(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光を出射する励起光源と、
前記励起光が入射される偏光変換素子と、
蛍光体を含み、前記偏光変換素子を介して前記励起光が入射されて蛍光を発生する波長変換素子と、を備え、
前記偏光変換素子は、
入射される光のうち第１偏光光、及び、前記第１偏光光とは異なる第２偏光光を、それぞれ異なる方向に出射する偏光分離層と、
入射される光のうち第１色光を反射させ、前記第１色光とは異なる第２色光を透過させる特性を有し、前記偏光分離層から出射された前記第１偏光光及び前記第２偏光光のうち一方の偏光光を、前記偏光分離層から出射される他方の偏光光と略同方向に反射させる色分離層と、
前記一方の偏光光及び前記他方の偏光光のいずれかの光路上に配置され、入射された光の偏光方向を変換する位相差層と、を有し、
前記励起光源から出射された前記励起光は、前記色分離層に入射され、
前記波長変換素子には、前記色分離層を透過して、前記偏光分離層にて反射されて前記偏光変換素子の外部に出射された前記励起光が入射されることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
励起光を出射する励起光源と、
前記励起光が入射される偏光変換素子と、
蛍光体を含み、前記偏光変換素子を介して前記励起光が入射されて蛍光を発生する波長変換素子と、を備え、
前記偏光変換素子は、
入射される光のうち第１色光を反射させ、前記第１色光とは異なる第２色光を透過させる色分離層と、
入射される光のうち第１偏光光を反射させ、前記第１偏光光とは異なる第２偏光光を透過させる偏光分離層と、
入射される光の偏光方向を変換する位相差層と、を有し、
前記色分離層、前記偏光分離層及び前記位相差層は、１つずつ設けられ、
前記色分離層及び前記偏光分離層は、第１方向に直列に配置され、かつ、前記第１方向に対してそれぞれ同じ側に傾斜し、
前記位相差層は、前記偏光分離層から出射された前記第１偏光光と、前記偏光分離層から出射された前記第２偏光光と、前記色分離層から出射された前記第１色光と、のいずれかの光の光路上に配置され、
前記励起光源から出射された前記励起光は、前記色分離層に入射され、
前記波長変換素子には、前記色分離層を透過して、前記偏光分離層にて反射されて前記偏光変換素子の外部に出射された前記励起光が入射されることを特徴とする光源装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光源装置において、
前記第１方向は、外部から前記色分離層に入射される前記第１偏光光の光路上で、かつ、前記第１偏光光の進行方向であり、
前記偏光分離層は、前記色分離層に対して前記第１方向側で、かつ、前記第１方向に沿って入射される前記第１偏光光を前記第１方向に直交する第２方向に反射させることを特徴とする光源装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光源装置において、
前記色分離層及び前記偏光分離層は、プリズムの内部に形成されていることを特徴とする光源装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光源装置において、
前記プリズムは、
前記色分離層が内部に位置する第１プリズムと、
前記偏光分離層が内部に位置する第２プリズムと、を有し、
前記第１プリズムにおいて前記第１方向とは反対方向側の面は、少なくとも前記第２色光が入射される第１入射面であり、
前記第２プリズムにおいて前記第２方向側の面は、前記色分離層を透過して前記偏光分離層に入射された前記第２色光のうち、前記偏光分離層にて反射された前記第１偏光光が外部に出射され、前記第１色光が入射される入出射面であり、
前記第１プリズム及び前記第２プリズムのそれぞれにおいて前記第２方向側とは反対側の面は、前記第１色光に含まれる前記第１偏光光及び前記第２偏光光が出射される出射面であり、
前記位相差層は、前記第１プリズム及び前記第２プリズムのいずれかの前記出射面に位置することを特徴とする光源装置。
【請求項６】
請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の光源装置において、
前記偏光変換素子の前記偏光分離層と前記波長変換素子との間に配置され、入射された前記第１偏光光及び前記第２偏光光のいずれかを直線偏光から略円偏光に変換する第１波長板と、を備え、
前記蛍光は、前記第２方向とは反対方向に沿って前記偏光分離層に入射することを特徴とする光源装置。
【請求項７】
請求項５に記載の光源装置において、
前記励起光源と前記偏光変換素子を挟んで反対側に配置され、前記偏光変換素子の前記第１入射面に対向する面に向けて青色光を出射させる青色光源と、
前記青色光が入射され、当該青色光を拡散させる拡散板と、を備え、
前記偏光変換素子は、前記拡散板により拡散された前記青色光が入射される第２入射面を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項８】
請求項５に記載の光源装置において、
前記偏光分離層を透過し、前記偏光変換素子外に出射された前記第２偏光光を拡散反射させる拡散反射部と、
前記偏光変換素子と前記拡散反射部との間に配置され、前記第２偏光光を直線偏光から略円偏光に変換する第２波長板と、を備えることを特徴とする光源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光源装置において、
前記波長変換素子は、前記蛍光体を含む蛍光体層及び前記拡散反射部が同一の基材上に形成された蛍光体ホイールと、
前記第２偏光光を前記蛍光体ホイールに向けて反射させる反射層と、を有し、
前記蛍光体ホイールの前記拡散反射部に入射された前記第２偏光光は、当該拡散反射部に反射され、前記反射層を介して前記偏光分離層に入射されることを特徴とする光源装置。
【請求項１０】
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において、
前記波長変換素子は、
前記蛍光体を含む蛍光体層と、
前記蛍光体層を透過して入射された光を反射させる反射層と、を有し、
前記蛍光体層の前記反射層とは反対方向側の面、前記蛍光体層内、前記蛍光体層の前記反射層側の面、及び前記反射層の少なくともいずれかは、前記第１偏光光の一部を拡散反射させ、青色光として前記蛍光とともに出射させる形状を有することを特徴とする光源装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から入射された光の中心軸に直交する面内の照度を均一化する均一化装置と、を備え、
前記均一化装置は、
前記光源装置から入射された光のビーム系を拡大して出射させるアフォーカルレンズと、
前記アフォーカルレンズを介して入射される光束の中心軸に対する直交面内に複数の第１レンズが配列され、前記複数の第１レンズにより入射される光束を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、
前記複数の第１レンズに応じた複数の第２レンズが前記直交面内に配列され、前記複数の第２レンズにより、前記複数の部分光束を被照明領域に重畳させる第２レンズアレイと、
前記第２レンズアレイを介して入射された光を重畳する重畳レンズと、を備えることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の照明装置と、
前記照明装置から入射された光を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、照明装置及びプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置から出射された照明光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面に拡大投射するプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載のプロジェクターは、照明装置、色分離装置、光変調装置、光合成装置及び投射光学装置を備える。これらのうち、照明装置は、固体光源装置、集光光学系、回転蛍光板、モーター、コリメート光学系、第１レンズアレイ、第２レンズアレイ、偏光変換素子及び重畳レンズを備える。この照明装置においては、固体光源装置から出射された光は、集光光学系により集光され、モーターにより回転する回転蛍光板に入射される。そして、回転蛍光板に入射された光は、蛍光として当該回転蛍光板から出射され、コリメート光学系により平行化された光となり、当該光が第１レンズアレイ、第２レンズアレイを介して偏光変換素子に入射される。この偏光変換素子は、偏光分離層と反射層と光軸直交面内の一方向に沿って交互に複数配列された構成を有し、当該偏光変換素子により偏光方向が揃えられた光は、重畳レンズにより重畳され、当該照明装置から照明光として出射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９７２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のプロジェクターの偏光変換素子では、上記のように偏光分離層と反射層とが光軸直交面内の一方向に沿って交互に配列される構成が採用されているので、構成が複雑化するという課題がある。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決することを目的としたものであり、構成を簡略化できる光源装置、照明装置及びプロジェクターを提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様に係る偏光変換素子は、入射される光のうち第１偏光光、及び、前記第１偏光光とは異なる第２偏光光を、それぞれ異なる方向に出射する偏光分離層と、入射される光のうち第１色光を反射させ、前記第１色光とは異なる第２色光を透過させる特性を有し、前記偏光分離層から出射された前記第１偏光光及び前記第２偏光光のうち一方の光を、前記偏光分離層から出射される他方の偏光光と略同方向に反射させる色分離層と、前記一方の偏光光及び前記他方の偏光光のいずれかの光路上に配置され、入射された光の偏光方向を変換する位相差層と、を有することを特徴とする。
【０００７】
上記第１態様によれば、色分離層に入射された第２色光は、当該色分離層を透過し、偏光分離層にて反射される。この場合、偏光分離層に第１偏光光及び第２偏光光を含む第１色光が入射されると、当該第１色光に含まれる第１偏光光及び第２偏光光のいずれか一方は、偏光分離層を透過し、いずれか他方は、偏光分離層にて反射されて、色分離層に入射されて、色分離層にて更に反射される。そして、位相差層が、上記位置に配置されているので、上記第１色光に含まれ、かつ、偏光分離層を透過した第１偏光光及び第２偏光光のいずれか一方と、当該第１色光に含まれ、かつ、偏光分離層及び色分離層にて反射された第１偏光光及び第２偏光光のいずれか他方は、位相差層を通過することによって他方の偏光光に変換される。このような偏光変換素子により、第１偏光光又は第２偏光光のいずれかの偏光光により構成される第１色光を出射できる。
このような構成によれば、それぞれ１つの色分離層、偏光分離層及び位相差層によって偏光変換素子を構成できるので、偏光変換素子の構成を簡略化できる。
【０００８】
本発明の第２態様に係る偏光変換素子は、入射される光のうち第１色光を反射させ、前記第１色光とは異なる第２色光を透過させる色分離層と、入射される光のうち第１偏光光を反射させ、前記第１偏光光とは異なる第２偏光光を透過させる偏光分離層と、入射される光の偏光方向を変換する位相差層と、を有し、前記色分離層、前記偏光分離層及び前記位相差層は、１つずつ設けられ、前記色分離層及び前記偏光分離層は、第１方向に直列に配置され、かつ、前記第１方向に対してそれぞれ同じ側に傾斜し、前記位相差層は、前記偏光分離層から出射された前記第１偏光光と、前記偏光分離層から出射された前記第２偏光光と、前記色分離層から出射された前記第１色光と、のいずれかの光の光路上に配置されることを特徴とする。
【０００９】
上記第２態様によれば、以下の効果を奏することができる。
本実施形態の第２態様によれば、例えば、第１色光が蛍光光であり、第２色光が青色光であり、第１偏光光がｓ偏光光であり、かつ、第２偏光光がｐ偏光光である場合に、色分離層に入射された青色光（第２色光）は、当該色分離層を透過し、偏光分離層にて反射される。そして、偏光分離層にｓ偏光光（第１偏光光）及びｐ偏光光（第２偏光光）を含む第１色光（蛍光光）が入射されると、当該第１色光に含まれるｐ偏光光は、偏光分離層を透過し、ｓ偏光光は、偏光分離層にて反射されて、第１方向に沿って色分離層に入射される。この第１色光のｓ偏光光は、色分離層にて反射される。そして、位相差層が、上記位置に配置されているので、上記第１色光に含まれ、かつ、偏光分離層を透過したｐ偏光光と、当該第１色光に含まれ、かつ、偏光分離層及び色分離層にて反射されたｓ偏光光との一方の偏光光は、位相差層を通過することによって他方の偏光光に変換される。このような偏光変換素子により、ｐ偏光光又はｓ偏光光のいずれかにより構成される第１色光を同方向に出射できる。
このような構成によれば、それぞれ１つの色分離層、偏光分離層及び位相差層によって偏光変換素子を構成できるので、偏光変換素子の構成を簡略化できる。
【００１０】
上記第２態様では、前記第１方向は、外部から前記色分離層に入射される前記第１偏光光の光路上で、かつ、前記第１偏光光の進行方向であり、前記偏光分離層は、前記色分離層に対して前記第１方向側で、かつ、前記第１方向に沿って入射される前記第１偏光光を前記第１方向に直交する第２方向に反射させることが好ましい。
上記第２態様によれば、色分離層に入射された青色光（第２色光）は、当該色分離層を透過し、偏光分離層にて第２方向側に反射される。そして、偏光分離層に第２方向側からｐ偏光及びｓ偏光を含む第１色光（蛍光光）が入射されると、当該第１色光に含まれるｐ偏光光は、偏光分離層を第２方向とは反対方向に透過し、ｓ偏光光は、偏光分離層にて反射されて、第１方向側から色分離層に入射される。この第１色光のｓ偏光光は、色分離層にて第２方向とは反対側に反射されて、当該第２方向とは反対方向に進行する。そして、位相差層が、上記位置に配置されているので、上記第１色光に含まれ、かつ、偏光分離層を透過したｐ偏光光と、当該第１色光に含まれ、かつ、偏光分離層及び色分離層にて反射されたｓ偏光光との一方の偏光光は、位相差層を通過することによって他方の偏光光に変換される。このような偏光変換素子により、ｐ偏光光又はｓ偏光光の第１色光を、第２方向とは反対方向に出射できる。このような構成によれば、それぞれ１つの色分離層、偏光分離層及び位相差層によって偏光変換素子を構成できるので、偏光変換素子の構成をより簡略化できる。
【００１１】
上記第２態様では、前記色分離層及び前記偏光分離層は、プリズムの内部に形成されていることが好ましい。
上記第２態様によれば、色分離層、偏光分離層及び位相差層をプリズムにより一体化できるので、偏光変換素子の配置を容易に実施できる。
【００１２】
上記第２態様では、前記プリズムは、前記色分離層が内部に位置する第１プリズムと、前記偏光分離層が内部に位置する第２プリズムと、を有し、前記第１プリズムにおいて前記第１方向とは反対方向側の面は、少なくとも前記第２色光が入射される入射面であり、前記第２プリズムにおいて前記第２方向側の面は、前記色分離層を透過して前記偏光分離層に入射された前記第２色光のうち、前記偏光分離層にて反射された前記第１偏光光が外部に出射され、前記第１色光が入射される入出射面であり、前記第１プリズム及び前記第２プリズムのそれぞれにおいて前記第２方向側とは反対側の面は、前記第１色光に含まれる前記第１偏光光及び前記第２偏光光が出射される出射面であり、前記位相差層は、前記第１プリズム及び前記第２プリズムのいずれかの前記出射面に位置することが好ましい。
上記第２態様によれば、入射面、入出射面及び出射面が、上記のように第１プリズム及び第２プリズムに設定されることにより、偏光変換素子への光の入射方向、及び、当該偏光変換素子からの光の出射方向を規定できる。従って、偏光変換素子の取扱いを容易に実施できる。
【００１３】
本発明の第３態様に係る光源装置は、上記偏光変換素子と、前記色分離層に入射される励起光を出射する励起光源と、前記色分離層を透過して、前記偏光分離層にて反射されて前記偏光変換素子の外部に出射された前記励起光が入射されて、蛍光を発生する蛍光体を含む波長変換素子と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
上記励起光源としては、青色光を出射させるレーザー光源のほか、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）を例示できる。また、上記蛍光体としては、ＹＡＧ蛍光体を例示できる。
上記第３態様によれば、上記第１態様に係る偏光変換素子と同様の効果を奏することができる。また、上記偏光変換素子を採用することにより、それぞれが別体で設けられている場合に比べて、光源装置の構成を簡略化することができる。
なお、上記第２態様に係る光源装置が採用される場合には、上記蛍光は、上記第２方向とは反対方向に沿って前記偏光分離層に入射することが好ましい。このような構成によれば、蛍光に含まれ、かつ、偏光分離層に入射されて分離される第１偏光光及び第２偏光光のうち、当該偏光分離層により反射された第１偏光光は、色分離層により更に反射されて、当該偏光分離層を透過する第２偏光光と同方向に出射されるので、広範囲に蛍光を出射できる。
【００１５】
本発明の第４態様に係る光源装置は、上記偏光変換素子と、前記色分離層に入射される励起光を出射する励起光源と、前記色分離層を通過して、前記偏光分離層にて反射されて前記偏光変換素子の外部に出射された前記励起光が入射されて、蛍光を発生する蛍光体を含む波長変換素子と、前記偏光変換素子の前記偏光分離層と前記波長変換素子との間に配置され、入射された前記第１偏光光及び前記第２偏光光のいずれかを直線偏光から略円偏光に変換する第１波長板と、を備え、前記蛍光は、前記第２方向とは反対方向に沿って前記偏光分離層に入射することを特徴とする。
【００１６】
上記第４態様では、例えば、偏光分離層により反射された第１偏光光の偏光成分がｓ偏光である場合に、当該第１波長板を最初に通る際に、直線偏光が左右いずれかの方向（例えば左方向）に回転する略円偏光に変換されて上記波長変換素子に入射される。この波長変換素子により、上記第１偏光光のうち、蛍光に変換された青色光と蛍光に変換されなかった青色光が上記第１色光として反射され、上記左右いずれかの方向とは反対方向（例えば右方向）に回転する略円偏光として、再度、第１波長板に入射される。この場合、蛍光は、ｐ偏光光及びｓ偏光光を含むランダムな偏光光であるため、第１波長板を通過する際に当該円偏光から直線偏光に変換され、ｐ偏光成分及びｓ偏光成分を含む直線偏光として偏光変換素子に入射される。一方、青色光は、当該略円偏光から直線偏光に変換されることにより、ｐ偏光の直線編光として、上記偏光変換素子に入射される。
これによれば、上記青色光の偏光方向を９０°回転させることができるので、青色光を偏光変換素子の偏光分離層が配置されたプリズムの出射面から出射させることができる。また、上記位相差層が第２プリズムの出射面側に配置されている場合には、偏光分離層を透過したｐ偏光成分の青色光及びｐ偏光成分の蛍光は、ｓ偏光成分の青色光及び蛍光として出射され、上記偏光分離層により反射されたｓ偏光成分の蛍光は、色分離層により反射されて出射される。一方、上記位相差層が第１プリズムの出射面側に配置されている場合には、当該偏光変換素子から、ｐ偏光成分の青色光及び傾向が出射されることとなる。すなわち、上記第２態様によれば、第２プリズムの出射面のみから青色光を出射させ、かつ、出射される青色光及び蛍光の偏光方向を揃えることができる。
【００１７】
上記第４態様では、前記波長変換素子は、前記蛍光体を含む蛍光体層と、前記蛍光体層を透過して入射された光を反射させる反射層と、を有し、前記蛍光体層の前記反射層とは反対方向側の面、前記蛍光体層内、前記蛍光体層の前記反射層側の面、及び前記反射層の少なくともいずれかは、前記第１偏光光の一部を拡散反射させ、青色光として前記蛍光とともに出射させる形状を有することが好ましい。
上記形状としては、凹凸を複数有する形状を例示できる。
上記第４態様によれば、蛍光体層に入射された偏光光が青色光及び蛍光として当該蛍光体層から出射される。これによれば、固体光源から出射された励起光から蛍光を効率よく発生させることができる。また、青色光を異なる入射面から入射することなく固体光源から出射された励起光を有効に利用できる。
【００１８】
上記第４態様では、前記励起光源と前記偏光変換素子を挟んで反対側に配置され、前記偏光変換素子の前記入射面に対向する面に向けて青色光を出射させる青色光源と、前記青色光が入射され、当該青色光を拡散させる拡散板と、を備え、前記波長変換素子は、前記拡散板により拡散された前記青色光が入射される第２入射面を備えることが好ましい。
ここで、青色光源がＬＤの場合には、直線上に光が進行してしまうため、偏光変換素子の第２入射面に点のように入射され、偏光変換素子からの出射光の一部にのみ青色光が含まれることとなる。
これに対し、上記第４態様によれば、青色光源から出射された青色光が拡散された状態で偏光変換素子の第２入射面に入射される。これによれば、波長変換素子に入射された偏光光の一部が青色光として出射されなくても、確実に青色光及び蛍光を偏光変換素子から出射させることができる。
【００１９】
上記第４態様では、前記偏光分離層を透過し、前記偏光変換素子外に出射された前記第２偏光光を拡散反射させる拡散反射部と、前記偏光変換素子と前記拡散反射部との間に配置され、前記第２偏光光を直線偏光から略円偏光に変換する第２波長板と、を備えることが好ましい。
例えば、偏光分離層を透過した第２偏光光の偏光成分がｐ偏光成分である場合に、当該第２波長板を最初に通る際に、直線偏光から左右いずれかの方向（例えば、左方向）に回転する略円偏光に変換されて上記拡散反射部に入射される。この偏光分離層により、上記第２偏光光（青色光）が拡散された状態で反射され、上記左右いずれかの方向とは反対方向（例えば右方向）に回転する略円偏光として、再度、第２波長板に入射される。この場合、第２偏光光（青色光）は、当該略円偏光から直線偏光に変換されることにより、ｓ偏光の直線偏光として、上記偏光変換素子に入射される。この偏光変換素子に入射された第２偏光光は、偏光分離層により、上記第２方向とは反対方向に反射される。従って、青色光を出射させる青色光源を設けなくても、青色光及び蛍光を上記出射面から確実に出射させることができる。
【００２０】
上記第４態様では、前記偏光変換素子は、前記蛍光体を含む蛍光体層及び前記拡散反射部が同一の基材上に形成された蛍光体ホイールと、前記第２偏光光を前記蛍光体ホイールに向けて反射させる反射層と、を有し、前記蛍光体ホイールの前記拡散反射部に入射された前記第２偏光光は、当該拡散反射部に反射され、前記反射層を介して前記偏光分離層に入射されることが好ましい。
上記第４態様によれば、偏光変換素子に入射された励起光の第１偏光光及び第２偏光光は、上記第２方向に向けて出射され、いずれの偏光光も蛍光及び拡散された青色光として上記方向から偏光変換素子に再度入射される。これによれば、例えば、第２偏光光を拡散させる拡散反射部が上記第２偏光光の進行方向に設けられている場合に比べて、光源装置を小型化できる。
【００２１】
本発明の第５態様に係る照明装置は、上記光源装置と、前記光源装置から入射された光の中心軸に直交する面内の照度を均一化する均一化装置と、を備え、前記均一化装置は、前記光源装置から入射された光のビーム系を拡大して出射させるアフォーカルレンズと、前記アフォーカルレンズを介して入射される光束の中心軸に対する直交面内に複数の第１レンズが配列され、前記複数の第１レンズにより入射される光束を複数の部分光束に分割する第１レンズアレイと、前記複数の第１レンズに応じた複数の第２レンズが前記直交面内に配列され、前記複数の第２レンズにより、前記複数の部分光束を被照明領域に重畳させる第２レンズアレイと、前記第２レンズアレイを介して入射された光を重畳する重畳レンズと、を備えることを特徴とする。
上記第５態様によれば、上記第３態様及び上記第４態様に係る光源装置と同様の効果を奏することができる。また、上記光源装置を小型化できるので、ひいては、照明装置を小型化できる。
【００２２】
本発明の第６態様に係るプロジェクターは、上記照明装置と、前記照明装置から入射された光を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装置と、を備えることを特徴とする。
上記第６態様によれば、上記第５態様に係る照明装置と同様の効果を奏することができる。また、照明装置を小型化できるので、ひいては、プロジェクターを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの概略図。
【図２】上記第１実施形態に係るプロジェクターの照明装置の概略図。
【図３】本発明の第２実施形態に係るプロジェクターの光源装置の概略図。
【図４】本発明の第３実施形態に係るプロジェクターの光源装置の概略図。
【図５】本発明の第４実施形態に係るプロジェクターの光源装置の概略図。
【図６】上記第４実施形態に係る光源装置の波長変換素子を光入射側から見た図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［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。
［プロジェクターの概略構成］
図１は、第１実施形態に係るプロジェクター１の概略構成を示す概略図である。
プロジェクター１は、内部に設けられた光源から出射された光束を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーンＳＣ１等の被投射面上に拡大投射する表示装置である。
このプロジェクター１は、図１に示すように、外装筐体２と、当該外装筐体２内に収納される光学ユニット３と、当該プロジェクター１を制御する制御装置ＣＵの他、図示を省略するが、冷却対象を冷却する冷却装置、及び当該プロジェクター１を構成する電子部品に電力を供給する電源装置を備える。
【００２５】
［光学ユニットの構成］
光学ユニット３は、照明装置３１、色分離装置３２、平行化レンズ３３、複数の光変調装置３４、色合成装置３５及び投射光学装置３６を備える。
照明装置３１は、照明光ＷＬを出射する。なお、照明装置３１の構成については、後述する。
色分離装置３２は、照明装置３１から入射された照明光ＷＬを赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧ及び青色光ＬＢの３つの色光に分離する。この色分離装置３２は、ダイクロイックミラー３２１，３２２、全反射ミラー３２３，３２４，３２５及びリレーレンズ３２６，３２７を備える。
【００２６】
ダイクロイックミラー３２１は、照明装置３１からの照明光ＷＬを青色光ＬＢとその他の色光（緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲ）を含む黄色光ＬＹとに分離する。ダイクロイックミラー３２１は、青色光ＬＢを反射させるとともに、緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲを含む黄色光ＬＹを透過させる。
ダイクロイックミラー３２２は、ダイクロイックミラー３２１により分離された光の一方である黄色光ＬＹを緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとに分離する。具体的に、ダイクロイックミラー３２２は、緑色光ＬＧを反射するとともに、赤色光ＬＲを透過させる。
【００２７】
全反射ミラー３２３は、青色光ＬＢの光路中に配置され、ダイクロイックミラー３２１にて反射された青色光ＬＢを光変調装置３４（３４Ｂ）に向けて反射させる。一方、全反射ミラー３２４，３２５は、赤色光ＬＲの光路中に配置され、ダイクロイックミラー３２２を透過した赤色光ＬＲを光変調装置３４（３４Ｒ）に向けて反射させる。また、緑色光ＬＧは、ダイクロイックミラー３２２にて、光変調装置３４（３４Ｇ）に向けて反射される。
リレーレンズ３２６，３２７は、赤色光ＬＲの光路の、ダイクロイックミラー３２２の下流に配置されている。これらリレーレンズ３２６，３２７は、赤色光ＬＲの光路長が青色光ＬＢや緑色光ＬＧの光路長よりも長くなることによる赤色光ＬＲの光損失を補償する機能を有する。
【００２８】
平行化レンズ３３は、後述する光変調装置３４に入射する光を平行化する。なお、赤、緑及び青の各色光用の平行化レンズを、それぞれ３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂとする。また、赤、緑及び青の各色光用の光変調装置を、それぞれ３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂとする。
【００２９】
複数の光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）は、ダイクロイックミラー３２１及びダイクロイックミラー３２２により分離され、それぞれ入射される各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢを変調して、画像情報に応じた色画像を形成する。これら光変調装置３４は、入射される光を変調する液晶パネルにより構成される。
また、光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂの入射側及び出射側にはそれぞれ、入射側偏光板３４１及び出射側偏光板３４２が配置されている。なお、赤、緑及び青の各色光用の入射側偏光板を、それぞれ３４１Ｒ，３４１Ｇ，３４１Ｂとし、赤、緑及び青の各色光用の出射側偏光板を、それぞれ３４２Ｒ，３４２Ｇ，３４２Ｂとする。
【００３０】
色合成装置３５には、各光変調装置３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂからの画像光が入射される。この色合成装置３５は、各色光ＬＲ，ＬＧ，ＬＢに対応した画像光を合成し、この合成された画像光を投射光学装置３６に向けて出射させる。本実施形態では、色合成装置３５は、クロスダイクロイックプリズムにより構成される。
投射光学装置３６は、色合成装置３５にて合成された画像光をスクリーンＳＣ１等の被投射面に投射する。このような構成により、スクリーンＳＣ１に拡大された画像が投射される。
【００３１】
［照明装置の構成］
図２は、本実施形態のプロジェクター１における照明装置３１の構成を示す概略図である。
照明装置３１は、前述したように照明光ＷＬを色分離装置３２に向けて出射する。この照明装置３１は、図２に示すように、光源装置４及び均一化装置５を備える。この光源装置４は、均一化装置５に向けて青色光及び蛍光を出射させ、均一化装置５は、当該入射された青色光及び蛍光を均一化し、照明光ＷＬとして色分離装置３２に向けて出射させる。
【００３２】
［光源装置の構成］
これらのうち、光源装置４は、光源部４１、アフォーカルレンズ４２、偏光変換素子４３、位相差板４４、ピックアップレンズ４５及び波長変換素子４６を備える。
［光源部の構成］
光源部４１は、アレイ光源４１１及びコリメータ光学系４１２を備える。このアレイ光源４１１は、本発明の励起光源に相当する複数の半導体レーザー４１１１により構成される。具体的に、アレイ光源４１１は、当該アレイ光源４１１から出射される光束と直交する一平面内に複数の半導体レーザー４１１１がアレイ状に配列されることにより形成される。
【００３３】
アレイ光源４１１を構成する半導体レーザー４１１１は、例えば、４４５ｎｍの波長領域にピーク波長を有する励起光（青色光ＢＬ）を出射する。また、半導体レーザー４１１１から出射される青色光ＢＬは、ｓ偏光に揃えられた直線偏光であり、アフォーカルレンズ４２に向けて出射される。そして、このアレイ光源４１１から出射された青色光ＢＬは、コリメータ光学系４１２に入射される。
【００３４】
コリメータ光学系４１２は、アレイ光源４１１から出射された青色光ＢＬを平行光に変換する。このコリメータ光学系４１２は、例えば各半導体レーザー４１１１に対応してアレイ状に配置された複数のコリメータレンズ４１２１を備える。このコリメータ光学系４１２を通過することにより平行光に変換された青色光ＢＬは、アフォーカルレンズ４２に入射される。
アフォーカルレンズ４２は、コリメータ光学系４１２から入射された青色光ＢＬの光束径を調整する。このアフォーカルレンズ４２は、レンズ４２１と、レンズ４２２とを備え、青色光ＢＬは、レンズ４２１により集光され、レンズ４２２により平行化されて、偏光変換素子４３に入射される。
【００３５】
［偏光変換素子の構成］
偏光変換素子４３は、入射された光の偏光方向を揃える機能を有する。この偏光変換素子４３は、第１プリズム４３１、第２プリズム４３２、第３プリズム４３３、第４プリズム４３４、色分離層４３５、偏光分離層４３６及び位相差層４３７を備える。換言すると、偏光変換素子４３は、色分離層４３５、偏光分離層４３６及び位相差層４３７をそれぞれ１つずつ有し、上記第１〜第４プリズム４３１〜４３４により一体化されている。
これら第１〜第４プリズム４３１〜４３４は、それぞれ三角柱状に形成され、第１プリズム４３１及び第２プリズム４３２は、それぞれの傾斜面が対向するように配置される。この第１プリズム４３１及び第２プリズム４３２の間には、色分離層４３５が配置される。
【００３６】
第３プリズム４３３及び第４プリズム４３４は、それぞれの傾斜面が上記第１プリズム４３１及び第２プリズム４３２の傾斜面の角度が同じになるように、対向配置される。また、第３プリズム４３３及び第４プリズム４３４の間には、偏光分離層４３６が配置される。すなわち、色分離層４３５及び偏光分離層４３６は、光源部４１から出射される青色光ＢＬの光軸に対して同方向に４５°傾斜して配置される。すなわち、色分離層４３５及び偏光分離層４３６は、偏光変換素子４３の外部から色分離層４３５に入射される青色光ＢＬの光路上で、かつ、当該青色光ＢＬの進行方向（第１方向）に対してそれぞれ同じ側に傾斜して第１〜第４プリズム４３１〜４３４内部に配置される。
【００３７】
更に、第４プリズム４３４には、位相差層４３７が固定されている。加えて、第２プリズム４３２及び第３プリズム４３３は、互いに不図示の接着剤等により固定されている。このような構成により、偏光変換素子４３は、色分離層４３５、偏光分離層４３６及び位相差層４３７をそれぞれ１つずつ有し、上記第１〜第４プリズム４３１〜４３４により一体化される。
なお、第１プリズム４３１及び第２プリズム４３２は、本発明の第１プリズムに相当し、第３プリズム４３３及び第４プリズム４３４は、本発明の第２プリズムに相当する。
【００３８】
偏光変換素子４３は、光源部４１から出射された青色光ＢＬが入射される入射面Ｍ１を備える。この入射面Ｍ１は、上記第１プリズム４３１の光源部４１側の面であり、当該第１プリズム４３１を介して上記青色光ＢＬが入射される。この第１プリズム４３１の入射面Ｍ１から入射された青色光ＢＬは、当該第１プリズム４３１を介して色分離層４３５に入射される。
色分離層４３５は、入射面Ｍ１から入射された青色光ＢＬのうち、第１波長領域（例えば、４４０ｎｍ〜４６０ｎｍ）の青色光ＢＬ（第２色光）を透過し、第２波長領域（例えば、４６０ｎｍを超える波長領域）の青色光ＢＬ（第１色光）を当該青色光ＢＬの入射方向に直交する方向（第２方向）に反射させる。この色分離層４３５は、本実施形態では、ダイクロイックミラーにより構成される。
なお、本実施形態では、アレイ光源４１１を構成する半導体レーザー４１１１は、４４５ｎｍの波長領域にピーク波長を有する励起光（青色光ＢＬ）を出射するので、殆どの青色光ＢＬが上記色分離層４３５を透過する。
【００３９】
色分離層４３５を透過した青色光ＢＬは、上記第２プリズム４３２及び第３プリズム４３３を介して、偏光分離層４３６に入射される。
偏光分離層４３６は、本発明の第１偏光光に相当するｓ偏光成分の青色光ＢＬを反射させ、本発明の第２偏光光に相当するｐ偏光成分の青色光ＢＬを透過させる。なお、上記光源部４１から出射された青色光ＢＬは、ｓ偏光に揃えられた青色光ＢＬであるため、当該偏光分離層４３６により、略全ての青色光ＢＬが反射される。
偏光分離層４３６により反射された青色光ＢＬは、第３プリズム４３３を介して、当該第３プリズム４３３の上記第２方向側の面である入出射面Ｍ２から波長変換素子４６（位相差板４４）に向けて出射される。
なお、詳しくは後述するが、当該入出射面Ｍ２には、当該青色光ＢＬが出射される他、波長変換素子４６により蛍光ＹＬに変換された蛍光ＹＬ、及び、波長変換素子４６により蛍光ＹＬに変換されず、拡散された青色光ＢＬが再度入射される。
【００４０】
位相差層４３７は、入射された光の偏光方向を９０°回転させる機能を有する。この位相差層４３７は、偏光分離層４３６に対して上記第２方向とは反対側、すなわち、第４プリズム４３４に配置される。これにより、偏光分離層４３６及び第４プリズム４３４を介して入射された光は、当該位相差層４３７により偏光方向を９０°回転される。
【００４１】
位相差板４４は、偏光変換素子４３と波長変換素子４６との間に配置され、入射されるｓ偏光成分の青色光ＢＬを直線偏光から左右いずれかの方向に回転する略円偏光に変換させる。本実施形態では、この位相差板４４は、λ／４波長板により構成される。なお、位相差板４４は、本発明の第１波長板に相当する。
この位相差板４４に入射された青色光ＢＬは、略円偏光に変換された状態で、位相差板４４と波長変換素子４６との間に設けられたピックアップレンズ４５に入射される。
ピックアップレンズ４５は、レンズ４５１及びレンズ４５２を有し、当該レンズ４５１，４５２に入射された光を集光する。これにより、上記青色光ＢＬは、ピックアップレンズ４５により集光された状態で波長変換素子４６に入射される。
【００４２】
［波長変換素子の構成］
波長変換素子４６は、上記入出射面Ｍ２に対向する位置に配置され、基材４６１、反射層４６２、蛍光体層４６３及びモーター４６４を備える。基材４６１は、略円板状に形成され、当該基材４６１の偏光変換素子４３側の面には、反射層４６２が形成されている。この反射層４６２の偏光変換素子４３側の面には蛍光体層４６３が形成されている。これら、蛍光体層４６３及び反射層４６２は、微細な凹凸を有している。
モーター４６４は、基材４６１に取り付けられ、当該モーター４６４の駆動により基材４６１が回転する。これにより、蛍光体層４６３が冷却される。
これらのうち、蛍光体層４６３は、例えば、ＹＡＧ蛍光体を含む波長変換素子であり、当該蛍光体層４６３に入射された青色光ＢＬの一部が赤色光ＬＲ及び緑色光ＬＧを含む蛍光ＹＬとして出射される。また、一部の青色光ＢＬは、蛍光ＹＬに変換されることなく青色光ＢＬとして、当該蛍光体層４６３内で散乱する、若しくは、当該蛍光体層４６３を通過する。具体的に、蛍光体層４６３の反射層４６２とは反対方向側の面、蛍光体４６２層内、蛍光体層４６３の反射層４６２側の面、及び反射層４６２は、前記青色光ＢＬの一部を拡散反射させ、青色光ＢＬとして蛍光ＹＬとともに出射させる形状を有する。これにより、これら蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬは、上記蛍光体層４６３若しくは反射層４６２により上記ピックアップレンズ４５に向けて反射される。
なお、蛍光体層４６３により変換された蛍光ＹＬは、偏光方向がランダムな発光であるため、ｐ偏光成分及びｓ偏光成分のいずれの偏光成分も含んでいる。
【００４３】
上記波長変換素子４６から出射された蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬは、ピックアップレンズ４５により集光されて、位相差板４４に入射される。これにより、青色光ＢＬは、反射層４６２により回転方向が反転されて、位相差板４４に入射され偏光方向が略円偏光から直線偏光に変換される。このため、反射層４６２により反射された青色光ＢＬｐ偏光成分の青色光ＢＬとして出射される。そして、青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬは、再度、上記入出射面Ｍ２を介して偏光分離層４３６に入射される。
このようにして、入出射面Ｍ２を介して入射された蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬのうち、青色光ＢＬは、第３プリズム４３３を介して、偏光分離層４３６に入射される。上述したように、青色光ＢＬは、ｐ偏光成分の青色光ＢＬであるため、当該偏光分離層４３６を介して第４プリズム４３４を介して、当該第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１から出射される。
【００４４】
また、蛍光ＹＬのうち、ｐ偏光成分の蛍光ＹＬは、偏光分離層４３６を透過し、上記青色光ＢＬと同様に、第４プリズム４３４を介して、当該第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１から出射される。
一方、蛍光ＹＬのうち、ｓ偏光成分の蛍光ＹＬは、偏光分離層４３６により反射される。この偏光分離層４３６により反射された蛍光ＹＬは、第３プリズム４３３及び第２プリズム４３２を介して、色分離層４３５に入射される。そして、色分離層４３５により反射され、第２プリズム４３２の出射面Ｍ３２から出射される。
【００４５】
上記出射面Ｍ３１から出射されたｐ偏光成分の青色光ＢＬ及びｐ偏光成分の蛍光ＹＬは、上記位相差層４３７に入射される。この位相差層４３７に入射されたｐ偏光成分の青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬは、ｓ偏光成分の青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬとして、当該位相差層４３７から出射される。
すなわち、光源部４１から出射された青色光ＢＬは、偏光変換素子４３、波長変換素子４６を介して、出射面Ｍ３１，Ｍ３２からｓ偏光成分の青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬに変換されて出射される。換言すると、偏光変換素子４３の均一化装置５に対向する略全面から偏光方向の揃えられた蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬが当該均一化装置５に向けて出射される。
【００４６】
［均一化装置の構成］
均一化装置５は、光源装置４から出射された青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬを均一化する機能を有する。この均一化装置５は、図２に示すように、アフォーカル装置５１、第１レンズアレイ５２、第２レンズアレイ５３及び重畳レンズ５４を備える。
これらのうち、アフォーカル装置５１は、偏光変換素子４３から入射された蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬのビーム系を拡大する機能を有する。具体的に、このアフォーカル装置５１は、光源装置４を介して入射された蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬに基づいて、第２レンズアレイ５３の第２レンズ５３１上に表示される光源像の大きさを調整する。
このアフォーカル装置５１は、凹レンズ５１１及び凸レンズ５１２からなるアフォーカルレンズにより構成される。凹レンズ５１１は、入射された蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬを拡散させ、凸レンズ５１２に向けて出射させる。凸レンズ５１２は、凹レンズ５１１から拡散されて入射された蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬを平行化して第１レンズアレイ５２に向けて出射させる。
【００４７】
第１レンズアレイ５２は、アフォーカル装置５１から出射された光（光束）の中心軸（上記照明光軸Ａｘ１）に対する直交面内にアレイ状に配列された複数の第１レンズ５２１を有する。この第１レンズアレイ５２は、第１レンズアレイ５２の複数の第１レンズ５２１により、当該第１レンズアレイ５２に入射された光束を複数の部分光束に分割する。
第２レンズアレイ５３は、上記照明光軸Ａｘ１に対する直交面内にアレイ状に配列された第１レンズアレイ５２の複数の第１レンズ５２１に応じた複数の第２レンズ５３１を有する。この第２レンズアレイ５３は、複数の第２レンズ５３１により、第１レンズ５２１により分割された部分光束を被照明領域としての重畳レンズ５４に重畳させる。
【００４８】
また、これら第１レンズアレイ５２及び第２レンズアレイ５３は、同形状、すなわち、同部材により構成される。このような第１レンズアレイ５２及び第２レンズアレイ５３を介した光は、重畳レンズ５４に向けて出射される。
重畳レンズ５４は、照明光ＷＬを被照明領域において重畳させることにより、被照明領域の照度分布を均一化する。このようにして、蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬは、重畳レンズ５４により合成され、照度分布が均一化された照明光ＷＬとして、照明装置３１からダイクロイックミラー３２１に向けて出射される。
【００４９】
［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１では、以下の効果がある。
本実施形態においては、色分離層４３５が、所定波長未満の青色光ＢＬ（励起光）を透過させ、当該所定波長以上の色光を反射させる。また、偏光分離層４３６は、ｓ偏光成分の青色光ＢＬを反射させ、ｐ偏光成分の青色光ＢＬを透過させる。
この偏光変換素子４３において、色分離層４３５に入射された青色光ＢＬは、当該色分離層４３５を透過し、偏光変換素子４３にて上記第２方向側に反射される。そして、偏光分離層４３６に第２方向側からｓ偏光光及びｐ偏光光を含む蛍光ＹＬが入射されると、当該第ｐ偏光成分の蛍光ＹＬは、偏光分離層４３６を上記第２方向とは反対方向に透過し、ｓ偏光成分の蛍光ＹＬは、偏光分離層４３６にて反射されて、第１方向に沿って色分離層４３５に入射される。このｓ偏光成分の蛍光ＹＬは、色分離層４３５にて第２方向とは反対側に反射される。そして、位相差層４３７が、上記位置に配置されているので、上記第１色光（蛍光光）に含まれ、かつ、偏光分離層４３６を透過したｐ偏光成分の青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬは、位相差層４３７を通過することによって第１偏光光、すなわち、ｓ偏光成分の青色光及び蛍光に変換される。このような偏光変換素子４３により、ｓ偏光成分の青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬを、第２方向とは反対方向（同方向）に出射できる。このような構成によれば、それぞれ１つの色分離層４３５、偏光分離層４３６及び位相差層４３７によって偏光変換素子４３を構成できるので、偏光変換素子４３の構成を簡略化できる。
【００５０】
色分離層４３５及び偏光分離層４３６は、第１〜第４プリズム４３１〜４３４の内部に形成されているので、色分離層４３５、偏光分離層４３６及び位相差層４３７を第１〜第４プリズム４３１〜４３４により一体化できるので、偏光変換素子４３の配置を容易に実施できる。
【００５１】
第１プリズム４３１の第１方向とは反対方向側の面は、励起光（青色光ＢＬ）が入射される入射面Ｍ１であり、第３プリズムにおいて第２方向側の面は、色分離層４３５を透過して偏光分離層４３６に入射された第２色光としての青色光ＢＬのうち、偏光分離層４３６にて反射されたｓ偏光成分の青色光ＢＬが外部に出射され、当該青色光ＢＬに基づく蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬが入射される入出射面Ｍ２であり、第２プリズム４３２及び第４プリズム４３４のそれぞれにおいて第２方向側とは反対側の面は、ｐ偏光成分の蛍光ＹＬ及びｓ偏光成分の蛍光ＹＬが出射される出射面Ｍ３１，Ｍ３２であり、位相差層４３７は、第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１に位置しているので、偏光変換素子４３への光の入射方向、及び、当該偏光変換素子４３からの光の出射方向を規定できる。従って、偏光変換素子４３の取扱いを容易に実施できる。
【００５２】
偏光変換素子４３の偏光分離層４３６と波長変換素子４６との間に位相差板４４が配置されるので、偏光分離層４３６により反射されたｓ偏光成分の青色光ＢＬが、当該位相差板４４を最初に通る際に、直線偏光から左右いずれかの方向（例えば、左方向）に回転する略円偏光に変換されて上記波長変換素子４６に入射される。この波長変換素子４６により、ｓ偏光成分の青色光ＢＬは、蛍光ＹＬ及び蛍光に変換されなかった青色光ＢＬが反射され、上記左右いずれかの方向とは反対方向（例えば、右方向）に回転する略円偏光に変換されて、再度、位相差板４４に入射される。この場合、蛍光ＹＬは、ｐ偏光成分及びｓ偏光成分を含むランダムな偏光光であるため、位相差板４４を通過する際に当該略円偏光から直線偏光に変換され、ｐ偏光成分及びｓ偏光成分を含む直線偏光として偏光変換素子４３に入射される。一方、青色光ＢＬは、当該略円偏光から直線偏光に変換され、ｐ偏光成分の直線偏光として、上記偏光変換素子４３に入射される。
これによれば、上記青色光ＢＬの偏光方向を９０°回転させることができるので、青色光ＢＬを偏光変換素子４３の偏光分離層４３６が配置された第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１から出射させることができる。また、上記位相差層４３７が第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１側に配置されているので、偏光分離層４３６を透過したｐ偏光成分の青色光ＢＬ及びｐ偏光成分の蛍光ＹＬは、ｓ偏光成分の青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬとして出射され、上記偏光分離層４３６により反射されたｓ偏光成分の蛍光ＹＬは、色分離層４３５により反射されて出射面Ｍ３２から出射される。すなわち、本実施形態によれば、第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１のみから青色光ＢＬを出射させ、かつ、出射される青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬの偏光方向を揃えることができる。
【００５３】
蛍光体層４６３に入射されたｐ偏光成分の青色光が青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬとして当該蛍光体層４６３から出射される。これによれば、アレイ光源４１１から出射された励起光（青色光ＢＬ）から蛍光ＹＬを効率よく発生させることができる。また、青色光ＢＬを異なる入射面から入射させることなく、アレイ光源４１１から出射された青色光ＢＬを有効に利用できる。更に、蛍光体層４６３及び反射層４６２が微細な凹凸を有しているので、上記入射された青色光ＢＬが拡散される可能性を高めることができる。
【００５４】
上記実施形態では、上記偏光変換素子４３を採用することにより、それぞれが別体で設けられている場合に比べて、光源装置４、ひいては、照明装置３１を小型化できる。更に、照明装置３１を小型化できるので、ひいては、プロジェクター１を小型化できる。
また、蛍光ＹＬに含まれ、かつ、偏光分離層４３６に入射されて分離されるｓ偏光光及びｐ偏光光のうち、当該偏光分離層４３６により反射されたｓ偏光光は、色分離層４３５により更に反射されて、当該偏光分離層４３６を透過するｐ偏光光と同方向に出射されるので、広範囲に蛍光ＹＬを出射できる。
【００５５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を備えるが、光源装置の構成、具体的には、上記光源部４１とは、異なる青色光源を有する点において、上記プロジェクター１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５６】
図３は、本実施形態に係るプロジェクターの光源装置４Ａの概略を示す概略図である。
光源装置４Ａは、上記光源装置４と同様に、光源部４１、アフォーカルレンズ４２、ピックアップレンズ４５及び波長変換素子４６を備える他、位相差板４４を備えていない。また、上記偏光変換素子４３に代えて、偏光変換素子４３Ａを備える他、上記励起光（青色光ＢＬ）と異なる青色光を出射させる青色光源部６を備える。
【００５７】
［青色光源部の構成］
青色光源部６は、光源部６１、第１集光レンズ６２、拡散部材６３、及び第２集光レンズ６４を備える。
光源部６１は、アレイ光源６１１及びコリメータ光学系６１２を備える。このアレイ光源６１１は、本発明の青色光源に相当する複数の半導体レーザー６１１１により構成される。
このアレイ光源６１１を構成する半導体レーザー６１１１は、例えば、４６０ｎｍの波長領域にピーク波長を有する青色光ＢＬ１を出射する。また、半導体レーザー６１１１から出射される青色光ＢＬは、ｓ偏光成分及びｐ偏光成分を含むコヒーレントな直線偏光であり、第１集光レンズ６２に向けて出射される。そして、このアレイ光源６１１から出射された青色光ＢＬ１は、コリメータ光学系６１２に入射される。
【００５８】
コリメータ光学系６１２は、上記コリメータ光学系６１２と同様の構成を有し、アレイ光源６１１から出射された青色光ＢＬ１を平行光に変換する。このコリメータ光学系６１２は、例えば各半導体レーザー６１１１に対応してアレイ状に配置された複数のコリメータレンズ６１２１を備える。このコリメータ光学系６１２を通過することにより平行光に変換された青色光ＢＬ１は、第１集光レンズ６２に入射される。
第１集光レンズ６２は、入射された青色光ＢＬ１を拡散部材６３に向けて集光させる。
【００５９】
拡散部材６３は、本発明の拡散板に相当し、入射された青色光を拡散させる機能を有する。この拡散部材６３は、偏光変換素子４３Ａの入射面Ｍ４に対向する位置に配置され、基材６３１、拡散層６３２及びモーター６３３を備える。基材６３１は、略円板状の透光性基材により構成され、当該基材６３１の偏光変換素子４３Ａ側の面には、拡散層６３２が形成されている。この拡散層６３２は、入射された光を散乱させる機能を有する。
モーター６３３は、基材６３１に取り付けられ、当該モーター６３３の駆動により基材６３１が回転する。これにより、拡散層６３２が冷却される。
このような構成により、拡散部材６３に入射された青色光ＢＬ１は、基材６３１を介して拡散層６３２に入射され、当該拡散層６３２により拡散（散乱）され、第２集光レンズ６４に向けて出射される。
【００６０】
第２集光レンズ６４は、拡散層６３２により散乱された青色光ＢＬ１を集光し平行化する。この第２集光レンズ６４は、青色光ＢＬ１を集光するレンズ６４１と、当該レンズ６４１により集光された青色光ＢＬ１を平行化するレンズ６４２を備える。これにより、当該第２集光レンズ６４に入射された青色光ＢＬ１は、平行化された状態で偏光変換素子４３Ａに向けて出射される。
【００６１】
［偏光変換素子の構成］
偏光変換素子４３Ａは、上記偏光変換素子４３と略同一の構成及び機能を有する他、本実施形態に係る色分離層４３５Ａは、上記色分離層４３５と構成が異なる。この色分離層４３５Ａは、入射面Ｍ１から入射された青色光ＢＬのうち、４５５ｎｍ以下の青色光ＢＬを透過させ、４５５ｎｍを超える波長領域の青色光ＢＬを反射させる。この色分離層４３５Ａは、本実施形態では、ダイクロイックミラーにより構成される。
また、偏光変換素子４３Ａは、上記第４プリズム４３４の青色光源部６側の面に上記青色光ＢＬ１が入射される入射面Ｍ４を有する。なお、入射面Ｍ４は、本発明の第２入射面に相当する。
【００６２】
このような偏光変換素子４３Ａの入射面Ｍ４から入射された青色光ＢＬ１のうち、ｓ偏光成分の青色光ＢＬ１は、偏光分離層４３６により反射され、第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１から出射される。そしれ、出射面Ｍ３１から出射されたｓ偏光成分の青色光ＢＬ１は、位相差層４３７に入射され、偏光方向が９０°回転され、ｐ偏光成分の青色光ＢＬ１として、当該位相差層４３７から出射される。
一方、入射面Ｍ４から入射され青色光ＢＬ１のうち、ｐ偏光成分の青色光ＢＬ１は、偏光分離層４３６を透過し第３プリズム４３３及び第２プリズム４３２を介して、色分離層４３５Ａに入射される。この青色光ＢＬ１は、４６０ｎｍの青色光であるから、当該色分離層４３５Ａにより反射され、第２プリズム４３２の出射面Ｍ３２から出射される。
すなわち、光源部６１から出射された青色光ＢＬ１は、偏光変換素子４３Ａを介して、出射面Ｍ３１，Ｍ３２からｐ偏光成分の青色光ＢＬ１として出射される。換言すると、偏光変換素子４３Ａの均一化装置５に対向する略全面から偏光方向の揃えられた青色光ＢＬ１が当該均一化装置５に向けて出射される。
【００６３】
一方、光源部４１から出射された青色光ＢＬは、上記第１実施形態と同様に、アフォーカルレンズ４２を介して、入射面Ｍ１から入射され、色分離層４３５Ａを通過し、偏光分離層４３６により反射され、入出射面Ｍ２を介して波長変換素子４６に向けて出射される。
ここで、本実施形態では、入出射面Ｍ２を備える偏光変換素子４３とピックアップレンズ４５との間に位相差板４４を備えていない。このため、ｓ偏光成分の青色光ＢＬが入出射面Ｍ２から出射され、ピックアップレンズ４５を介して、波長変換素子４６に入射される。そして、青色光ＢＬに基づく蛍光ＹＬが波長変換素子４６の蛍光体層４６３から出射されピックアップレンズ４５を介して、再度、入出射面Ｍ２に入射される。
なお、本実施形態では、青色光ＢＬ１が別途入射される構成であるため、本実施形態では、蛍光体層４６３に入射された青色光ＢＬの殆どが蛍光ＹＬに変換されるものとして説明する。上記蛍光ＹＬはランダムな偏光であるため、当該蛍光ＹＬのうち、ｐ偏光成分の蛍光ＹＬは、偏光分離層４３６を透過し、上記青色光ＢＬと同様に、第４プリズム４３４を介して、当該第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１から出射される。そして、ｐ偏光成分の蛍光ＹＬは、位相差層４３７により偏光方向が９０°回転され、ｓ偏光成分の蛍光ＹＬが当該位相差層４３７から出射される。
【００６４】
一方、蛍光ＹＬのうち、ｓ偏光成分の蛍光ＹＬは、偏光分離層４３６により反射される。この偏光分離層４３６により反射された蛍光ＹＬは、第３プリズム４３３及び第２プリズム４３２を介して、色分離層４３５に入射される。そして、色分離層４３５により反射され、第２プリズム４３２の出射面Ｍ３２から出射される。すなわち、光源部４１から出射された青色光ＢＬは、偏光変換素子４３Ａ、波長変換素子４６を介して、出射面Ｍ３１，Ｍ３２からｓ偏光成分の蛍光ＹＬとして出射される。
このような構成により、青色光ＢＬ１の偏光成分（ｐ偏光成分）と、蛍光ＹＬの偏光成分（ｓ偏光成分）とは、異なった状態で偏光変換素子４３Ａの均一化装置５に対向する略全面から当該均一化装置５に向けて出射される。
【００６５】
［第２実施形態の効果］
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
ここで、青色光源部６の光源部６１を構成するアレイ光源６１１は、半導体レーザー６１１１により構成されているので、当該半導体レーザー６１１１から出射された青色光ＢＬ１は、直線上に光が進行してしまうため、偏光変換素子４３Ａの入射面Ｍ４に点のように入射され、偏光変換素子４３Ａからの出射光の一部にのみ青色光ＢＬ１が含まれることとなる。
これに対し、本実施形態によれば、青色光源部６の光源部６１から出射された青色光ＢＬ１が拡散された状態で偏光変換素子４３Ａの入射面Ｍ４に入射される。これによれば、波長変換素子４６に入射された青色光ＢＬの一部が蛍光ＹＬに変換されず、青色光ＢＬとして出射されなくても、確実に青色光ＢＬ１及び蛍光ＹＬを偏光変換素子４３Ａから出射させることができる。
【００６６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を備えるが、光源装置の構成、具体的には、上記光源部４１と上記偏光変換素子を挟んで対向する位置に青色光を拡散させる拡散部材を備える点において、上記プロジェクター１と相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
図４は、本実施形態に係るプロジェクターの光源装置４Ｂの概略を示す概略図である。
光源装置４Ｂは、上記光源装置４と同様に、アフォーカルレンズ４２、位相差板４４、ピックアップレンズ４５及び波長変換素子４６を備える他、上記光源部４１に代えて光源部４１Ｂを備える。また、上記偏光変換素子４３に代えて、偏光変換素子４３Ｂを備える他、上記励起光（青色光ＢＬ）のうち、一方の偏光成分の青色光ＢＬが入射され、当該青色光ＢＬを拡散させる拡散部材６３Ｂ及び上記第２集光レンズ６４を備える。
【００６８】
光源部４１Ｂは、上記光源部４１と異なるアレイ光源４１１Ｂを備え、当該アレイ光源４１１Ｂを構成する各半導体レーザー４１１１の偏光軸が予め回転されて固定されている。具体的に、各半導体レーザー４１１１から出射される青色光ＢＬは、ｓ偏光成分及びｐ偏光成分を含むコヒーレントな直線偏光となるように設定されている。
偏光変換素子４３Ｂは、図４に示すように、上記偏光変換素子４３と略同一の構成を有する。この偏光変換素子４３Ｂは、拡散部材６３Ｂに対向する位置、すなわち、第４プリズム４３４に青色光ＢＬの入出射面Ｍ４１を備える。
【００６９】
［拡散部材の構成］
拡散部材６３Ｂは、本発明の拡散反射部に相当し、入射された青色光ＢＬを拡散反射させる機能を有する。この拡散部材６３Ｂは、図４に示すように、偏光変換素子４３Ｂの入射面Ｍ４に対向する位置に配置され、基材６３１、拡散層６３２、モーター６３３及び反射層６３４を備える。基材６３１は、略円板状に形成され、当該基材６３１の偏光変換素子４３Ｂ側の面には、反射層６３４が形成されている。この反射層６３４の偏光変換素子４３Ｂ側の面には、拡散層６３２が形成されている。この拡散層６３２は、入射された光を散乱させる機能を有する。
モーター６３３は、基材６３１に取り付けられ、当該モーター６３３の駆動により基材６３１が回転する。これにより、拡散層６３２が冷却される。
このような構成により、拡散部材６３Ｂに入射された青色光ＢＬは、拡散層６３２に入射され、当該拡散層６３２により拡散（散乱）され、反射層６３４に反射されて第２集光レンズ６４に向けて出射される。
また、拡散部材６３Ｂと偏光変換素子４３Ａとの間には、位相差板４４及び第２集光レンズ６４が配置される。これらのうち、位相差板４４は、上記第１実施形態と異なり、入出射面Ｍ４１に対向する位置に配置される。なお、本実施形態においては、位相差板４４は、第２波長板に相当する。
【００７０】
本実施形態に係る光源装置４Ｂにおいて、光源部４１Ｂからｓ偏光成分及びｐ偏光成分を含む青色光ＢＬが出射されると、当該青色光ＢＬは、上記第１実施形態と同様に、アフォーカルレンズ４２を介して、入射面Ｍ１から入射され、色分離層４３５を通過し、偏光分離層４３６に入射される。
ここで、ｐ偏光成分の青色光ＢＬは、偏光分離層４３６を透過し、入出射面Ｍ４１から出射される。この青色光ＢＬは、位相差板４４及び第２集光レンズ６４を介して拡散部材６３Ｂに入射される。そして、青色光ＢＬが拡散層６３２により拡散され、第２集光レンズ６４及び位相差板４４を介して入出射面Ｍ４１にｓ偏光成分の青色光ＢＬとして入射される。このｓ偏光成分の青色光ＢＬは、偏光分離層４３６により反射され、第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１から出射される。そして、位相差層４３７により偏光方向を９０°回転させられ、ｐ偏光の青色光ＢＬが均一化装置５に向けて出射される。
【００７１】
一方、光源部４１Ｂから出射された青色光ＢＬのうち、ｓ偏光成分の青色光ＢＬは、偏光分離層４３６により反射され、入出射面Ｍ２を介して波長変換素子４６に向けて出射される。
ここで、本実施形態においても、入出射面Ｍ２を備える偏光変換素子４３Ｂとピックアップレンズ４５との間に位相差板４４を備えていない。このため、ｓ偏光成分の青色光ＢＬが入出射面Ｍ２から出射され、ピックアップレンズ４５を介して、波長変換素子４６に入射される。そして、青色光ＢＬに基づく蛍光ＹＬが波長変換素子４６の蛍光体層４６３から出射されピックアップレンズ４５を介して、再度、入出射面Ｍ２に入射される。
なお、本実施形態においても、蛍光体層４６３に入射された青色光ＢＬの殆どが蛍光ＹＬに変換されるものとして説明する。上記蛍光ＹＬはランダムな偏光であるため、当該蛍光ＹＬのうち、ｐ偏光成分の蛍光ＹＬは、偏光分離層４３６を透過し、上記青色光ＢＬと同様に、第４プリズム４３４を介して、当該第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１から出射される。そして、ｐ偏光成分の蛍光ＹＬは、位相差層４３７により偏光方向が９０°回転され、ｓ偏光成分の蛍光ＹＬが当該位相差層４３７から出射される。
【００７２】
一方、蛍光ＹＬのうち、ｓ偏光成分の蛍光ＹＬは、偏光分離層４３６により反射される。この偏光分離層４３６により反射された蛍光ＹＬは、第３プリズム４３３及び第２プリズム４３２を介して、色分離層４３５に入射される。そして、色分離層４３５により反射され、第２プリズム４３２の出射面Ｍ３２から出射される。すなわち、光源部４１から出射された青色光ＢＬは、偏光変換素子４３、波長変換素子４６を介して、出射面Ｍ３１，Ｍ３２からｓ偏光成分の蛍光ＹＬ、及び、ｐ偏光成分の青色光ＢＬとして出射される。
このような構成により、青色光ＢＬの偏光成分（ｐ偏光成分）と、蛍光ＹＬの偏光成分（ｓ偏光成分）とは、異なった状態で偏光変換素子４３Ｂの均一化装置５に対向する略全面から当該均一化装置５に向けて出射される。
【００７３】
［第３実施形態の効果］
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
本実施形態では、偏光分離層４３６を透過し、偏光変換素子４３Ｂ外に出射された青色光ＢＬを拡散反射させる拡散部材６３Ｂと、偏光変換素子４３Ｂと拡散部材６３Ｂとの間に配置される位相差板４４を備えているので、偏光分離層４３６を透過したｐ偏光成分の青色光ＢＬが、当該位相差板４４を最初に通る際に、直線偏光から左右いずれかの方向（例えば、左方向）に回転する略円偏光に変換されて上記拡散部材６３Ｂに入射される。この偏光分離層４３６により、上記第２偏光光（青色光）が拡散された状態で反射され、上記左右いずれかの方向とは反対方向（例えば、右方向）に回転する略円偏光として、再度、位相差板４４に入射される。この場合、第２偏光光（青色光）は、当該略円偏光から直線偏光に変換されることにより、ｓ偏光の直線偏光として、上記偏光変換素子４３Ｂに入射される。この偏光変換素子４３Ｂに入射されたｓ偏光の青色光ＢＬは、偏光分離層４３６により、上記第２方向とは反対方向に反射される。従って、青色光ＢＬ１を出射させる青色光源部６を設けなくても、青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬを上記出射面Ｍ３１，Ｍ３２から確実に出射させることができる。
【００７４】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を備えるが、光源装置の構成、具体的には、上記偏光変換素子が反射層を備える点、及び、上記波長変換素子が蛍光体層とともに拡散層を備える点において、上記プロジェクター１と相違する。
なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図５は、本実施形態に係るプロジェクターの光源装置４Ｃの概略を示す概略図である。
光源装置４Ｃは、上記光源装置４と同様に、アフォーカルレンズ４２、本発明の第２波長板に相当する位相差板４４、及びピックアップレンズ４５を備える他、上記光源部４１に代えて上記光源部４１Ｂを備える。また、光源装置４Ｃは、上記第２集光レンズ６４を備える。更に、光源装置４Ｃは、上記偏光変換素子４３に代えて、偏光変換素子４３Ｃを備える。
この偏光変換素子４３Ｃは、偏光分離層４３６を透過したｐ偏光成分の青色光ＢＬが入射され、当該青色光ＢＬを波長変換素子４６Ｃに向けて反射させる反射層４３９、並びに、当該反射層４３９を内部に備える第５プリズム４３８Ａ及び第６プリズム４３８Ｂを備える。この第５プリズム４３８Ａ及び第６プリズム４３８Ｂは、上記第１〜第４プリズム４３１〜４３４と同形状であり、互いの傾斜面が対向するように固定されている。このため、第５プリズム４３８Ａ及び第６プリズム４３８Ｂの傾斜面に配置される反射層４３９も上記色分離層４３５及び偏光分離層４３６と同方向に傾斜している。
すなわち、本実施形態の偏光変換素子４３Ｃは、色分離層４３５、偏光分離層４３６及び位相差層４３７に加えて、反射層４３９が第１〜第６プリズム４３１〜４３４，４３８Ａ，４３８Ｂにより一体化されている。
なお、この第６プリズム４３８Ｂは、上記偏光分離層４３６を透過して反射層４３９に反射された青色光ＢＬが出射され、再度、入射される上記第２方向側の面である入出射面Ｍ５を備える。
【００７６】
図６は、本実施形態に係る波長変換素子４６Ｃを光入射側から見た平面図である。
光源装置４Ｃは、上記波長変換素子４６に代えて波長変換素子４６Ｃを備える。この波長変換素子４６Ｃは、図５及び図６に示すように、上記励起光（青色光ＢＬ）のうち、ｐ偏光成分の青色光ＢＬが入射され、当該青色光ＢＬを拡散させる拡散層４６５と、蛍光体層４６３Ｃを備える。具体的に、基材４６１上には、ドーナツ状に拡散層４６５が形成され、当該拡散層４６５の中央部分に蛍光体層４６３Ｃが形成されている。
なお、基材４６１、反射層４６２、蛍光体層４６３Ｃ及び拡散層４６５は、本発明の蛍光体ホイールに相当する。
【００７７】
これらのうち、拡散層４６５は、本発明の拡散反射部に相当し、入射された青色光ＢＬを拡散反射させる機能を有する。この拡散層４６５は、偏光変換素子４３Ｃの反射層４３９、すなわち、入出射面Ｍ５に対向する位置に配置される。
このような構成により、波長変換素子４６Ｃの拡散層４６５に入射された青色光ＢＬは、当該拡散層４６５により拡散（散乱）され、反射層４６２に反射されて入出射面Ｍ５を介して反射層４３９に向けて出射される。
また、拡散層４６５と偏光変換素子４３Ｃの入出射面Ｍ５との間には、位相差板４４及び第２集光レンズ６４が配置される。これらのうち、位相差板４４は、上記第１実施形態と異なり、反射層４３９を保持する第６プリズム４３８Ｂに対向する位置に配置される。
なお、本実施形態においては、位相差板４４は、第２波長板に相当する。
【００７８】
本実施形態に係る光源装置４Ｃにおいて、光源部４１Ｂからｓ偏光成分及びｐ偏光成分を含む青色光ＢＬが出射されると、当該青色光ＢＬは、上記第１実施形態と同様に、アフォーカルレンズ４２を介して、入射面Ｍ１から入射され、色分離層４３５を通過し、偏光分離層４３６に入射される。
ここで、ｐ偏光成分の青色光ＢＬは、偏光分離層４３６を透過し、第４プリズム４３４及び第５プリズム４３８Ａを介して反射層４３９に入射される。そして、反射層４３９により反射された当該青色光ＢＬは、入出射面Ｍ５から出射され、位相差板４４及び第２集光レンズ６４を介して波長変換素子４６Ｃの拡散層４６５に入射される。この青色光ＢＬは、拡散層４６５により拡散され、第２集光レンズ６４及び位相差板４４を介して入出射面Ｍ５にｓ偏光成分の青色光ＢＬとして入射される。そして、ｓ偏光成分の青色光ＢＬは、反射層４３９により反射され、第５プリズム４３８Ａ及び第４プリズム４３４を介して、偏光分離層４３６入射される。この青色光ＢＬは、偏光分離層４３６により反射され、第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１から出射される。そして、位相差層４３７により偏光方向を９０°回転させられ、ｐ偏光の青色光ＢＬとして均一化装置５に向けて出射される。
【００７９】
一方、光源部４１Ｂから出射された青色光ＢＬのうち、ｓ偏光成分の青色光ＢＬは、偏光分離層４３６により反射され、入出射面Ｍ２を介して波長変換素子４６に向けて出射される。このｓ偏光成分の青色光ＢＬは、ピックアップレンズ４５を介して、波長変換素子４６Ｃの蛍光体層４６３Ｃに入射される。そして、青色光ＢＬに基づく蛍光ＹＬが波長変換素子４６Ｃの蛍光体層４６３Ｃから出射され、ピックアップレンズ４５を介して、再度、入出射面Ｍ２に入射される。
なお、本実施形態においても、蛍光体層４６３に入射された青色光ＢＬの殆どが蛍光ＹＬに変換されるものとして説明する。上記蛍光ＹＬはランダムな偏光であるため、当該蛍光ＹＬのうち、ｐ偏光成分の蛍光ＹＬは、偏光分離層４３６を透過し、上記青色光ＢＬと同様に、第４プリズム４３４を介して、当該第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１から出射される。そして、ｐ偏光成分の蛍光ＹＬは、位相差層４３７により偏光方向が９０°回転され、ｓ偏光成分の蛍光ＹＬが当該位相差層４３７から出射される。
【００８０】
一方、蛍光ＹＬのうち、ｓ偏光成分の蛍光ＹＬは、偏光分離層４３６により反射される。この偏光分離層４３６により反射された蛍光ＹＬは、第３プリズム４３３及び第２プリズム４３２を介して、色分離層４３５に入射される。そして、色分離層４３５により反射され、第２プリズム４３２の出射面Ｍ３２から出射される。すなわち、光源部４１Ｂから出射された青色光ＢＬは、偏光変換素子４３、波長変換素子４６を介して、出射面Ｍ３１，Ｍ３２からｓ偏光成分の蛍光ＹＬ、及び、ｐ偏光成分の青色光ＢＬとして出射される。
このような構成により、青色光ＢＬの偏光成分（ｐ偏光成分）と、蛍光ＹＬの偏光成分（ｓ偏光成分）とは、異なった状態で偏光変換素子４３Ｂの均一化装置５に対向する略全面から当該均一化装置５に向けて出射される。
【００８１】
［第４実施形態の効果］
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の効果を奏する他、以下の効果を奏する。
波長変換素子４６Ｃの基材４６１上には、蛍光体層４６３Ｃ及び拡散層４６５が形成され、偏光変換素子４３Ｃがｐ偏光成分の青色光ＢＬを拡散層４６５に向けて反射させる反射層４３９を有しているので、拡散層４６５に入射されたｐ偏光成分の青色光ＢＬは、当該拡散層４６５に向けて反射され、当該反射層４３９を介して偏光分離層４３６に入射されるので、偏光変換素子４３Ｃに入射された青色光ＢＬのｐ偏光成分及びｓ偏光成分のいずれもが、上記第２方向に向けて出射され、いずれの偏光成分の青色光ＢＬも、蛍光ＹＬ及び拡散された青色光ＢＬとして上記方向から偏光変換素子４３Ｃに再度入射される。これによれば、上記第３実施形態のように、ｐ偏光成分の青色光ＢＬを拡散させる拡散部材６３Ｂが上記ｐ偏光成分の青色光ＢＬの進行方向に設けられている場合に比べて、光源装置４Ｃを小型化できる。
【００８２】
［実施形態の変形］
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記各実施形態では、色分離層４３５及び偏光分離層４３６は、それぞれ第１〜第４プリズム４３１〜４３４の内部に形成されていることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、色分離層４３５及び偏光分離層４３６の少なくともいずれかは、第１〜第４プリズム４３１〜４３４の内部に形成されていなくてもよい。この場合、固定部材等を別途設け、色分離層４３５、偏光分離層４３６及び位相差層４３７を一体化すればよい。この場合であっても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
また、第４実施形態においては、反射層４３９が第５プリズム４３８Ａ及び第６プリズム４３８Ｂの内部に形成されていることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、反射層４３９は、第５プリズム４３８Ａ及び第６プリズム４３８Ｂの内部に形成されていなくてもよい。
【００８３】
上記第３実施形態では、偏光分離層４３６は、ｐ偏光成分の光（青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬ）を透過させ、当該透過したｐ偏光成分の光は、波長変換素子４６に入射され、ｓ偏光成分の光（青色光ＢＬ及び蛍光ＹＬ）を反射させ、当該反射したｓ偏光成分の光は、拡散部材６３Ｂに入射されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、波長変換素子４６にｓ偏光成分の光が入射され、拡散部材６３Ｂにｐ偏光成分の光が入射されるようにしてもよい。この場合、光源部４１から出射される光をｐ偏光の光とすればよい。このような場合であっても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８４】
上記第１及び第３実施形態では、光源装置４，４Ａ，４Ｂは、位相差板４４を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、光源装置４，４Ａ，４Ｂは、位相差板４４を備えなくてもよい。この場合であっても、上記第１及び第３実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８５】
上記各実施形態では、蛍光体層４６３及び反射層４６２は、微細な凹凸を有していることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、蛍光体層４６３及び反射層４６２が微細な凹凸を有していなくてもよいし、更に大きな凹凸を有していてもよい。
【００８６】
上記各実施形態では、第４プリズム４３４の出射面Ｍ３１側に位相差層４３７を配置することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、第２プリズム４３２の出射面Ｍ３２側に位相差層４３７を配置してもよい。この場合であっても、上記各実施形態と同様の効果を奏することができる。特に、第１実施形態のプロジェクター１においては、ｐ偏光成分の青色光ＢＬ及びｐ偏光成分の蛍光ＹＬを出射面Ｍ３１，Ｍ３２から出射させることができるので、当該出射面Ｍ３１，Ｍ３２から出射される光の偏光方向を揃えることができる。
【００８７】
上記第１実施形態では、アレイ光源４１１は、波長領域が４４５ｎｍのｓ偏光成分の青色光ＢＬを出射することとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、アレイ光源４１１は、上記波長領域４４５ｎｍのｓ偏光成分の青色光ＢＬに加えて、所定波長領域以下の青色光ＢＬを出射させるようにしてもよい。この場合、上記色分離層４３５が、青色光ＢＬの波長領域における所定波長未満の光を反射させ、当該所定波長以上の色光を透過させる構成であるため、当該色分離層４３５に、当該所定波長未満の青色光ＢＬと当該所定波長以上の青色光ＢＬとが含まれる青色光を入射させることにより、偏光変換素子４３から出射される光の全領域に青色光及び上記第１色光（蛍光ＹＬ及び青色光ＢＬ）を含ませるようにしてもよい。
【００８８】
上記各実施形態では、光源装置４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃは、励起光源としてアレイ光源４１１，４１１Ｂを備え、波長変換素子４６の蛍光体層４６３，４６３Ｃは、ＹＡＧ蛍光体を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、蛍光体層４６３，４６３Ｃは、ＹＡＧ蛍光体に代えてＲＧ蛍光体を備えてもよい。また、励起光源としてアレイ光源４１１，４１１Ｂに代えてＵＶ光を照射するＵＶ光源を備えてもよい。この場合、蛍光体としてＲＧＢ蛍光体を備えるようにすればよい。
【００８９】
上記各実施形態では、光学ユニット３における各光学部品の配置は、図１に示す構成とした。しかしながら、本発明は、これに限らない。このような光学ユニット３の配置は、適宜変更可能であり、例えば、平面視略Ｌ字形状を有する構成や、平面視略Ｕ字形状を有する構成を採用してもよい。
【００９０】
上記各実施形態では、プロジェクター１は、３つの光変調装置３４（３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ）を備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、あるいは、４つ以上の光変調装置を用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
また、光変調装置として、デジタルマイクロミラーデバイス等、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１…プロジェクター、２…外装筐体、３…光学ユニット、３１…照明装置、３２…色分離装置、３４，３４Ｒ，３４Ｇ，３４Ｂ…光変調装置、３６…投射光学装置、４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ…光源装置、４１，４１Ｂ…光源部、４１１，４１１Ｂ…アレイ光源、４１１１…半導体レーザー、４１２…コリメータ光学系、４１２１…コリメータレンズ、４２…アフォーカルレンズ、４２１…レンズ、４２２…レンズ、４３，４３Ａ,４３Ｂ，４３Ｃ…偏光変換素子、４３１…第１プリズム（第１プリズム）、４３２…第２プリズム（第１プリズム）、４３３…第３プリズム（第２プリズム）、４３４…第４プリズム（第２プリズム）、４３５，４３５Ａ…色分離層、４３６…偏光分離層、４３７…位相差層、４３８Ａ…第５プリズム、４３８Ｂ…第６プリズム、４３９…反射層、４４…位相差板（第１波長板及び第２波長板）、４５…ピックアップレンズ、４５２…レンズ、４６，４６Ｃ…波長変換素子、４６１…基材、４６２…反射層、４６３，４６３Ｃ…蛍光体層、４６４…モーター、４６５…拡散層、５…均一化装置、５１…アフォーカル装置、５１１…凹レンズ、５１２…凸レンズ、５２…第１レンズアレイ、５２１…第１レンズ、５３…第２レンズアレイ、５３１…第２レンズ、５４…重畳レンズ、６１１…アレイ光源（青色光源）、６３…拡散部材（拡散板）、６３２…拡散層、６３Ｂ…拡散部材（拡散反射部）、ＢＬ…青色光（第２色光）、ＢＬ１…青色光、Ｍ１…入射面、Ｍ２…入出射面、Ｍ３１…出射面、Ｍ３２…出射面、Ｍ４…入射面、Ｍ４１…入出射面、Ｍ５…入出射面、ＷＬ…照明光、ＹＬ…蛍光（第１色光）。
【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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