが検証された。これにより、照明光の輝度を向上させることができる。
【００６４】
照明光の色は、色温度もしくは色偏差で表すことが可能である。
図７は、第１の位相差板４６の回転角と射出光の色温度との関係を示すグラフである。図８は、第１の位相差板４６の回転角と射出光の色偏差との関係を示すグラフである。
【００６５】
図７に示すように、第１の位相差板４６の回転角をθ１からθ２に大きくすると、色温度はＴ１からＴ２に増加する傾向を示す。色温度が増加することは、黄色光成分が増加していることに対応する。
また、図８に示すように、第１の位相差板４６の回転角をθ１からθ２に大きくすると、色偏差はｄ２からｄ１に減少する傾向を示す。色偏差が減少することは、黄色光成分が増加していることに対応する。
【００６６】
以上述べたように、第１の位相差板４６の回転角を変えることにより、照明光の輝度および色バランスを制御することができる。このように、本実施形態のプロジェクター１においては、選択されたカラーモードに応じて照明装置２から射出される光の輝度や色バランスを調整できる。そのため、光変調素子のガンマ特性の調整のみに依っていた従来のプロジェクターに比べて画像の明るさロスを抑えつつ、画像の明るさ、色調等を調整することができる。
【００６７】
［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図９を用いて説明する。
第２実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態と同様であり、黄色光を発する蛍光体層に代えて、緑色光を発する蛍光体層と赤色光を発する蛍光体層とを用いる点が第１実施形態と異なる。
図９は、第２実施形態のプロジェクターにおける照明装置の概略構成図である。
図９において、第１実施形態で用いた図２と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６８】
第１実施形態の照明装置においては、波長変換装置は発光素子２７によって構成されていた。図９に示すように、本実施形態の照明装置６０では、波長変換装置は、第２の位相差板６２と、第２の偏光分離素子６３を含む第２のプリズム６４と、第２の発光素子６５と、第３の発光素子６６と、第３のピックアップ光学系６７と、第４のピックアップ光学系６８と、を含む。
【００６９】
第１のプリズム２５Ａと第２のプリズム６４との間の光路上に、第２の位相差板６２が設けられている。第２の位相差板６２は、光の入射する主面の面内で回転可能に設けられている。第２の位相差板６２は、青色光の波長４４６ｎｍに対する１／２波長板で構成されている。第２の位相差板６２の光学軸は、第１のプリズム２５Ａから射出された青色光ＢＬｓの偏光軸と交差する。なお、第２の位相差板６２の光学軸は、第２の位相差板６２の進相軸もしくは遅相軸のいずれであってもよい。
【００７０】
第１のプリズム２５Ａから射出された青色光ＢＬｓの偏光軸が第２の位相差板６２の光学軸と交差しているため、青色光ＢＬｓが第２の位相差板６２を透過することによりＳ偏光ＢＬｓの一部がＰ偏光ＢＬｐ２に変換される。その結果、第２の位相差板６２を透過した青色光ＢＬｓは、Ｓ偏光成分ＢＬｓ２とＰ偏光成分ＢＬｐ２とが所定の割合で混在した光となる。
【００７１】
第２の位相差板６２に、第２の位相差板６２を回転させるための第２のモーター６９が接続されている。第２の位相差板６２の支持構造や回転機構は、第１の位相差板の支持構造や回転機構と同様であり、説明を省略する。
【００７２】
Ｓ偏光成分ＢＬｓ２とＰ偏光成分ＢＬｐ２とは、第２のプリズム６４に入射する。第２のプリズム６４は、例えば波長選択性を有するダイクロイックプリズムで構成されている。ダイクロイックプリズムからなる第２のプリズム６４に代えて、平行平板状のダイクロイックミラーが用いられてもよい。
【００７３】
ダイクロイックプリズムの傾斜面Ｋには、波長選択性を有する第２の偏光分離素子６３が設けられている。第２の偏光分離素子６３は、Ｐ偏光成分ＢＬｐ２を透過させ、Ｓ偏光成分ＢＬｓ２を反射させる。以下、第２の偏光分離素子６３で反射したＳ偏光成分を、後述する赤色蛍光体層の励起に利用されることから、赤色用励起光ＢＬｓ２と称する。第２の偏光分離素子６３を透過したＰ偏光成分を、後述する緑色蛍光体層の励起に利用されることから、緑色用励起光ＢＬｐ２と称する。なお、本実施形態においては、緑色蛍光体層と赤色蛍光体層はそれぞれ、特許請求の範囲における第１の蛍光体層と第２の蛍光体層に対応する。
【００７４】
また、第２の偏光分離素子６３は、青色光ＢＬとは波長帯が異なる赤色蛍光光ＲＬを、赤色蛍光光ＲＬの偏光状態に依らずに反射させるとともに、青色光ＢＬとは波長帯が異なる緑色蛍光光ＧＬを、緑色蛍光光ＧＬの偏光状態に依らずに透過させる色分離機能を有している。
【００７５】
第２の偏光分離素子６３から射出された緑色用励起光ＢＬｐ２は、第３のピックアップ光学系６７に入射する。第３のピックアップ光学系６７は、緑色用励起光ＢＬｐ２を第２の発光素子６５の緑色蛍光体層７４に向けて集光させる。第３のピックアップ光学系６７は、例えばピックアップレンズ６７ａ，ピックアップレンズ６７ｂから構成されている。
【００７６】
第３のピックアップ光学系６７から射出された緑色用励起光ＢＬｐ２は、第２の発光素子６５に入射する。第２の発光素子６５は、緑色蛍光体層７４と、緑色蛍光体層７４を支持する基板３５と、ヒートシンク３８と、を有している。緑色用励起光ＢＬｓが緑色蛍光体層７４に入射することにより緑色蛍光体層７４に含まれる蛍光体が励起され、緑色用励起光ＢＬｐ２とは波長が異なる緑色の蛍光光ＧＬが生成される。本実施形態における蛍光光ＧＬは、特許請求の範囲における第３の波長帯の第５の光束に対応する。
【００７７】
緑色蛍光体層７４から射出された緑色蛍光光ＧＬは、第３のピックアップ光学系６７を通過した後、偏光状態によらずに第２の偏光分離素子６３を透過する。
【００７８】
一方、第２の偏光分離素子６３から射出された赤色用励起光ＢＬｓ２は、第４のピックアップ光学系６８に入射する。第４のピックアップ光学系６８は、赤色用励起光ＢＬｓ２を第３の発光素子６６の赤色蛍光体層７５に向けて集光させる。第４のピックアップ光学系６８は、例えばピックアップレンズ６８ａ，ピックアップレンズ６８ｂから構成されている。
【００７９】
第４のピックアップ光学系６８から射出された赤色用励起光ＢＬｓ２は、第３の発光素子６６に入射する。第３の発光素子６６は、赤色蛍光体層７５と、赤色蛍光体層７５を支持する基板３５と、ヒートシンク３８と、を有している。赤色用励起光ＢＬｓ２が赤色蛍光体層７５に入射することにより赤色蛍光体層７５に含まれる蛍光体が励起され、赤色用励起光ＢＬｓ２とは波長が異なる赤色の蛍光光ＲＬが生成される。本実施形態における赤色蛍光光ＲＬは、特許請求の範囲における第４の波長帯の第６の光束に対応する。
【００８０】
赤色蛍光体層７５から射出された赤色蛍光光ＲＬは、第４のピックアップ光学系６８を通過した後、第２の偏光分離素子６３で反射する。したがって、第２の偏光分離素子６３を透過した緑色蛍光光ＧＬと、第２の偏光分離素子６３で反射した赤色蛍光光ＲＬと、が合成されて黄色の蛍光光ＹＬとなり、黄色の蛍光光ＹＬが第２の偏光分離素子６３から射出される。すなわち、第２の偏光分離素子６３は、緑色蛍光光ＧＬと赤色蛍光光ＲＬとを合成する色合成素子として機能する。第２の偏光分離素子６３により合成された黄色蛍光光ＹＬは、第２の位相差板６２を透過する。本実施形態における第２の偏光分離素子６３は、特許請求の範囲における第２の色合成素子に対応する。
【００８１】
カラーモード選択スイッチ４３は、第１実施形態と同一のものである。本実施形態の場合、制御装置４４は、カラーモード選択スイッチ４３におけるカラーモードの選択結果に応じて、第１の位相差板４６の光学軸の方向、および第２の位相差板６２の光学軸の方向をともに変化させる。
【００８２】
第１の位相差板４６と同様、第２の位相差板６２を所定の角度だけ回転させることにより、第２の位相差板６２で生成されるＳ偏光成分ＢＬｓ２の光量とＰ偏光成分ＢＬｐ２の光量との割合を調整できる。例えばＰ偏光成分ＢＬｐ２の光量を相対的に増やし、Ｓ偏光成分ＢＬｓ２の光量を相対的に減らすことにより、赤色蛍光光ＲＬの光量を相対的に減らし、緑色蛍光光ＧＬの光量を相対的に増やすことができる。逆に、Ｐ偏光成分ＢＬｐ２の光量を相対的に減らし、Ｓ偏光成分ＢＬｓ２の光量を相対的に増やすことにより、赤色蛍光光ＲＬの光量を相対的に増やし、緑色蛍光光ＧＬの光量を相対的に減らすことができる。これにより、赤色蛍光光と緑色蛍光光との合成光である黄色光の輝度および色バランスを調整することができる。
【００８３】
本実施形態の照明装置６０においては、第２の位相差板６２の回転角を制御することにより赤色蛍光光ＲＬと緑色蛍光光ＧＬとの合成光である黄色蛍光光ＹＬの輝度および色バランスを調整した上で、第１の位相差板４６の回転角を制御することにより青色光と黄色光との合成光である白色光の輝度および色バランスを調整することができる。
【００８４】
本実施形態の場合、例えば使用者が明るい部屋で明るい画像を見たいという要求があり、カラーモード選択スイッチ４３によって明るさ重視モードである「ダイナミックモード」を選択したと仮定する。
このとき、制御装置４４は、カラーモード選択スイッチ４３におけるカラーモードの選択結果に応じて、第２の位相差板６２の光学軸の方向を変化させる。具体的には、制御装置４４は、第２のモーター６９に駆動信号を出力し、第２の位相差板６２の回転角θを変化させる。これにより、青色光の光量に対する黄色の蛍光光の光量を相対的に増加させ、照明装置から射出される照明光の輝度を向上させることができる。
【００８５】
本実施形態のように、緑色蛍光体層７４と赤色蛍光体層７５とを用いる場合、励起光の光密度変化に対する蛍光体の変換効率の変化率は、緑色蛍光体層と赤色蛍光体層とで異なるのが一般的である。このことから、第２の位相差板６２の回転角を制御することで黄色蛍光光ＹＬの輝度および色バランスを先に調整した後、白色光の輝度および色バランスを調整するという本実施形態の構成が有効である。本実施形態においても、この種の照明装置６０を用いることにより、画像の明るさロスを抑えつつ、カラーモードに応じて画像の明るさ、色調等を調整可能なプロジェクターを実現することができる。
なお、本実施形態では、カラーモードの選択結果に応じて、第１の位相差板４６の光学軸の方向、および第２の位相差板６２の光学軸の方向をともに変化させる構成としたが、第１の位相差板４６の光学軸の方向、および第２の位相差板６２の光学軸の方向のいずれか一方を変化させる構成としてもよい。
【００８６】
［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態について、図１０を用いて説明する。
第３実施形態のプロジェクターの基本構成は第１実施形態および第２実施形態と同様であり、励起光用の半導体レーザーと照明光用の半導体レーザーとを別個に備えた点が第１実施形態および第２実施形態と異なる。
図１０は、第３実施形態の照明装置の概略構成図である。
図１０において、第１実施形態で用いた図２、および第２実施形態で用いた図９と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００８７】
図１０に示すように、第３実施形態の照明装置８０において、第１の偏光分離素子５０Ａで反射したＳ偏光からなる青色光ＢＬの光路に関する構成、すなわち図１０における第２の位相差板６２よりも下側の構成は、第２実施形態の照明装置６０と同一である。しかし、第２実施形態の照明装置６０に設けられていた第１の位相差板４６、および第１のモーター４７は、照明装置８０には設けられていない。
【００８８】
本実施形態の場合、半導体レーザー２１１から射出された青色光ＢＬの全ては、Ｓ偏光として第１の偏光分離素子５０Ａに入射する。第１の偏光分離素子５０Ａに入射した青色光ＢＬは第１の偏光分離素子５０Ａで反射し、緑色蛍光体層７４もしくは赤色蛍光体層７５を励起する励起光として利用される。
【００８９】
青色光光源装置８１は、第１のプリズム２５Ａを挟んで半導体レーザー２１１が設けられた側と反対側に設けられている。青色光光源装置８１は、照明光として利用する青色光ＢＬｈを射出するためのものである。青色光光源装置８１は、アレイ光源８２と、コリメーター光学系８３と、アフォーカル光学系８４と、ホモジナイザー光学系８５と、第５のピックアップ光学系８６と、光拡散素子８７と、第６のピックアップ光学系８８と、を備えている。
【００９０】
アレイ光源８２は、複数の半導体レーザー２１２を備えている。複数の半導体レーザー２１２は、光軸ａｘ１と直交する面２１ｄ内において、アレイ状に並んで配置されている。半導体レーザー２１２の個数は特に限定されない。半導体レーザー２１２は、例えばピーク波長が４６０ｎｍのＰ偏光の青色光を射出する。Ｐ偏光の青色光ＢＬｈは、アレイ光源８２からコリメーター光学系８３に向けて射出される。
【００９１】
アレイ光源８２から射出された青色光ＢＬｈは、コリメーター光学系８３に入射する。コリメーター光学系８３は、アレイ光源８２から射出された青色光ＢＬｈを平行光束に変換する。コリメーター光学系８３は、例えばアレイ状に並んで配置された複数のコリメーターレンズ８３ａで構成されている。複数のコリメーターレンズ８３ａは、複数の半導体レーザー２１２にそれぞれ対応して配置されている。
【００９２】
コリメーター光学系８３を透過することにより平行光束に変換された青色光ＢＬｈは、アフォーカル光学系８４に入射する。アフォーカル光学系８４は、青色光ＢＬｈの光束径を調整する。アフォーカル光学系８４は、例えばアフォーカルレンズ８４ａ，アフォーカルレンズ８４ｂから構成されている。
【００９３】
アフォーカル光学系８４を透過することにより光束径が調整された青色光ＢＬｈは、ホモジナイザー光学系８５に入射する。ホモジナイザー光学系８５は、青色光ＢＬｈの光強度分布を、例えばトップハット型分布と呼ばれる均一な光強度分布に変換する。ホモジナイザー光学系８５は、例えばマルチレンズアレイ８５ａ，マルチレンズアレイ８５ｂから構成されている。
【００９４】
ホモジナイザー光学系８５から射出された青色光ＢＬｈは、第５のピックアップ光学系８６に入射する。第５のピックアップ光学系８６は、青色光ＢＬｈを光拡散素子８７に向けて集光させる。第５のピックアップ光学系８６は、ピックアップレンズ８６ａとピックアップレンズ８６ｂとから構成されている。
【００９５】
光拡散素子８７は、第５のピックアップ光学系８６から射出された青色光ＢＬｈを透過させつつ拡散させる。光拡散素子８７により青色光ＢＬｈを拡散させることにより均一な照度分布を有する青色光ＢＬｈが得られる。
【００９６】
光拡散素子８７から射出された青色光ＢＬｈは、第６のピックアップ光学系８８を経て第１のプリズム２５Ａに入射する。第６のピックアップ光学系８８は、ピックアップレンズ８８ａとピックアップレンズ８８ｂとから構成されている。青色光ＢＬｈは、Ｐ偏光であるため、第１のプリズム２５Ａの第１の偏光分離素子５０Ａで反射する。これにより、第１の偏光分離素子５０Ａは、第１の偏光分離素子５０Ａで反射した青色光ＢＬｈと第１の偏光分離素子５０Ａを透過した黄色の蛍光光ＹＬとを合成し、白色光ＷＬを生成する。その他の構成は、第２実施形態の照明装置６０と同様である。
【００９７】
本実施形態の照明装置８０においては、カラーモードに応じて第２の位相差板６２の回転角を制御することで赤色蛍光光ＲＬと緑色蛍光光ＧＬとの合成光である黄色の蛍光光ＹＬの輝度および色バランスを調整することができる。一方、第１の偏光分離素子５０Ａを透過した黄色の蛍光光ＹＬの光量に応じて、青色光光源装置８１の半導体レーザー２１２から射出される青色光ＢＬｈの出力を制御することにより、白色光ＷＬの輝度および色バランスを調整する。
【００９８】
本実施形態においても、照明装置８０を用いることにより、画像の明るさロスを抑えつつ、カラーモードに応じて画像の明るさ、色調等を調整可能なプロジェクターを実現することができる。
【００９９】
なお、本実施形態においては、第２実施形態の照明装置６０と比較して照明装置８０の構成を理解しやすくするため、第２実施形態と共通の光学部品の名称を変更せずに説明した。ただし、本実施形態の場合、光学部品の名称は共通であっても、特許請求の範囲における構成要件との対応関係は第２実施形態と異なる。例えば、本実施形態において、第２のプリズム６４から射出されるＰ偏光成分ＢＬｐ２とＳ偏光成分ＢＬｓ２はそれぞれ、第１の光束と第２の光束に対応する。本実施形態における第２の位相差板６２は、特許請求の範囲における第１の位相差板に対応する。本実施形態における第２の偏光分離素子６３は、特許請求の範囲における第１の偏光分離素子に対応する。第２の発光素子６５は、特許請求の範囲における波長変換装置に対応する。本実施形態における緑色蛍光体層７４は特許請求の範囲における第１の蛍光体層に対応する。本実施形態における第３の発光素子６６は、特許請求の範囲における光学素子に対応する。本実施形態における第２の偏光分離素子６３は、特許請求の範囲における第１の色合成素子に対応する。
【０１００】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、第１の位相差板は、青色光の波長４４６ｎｍに対する１／２波長板で構成されているが、これに限らない。回転により偏光状態を変化させることのできる透明な光学素子であればよい。例えば１／４波長板などを用いてもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態では、３つの光変調装置を備えるプロジェクターを例示したが、１つの光変調装置でカラー映像（画像）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。その他、上記実施形態で開示した発光素子、照明装置、プロジェクターの各種構成要件の数、寸法、配置等については適宜変更が可能である。上記実施形態では、液晶光変調装置を用いたプロジェクターの例を示したが、これに限られない。光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに搭載してもよい。
【０１０２】
また、上記実施形態では、波長変換装置として蛍光体層を用いたが、これに限らない。波長変換素子として、例えば量子ロッド等を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１０３】
１…プロジェクター、４Ｒ…赤色光用光変調装置、４Ｇ…緑色光用光変調装置、４Ｂ…青色光用光変調装置、６…投射光学系、３４…第１の蛍光体層、４１…光学素子、４３…カラーモード選択スイッチ（カラーモード選択部）、４４…制御装置、４６…第１の位相差板、５０Ａ…第１の偏光分離素子（第１の色合成素子）、６２…第２の位相差板、６３…第２の偏光分離素子（第２の色合成素子）、７１…第２のセンサーユニット、７２…第２の制御装置、７４…緑色蛍光体層（第１の蛍光体層）、７５…赤色蛍光体層（第２の蛍光体層）、２１１…半導体レーザー（発光素子）。
【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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【図１０】
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